Trong bài báo này, chúng tôi đề xuất một giải pháp phần mềm nhằm tin học hóa quy trình thi và chấm thi các học phần Tin học văn phòng trên máy tính theo mô hình điện toán đám mây cục bộ.
TẠP CHÍ KHOA HỌC, TRƯỜNG ĐẠI HỌC HỒNG ĐỨC - SỐ 29 2016 XÂY DỰNG PHẦN MỀM QUẢN LÝ THI HỌC PHẦN TIN HỌC VĂN PHÒNG TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC HỒNG ĐỨC Phạm Thế Anh1, Hoàng Nam2, Lê Thị Hồng1, Lê Văn Hào1 TÓM TẮT Trong báo này, đề xuất giải pháp phần mềm nhằm tin học hóa quy trình thi chấm thi học phần Tin học văn phịng máy tính theo mơ hình điện tốn đám mây cục Mục tiêu quan trọng giải pháp đảm bảo tính khách quan giáo viên chấm thi thực hành sinh viên Khác biệt hồn tồn với quy trình chấm thi thực hành truyền thống, giải pháp đề xuất làm suốt thơng tin thí sinh với đối tượng người dùng khác bao gồm quản trị viên giáo viên chấm Sản phẩm khoa học bao gồm phân hệ phần mềm (AdminApp, StudentApp, TeacherApp, CamClient CamServer) cho phép quản lý đợt thi thực hành, quản lý gửi nhận thi từ máy sinh viên, đánh phách điện tử thi tự động, phân công chấm thi, hỗ trợ giáo viên chấm thi tổng hợp loại báo cáo thống kê Chúng đề xuất ý tưởng giúp tự động hóa quy trình chấm thi sử dụng cơng nghệ Thị giác máy Từ khóa: Thi trực tuyến, chấm thi tự động, giám sát phịng thi, tin học hóa chấm thi ĐẶT VẤN ĐỀ Trường Đại học Hồng Đức thực công tác đảm bảo chất lượng việc xây dựng ban hành chuẩn đầu cho ngành đào tạo; đổi phương pháp dạy học theo hướng tích cực, ứng dụng cơng nghệ thơng tin, gắn lý thuyết với thực hành Chuyển đổi dạy học Tiếng Anh theo định hướng TOEIC, giúp sinh viên sau tốt nghiệp có khả làm việc mơi trường có yếu tố quốc tế Bên cạnh trình độ Ngoại ngữ, kỹ Tin học ngày trở thành yêu cầu quan trọng nhà tuyển dụng, đặc biệt kỷ nguyên ngày phát triển phổ biến Mạng vạn vật (Internet of Things) Yêu cầu chất lượng đào tạo chuẩn đầu Tin học quan tâm ý sở đào tạo nhà tuyển dụng Để đảm bảo chuẩn đầu phụ thuộc vào nhiều yếu tố chất lượng đầu vào sinh viên, chất lượng đào tạo, chất lượng kiểm tra, đánh giá Trong đó, kiểm tra, đánh giá khâu quan trọng, phản ánh lực kiến thức người học, phương tiện thức để đánh giá đạt hay không đạt chuẩn Đồng thời thơng tin phản hồi giúp điều chỉnh q trình đào Giảng viên khoa Công nghệ Thông tin & Truyền thơng, Trường Đại học Hồng Đức Phó Hiệu trưởng, Trường Đại học Hồng Đức TẠP CHÍ KHOA HỌC, TRƯỜNG ĐẠI HỌC HỒNG ĐỨC - SỐ 29 2016 tạo Từ năm học 2014-2015 Nhà trường công bố chuẩn đầu tin học văn phòng cho sinh viên khối ngành không chuyên tin khẳng định chất lượng kỹ sử dụng tin học văn phòng sinh viên tốt nghiệp trường Hiện nay, môn Tin học văn phòng tổ chức thi thực hành máy chấm thi hình thức sau: cán coi thi cán chấm thi một, thí sinh làm thi máy theo yêu cầu đề (trên giấy) mà cán coi thi phát cho, thí sinh ghi thơng tin vào đề thi bao gồm họ tên, mã số sinh viên, lớp Sau đó, thí sinh ghi mã đề thi ký tên vào danh sách phòng thi Khi hết thời gian làm bài, thí sinh để đề thi chỗ khỏi phòng thi Cán chấm đến máy chấm dựa vào đề thi làm thí sinh Điều có nghĩa cán coi thi hồn tồn biết thơng tin thí sinh thí sinh biết cán chấm thi Do vậy, cách làm dễ phát sinh tiêu cực dẫn đến kết học thi thiếu xác, khơng đánh giá thực lực sinh viên Nhằm hỗ trợ phát huy ưu điểm việc đánh giá toàn diện kỹ Tin học văn phòng sinh viên, báo đề xuất giải pháp phần mềm giúp tăng cường tính khách quan xác chấm thi thực hành Tin học văn phòng Ý tưởng giải pháp xây dựng giải pháp phần mềm nhằm tin học hóa quy trình thi chấm thi học phần Tin học máy tính theo mơ hình điện tốn đám mây cục Theo đó, thi lưu trữ tập trung truy cập từ đâu sở hạ tầng kết nối LAN Giải pháp phần mềm cho phép thí sinh nộp thi từ máy khách kho liệu chung, lưu trữ bảo mật máy chủ Các thi sau đánh phách điện tử gán cho giảng viên chấm theo quy trình khách quan kép (thí sinh khơng biết giảng viên chấm giảng viên chấm thi thí sinh) Vì vậy, giải pháp đề xuất giúp loại bỏ can thiệp yếu tố người khâu chấm thi, giảm thiểu ngăn chặn tiêu cực phát sinh Trong phần tiếp theo, chúng tơi trình bày chi tiết tình hình nghiên cứu tổng quan, nội dung nghiên cứu giải pháp đề xuất bào báo TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU Thi máy tính hình thức thi giới quan tâm nhiều năm Đặc biệt, hệ thống tổ chức thi trắc nghiệm trực tuyến phát triển rộng rãi, thể hiệu trội bên cạnh hình thức thi truyền thống khác Các hệ thống thi trắc nghiệm trực tuyến điển hình hệ thống thi Tiếng Anh TOEFL, IELTS, TOEIC, v.v Bên cạnh đó, hệ thống kiểm tra đánh giá trình độ Tin học văn phịng công nghệ thông tin Mircosoft MOS, IC3 [5],… Mặc dù hệ thống phần mềm có nhiều ưu điểm (nội dung đề thi phong phú, tương thích với phần mềm văn phịng MicroSoft, tính quốc tế cao, tính chuẩn hóa cao) TẠP CHÍ KHOA HỌC, TRƯỜNG ĐẠI HỌC HỒNG ĐỨC - SỐ 29 2016 chi phí quyền cao nên khó áp dụng rộng rãi sở giáo dục đào tạo Việt Nam Hơn nữa, nội dung đề thi cài đặt phần mềm gắn chặt với phần mềm quyền Microsoft nên tính mở khơng cao Vì lý này, sở đào tạo gặp khó khăn muốn đánh giá kỹ tin học văn phòng sinh viên phần mềm văn phòng mã nguồn mở OpenOffice, Ubuntu, v.v Ngoài giải pháp phần mềm cung cấp Microsoft, thị trường xuất sản phẩm hãng công nghệ khác Tiêu biểu phải kể đến phần mềm đánh giá kỹ sử dụng máy tính hãng OPAC [6] OPAC thiết kế để đánh giá toàn diện kỹ Tin học bao gồm: tốc độ gõ phím, độ xác gõ phím, kỹ sử dụng hệ điều hành, phần mềm văn phòng phần mềm CSDL Microsoft Tất giải pháp phần mềm kể có nhược điểm chung thiết kế để đánh giá kỹ sử dụng phần mềm văn phịng Microsoft Một số hãng cơng nghệ nghiên cứu phát triển phần mềm cho phép đánh giá kỹ Tin học mức sâu kỹ lập trình ứng dụng (áp dụng cho cơng cụ Visual C#, Java), lập trình Web (HTML, PHP) [3, 4] Giải pháp tiêu biểu cho xu hướng đánh giá mở rộng phải kể đến phần mềm TOSA [7] TOSA cho phép đánh giá kỹ kiến thức sử dụng nhiều phần mềm Tin học khác từ cấp độ văn phịng (PowerPoint, Outlook, Excel, Word) đến kỹ lập trình ứng dụng (HTML, PHP, Visual C#, Java) Tuy nhiên, giống sản phẩm MOS IC3 Microsoft, TOSA hỗ trợ cứng test xây dựng sẵn, tính mở thấp, chi phí triển khai cao không hỗ trợ Tiếng Việt Trên thị trường Việt Nam có nhiều sản phẩm thương mại cho phép quản lý ngân hàng đề thi thi trắc nghiệm máy, điển phần mềm TVTest [8] Công ty CP Tinh Vân Nhiều sản phẩm thương mại khác nghiên cứu, xây dựng ứng dụng thành công trường đại học cao đẳng nước iTests [9] hudevelp01 [10] Bên cạnh giải pháp thi trắc nghiệm trực tuyến, số sản phẩm phần mềm khác lại tập trung hỗ trợ hình thức thi trắc nghiệm ngoại tuyến sử dụng công nghệ nhận dạng dấu quang học (Optical Character Recognition) Nghĩa thí sinh làm thi giấy, thi sau quét lưu thành tệp ảnh máy tính sử dụng phần mềm chuyên dụng để nhận dạng nội dung thi từ tệp ảnh Một số phần mềm tiêu biểu bao gồm MarkRecog [11], TickREC [12], MrTest [13], MarkREAD [14] Bộ sản phẩm MarkRecog TickREC sản phẩm phát triển trước nhóm tác giả báo MarkRecog TickREC có ưu điểm trội so với sản phẩm loại khác thị trường khả bền vững nhận dạng thi bị biến dạng, méo mó nhiễu Tuy nhiên, phần mềm chấm thi trắc nghiệm nên tồn nhược điểm cố hữu, khó áp dụng cho môn học yêu cầu đánh giá kỹ thực hành vận dụng TẠP CHÍ KHOA HỌC, TRƯỜNG ĐẠI HỌC HỒNG ĐỨC - SỐ 29 2016 GIẢI PHÁP ĐỀ XUẤT 3.1 Kiến trúc hệ thống Nhằm khai thác tối đa sở hạ tầng mạng LAN trang bị hầu hết phòng thực hành, phòng mạng, thư viện, khoa đơn vị Nhà trường, định hướng xây dựng kiến trúc hệ thống để hoạt động hiệu môi trường mạng cục LAN Cụ thể, sở liệu (CSDL) hệ thống lưu trữ tập trung máy chủ, có áp dụng kỹ thuật mã hóa để đảm bảo tính an tồn riêng tư liệu Hình minh họa kiến trúc hoạt động tổng quát hệ thống, bao gồm module thành phần: AdminApp, StudentApp, TeacherApp, CamClient CamServer Theo đó, thí sinh làm xong nộp máy chủ thông qua module thu thi StudentApp (được cài đặt phịng thi) Ngồi ra, thí sinh cần gửi thêm thông tin số báo danh, phòng thi số máy CSDL lưu máy chủ Tồn thơng tin mã hóa module AdminApp (được cài đặt máy chủ) trước lưu vào máy chủ Khi phiên thi thực hành kết thúc, quản trị viên làm việc máy chủ tiến hành đánh phách điện tử gán thi cho giáo viên chấm thi cách sử dụng module AdminApp Mỗi thi gán mã phách điện tử riêng gán cho tối thiểu hai giáo viên chấm Các thi gán cho giáo viên hiển thị thông tin mã phách điện tử, thơng tin thi sinh hồn tồn tách biệt Giáo viên chấm thi phịng thi máy tính có kết nối LAN Cụ thể, module chấm TeacherApp cài đặt sử dụng giáo viên để truy vấn danh sách chấm Module TeacherApp tải thi cần chấm máy giáo viên Giáo viên sau chấm thi cập nhật điểm phía máy chủ Bằng cách này, nhiều giáo viên tham gia chấm đồng thời nhiều máy tính khác phiên thực hành kết thúc Module AdminApp nhận kết chấm, mã hóa [1] lưu kết vào CSDL hệ thống Hình Sơ đồ kiến trúc hoạt động hệ thống TẠP CHÍ KHOA HỌC, TRƯỜNG ĐẠI HỌC HỒNG ĐỨC - SỐ 29 2016 Kết chấm sau tổng hợp tự động module AdminApp kiết xuất báo cáo dạng tệp phổ biến (Excel, Text) Do đó, liệu kết chấm thi tích hợp vào phần mềm tác nghiệp khác (iTest) để tổng hợp kết điểm thi cuối (lý thuyết thực hành) Giáo viên truy vấn module AdminApp để lấy báo cáo thống kê tổng hợp số chấm phục vụ công tác khai báo cuối năm Trong trình tổ chức thi chấm thi, nhà quản lý quan sát tồn quy trình diễn phịng máy thơng qua hệ thống Camera hai module: CamClient CamServer Cụ thể, module CamClient cài đặt phòng máy để điều khiển Camera truyền hình ảnh cho module CamServer Nhà quản lý chọn xem hình ảnh từ phịng máy từ danh sách phịng máy quản lý với module CamServer Bảng trình bày chức hệ thống Các chức xây dựng cài đặt hoàn chỉnh, chạy thử nghiệm thành cơng phịng máy tính Khoa CNTT&TT Do ràng buộc số trang báo nên không giới thiệu chi tiết giao diện mô tả chức Bảng Các chức hệ thống STT Chức Module Quản trị danh mục (người dùng, đợt thi, đơn vị, giáo viên) Quản trị đợt thi (xem/sửa đợt thi, thay đổi trạng thái, cấu hình) Thu nhận thi (áp dụng cơng nghệ giao tiếp Socket để truyền liệu AdminApp máy) Quản trị thi (tìm kiếm, xếp, phân công chấm, chỉnh sửa thi bị lỗi, ) Tổng hợp báo cáo (điểm, thống kê giờ) Nhật ký sửa (lưu nhật ký sử dụng phần mềm) Nộp thi (áp dụng công nghệ giao StudentApp tiếp Socket để gửi liệu đến máy chủ) Chấm thi (nhận thi từ máy chủ, chấm thi, gửi kết chấm máy TeacherApp chủ) Đối tượng người dùng Quản trị viên Sinh viên/Học viên Giáo viên TẠP CHÍ KHOA HỌC, TRƯỜNG ĐẠI HỌC HỒNG ĐỨC - SỐ 29 2016 Giám sát phòng thi sử dụng Camera (truyền nhận hình ảnh từ phịng thi, áp dụng giao tiếp Socket) 10 Chấm tự động (ý tưởng) CamClient CamServer Nhà quản lý Hướng phát triển 3.2 Chấm thi tự động Phần giới thiệu hướng phát triển báo nhằm tự động hóa khâu chấm thi thí sinh Ý tưởng sử dụng công nghệ nhận dạng để đối sánh thi thí sinh đáp án để ước lượng điểm số cho thi Quy trình cụ thể ràng buộc hệ thống trình bày chi tiết mục sau 3.2.1 Yêu cầu xây dựng đề thi đáp án Đề thi đáp án cần xây dựng chi tiết xác Để giúp người đọc hiểu rõ ý tưởng này, chúng tơi cung cấp số ví dụ sau: Ví dụ 1: đề thi Word yêu cầu chèn hình ảnh tệp X vào thi tệp liệu X cần cung cấp sẵn vào máy tính thí sinh thư mục Thí sinh buộc phải chèn tệp ảnh X tính điểm Ví dụ 2: đề thi Excel yêu cầu thí sinh cần định dạng bảng tính với tọa độ hàng/cột xác Hình 3.1(a) Nếu thí sinh làm khơng u cầu (ví dụ Hình 3.1(b)) khơng tính điểm bị trừ điểm (a) Một hàng trống (b) Hai hàng trống Hình Ví dụ đề thi (đáp án) làm mơn Excel 3.2.2 Thuật tốn chấm điểm tự động Các đáp án sau xây dựng xong lưu vào sở liệu (CSDL) dạng đặc biệt: định dạng ảnh Quy trình chuyển đổi tệp đáp án thành tệp ảnh 10 TẠP CHÍ KHOA HỌC, TRƯỜNG ĐẠI HỌC HỒNG ĐỨC - SỐ 29 2016 thực tự động việc điều khiển phần mềm chụp hình tồn vùng cửa sổ kích hoạt Các thi thí sinh lưu CSDL máy chủ trước đây, sau chuyển đối thành định dạng ảnh phần mềm chụp hình Để làm đơn giản hóa q trình số hóa, đề xuất nên thực bước chuyển đổi trung gian từ tệp Word sang tệp PDF, sau tiến hành chụp hình từ tệp PDF Điều giúp thuật tốn chấm dễ dàng dị tìm loại bỏ thông tin lề (header) từ tệp ảnh, giữ lại phần nội dung làm thí sinh Hình minh họa quy trình (a) (b) (c) Hình Quy trình chuyển đổi tệp Word thành tệp ảnh (a) ví dụ tệp đáp án; (b) tệp PDF (a); (c) tệp ảnh chứa nội dung đáp án tách biệt từ (b) kỹ thuật xử lý ảnh Sau số hóa thi đáp án thành định dạng ảnh, trình đối sánh thi đáp án thực cách áp dụng công nghệ nhận dạng ảnh để ước lượng độ đo giống thi đáp án Chi tiết trình đối sánh nhận dạng đối tượng ảnh trình bày kết [2] chúng tơi Hình minh họa ví dụ tệp đáp án (bên trái) tệp làm thí sinh (bên phải) Với mục đích minh họa, giả sử tệp làm thiếu thơng tin định dạng ngày tháng (xem góc trên, bên phải tệp làm) Với ví dụ này, Hình minh họa trình đối sánh hai tệp ảnh Các chi tiết giống hai tệp đánh dấu đường thẳng Chúng ta quan sát thấy hầu hết đối sánh xác Hơn nữa, thi thí sinh bị thiếu thông tin ngày tháng đối sánh vùng nội dung Từ kết đối sánh này, ước lượng giá trị điểm số cho thi thí sinh Để tăng độ xác nhận dạng, tiếp tục đối sánh cục theo vùng (ví dụ độ xác font chữ, kích cỡ, định dạng đậm/nhạt, ) Kết minh họa cho thấy việc xây dựng giải pháp chấm thi tự động sử dụng công nghệ nhận dạng ảnh hướng nghiên cứu khả thi hiệu sau 11 TẠP CHÍ KHOA HỌC, TRƯỜNG ĐẠI HỌC HỒNG ĐỨC - SỐ 29 2016 Hình Ví dụ tệp đán án (trái) làm thí sinh (phải) Hình Kết đối sánh: phần giống hai tệp vẽ đường thẳng KẾT LUẬN Đảm bảo tính khách quan cơng khâu đánh giá nhiệm vụ quan trọng sở đào tạo Trong báo này, giới thiệu giải pháp phần mềm nhằm tin hóa quy trình thi chấm thi học phần Tin học văn phòng Cụ thể, giải pháp đề xuất xây dựng gồm module thành phần cho phép quản lý đợt thi thực hành, quản lý gửi nhận thi từ máy sinh viên, đánh phách điện tử thi tự động, phân công chấm thi, hỗ trợ giáo viên chấm thi tổng hợp loại báo cáo thống kê Giải pháp đề xuất phân tích đánh giá để hoạt động xác, khách quan, hiệu với phịng máy có từ 200-1000 máy tính Ngồi ra, giải pháp đề xuất hỗ trợ nhà quản lý chức theo dõi phòng thi từ xa sử dụng Camera lắp đặt 12 TẠP CHÍ KHOA HỌC, TRƯỜNG ĐẠI HỌC HỒNG ĐỨC - SỐ 29 2016 phòng thi, qua giúp tăng cường tính trách nhiệm nghiêm túc cán xem thi thí sinh dự thi Cuối cùng, hướng phát triển mở rộng, chẳng hạn giải pháp chấm thi tự động sử dụng công nghệ nhận dạng ảnh Các phân tích kết mơ ban đầu cho thấy tính khả thi tiềm ứng dụng giải pháp TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] The-Anh Pham (2010), The improvement of Knapsack cipher, Computer Communications Journal, Vol 34, No 3, pp 342 - 343 The-Anh Pham, Nam Hoang, Hao Le, and Hong Le (2015), Symbol recognition using directional and spatial features, International Conference on Image Processing Theory, Tools and Applications (IPTA'15) Bronius Skupas (2010), Feedback Improvement in Automatic Program Evaluation Systems, Informatics in Education, Vol 9, No 2, 229 - 237 Michal Forisek (2006), On the Suitability of Programming Tasks for Automated Evaluation, Informatics in Education, Vol 5, No 1, 63 - 76 http://www.iigvietnam.com http://www.opac.com/office-skills-test-descriptions/ http://www.isograd.com/EN/freepositioningintro.php http://www.cqm.com.vn/home/san-pham/125/tvtest.html https://www.itests.com/web/main/Home.html https://sites.google.com/site/hudevelop01/Home https://sites.google.com/site/ptahdu/project/markrecog https://sites.google.com/site/ptahdu/project/tickrec http://cait.vnu.edu.vn/san-pham/10/mrtest http://www.ioit.ac.vn/pages/index.asp?progid=8 A SYSTEM FOR TESTING SKILLS AND ABILITIES OF USING OFFICE APPLICATIONS AT HONG DUC UNIVERSITY Pham The Anh, Hoang Nam, Le Thi Hong, Le Van Hao ABSTRACT In this paper, we propose a solution to manage the process of testing skills, knowledge and abilities of using office applications based on local cloud computing infrastructure The main objective of this solution is two-fold First, students not know who will evaluate their responses Second, the teachers who are qualified to evaluate 13 TẠP CHÍ KHOA HỌC, TRƯỜNG ĐẠI HỌC HỒNG ĐỨC - SỐ 29 2016 the responses of the students not know any thing about the identities of the students This way is termed as double blind evaluation whose key goal is to ensure thatthe students are evaluated exactly without any bias To achieve this aim, we have developed a suite of five software modules, including AdminApp, StudentApp, TeacherApp, CamClient and CamServer These modules allow users to perform efficiently different tasks such as file submission, scoring assignment, evaluation reporting, and camerabased supervision Additionally, we also point out a potential solution to automatically evaluate the responses of students based on the computer vision and pattern recognition technologies Keywords: Online test systems, automated evaluation of exam tasks, camerabased supervision of exams, computer-aided systems for exams 14 ... chấm thi thực hành Tin học văn phòng Ý tưởng giải pháp xây dựng giải pháp phần mềm nhằm tin học hóa quy trình thi chấm thi học phần Tin học máy tính theo mơ hình điện tốn đám mây cục Theo đó, thi. .. chấm thi học phần Tin học văn phòng Cụ thể, giải pháp đề xuất xây dựng gồm module thành phần cho phép quản lý đợt thi thực hành, quản lý gửi nhận thi từ máy sinh viên, đánh phách điện tử thi tự... nội dung đề thi cài đặt phần mềm gắn chặt với phần mềm quyền Microsoft nên tính mở khơng cao Vì lý này, sở đào tạo gặp khó khăn muốn đánh giá kỹ tin học văn phòng sinh viên phần mềm văn phịng mã