CN111047934A - 一种试卷制作及自动批改系统 - Google Patents

Abstract

一种试卷制作及自动批改系统，它涉及教育信息化技术领域。试卷自动批改系统它包含带点码的试卷、智能笔、客户端、内容处理服务器、识别服务器、批改服务器；带点码的试卷用于书写作答；智能笔用于在带点码的试卷上书写作答和储存书写的数据，并将书写的数据传输至客户端，智能笔与客户端通过蓝牙连接；客户端用于接收智能笔书写的数据，将书写数据自动传输至内容处理服务器，还用于接收内容处理服务器数据处理后的结果显示，客户端和内容处理服务器通过网络连接；内容处理服务器用于接收、储存、提取和还原每个答题区的书写数据，并将书写的数据传输至识别服务器，内容处理服务器和识别服务器通过网络连接；识别服务器用于识别书写的数据，并将识别的内容传输至批改服务器，识别服务器和批改服务器通过网络连接；批改服务器用于根据批改规则将识别的内容与标准答案进行对比打分，并将批改结果返回内容处理服务器储存，内容处理服务器和批改服务器通过网络连接。

Description

一种试卷制作及自动批改系统

技术领域

本发明涉及教育信息化技术领域，特别是涉及基于智能笔在带点码试卷上书写作答的试卷自动批改系统。

背景技术

随着互联网技术的不断发展，利用教育信息化手段提高试卷批改效率成为技术趋势。目前主要方式是学生在平板电脑上触摸选项直接作答，然后由系统进行自动批改。但由于长时间使用平板电脑对学生视力造成严重损害；教育部联合国家卫生健康委等有关部门研究制定了《综合防控儿童青少年近视实施方案》,并向相关部门和社会广泛征求意见。方案提出了防控儿童青少年近视的阶段性目标,明确了家庭、学校、医疗卫生机构等各方面责任,并决定建立全国儿童青少年近视防控工作评议考核制度。教育部发文限制控制一种产品使用时长，原则上采用纸质书写。

而传统纸质书写方式难以实现教育信息化问题，传统纸质的试卷需要老师人工批改试卷、人工计分、人工统计、记载，这都需要耗费批卷老师大量的时间，也会对导致老师批卷效率下降。特别是对学生错题的统计和分析这需要耗费大量的时间，对学生的错题也不能进行统计。

发明内容

本发明的目的在于针对传统试卷的缺陷和不足，提供一种智能纸笔书写试卷的自动批改系统，解决在不改变传统试卷纸质书写的使用模式下，实现教育信息化，为教师减轻批阅负担；帮助学生在学习过程中产生的数据进行有效统计存储并反馈。

为实现上述目的，本发明提供一种试卷制作及自动批改系统，它包含：带点码的试卷1、智能笔2、客户端3、内容处理服务器4、识别服务器5、批改服务器6，带点码的试卷1用于书写作答；智能笔用于在带点码的试卷上书写作答和储存书写的数据，并将书写的数据传输至客户端，智能笔与客户端通过蓝牙连接；客户端3用于接收智能笔书写的数据，将书写数据自动传输至内容处理服务器，还用于接收内容处理服务器数据处理后的结果显示，客户端和内容处理服务器通过网络连接；内容处理服务器4用于接收、储存、提取和还原每个答题区的书写笔迹，并将书写的笔迹传输至识别服务器，内容处理服务器和识别服务器通过网络连接；识别服务器5用于识别书写的数据，并将识别的内容传输至批改服务器，识别服务器和批改服务器通过网络连接；批改服务器6根据批改规则将识别的内容与标准答案进行对比打分，并将批改结果返回内容处理服务器储存，内容处理服务器4和批改服务器6通过网络连接。

采用上述技术方案后，本发明有益效果为：它不改变传统纸质书写习惯；实现试卷自动批改；对学生学习过程中产生的数据进行有效存储、规范、并形成可分析数据；可以大大提高老师批卷的速度和效率，降低老师的工作强度，也能对学生的错题自动分析、自动保存，降低学生及学生家长的劳动强度。

附图说明

图1是本发明的系统框架图；

图2是本发明中带点码的试卷1的制作流程；

图3是本发明中客户端3的功能及应用流程；

图4是本发明中智能笔2的信息采集方式流程。

图5是本发明中试卷自动批改系统识别批改流程；

具体实施方式

参看图1所示，本具体实施方式采用的技术方案是：它包含：带点码的试卷1、智能笔2、客户端3、内容处理服务器4、识别服务器5、批改服务器6，带点码的试卷1用于书写作答；智能笔用于在带点码的试卷上书写作答和储存书写的数据，并将书写的数据传输至客户端，智能笔与客户端通过蓝牙连接；客户端3用于接收智能笔书写的数据，将书写数据自动传输至内容处理服务器，还用于接收内容处理服务器数据处理后的结果显示，客户端和内容处理服务器通过网络连接；内容处理服务器4用于接收、储存、提取和还原每个答题区的书写笔迹，并将书写的笔迹传输至识别服务器，内容处理服务器和识别服务器通过网络连接；识别服务器5用于识别书写的数据，并将识别的内容传输至批改服务器，识别服务器和批改服务器通过网络连接；批改服务器6根据批改规则将识别的内容与标准答案进行对比打分，并将批改结果返回内容处理服务器储存，内容处理服务器4和批改服务器通过6网络连接。

参考图2，所述的带点码的试卷1的制作步骤为：

步骤1，将试卷的原始PDF文件上传到本系统的操作后台；

步骤2，根据上传的PDF文件在操作后台生成图片，在图片上画出每个答题区域；

步骤3，在答题区录入详细的信息，其中包含题型、分数、答案、识别类型；

步骤4，在后台服务器生成带点码的PDF文件，文件上印有一层不可见的点阵图案，基础点阵码应为3*3方阵，点码方阵中每个点应至少包含4种以上状态(依据所处位置)，点码方阵中每个点码间距为0.03mm以下，每页PDF上的点码都不相同，用于辨别书写数据；

步骤5，将带点码的PDF文件下载，并印刷，完成试卷与系统的关联。

参看图3，本具体实施方式中客户端3功能及应用流程步骤如下：

步骤1，用户需在客户端完成注册，个人档案存储到内容处理服务器；

步骤2，个人档案与所用的智能笔绑定，智能笔内置唯一识别号，系统根据该编号的智能笔所书写的数据进行处理；

步骤3，智能笔在带点码的试卷上书写，数据上传至客户端，智能笔与客户端通过蓝牙连接；

步骤4，客户端接收智能笔上传的数据，并将此数据通过网络上传至内容处理服务器进行处理；

步骤5，内容处理服务器4对上传的数据处理后，将处理后的结果返回到客户端步骤4展示；通过客户端页面交互，用户可查看书写的笔迹、书写笔迹的回放功能、题目书写作答得分及对错、书写笔迹的时间、查看所书写作答的题目得分及时间统计分析情况、根据科目查看错题集。

参看图4，本具体实施方式中智能笔2的信息采集方式流程如下：

步骤1，笔芯用于在带点码的试卷上书写，并与书写检测器连接，书写时笔芯触动书写检测器，自动打开电源开关，使智能笔处于工作状态，笔芯可以使用油性、中性的圆珠笔和水笔，可以进行更换；

步骤2，电源用于为整支智能笔提供电能，可以手动开启关闭电源；

步骤3，书写检测器用于检测智能笔是否处于开机书写状态，书写检测器可通过检测笔尖对纸面压力和笔记留存，根据以上两项指标中的一种完成对智能笔是否处于开机书写状态的判断；

步骤4，高速摄像头用于在书写检测器判定智能笔正处于开机书写状态时开启，对笔尖处所处点码坐标进行连续扫描记录，形成书写轨迹数据，高速摄像头每秒扫描速度50次以上，每次扫描区域至少可覆盖一组点码方阵；

步骤5，处理芯片用于对高速摄像头所采集的书写轨迹信息进行解码处理，解析坐标信息，并根据此坐标对当前书写的页码编号进行判断；

步骤6，存储器用于暂时存储书写轨迹信息；

步骤7，通讯模块用于与客户端进行蓝牙连接，将存储器中的数据上传客户端。

参看图5，本具体实施方式的试卷自动批改系统识别批改流程步骤如下：

步骤1，内容处理服务器根据每页试卷的点码不同，将每页的数据分离；

步骤2，每一页的数据根据答题区域的点码坐标将数据再次分离；

步骤3，将每个答题区域的数据通过算法还原；

步骤4，记录用户书写数据的时间；

步骤5，将每个答题区信息(题型、识别类型)和书写数据通过网络上传至识别服务器进行识别；

步骤6，识别服务器将根据答题区信息(题型、识别类型)选择对应的识别库进行识别；

上述中的识别库包含：英文大字母库，用于所有科目选择题的书写笔迹识别；中文库，用于答题区答案是中文时，用中文库识别书写笔迹；英文库，用于答题区答案是英文时，用英文库识别书写笔迹；数字库，用于答题区答案是数字时，用数字库识别书写笔迹；公式库，用于答题区答案是公式时，用公式库识别书写笔迹；符号库，用于答题区答案是符号时，用符号库识别书写笔迹；中文加公式库，用于答题区答案是中文和公式混合时，用中文加公式库识别书写笔迹；中文、英文、数字、符号混合库，用于答题区答案中有以上其中两种以上时，用中文、英文、数字、符号混合库识别书写笔迹；

步骤7，识别服务器通过网络将识别结果传送至批改服务器进行打分；

步骤8，批改服务器将根据答题区信息(科目、题型、答案、分数)选择对应的批改规则打分；

上述中批改规则包含忽略空格、忽略标点符号、忽略英文大小写、去除重复字符、字符相识度对比、忽略答案顺序、关键字的包含判断；

步骤9，将数据返回内容服务器保存。

本具体实施方式，它不改变传统纸质书写习惯；实现试卷自动批改；对学生学习过程中产生的数据进行有效存储、规范、并形成可分析数据；可以大大提高老师批卷的速度和效率，降低老师的工作强度，也能对学生的错题自动分析、自动保存，降低学生及学生家长的劳动强度。

以上所述，仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其它修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (5)

1.一种试卷制作及自动批改系统，其特征在于，它包含：带点码的试卷(1)、智能笔(2)、客户端(3)、内容处理服务器(4)、识别服务器(5)、批改服务器(6)，带点码的试卷(1)用于书写作答；智能笔用于在带点码的试卷上书写作答和储存书写的数据，并将书写的数据传输至客户端，智能笔与客户端通过蓝牙连接；客户端(3)用于接收智能笔书写的数据，将书写数据自动传输至内容处理服务器，还用于接收内容处理服务器数据处理后的结果显示，客户端和内容处理服务器通过网络连接；内容处理服务器(4)用于接收、储存、提取和还原每个答题区的书写笔迹，并将书写的笔迹传输至识别服务器，内容处理服务器和识别服务器通过网络连接；识别服务器(5)用于识别书写的数据，并将识别的内容传输至批改服务器，识别服务器和批改服务器通过网络连接；批改服务器(6)根据批改规则将识别的内容与标准答案进行对比打分，并将批改结果返回内容处理服务器储存，内容处理服务器(4)和批改服务器(6)通过网络连接。

2.根据权利要求1所述的一种试卷制作及自动批改系统，其特征在于，所述带点码的试卷(1)的制作步骤为：

步骤1，将试卷的原始PDF文件上传到本系统的操作后台；

步骤2，根据上传的PDF文件在操作后台生成图片，在图片上画出每个答题区域；

步骤3，在答题区录入详细的信息，其中包含题型、分数、答案、识别类型；

步骤4，在后台服务器生成带点码的PDF文件，文件上印有一层不可见的点阵图案，基础点阵码应为3*3方阵，点码方阵中每个点应至少包含4种以上状态(依据所处位置)，点码方阵中每个点码间距为0.03mm以下，每页PDF上的点码都不相同，用于辨别书写数据；

步骤5，将带点码的PDF文件下载，并印刷，完成试卷与系统的关联。

3.根据权利要求1所述的一种试卷制作及自动批改系统，其特征在于，所述客户端3的功能及应用流程步骤如下：

步骤1，用户需在客户端完成注册，个人档案存储到内容处理服务器；

步骤2，个人档案与所用的智能笔绑定，智能笔内置唯一识别号，系统根据该编号的智能笔所书写的数据进行处理；

步骤3，智能笔在带点码的试卷上书写，数据上传至客户端，智能笔与客户端通过蓝牙连接；

步骤4，客户端接收智能笔上传的数据，并将此数据通过网络上传至内容处理服务器进行处理；

步骤5，内容处理服务器(4)对上传的数据处理后，将处理后的结果返回到客户端步骤4展示；通过客户端页面交互，用户可查看书写的笔迹、书写笔迹的回放功能、题目书写作答得分及对错、书写笔迹的时间、查看所书写作答的题目得分及时间统计分析情况、根据科目查看错题集。

4.根据权利要求1所述的一种试卷制作及自动批改系统，其特征在于，所述智能笔(2)的信息采集方式流程如下：

步骤1，笔芯用于在带点码的试卷上书写，并与书写检测器连接，书写时笔芯触动书写检测器，自动打开电源开关，使智能笔处于工作状态，笔芯可以使用油性、中性的圆珠笔和水笔，可以进行更换；

步骤2，电源用于为整支智能笔提供电能，可以手动开启关闭电源；

步骤3，书写检测器用于检测智能笔是否处于开机书写状态，书写检测器可通过检测笔尖对纸面压力和笔记留存，根据以上两项指标中的一种完成对智能笔是否处于开机书写状态的判断；

步骤4，高速摄像头用于在书写检测器判定智能笔正处于开机书写状态时开启，对笔尖处所处点码坐标进行连续扫描记录，形成书写轨迹数据，高速摄像头每秒扫描速度50次以上，每次扫描区域至少可覆盖一组点码方阵；

步骤5，处理芯片用于对高速摄像头所采集的书写轨迹信息进行解码处理，解析坐标信息，并根据此坐标对当前书写的页码编号进行判断；

步骤6，存储器用于暂时存储书写轨迹信息；

步骤7，通讯模块用于与客户端进行蓝牙连接，将存储器中的数据上传客户端。

5.一种试卷制作及自动批改系统，其特征在于试卷自动批改系统识别批改流程步骤如下：

步骤1，内容处理服务器根据每页试卷的点码不同，将每页的数据分离；

步骤2，每一页的数据根据答题区域的点码坐标将数据再次分离；

步骤3，将每个答题区域的数据通过算法还原；

步骤4，记录用户书写数据的时间；

步骤5，将每个答题区信息(题型、识别类型)和书写数据通过网络上传至识别服务器进行识别；

步骤6，识别服务器将根据答题区信息(题型、识别类型)选择对应的识别库进行识别；上述中的识别库包含：英文大字母库，用于所有科目选择题的书写笔迹识别；中文库，用于答题区答案是中文时，用中文库识别书写笔迹；英文库，用于答题区答案是英文时，用英文库识别书写笔迹；数字库，用于答题区答案是数字时，用数字库识别书写笔迹；公式库，用于答题区答案是公式时，用公式库识别书写笔迹；符号库，用于答题区答案是符号时，用符号库识别书写笔迹；中文加公式库，用于答题区答案是中文和公式混合时，用中文加公式库识别书写笔迹；中文、英文、数字、符号混合库，用于答题区答案中有以上其中两种以上时，用中文、英文、数字、符号混合库识别书写笔迹；

步骤7，识别服务器通过网络将识别结果传送至批改服务器进行打分；

步骤8，批改服务器将根据答题区信息(科目、题型、答案、分数)选择对应的批改规则打分；

上述中批改规则包含忽略空格、忽略标点符号、忽略英文大小写、去除重复字符、字符相识度对比、忽略答案顺序、关键字的包含判断；

步骤9，将数据返回内容服务器保存。

Images