Phần mềm thiết kế và chấm điểm tự động biểu mẫu thi trắc nghiệm
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (5.18 MB, 123 trang )
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ PHẦN MỀM
NGUYỄN QUỐC BẢO - NGUYỄN PHÚ CƯỜNG
PHẦN MỀM THIẾT KẾ VÀ CHẤM ĐIỂM
TỰ ĐỘNG BIỂU MẪU THI TRẮC NGHIỆM
KHÓA LUẬN CỬ NHÂN TIN HỌC
TP. HCM, 2005
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN
BỘ MÔN CÔNG NGHỆ PHẦN MỀM
NGUYỄN QUỐC BẢO - 0112172
NGUYỄN PHÚ CƯỜNG - 0112177
PHẦN MỀM THIẾT KẾ VÀ CHẤM ĐIỂM
TỰ ĐỘNG BIỂU MẪU THI TRẮC NGHIỆM
KHÓA LUẬN CỬ NHÂN TIN HỌC
GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
Th.s TRẦN ĐỨC DUẨN
NIÊN KHÓA 2001 - 2005
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
NHẬN XÉT CỦA GIÁO VIÊN PHẢN BIỆN
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
.......................................................................................................................................
LỜI CẢM ƠN
[\
Chúng em xin cảm ơn Khoa Công Nghệ Thông Tin, trường Đại Học Khoa
Học Tự Nhiên TPHCM đã tạo rất nhiều điều kiện thuận lợi cho chúng em thực hiện
đề tài này.
Chúng em cũng xin được gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến thầy Trần Đức
Duẩn, người đã luôn tận tình chỉ bảo và hướng dẫn nhóm chúng em trong suốt thời
gian nghiên cứu vừa qua.
Bên cạnh đó, chúng em cũng rất cả
m ơn các Thầy Cô trong Khoa đã tận tình
giảng dạy và trang bị cho chúng em thật nhiều kiến thức bổ ích trong các năm học
vừa qua, góp phần rất lớn vào việc nghiên cứu thành công luận văn này.
Ngoài ra cũng xin được gửi lời cảm ơn đến hai bạn Phạm Thị Minh Chung
(0112054) và Nguyễn Ngọc Duy Quang (0112194) trong việc đã hỗ trợ các trang
thiết bị cần thiết cho quá trình thực hiện đề tài.
Cuối cùng, chúng em xin gửi lòng bi
ết ơn sâu sắc đến cha mẹ chúng em, các
bậc sinh thành đã có công nuôi dưỡng và dạy dỗ cho chúng em đến ngày hôm nay,
những người đã luôn hết lòng tận tụy chăm sóc, ủng hộ và động viên chúng em
trong lúc khó khăn cũng như trong suốt thời gian học tập và nghiên cứu.
Dù đã cố gắng hoàn thành thật tốt luận văn trong phạm vi yêu cầu, nhưng
chúng em biết có những thiếu sót chắc chắn không thể tránh khỏi. Chúng em mong
sẽ nhậ
n được sự thông cảm và tận tình chỉ bảo của quý Thầy Cô và các bạn.
TP.Hồ Chí Minh, tháng 7 năm 2005
Nhóm sinh viên thực hiện:
Nguyễn Phú Cường - Nguyễn Quốc Bảo
Phần mềm thiết kế và chấm điểm tự động biểu mẫu thi trắc nghiệm
- 1 -
MỤC LỤC
WX
MỤC LỤC..................................................................................................................1
DANH MỤC CÁC HÌNH.........................................................................................5
DANH MỤC CÁC BẢNG ........................................................................................7
LỜI MỞ ĐẦU............................................................................................................9
Chương 1: TỔNG QUAN.......................................................................................11
1.1 Yêu cầu thực tế và lý do thực hiện đề tài: .......................................................11
1.2 Mục tiêu của đề tài:.........................................................................................12
1.3 Giải pháp hiện có:...........................................................................................12
1.4 Hướng tiếp cận của luận văn ..........................................................................13
1.5 Nội dung thực hiện của đề tài: ........................................................................14
Chương 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT...........................................................................16
2.1 Lý thuyết cho phần thiết kế biễu mẫu thi trắc nghiệm:...................................17
2.1.1 Phân tích các thành phần trên biểu mẫu trắc nghiệm: ..............................17
2.1.2 Tổ chức dữ liệu để biểu diễn và lưu trữ biểu mẫu....................................22
2.2 Lý thuyết cho phần chấm điểm tự động: .........................................................24
2.2.1 Tóm tắt quá trình thực hiện của phần chấm điểm tự động .......................24
2.2.2 Sơ Lược Các Lý Thuyết Về Xử Lý Ảnh Và Nhận Dạng .........................27
2.2.2.1 Xử lý ảnh:...........................................................................................27
2.2.2.1.1 Các thao tác xử lý ảnh cơ bản: ...................................................27
2.2.2.1.2 Tô màu bằng thuật toán dựa theo dòng quét cải tiến ................28
2.2.2.2 Nhận dạng: .........................................................................................32
2.2.2.2.1 Nhận dạng bốn góc của bài thi bằng thuật toán Hough
Transform..................................................................................................32
2.2.2.2.2 Kiểm tra vùng tô ........................................................................39
2.2.2.2.3 Mạng nơ ron và ứng dụng vào nhận dạng chữ viết tay in..........42
Chương 3: THIẾT KẾ CHƯƠNG TRÌNH...........................................................45
3.1 PHÂN TÍCH: ...................................................................................................45
3.2 XÁC ĐỊNH YÊU CẦU:....................................................................................46
3.3 XÂY DỰNG MÔ HÌNH USE-CASE:...............................................................47
3.3.1 Xác định Actor và Use-Case: ...................................................................47
3.3.2 Mô hình Use-case: ....................................................................................47
3.3.3 Đặc tả Use-case: .......................................................................................48
3.3.3.1 THIETKEBIEUMAU:.......................................................................48
3.3.3.1.1 TAOMOI:...................................................................................49
3.3.3.1.2 SUABIEUMAU:........................................................................49
3.3.3.1.3 CHONDOITUONG: ..................................................................50
Phần mềm thiết kế và chấm điểm tự động biểu mẫu thi trắc nghiệm
- 2 -
3.3.3.1.4 THEMDOITUONGCOBAN: ....................................................50
3.3.3.1.4 THEMDOITUONGDOHOA:....................................................50
3.3.3.1.5 XOADOITUONG:.....................................................................51
3.3.3.1.6 CAPNHATDOITUONG:...........................................................51
3.3.3.2 SOANDAPAN:..................................................................................52
3.3.3.2.1 THEMDAPAN: .........................................................................53
3.3.3.2.2 CAPNHATDAPAN:..................................................................53
3.3.3.2.3 XOADAPAN: ............................................................................54
3.3.3.3 CHAMDIEM: ....................................................................................54
3.3.3.4 QUANLYKYTHI: .............................................................................55
3.3.3.4.1 THEMKYTHI:...........................................................................56
3.3.3.4.2 CAPNHATKYTHI: ...................................................................56
3.3.3.4.3 XOAKYTHI: .............................................................................57
3.3.3.5 QUANLYTHISINH:..........................................................................57
3.3.3.5.1 THEMTHISINH: .......................................................................58
3.3.3.5.2 CAPNHATTHISINH:................................................................58
3.3.3.5.3 XOATHISINH:..........................................................................59
3.3.3.6 QUANLYMONHOC:........................................................................60
3.3.3.6.1 THEMMONHOC: .....................................................................60
3.3.3.6.2 CAPNHATMONHOC:..............................................................61
3.3.3.6.3 XOAMONHOC: ........................................................................61
3.3.3.7 QUANLYBAILAM:..........................................................................62
3.3.3.6.1 THEMMONHOC: .....................................................................63
3.3.3.6.2 CAPNHATMONHOC:..............................................................63
3.3.3.6.3 XOAMONHOC: ........................................................................63
3.4 SƠ ĐỒ LỚP:....................................................................................................64
3.4.1 Sơ đồ:........................................................................................................64
3.4.2 Mô tả một số lớp chính:............................................................................67
3.4.2.1 Lớp Entity: .........................................................................................67
3.4.2.2 Lớp Text:............................................................................................68
3.4.2.3 Lớp TextCell:.....................................................................................69
3.4.2.4 Lớp TextField: ...................................................................................70
3.4.2.5 Lớp ChoiceElement: ..........................................................................71
3.4.2.6 Lớp Choice:........................................................................................72
3.4.2.7 Lớp AnswerCell:................................................................................72
3.4.2.8 Lớp AnswerSheet:..............................................................................74
3.4.2.9 Lớp Line:............................................................................................75
3.4.2.10 Lớp Rect:..........................................................................................76
3.4.2.11 Lớp Ellipse:......................................................................................77
3.4.2.12 Lớp ImageObj:.................................................................................78
3.4.2.13 Lớp Page: .........................................................................................78
3.4.2.14 Lớp Key: ..........................................................................................79
3.4.2.15 Lớp AnswerKey:..............................................................................80
Phần mềm thiết kế và chấm điểm tự động biểu mẫu thi trắc nghiệm
- 3 -
3.4.2.16 Lớp Rate:..........................................................................................81
3.4.2.17 Lớp Estimation:................................................................................81
3.4.2.18 Lớp Sentence:...................................................................................82
3.4.2.19 Lớp Answer:.....................................................................................83
3.4.2.20 Lớp Recognition: .............................................................................83
3.5 Thiết kế cơ sở dữ liệu: .....................................................................................84
3.5.1 Sơ đồ:........................................................................................................84
3.5.2 Mô tả các bảng:.........................................................................................85
3.5.2.1 MauThi:..............................................................................................85
3.5.2.2 KyThi: ................................................................................................89
3.5.2.3 MonThi: .............................................................................................89
3.5.2.4 DeThi: ................................................................................................90
3.5.2.5 BaiLam:..............................................................................................91
3.5.2.6 ThiSinh:..............................................................................................92
3.6 Thiết kế giao diện một số màn hình chính: .....................................................92
3.6.1 Màn hình thiết kế biểu mẫu: .....................................................................92
3.6.2 Màn hình chấm điểm: ...............................................................................93
3.7 Cài đặt:............................................................................................................94
Chương 4: THỰC NGHIỆM, ĐÁNH GIÁ VÀ TỔNG KẾT..............................95
4.1 Thực nghiệm:...................................................................................................95
4.2 Kết quả.............................................................................................................95
4.2.1 Phần thiết kế các biểu mẫu: ......................................................................95
4.2.2 Phần chấm điểm tự động: .......................................................................100
4.3 Đánh giá ........................................................................................................101
4.4 Kết luận .........................................................................................................102
4.5 Hướng phát triển:..........................................................................................102
PHỤ LỤC...............................................................................................................104
PL.1 Các thao tác xử lý ảnh cơ bản:...................................................................104
PL.1.1 Làm xám ảnh:......................................................................................104
PL.1.2 Chuyển sang ảnh nhị phân ...................................................................106
PL.1.3 Xoay ảnh. .............................................................................................108
PL.1.4 Biến đổi tỉ lệ ảnh (Scale)......................................................................110
PL.2 Lý thuyết về mạng nơron ............................................................................111
PL.2.1 Đặt vấn đề ............................................................................................111
PL.2.2 Định nghĩa............................................................................................111
PL.2.3 Sơ lược cấu tạo của mạng nơron..........................................................111
PL.2.4 Quá trình ánh xạ và quá trình học của mạng nơ ron............................112
PL.2.4.1 Quá trình ánh xạ ............................................................................112
PL.2.4.2 Quá trình học .................................................................................113
PL.2.4.3 Lan truyền ngược sai số ................................................................114
PL.2.5 Hàm truyền...........................................................................................115
PL.2.6 Khởi tạo trọng ......................................................................................116
Phần mềm thiết kế và chấm điểm tự động biểu mẫu thi trắc nghiệm
- 4 -
PL.2.7 Vấn đề quá khớp ..................................................................................116
TÀI LIỆU THAM KHẢO ....................................................................................118
Phần mềm thiết kế và chấm điểm tự động biểu mẫu thi trắc nghiệm
- 5 -
DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 2-1: Mô hình chung cho toàn bộ phần mềm ...............................................16
Hình 2-2 : Mẫu bài thi TOEFL..............................................................................18
Hình 2-3: Mẫu thi của kỳ thi sát hạch Nhật Bản .................................................19
Hình 2-4: Phần văn bản trong đề thi mẫu ............................................................20
Hình 2-5: Phần ghi tên thí sinh trong đề thi mẫu ................................................21
Hình 2-6: Phần ghi mã số thí sinh trong đề thi mẫu............................................21
Hình 2-7: Phần lựa chọn giới tính trong đề thi mẫu............................................21
Hình 2-8: Phần trả lời câu hỏi của thí sinh trong đề thi mẫu.............................22
Hình 2-9: Sơ đồ tóm tắt quá trình chấm thi .........................................................27
Hình 2-10: quá trình thực hiện của thuật toán tô màu dựa theo đường biên...29
Hình 2-11..................................................................................................................30
Hình 2-12..................................................................................................................31
Hình 2-13..................................................................................................................31
Hình 2-14..................................................................................................................32
Hình 2-15..................................................................................................................35
Hình 2-16..................................................................................................................36
Hình 2-17..................................................................................................................37
Hình 2-18..................................................................................................................37
Hình 2-19: khi chưa được tô ..................................................................................39
Hình 2-20: các dạng sau khi đã tô .........................................................................39
Hình 2-21: ảnh cần kiểm tra tô được phân thành 3 vùng ...................................40
Hình 2-22: cấu tạo của mạng nơ ron được áp dụng cho đề tài...........................43
Hình 3-1: Mô hình Use-Case..................................................................................48
Hình 3-2: Sơ đồ lớp xử lý chính .............................................................................65
Hình 3-3: Sơ đồ lớp truy cập cơ sở dữ liệu:..........................................................65
Hinh 3-4: CellStyle: Char.......................................................................................69
Hinh 3-5: CellStyle: Number..................................................................................69
Hinh 3-6: CellStyle: All...........................................................................................69
Hinh 3-7: AnswerStyles - Vertical .........................................................................73
Hinh 3-8: AnswerStyle - Vertical...........................................................................73
Phần mềm thiết kế và chấm điểm tự động biểu mẫu thi trắc nghiệm
- 6 -
Hình 3-9: Mô hình cơ sở dữ liệu ............................................................................85
Hình 3-10: Màn hình thiết kế biểu mẫu................................................................93
Hình 3-11 : Màn hình chấm điểm tự động............................................................94
Hình 4.1: mẫu thi Institutional TOEFL thực tế...................................................96
Hình 4-2: mẫu TOEFL được thiết kết bởi chương trình ....................................97
Hình 4-3: Mẫu của kỳ thi sát hạch chuẩn kỹ sư Nhật Bản. ................................98
Hình 4-4: Mẫu đề thi Mạng không dây và an ninh mạng ...................................99
Hình PL-1: ảnh trước khi được làm xám ...........................................................105
Hình PL-2: ảnh sau khi được làm xám...............................................................105
Hình PL-3: ảnh xám trước khi được chuyển thành ảnh nhị phân...................107
Hình PL-4: ảnh sau khi chuyển thành ảnh nhị phân với ngưỡng là 128.........107
Hình PL-5: Bài thi trong file ảnh bị lệch. ...........................................................108
Hình PL-6: Bài thi sau khi xoay sẽ không còn bị lệch. ......................................109
Hình PL-7: ảnh trước khi biến đổi tỉ lệ...............................................................110
Hình PL-8: ảnh sau khi biến đổi tỉ lệ còn 60% so với ảnh ban đầu .................110
Phần mềm thiết kế và chấm điểm tự động biểu mẫu thi trắc nghiệm
- 7 -
DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 3-1: Danh sách các lớp trong sơ đồ lớp .......................................................67
Bảng 3-2: Danh sách thuộc tính lớp Entity...........................................................67
Bảng 3-3: Danh sách phương thức lớp Entity......................................................68
Bảng 3-4: Danh sách thuộc tính lớp Text .............................................................68
Bảng 3-5: Danh sách phương thức lớp Text.........................................................69
Bảng 3-6: Danh sách thuộc tính lớp TextCell.......................................................69
Bảng 3-7: Danh sách phương thức lớp TextCell..................................................70
Bảng 3-8: Danh sách thuộc tính lớp TextField.....................................................70
Bảng 3-9: Danh sách phương thức lớp TextField ................................................71
Bảng 3-10: Danh sách thuộc tính lớp ChoiceElement .........................................71
Bảng 3-11: Danh sách phương thức lớp ChoiceElement.....................................72
Bảng 3-12: Danh sách thuộc tính lớp Choice .......................................................72
Bảng 3-13: Danh sách phương thức lớp Choice...................................................72
Bảng 3-14: Danh sách thuộc tính lớp AnswerCell ...............................................73
Bảng 3-15: Danh sách phương thức lớp AnswerCell...........................................74
Bảng 3-16: Danh sách thuộc tính lớp AnswerSheet.............................................74
Bảng 3-17: Danh sách phương thức lớp AnswerSheet ........................................75
Bảng 3-18: Danh sách thuộc tính lớp Line ...........................................................75
Bảng 3-19: Danh sách phương thức lớp Line.......................................................76
Bảng 3-20: Danh sách thuộc tính lớp Rect ...........................................................76
Bảng 3-21: Danh sách phương thức lớp Rect.......................................................77
Bảng 3-22: Danh sách thuộc tính lớp Ellipse........................................................77
Bảng 3-23: Danh sách phương thức lớp Ellipse...................................................78
Bảng 3-24: Danh sách thuộc tính lớp ImageObj..................................................78
Bảng 3-25: Danh sách phương thức lớp ImageObj .............................................78
Bảng 3-26: Danh sách thuộc tính lớp Page...........................................................79
Bảng 3-27: Danh sách phương thức lớp Page ......................................................79
Bảng 3-28: Danh sách thuộc tính lớp Key ............................................................79
Bảng 3-29: Danh sách phương thức lớp Key........................................................80
Bảng 3-30: Danh sách thuộc tính lớp AnswerKey ...............................................80
Phần mềm thiết kế và chấm điểm tự động biểu mẫu thi trắc nghiệm
- 8 -
Bảng 3-31: Danh sách phương thức lớp AnswerKey...........................................80
Bảng 3-32: Danh sách thuộc tính lớp Rate ...........................................................81
Bảng 3-33: Danh sách phương thức lớp Rate.......................................................81
Bảng 3-34: Danh sách thuộc tính lớp Estimation.................................................82
Bảng 3-35: Danh sách phương thức lớp Estimation............................................82
Bảng 3-36: Danh sách thuộc tính lớp Sentence....................................................82
Bảng 3-37: Danh sách phương thức lớp Sentence................................................83
Bảng 3-38: Danh sách thuộc tính lớp Answer......................................................83
Bảng 3-39: Danh sách phương thức lớp Answer..................................................83
Bảng 3-40: Danh sách thuộc tính lớp Recognition...............................................84
Bảng 3-41: Danh sách phương thức lớp Recognition..........................................84
Bảng 3-42: Danh sách các trường trong bảng MauThi.......................................85
Bảng 3-43: Danh sách các trường trong bảng KyThi..........................................89
Bảng 3-44: Danh sách các trường trong bảng MonThi.......................................90
Bảng 3-45: Danh sách các trường trong bảng DeThi ..........................................90
Bảng 3-46: Danh sách các trường trong bảng BaiLam .......................................91
Bảng 3-47: Danh sách các trường trong bảng ThiSinh .......................................92
Bảng 4-1 : So sánh chấm bằng tay và chấm bằng máy......................................101
Phần mềm thiết kế và chấm điểm tự động biểu mẫu thi trắc nghiệm
- 9 -
LỜI MỞ ĐẦU
Hiện nay thi trắc nghiệm là một hình thức thi rất phổ biến tại các nước trên
thế giới. Nhờ vào đặc điểm luôn có sự rõ ràng của đáp án mà những tranh cãi nhọc
nhằn trong việc tính điểm được giảm đi rất nhiều. Điều này dẫn đến việc nâng cao
tính chính xác, khách quan trong việc đưa ra kết quả bài thi. Bên cạnh đó thời gian
để chấm từng bài thi trắc nghiệm là tương đố
i nhanh, cho nên sẽ làm tăng tính hiệu
quả trong việc tổ chức thi cử. Hình thức thi trắc nghiệm thường được áp dụng cho
các môn học thuộc lĩnh vực khoa học tự nhiên, các môn ngoại ngữ, tức những dạng
kiến thức không đòi hỏi ở khả năng tự luận.
Do đó, nền giáo dục của nước ta hiện nay đã ý định chuyển những môn thi
có thể sang hình thức trắc nghiệ
m vào năm 2007, 2008. Đối với Khoa Công Nghệ
Thông Tin cùng những Khoa khác của trường Đại Học Khoa Học Tự Nhiên TP.
HCM cũng vậy, việc chuyển đổi những môn thi thích hợp sang thi trắc nghiệm là
một quy luật tất yếu, nhằm có thể đánh giá chính xác hơn kiến thức của sinh viên
(tuy rằng đã có một số môn được áp dụng sang thi trắc nghiệm - chẳng hạn như
tiếng Anh, Hợp Ngữ...).
Mặc dù đã
được ghi nhận nhiều về những ích lợi như vậy, thế nhưng, hình
thức thi này đến nay vẫn chưa thể được áp dụng rộng rãi tại Việt Nam. Các giải
pháp – bao gồm bộ thiết bị chuyên dụng và phần mềm đi kèm – thường có giá thành
khá cao, chỉ thích hợp cho các kỳ thi lớn và quan trọng. Ngoài ra, còn phải kể đến
sự cứng nhắc trong định dạng của các mẫu bài thi. Điều này có nghĩa rằ
ng mẫu thi
phải cố định, đối với mỗi thiết bị chấm chỉ dùng được cho các mẫu có sẵn của riêng
thiết bị đó mà thôi.
Từ những bất cập như trên, giải pháp được luận văn lựa chọn là tận dụng các
thiết bị thường thấy trong điều kiện Việt Nam để áp dụng vào việc thi trắc nghiệm.
Đó chính là những chiếc máy tính cá nhân, máy scan đang
được sử dụng rộng rãi
hàng ngày trong từng công sở, trường học, thậm chí ngay cả các hộ gia đình. Chúng
sẽ đóng vai trò như những thiết bị đầu vào và xử lý cho quá trình chấm thi. Khi sử
Phần mềm thiết kế và chấm điểm tự động biểu mẫu thi trắc nghiệm
- 10 -
dụng các thiết bị này, hình thức thi trắc nghiệm sẽ giảm được giá thành, cũng như
tăng thêm tính khả dụng, khi có thể áp dụng tại hầu hết mọi nơi tại Việt Nam.
Luận văn này gồm 4 chương có nội dung như sau:
o Chương 1. Tổng quan: giới thiệu bối cảnh, lý do thực hiện đề tài cũng
như các giải pháp hiện thời có liên quan, từ đó rút ra hướng ti
ếp cận của
luận văn để thực hiện đề tài.
o Chương 2. Cơ sở lý thuyết: trình bày sơ lược về các lý thuyết của xử lý
ảnh, của mạng nơron, cũng như ứng dụng của chúng trong đề tài.
o Chương 3. Thiết kế phần mềm: tài liệu phân tích và thiết kế chương
trình.
o Chương 4. Thực nghiệm, đánh giá và tổ
ng kết: nêu đánh giá về toàn bộ
đề tài, trình bày những kết quả đã đạt được cũng như các hạn chế của đề
tài, từ đó đề xuất những hướng nghiên cứu trong tương lai.
Phần mềm thiết kế và chấm điểm tự động biểu mẫu thi trắc nghiệm
- 11 -
Chương 1: TỔNG QUAN
1.1 Yêu cầu thực tế và lý do thực hiện đề tài:
Trong những năm gần đây, việc thi cử luôn là một chủ đề thời sự rất được
quan tâm. Chuyện gian lận quay cóp trong các kỳ thi, kết quả điểm thi không chính
xác, thường theo ý kiến chủ quan của người chấm thi dẫn đến việc khiếu kiện, đáp
án kỳ thi tuyển sinh không nhất quán, rõ ràng, v.v..., hầu như năm nào cũng xảy ra,
gây nhiều bức xúc. Do đó, nhu cầu cần có một phương pháp thi – chủ y
ếu áp dụng
với các môn khoa học tự nhiên - cho kết quả chính xác hơn được đặt ra.
Trong bối cảnh đó, thi trắc nghiệm - dạng thi mà mỗi bài thi có một đáp án rõ
ràng kèm theo – là một giải pháp được nhắc đến. Đối với một kỳ thi trắc nghiệm
được tổ chức và quản lý tốt, minh bạch, kết quả thi của thí sinh sẽ khách quan,
không còn phụ thuộc nhiều vào người chấm bài nữa. Ngoài ra, việc chấm thi sẽ
mau
lẹ.
Tuy nhiên, câu hỏi lại được đặt ra rằng: khi phương pháp thi trắc nghiệm có
những ưu điểm như vậy nhưng tại sao vẫn chưa được phổ biến ở Việt Nam. Bộ
Giáo Dục Việt Nam đã từng có ý định chuyển các môn thi thích hợp trong kỳ thi
tuyển sinh đại học sang hình thức thi trắc nghiệm, thế rồi đã phải dời lại cho đến tận
n
ăm 2008, cột mốc mà đến giờ hiện vẫn còn chưa chắc chắn. Ngay như Khoa Công
Nghệ Thông Tin của trường Khoa Học Tự Nhiên của chúng ta, tuy đã áp dụng ở
một số môn như Tiếng Anh, Hợp Ngữ..., thi trắc nghiệm vẫn còn tương đối xa lạ.
Sau khi phân tích đi tìm các nguyên nhân, ta nhận thấy rằng dù đã từng áp
dụng thi trắc nghiệm ở một số môn tại nhiều nơi, thế như
ng nước ta vẫn còn thực
hiện cách thức chấm bài thủ công, nguyên nhân chính là do ở kinh phí. Và vì chấm
như vậy, cho nên kết quả được đưa ra rất chậm và đôi lúc còn chưa khách quan (do
người chấm nhầm lẫn trong lúc chấm ...), không đảm bảo được tính chính xác như
bản chất của hình thức thi trắc nghiệm. Trong khi đó, để có thể chấm tự động, đòi
Phần mềm thiết kế và chấm điểm tự động biểu mẫu thi trắc nghiệm
- 12 -
hỏi phải có thiết bị chuyên dụng với giá thành tương đối cao (vì thường có giải pháp
phần mềm riêng đi kèm). Muốn vậy, kỳ thi phải lớn và thu lệ phí đầu vào cao. Điều
này là không khả thi trong điều kiện của Việt Nam. Tiếp nữa, các mẫu bài thi có sẵn
cho các thiết bị chuyên dụng đó thường cố định, không khả chuyển, việc tạo ra các
mẫu mới là có nhưng khá khó khăn, phức t
ạp và tốn kém. Do vậy, đòi hỏi cần có
một giải pháp giải quyết toàn diện các bất cập đó là một đòi hỏi chính đáng.
1.2 Mục tiêu của đề tài:
Mục tiêu của đề tài là nhằm đưa ra một giải pháp cho phép tổ chức thi trắc
nghiệm, sao cho giá thành rẻ, có thể áp dụng ngay vào các trường học, chẳng hạn
như Khoa Công Nghệ Thông Tin của chúng ta. Ngoài ra, giải pháp còn phải cho
phép khả năng tạo lập, chỉnh sửa các biểu mẫu thi để phù hợp với nhu cầu trong
từng môn thi của mỗi kỳ thi.
1.3 Giải pháp hiện có:
Tại Việt Nam cũng như trên thế giới, các dụng cụ chuyên dụng dùng cho việc
thi trắc nghiệm đã có từ khá lâu, mà phổ biến nhất là máy chấm carbon dùng cho
các kỳ thi TOEFL hay IELTS. Đây là một thiết bị cho phép chấm bài hàng loạt
nhưng yêu cầu bài thi phải theo mẫu cố định ứng với máy chấm bài và đòi hỏi phải
có thiết bị in ấn chuyên biệt đi kèm. Bài thi sau khi được in ấn và xử lý bởi thiết bị
in ấn chuyên dụng sẽ có hình dạng nhất định theo quy định sẵn của máy chấm, có
các đánh dấu carbon trên nhiều vị trí của bài thi. Máy chấm carbon nhờ vào những
thành phần chuyên dụng đo nồng độ carbon, sẽ xác định đựơc các vị trí đánh dấu.
Từ đó tính toán ra được các vị trí để lấy thông tin thí sinh cũng như xác định kết quả
bài thi. Tuy nhiên, để cho kết quả được chính xác, thí sinh khi làm bài trên các mẫu
thi này, cần phải dùng bút chì carbon.
Như ta đã thấy, các thiết bị này còn có khuyết điểm lớn là giá thành cao, do
phải đi kèm với nhiều thiết bị chuyên biệt khác, và độ khả chuyển kém. Ứng với
mỗi bài thi sẽ là một cặp máy chấm và máy in riêng biệt. Điều này không phù hợp
Phần mềm thiết kế và chấm điểm tự động biểu mẫu thi trắc nghiệm
- 13 -
với thực tế của Việt Nam ta khi mà thu nhập bình quân so với các nước khác còn
kém rất xa.
Ưu điểm và khuyết điểm của giải pháp dùng máy chấm carbon:
¾ Ưu điểm:
chấm rất nhanh và rất chính xác, thích hợp cho các kỳ thi lớn và
rất lớn.
¾ Khuyết điểm:
chỉ dùng cho một mẫu bài thi cụ thể đối với từng thiết bị chấm
và in chuyên biệt. Do thiết bị không phổ biến nên giá thành cao.
1.4 Hướng tiếp cận của luận văn
Giải pháp được đưa ra là sử dụng các thiết bị phổ biến sẵn có trong điều kiện
Việt Nam hiện nay như máy tính cá nhân, máy in và máy scan để giảm giá thành.
Trong giải pháp này, máy tính cá nhân sẽ đóng vai trò trung tâm, thực hiện việc
thiết kế các biểu mẫu, sau đó dùng máy in để in chúng ra. Máy tính cũng đồng thời
đóng vai trò thực hiện việc chấm điểm các bài thi thông qua thiết bị scan. Thiết bị
scan này có thể là máy scan thường thấy. Tuy nhiên trong thực t
ế, do số lượng bài
thi nhiều, cần được chấm điểm toàn bộ, nên thiết bị scan được khuyến khích là các
máy scan có chức năng cho phép scan hàng loạt. Ngoài ra, vì không dùng thiết bị in
ấn chuyên biệt, nên việc in màu cho bài thi là không khả thi. Giải pháp đưa ra sẽ là
dùng máy in đen trắng in hàng loạt, hoặc tiết kiệm chi phí hơn bằng cách in bản
mẫu và dùng máy photocopy để sao chép ra.
Vì dùng máy scan, nên việc bắt buộc bài thi đầu vào để chấm điểm phải đặt
chính xác vị
trí quy định là điều không khả thi. Bài thi sẽ được chấm chính xác khi
scan lệch không quá 5 độ. Từ các vị trí đánh dấu góc của bài thi được nhận dạng,
máy tính sẽ tính ra được các vị trí khác cần thiết trong bài nhờ vào các thông tin
trong bản mẫu thiết kế - hay còn gọi là mẫu chấm bài.
Tuy nhiên, do giải pháp này không dùng các thiết bị chuyên dụng để chấm bài,
nên các bài thi đầu vào cho máy tính sẽ không được chuẩn, từ đó việc chấm bài sẽ
tốn khá nhiều th
ời gian cho việc chuẩn hoá lại bài thi (thông qua nhận dạng) cũng
Phần mềm thiết kế và chấm điểm tự động biểu mẫu thi trắc nghiệm
- 14 -
như kết quả chấm sẽ có lúc không được chính xác hoàn toàn như khi thực hiện bằng
thiết bị chuyên dụng.
Các ưu điểm và khuyết điểm của giải pháp mà luận văn đã chọn:
¾ Ưu điểm:
giá thành cho thiết bị sẽ rẻ hơn, do đã có sẵn. Các mẫu bài thi
cũng khả chuyển hơn, được thiết kế tuỳ theo nhu cầu của người dùng, có
khả năng ứng dụng tại bất kỳ nơi nào miễn có các thiết bị thông thường
như máy in, máy scan và máy tính cá nhân.
¾ Khuyết điểm:
chấm điểm chậm hơn các máy chuyên dụng, và không được
chính xác bằng. Không khả thi với các kỳ thi quá lớn vì chi phí cho việc
quét tất cả các bài thi là rất cao.
Phần mềm cần thực hiện 2 nhiệm vụ chính: thiết kế các biểu mẫu và chấm
điểm tự động bài thi.
Dựa vào các mẫu đề thi trắc nghiệm có sẵn (TOEFL, TOEIC, IELTS...), ta
nhận thấy những công việc chính yếu trong việc thiết kế một bài thi tr
ắc nghiệm bao
gồm: chỉnh sửa trình bày bài thi; lưu và đọc lại các mẫu đã tạo; soạn đáp án; thực
hiện in mẫu. Giải pháp dùng công nghệ XML được cân nhắc chọn lựa.
Trong khi đó, đối với công việc chấm thi, ta cần thực hiện: chỉnh sửa ảnh bài
thi đầu vào theo một chuẩn quy định; thực hiện các xử lý trên từng vùng của ảnh để
phân tích thông tin như kiểm tra tô, nhận dạng ch
ữ viết tay; so với đáp án có sẵn để
cho ra kết quả; lưu kết quả vào database.
1.5 Nội dung thực hiện của đề tài:
Các công việc chính của đề tài bao gồm:
9 Thu thập và tìm hiểu về các mẫu bài thi trắc nghiệm thông dụng như
TOEFL, IELTS... từ đó đưa ra các phần thường được dùng đi dùng lại trong
bài thi.
Phần mềm thiết kế và chấm điểm tự động biểu mẫu thi trắc nghiệm
- 15 -
9 Phân tích, thiết kế và thực thi viết mã lệnh cho các thành phần của chương
trình tạo biễu mẫu bài thi trắc nghiệm.
9 Phân tích, xây dựng và tổ chức cơ sở dữ liệu để lưu trữ thông tin của mẫu bài
thi cũng như các đáp án đi kèm với mẫu bài thi đó.
9 Tìm hiểu các lý thuyết về xử lý ảnh, về nhận dạng giúp chuẩn hoá và đưa ra
kết quả cho các bài thi.
9
Tìm hiểu và ứng dụng mạng nơron trong việc nhận dạng chữ viết tay in từ
các bài thi.
Chương tiếp theo sẽ bàn về các lý thuyết được ứng dụng trong việc xây dựng
chương trình.
Phần mềm thiết kế và chấm điểm tự động biểu mẫu thi trắc nghiệm
- 16 -
Chương 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
Với hướng tiếp cận cho luận văn như đã được trình bày ở chương trước, ta
nhận thấy phần mềm cần được chia ra làm 2 phần: phần thiết kế, tạo lập các biểu
mẫu thi trắc nghiệm và phần chấm điểm tự động các bài thi trắc nghiệm.
Hình 2-1: Mô hình chung cho toàn bộ phần mềm
Sau đây, ta sẽ đi sâu vào nghiên cứu các lý thuyết ứng dụng cho từng phần.
Phần mềm thiết kế và chấm điểm tự động biểu mẫu thi trắc nghiệm
- 17 -
2.1 Lý thuyết cho phần thiết kế biễu mẫu thi trắc nghiệm:
2.1.1 Phân tích các thành phần trên biểu mẫu trắc nghiệm:
Sau đây là một số mẫu thi trắc nghiệm mà chúng em đã thu thập được:
- Mẫu bài thi của kỳ thi TOEFL:
Phần mềm thiết kế và chấm điểm tự động biểu mẫu thi trắc nghiệm
- 18 -
Hình 2-2 : Mẫu bài thi TOEFL
Phần mềm thiết kế và chấm điểm tự động biểu mẫu thi trắc nghiệm
- 19 -
- Mẫu thi của kỳ thi sát hạch kỹ sư chất lượng Nhật Bản:
Hình 2-3: Mẫu thi của kỳ thi sát hạch Nhật Bản
Phần mềm thiết kế và chấm điểm tự động biểu mẫu thi trắc nghiệm
- 20 -
Sau khi quan sát các biểu mẫu thi trắc nghiệm của một số kỳ thi chúng em có
nhận xét rằng một biểu mẫu thường gồm có những thành phần sau:
a) Phần thông tin thí sinh:
Phần này dành cho thí sinh ghi thông của mình, nó bao gồm các đối
tượng sau:
i) Text: dùng để viết tiêu đề hay văn bản
Hình 2-4: Phần văn bản trong đề thi mẫu
ii) TextField: dùng để ghi tên, ngày sinh hay mã số thí sinh…
