PHẦN MỀM THIẾT KẾ VÀ CHẤM ĐIỂM TỰ ĐỘNG BIỂU MẪU THI TRẮC NGHIỆM - 2 potx

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 rằng 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 thi t kế và chấm điểm tự động biểu mẫu thi trắc nghiệm - 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 - 19 - Phần mềm thi t kế và chấm điểm tự động biểu mẫu thi trắc nghiệm 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... 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… - 20 - Phần mềm thi t kế và chấm điểm tự động biểu mẫu thi trắc nghiệm Hình 2- 6 : Phần ghi mã số thí sinh trong đề thi mẫu Hình 2- 5 : Phần ghi tên thí sinh trong đề thi mẫu iii)... thi t kế và chấm điểm tự động biểu mẫu thi trắc nghiệm Hình 2- 6 : Phần ghi mã số thí sinh trong đề thi mẫu Hình 2- 5 : Phần ghi tên thí sinh trong đề thi mẫu iii) Choice: phần lựa chọn Hình 2- 7 : Phần lựa chọn giới tính trong đề thi mẫu - 21 - . Phần mềm thi t kế và chấm điểm tự động biểu mẫu thi trắc nghiệm - 18 - Hình 2- 2 : Mẫu bài thi TOEFL Phần mềm thi t kế và chấm điểm tự động biểu mẫu thi trắc nghiệm - 19 - -. những thi t bị đầu vào và xử lý cho quá trình chấm thi. Khi sử Phần mềm thi t kế và chấm điểm tự động biểu mẫu thi trắc nghiệm - 10 - dụng các thi t bị này, hình thức thi trắc nghiệm. sâu vào nghiên cứu các lý thuyết ứng dụng cho từng phần. Phần mềm thi t kế và chấm điểm tự động biểu mẫu thi trắc nghiệm - 17 - 2. 1 Lý thuyết cho phần thi t kế biễu mẫu thi trắc