智能批改《机械设计基础》网上作业系统的技术研究*
林毅贞1，黄 平2
(1.阳江职业技术学院 机电系，广东 阳江 529500；2.华南理工大学 机械与汽车工程学院，广东 广州 510641)
摘 要： 随着信息技术的快速发展，智能批改作业代替人工批改作业既是趋势，也是一个难题。对网上作业系统的深入研究可以解决这一难题。文章主要介绍了机械设计基础网上作业系统的功能，深入探讨了网上作业系统中各种习题的设计与编写方法，并对该系统的使用结果进行了分析。实践证明：只要机械设计基础网上作业系统设计得当，智能批改作业的方法值得推广。
关键词： 智能批改；机械；作业；系统
目前，教育+人工智能已经成为现代教育发展的新趋势，探索信息技术与教育教学的深度融合势在必行[1]。网上作业作为教学信息化的主体内容之一，逐渐受到人们的关注，但研究并不多[2]，智能批改机械设计基础作业系统更是缺乏[3]。在机械设计基础教学中，绝大多数学生仍然采用纸笔在作业本上答题，教师仍然采用传统的批改作业方式。这种作业方式不适应新时代教育现代化发展的要求，教师批改作业也是一项繁重的任务[4]。网上作业系统可以弥补传统教学活动中作业环节的不足[5]，开发和设计一个智能批改作业系统有重要的实际意义和应用价值。
1 机械设计基础网上作业系统的简介
机械设计基础网上作业系统由管理员管理专业、课程、教师和学生。网页上有三个窗口：学生登录、教师登录、访客登录。如图1所示。
图1 网上作业系统登录入口
教学过程中，主要用到的入口是学生登录和教师登录，使用方法如下：
子带内误差源于系统的非理想特性，发射机发射的信号经过接收机后，信号不再是理想的，出现了一定程度的失真，图2是单子带定标信号脉冲压缩结果。从图中可以看出信号出现了明显的畸变，旁瓣很高且不对称，必须进行补偿。
1.1 学生登录
学生可通过此入口进行注册，输入真实姓名、学号、密码、电子邮箱，并选择班级进行提交，教师审核通过后，学生方可以登录进去在线做作业及提交作业，系统自动批改作业后，学生便可以查看分数及批改的情况。
1.2 教师登录
教师须经管理员批准，方可登录课程，对习题进行删减、增加及修改；同时对负责班级的学生进行审核、开启习题、关闭习题、自动批改、浏览学生答题情况、下载全部学生答题结果和统计数据等操作。
2 机械设计基础网上作业系统中习题的设计与编写
下面以既有图片又有文字的混编题为例介绍网上作业的设计与编写技巧。
在《机械设计基础》习题中，有相当多的题型是混编题。这是最复杂的题型，其往往综合考察了很多知识点，其形式也是多样的，有时候需要对题中的各个小问题进行整合，以使其适应网上批改的场景。通常我们在设计答案的时候需要把文字部分和图形部分同时进行编写，利用Excel表格和相应的工具包生成所需要的asp文件和VBScript文件，利用AutoCAD、Photoshop或者用windows自带画图工具加以处理图片，存储为jpeg格式并上传到作业批改系统的服务器中。
则系统自动生成3个asp文件：一是题目和问题解答文件xt3-5b.asp，二是画图文件jx3-5b.asp，三是图形和审判文件js3-5b.asp。
下面以3-5b题为例介绍混编题的设计及编写方法。
3-5b.绘制图3-5b所示机构的运动简图，并计算其自由度[6]。
解：F=3n-2Pl-Ph=3×3-2×4-0=1
运动简图如图3所示[7]。
该题的设计与编写方法如下：
供给情况：国产钾方面，盐湖装置正常运作，日产1.4万吨，日发运200-300车，青海小厂开工率维持低位；青海盐湖库存略降，基准产品60%晶粉到站价维持2350元/吨，各地经销商到站参考报价维持2200元/吨。进口钾方面，到船量仍较少，港口钾库存180万吨，市场可售现货紧俏；贸易商看涨预期仍强，62%俄白钾主流报价维持2350元/吨。边贸钾方面，到货量较少，库存偏低，货源供应持续偏紧，62%俄白钾报价涨至2150元/吨。
给她洗完澡，二丫叫我陪她坐会儿。我拉着她的手，这个脱了人形的可怜的女儿，她有气无力地说：“细婶儿，我撑不了几天了……”
……<tr>
(3)在同一个Excel表中输入题3-5b画图部分的信息点，如表2所示
“深港通”开通前期，两地股市只有GARCH项参数β在5%的显著性水平上通过检验，表明两地市场上的收益率序列波动存在明显的持久度。两地市场对“新消息”反应的参数α和对“旧消息”的反应参数β趋于相同，但对“旧消息”的反应更为显著。对于第一阶段的“杠杆效应”参数γ在5%的显著性水平上，两地股市表现显著，εt-1＜0时非对称性出现，坏消息能够分别为两地市场带来一个0.0884倍和0.1962倍的冲击，这会加大波动性。ARCH项系数α和GARCH项系数β之和接近于1，表明深港股市市场的日收益率波动具有聚集性和持久度。
图2 题3-5b原图
图3 题3-5b答案图
画图的审判标准需要用windows自带画图工具打开图3-5b-1，把所画的线条首尾的坐标x1、y1、x2、y2填在表2中，与x轴所成的锐角角度小于45°的斜线为横斜，与x轴所成的锐角角度在45°和90°之间的斜线为纵斜；若是矩形，则输入对顶角两点的坐标；若是圆弧，则输入半径和圆心坐标。线宽可选10，也可选15。
(4)打开非图形题的工具包，输入图3-5b的尺寸长×宽及该题的表单号，点击自动开始按钮，如图4所示。
因为我们用以判分的VB脚本是用图片的像素来进行评判的，因此图片中的像素点密度非常重要。我们要做的第一步是虚化图片，学生在作业系统中下载虚化图并按照题目的指示绘制相应的图片，然后在系统中上传，由系统中的预先写好的VBScript实现网上自动批改。
set f=nothing set fso=nothing%><%
其中第一部分题目和问题解答的程序如下(只摘取一部分)：
(2)在Excel表格输入题3-5b问答部分的内容，如表1所示。
3-5b绘制图3-5b所示机构的运动简图，并计算其自由度。
dim conn，rs1，sql1，chaptername
……
统归来看，医疗设备维保问题此前并非没有医院重视，之所以迟迟未产生规模化维保效益，各地医院还能买到同款产品不同价格的设备，根本上还是由于全国各地区间医院缺乏联动，何斌这样认为。
第二部分是画图部分的程序(只摘取一部分)：
……
<span style="font-weight：bold;">请下载下面的图片，用windows自带画图，选择3～5倍粗黑色线宽在主图上绘制机构简图。<br>可以剪切、复制线段，但不得缩放、扭转图片，并请仍按原格式(jpg)上传。</span>
<br>……
上海市自贸试验区是我国最早建设的自由贸易实验区，承担着包括金融创新、政府职能转变和制度推广等在内的重要历史使命。随着上海市自贸区的快速发展和制度完善，我国在广东、天津、福建、辽宁、浙江、河南等各省市也规划建设了自由贸易试验区，因为有了上海市自贸区的建设经验和发展规划借鉴，其他各省市的自贸区建设都取得了极高的效率和显著的成效，我国大江南北各个自贸区的发展都对其所在省市及城市群有着不同程度的辐射带动作用，从而也推动了我国贸易自由化水平的提升和我国经济的总体协调化发展。
第三部分是审判部分的程序(部分)：
……
（4）我们将向“一带一路”沿线发展中国家提供20亿元人民币紧急粮食援助，向南南合作援助基金增资10亿美元，在沿线国家实施100个“幸福家园”、100个“爱心助困”、100个“康复助医”等项目。我们将向有关国际组织提供10亿美元落实一批惠及沿线国家的合作项目。
response.write"下面是你的改图："&"<br>"
response.write"<img src="&Chr(34)&fn&Chr(34)&">"&"<br>"
教师和学生之间的民主平等、和谐融洽是课堂活动取得良好效果的重要条件，教师不仅是师长，更是学生的朋友，是和学生共同探求真理的伙伴。教师对学生的爱心是成功教育的原动力。因此，我们要真诚地关爱每一个学生，尊重他们的主观能动性和创造性，认真倾听他们的心声，用爱在师生之间建立起沟通的绿色通道。因为只有民主平等的师生关系才有利于和谐、宽松的学习氛围的形成；只有让学生感到轻松，才能让学生达到乐学的优化心理状态，只有让教师做到放松，才能让教师形成乐教。这样的课堂氛围使师生都能感受到课堂的幸福与温馨。
(1)把原图命名为3-5b.jbg，利用虚化软件把原图虚化，另存为3-5b-0.jbg格式，在虚化图中画出答案图，另存为3-5b-1.jbg，将三个图形保存于同一个文件夹中。
读这种“史诗”文本，读者会以为，民间真有这样意味隽永的诗句和体系。其实不是。以梅葛而言，这样选精集萃的“史诗”，在真实的生活中是不存在的。人们唱述的那些宇宙人生的道理、事件，都是在社交性、功能性的演唱中体现出来（极少部分私下独唱），夹在很多重复、客套、问答（歌手每开一次腔，就要赞美一次对方歌手）等“无用”的句子和仪式中间，从翻译的文本看，看不到“诗意”。
在课堂中的学习大多数都是理论知识的方面，教师通常在课堂中以授课为主，而学生在其中的参与很少，只是单纯进行听讲，因此教师很难保证学生在课堂当中的听课效率，也很容易让学生的实践与理论知识不能够很好结合，使学习得到巩固。因此，在开展一般的课堂之外，教师也要做到应用与学习相结合，通过开展相应的语文课外学习或者活动，来帮助教师弥补在课堂当中存在的缺陷，提高学生的学习能力和认识水平，让课堂学习变得更加有滋有味。
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Setfso=Server.CreateObject("Scripting.FileSystemObject")
长三角一直是我国重大改革创新先行先试的地区。近年来，国家多项重大改革举措密集在长三角地区率先部署（见图1）。2010年，江苏省沿海开发上升为国家战略。2011年，国务院同意上海张江建设第三个国家自主创新示范区，并将合芜蚌自主创新综合试验区建设上升到国家层面[4]。2013年，上海自贸区成立，从五大方面开展改革试点；同年，国务院批准在江苏苏南建设“苏南现代化建设示范区”。江苏省和安徽省成为全国仅有的两个创新型省份建设试点省。2014年，苏南国家自主创新示范区获国务院批复。“十二五”期间，国家战略在长三角的密集部署，就是希望长三角能够为新一轮创新驱动发展探路，为全国发展提供示范。
表1 题3-5b问答部分
Set f=fso.OpenTextFile(Server.Mappath(c_nickname&"\"&"3-5b"&"--"&c_nickname&"--成绩汇总.txt")，8，True)
表2 题3-5b画图部分
图4 图形题所用工具包的GUI
图5 题3-5b显示的网页一
图6 题3-5b显示的网页二
f.WriteLine s_name&"的作业已经提交，成绩得分为："&i
……
(5)将同一文件夹中的图3-5b.jbg、图3-5b-0.jbg、3-5b-1.jbg 和文件 xt3-5b.asp、文件 jx3-5b.asp、文件js3-5b.asp一一上传至作业网页中。该题编写结果和生成的网页如图5所示。
在点击提交数据后须继续作图按钮后，呈现的页面如图6所示。
3 网上作业平台的作业智能批改结果
机械设计基础网上作业系统设计好后，教师可根据教学进度，在作业平台上开通作业题，学生便可登陆进去在线做题，作业的时间可由系统设计为一个星期，也可由教师自由把握。学生做完作业点击提交，系统便会自动批改作业。待该作业题关闭时，系统自动批改作业的详细情况和分数便会显示在学生及教师的页面里。
图7是作业系统对学生做题3-5b的自动批改结果。
系统对学生作业的批改情况是：答题错误之处用“x”表示；画图题错误之处直接指出，如“摇块C错误”；没指出错误之处的答题便是正确的。最后系统根据答对的情况自动给出分数。
采用CNN模型提取不断变化的拓扑信息中潜藏的模式特征,通过网络结构的选取、超参数的确定、训练算法的设计、性能的优化来构建模型.
系统将批改作业的情况反馈给学生及教师，使学生及时了解学习过程中对知识的掌握程度，促使他们更有效的进行学习；同时教师也能全面了解全班学生的学习动态，更有利教学。系统可以对全班每个学生完成作业的次数、缺交作业的次数、作业总分、平均分进行统计，一目了然。系统还可以发送作业到学生邮箱及教师邮箱、也可以打包下载所有作业等。
4 结束语
在笔者所任教的班级中，对119名学生进行调查，94名学生(占79%)觉得网上作业的形式方便，效果好；105名学生(占88%)会独立完成作业，因为抄袭作业没那么方便了；78名学生(占65%)觉得老师布置的网上作业太多了；110名学生(占91%)表示愿意采取这种作业方式。可见，机械设计基础网上作业系统可以完成智能批改作业代替人工批改作业的作用，深受师生们的喜欢，网上作业的方式是提高机械设计基础教学质量和效率的有效途径，可以推广使用。
图7 题10-8的改判结果
参考文献：
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[7]黄平.机械设计基础习题集[M].北京：清华大学出版社，2016：21-22，244.
Abstract： With the rapid development of information technology,it is a trend and a problem to replace manual correction of homework with intelligent correction work.However,a further research on the online homework submission and grading system can solve this problem.This paper mainly introduces the features of the online homework submission and grading system for Basics of Mechanical Engineering,discusses the design and formatting of various questions in the online homework and deeply analyses the result of intelligent grading.Practice has proved that as long as the online homework submission and grading system for Basics of Mechanical Engineering is properly designed,it is worthy to promote the method of intelligent grading.
Keywords： intelligent correction;machine;homework;system
中图分类号： TP311.52
文献标志码： A
文章编号： 2095-2945（2019）29-0145-04
*基金项目： 2018年度阳江职业技术学院课题（编号：2018jgyb01）的阶段性研究成果
作者简介： 林毅贞(1972-)，女，硕士，讲师，机械工程师，研究方向：机械设计；黄平(1957-)，男，工学博士，教授，博士生导师，研究方向:机械设计及理论研究和摩擦学教学及研究。
标签：智能批改论文; 机械论文; 作业论文; 系统论文; 阳江职业技术学院机电系论文; 华南理工大学机械与汽车工程学院论文;