專利名稱：一種針對(duì)電路類虛擬實(shí)驗(yàn)的遠(yuǎn)程自動(dòng)批改方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及計(jì)算機(jī)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種針對(duì)電路類虛擬實(shí)驗(yàn)的遠(yuǎn)程自 動(dòng)批改方法及系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
近年來，隨著互聯(lián)網(wǎng)的迅猛發(fā)展，基于網(wǎng)絡(luò)的現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育形式也變得豐富多樣。 其中，利用虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)和Web技術(shù)構(gòu)建的網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)的應(yīng)用達(dá)到了空前的規(guī) 模。虛擬實(shí)驗(yàn)是指借助于多媒體、仿真和虛擬現(xiàn)實(shí)等技術(shù)在計(jì)算機(jī)上營造可輔助、部 分替代甚至全部替代傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)各操作環(huán)節(jié)的相關(guān)軟硬件操作環(huán)境，實(shí)驗(yàn)者可以在虛擬現(xiàn)實(shí) 的環(huán)境中一樣完成各種實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，所取得的實(shí)驗(yàn)效果等價(jià)于甚至優(yōu)于在真實(shí)環(huán)境中所取得 的效果。虛擬實(shí)驗(yàn)建立在一個(gè)虛擬的實(shí)驗(yàn)環(huán)境(平臺(tái)仿真)之上，而注重的是實(shí)驗(yàn)操作的 交互性和實(shí)驗(yàn)結(jié)果的仿真性。虛擬實(shí)驗(yàn)的實(shí)現(xiàn)將有效緩解很多高校在經(jīng)費(fèi)、場地、器材等方面普遍面臨的困難 和壓力，而且借助計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)開展遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)能夠突破傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)對(duì)時(shí)空的限 制，無論是學(xué)生還是教師，都可以自由、無顧慮地隨時(shí)隨地上網(wǎng)進(jìn)入虛擬實(shí)驗(yàn)室，操作儀器， 進(jìn)行各種實(shí)驗(yàn)，有助于提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量。伴隨著網(wǎng)絡(luò)虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)系統(tǒng)的盛行也出現(xiàn)了兩個(gè)問題一是由于參與虛擬實(shí)驗(yàn) 的學(xué)生人數(shù)眾多，并且時(shí)間不固定，針對(duì)遠(yuǎn)程虛擬實(shí)驗(yàn)的批改將給教師帶來沉重負(fù)擔(dān)；二是 實(shí)驗(yàn)類課程繁多，如果每一門課都實(shí)現(xiàn)一個(gè)批改工具將是冗余的工作，因此需要設(shè)計(jì)能針 對(duì)一類課程的虛擬實(shí)驗(yàn)進(jìn)行批改的通用方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供了一種針對(duì)電路類虛擬實(shí)驗(yàn)的遠(yuǎn)程自動(dòng)批改方法及系統(tǒng)，對(duì)于電路類 的各種虛擬實(shí)驗(yàn)結(jié)果均可實(shí)現(xiàn)自動(dòng)批改，具有較強(qiáng)的通用性，可以極大減輕教師負(fù)擔(dān)。本發(fā)明實(shí)施例提出的針對(duì)電路類虛擬實(shí)驗(yàn)的遠(yuǎn)程自動(dòng)批改方法，包括如下步驟A、對(duì)輸入的標(biāo)準(zhǔn)答案實(shí)驗(yàn)?zāi)_本進(jìn)行解析，得到儀器設(shè)備對(duì)象集和儀器端口對(duì)象 集；所述儀器設(shè)備對(duì)象集用于描述實(shí)驗(yàn)中涉及的實(shí)驗(yàn)儀器和每個(gè)實(shí)驗(yàn)儀器的參數(shù)及功能； 所述儀器端口對(duì)象集用于描述實(shí)驗(yàn)儀器的端口以及不同實(shí)驗(yàn)儀器的端口之間的連接關(guān) 系；B、從所述儀器設(shè)備對(duì)象集中提取出儀器設(shè)備評(píng)分點(diǎn)的集合，從所述儀器端口對(duì)象 集提取出電路連接評(píng)分點(diǎn)的集合；所述儀器設(shè)備評(píng)分點(diǎn)用于記錄一個(gè)實(shí)驗(yàn)儀器的評(píng)分點(diǎn)的 描述信息；所述電路連接評(píng)分點(diǎn)用于記錄一條電路連接評(píng)分點(diǎn)的描述信息；C、設(shè)置每一條儀器設(shè)備評(píng)分點(diǎn)以及電路連接評(píng)分點(diǎn)對(duì)應(yīng)的分值，設(shè)置完成后，該 條評(píng)分點(diǎn)就是一條評(píng)分規(guī)則，多條評(píng)分規(guī)則形成評(píng)分規(guī)則庫；D、將待批改的虛擬實(shí)驗(yàn)?zāi)_本解析成儀器設(shè)備對(duì)象和儀器端口對(duì)象，并將所述儀器
4設(shè)備對(duì)象和儀器端口對(duì)象轉(zhuǎn)換為事實(shí)數(shù)據(jù)；E、判斷所述事實(shí)數(shù)據(jù)是否與評(píng)分規(guī)則庫中的評(píng)分規(guī)則匹配，在匹配的過程中，記 錄下每條評(píng)分規(guī)則的匹配結(jié)果；累加匹配成功的評(píng)分規(guī)則的分值，得到實(shí)驗(yàn)批改的總分，將 匹配結(jié)果和分值輸出，作為批改后的成績單。較佳地，所述標(biāo)準(zhǔn)答案實(shí)驗(yàn)?zāi)_本和待批改的虛擬實(shí)驗(yàn)?zāi)_本均為XML格式。較佳地，所述步驟C包括Cl、在顯示界面上顯示一條尚未設(shè)置分值的儀器設(shè)備評(píng)分點(diǎn)或電路連接評(píng)分點(diǎn)；C2、接收輸入的分值，將該分值設(shè)置為所述儀器設(shè)備評(píng)分點(diǎn)或電路連接評(píng)分點(diǎn)對(duì) 應(yīng)的分值；C3、判斷是否還有尚未設(shè)置分值的儀器設(shè)備評(píng)分點(diǎn)或電路連接評(píng)分點(diǎn)，若是，轉(zhuǎn)至 步驟Cl，否則結(jié)束步驟C。本發(fā)明實(shí)施例還提出一種針對(duì)電路類虛擬實(shí)驗(yàn)的遠(yuǎn)程自動(dòng)批改系統(tǒng)，包括XML 解析處理模塊201、虛擬儀器數(shù)據(jù)處理模塊202、儀器端口數(shù)據(jù)處理模塊203、評(píng)分規(guī)則模塊 204、規(guī)則數(shù)據(jù)提取模塊205、事實(shí)數(shù)據(jù)提取模塊206和匹配處理模塊207 ；所述XML解析處理模塊201用于接收外部輸入的標(biāo)準(zhǔn)答案實(shí)驗(yàn)?zāi)_本，對(duì)所述標(biāo)準(zhǔn) 答案實(shí)驗(yàn)?zāi)_本進(jìn)行解析，得到儀器設(shè)備對(duì)象集和儀器端口對(duì)象集；所述儀器設(shè)備對(duì)象集用 于描述實(shí)驗(yàn)中涉及的實(shí)驗(yàn)儀器和每個(gè)實(shí)驗(yàn)儀器的參數(shù)及功能；所述儀器端口對(duì)象集用于描 述實(shí)驗(yàn)儀器的端口以及不同實(shí)驗(yàn)儀器的端口之間的連接關(guān)系；還用于將待批改的虛擬實(shí)驗(yàn) 腳本解析成儀器設(shè)備對(duì)象和儀器端口對(duì)象；所述虛擬儀器數(shù)據(jù)處理模塊202用于從來自XML解析處理模塊201的儀器設(shè)備 對(duì)象集中提取出儀器設(shè)備評(píng)分點(diǎn)的集合，并將儀器設(shè)備評(píng)分點(diǎn)的集合輸出至評(píng)分規(guī)則模塊 204 ；所述儀器設(shè)備評(píng)分點(diǎn)用于記錄一個(gè)實(shí)驗(yàn)儀器的評(píng)分點(diǎn)的描述信息；所述儀器端口數(shù)據(jù)處理模塊203用于從來自XML解析處理模塊201的儀器端口對(duì) 象集提取出電路連接評(píng)分點(diǎn)的集合，并將電路連接評(píng)分點(diǎn)的集合輸出至評(píng)分規(guī)則模塊204 ； 所述電路連接評(píng)分點(diǎn)用于記錄一條電路連接評(píng)分點(diǎn)的描述信息；評(píng)分規(guī)則模塊204用于所接收的設(shè)置每一條儀器設(shè)備評(píng)分點(diǎn)以及電路連接評(píng)分 點(diǎn)對(duì)應(yīng)的分值，設(shè)置完成后，該條評(píng)分點(diǎn)就是一條評(píng)分規(guī)則，保存已設(shè)置的多條評(píng)分規(guī)則作 為評(píng)分規(guī)則庫；規(guī)則數(shù)據(jù)提取模塊205用于在接收到來自匹配處理模塊207的提取請(qǐng)求后，向評(píng) 分規(guī)則模塊204提取對(duì)應(yīng)的評(píng)分規(guī)則，并將所提取的評(píng)分規(guī)則發(fā)送至匹配處理模塊207 ；事實(shí)數(shù)據(jù)提取模塊206用于將待批改的虛擬實(shí)驗(yàn)?zāi)_本解析成儀器設(shè)備對(duì)象和儀 器端口對(duì)象，并將所述儀器設(shè)備對(duì)象和儀器端口對(duì)象轉(zhuǎn)換為事實(shí)數(shù)據(jù)輸出至匹配處理模塊 207 ；匹配處理模塊207用于當(dāng)接收到來自事實(shí)數(shù)據(jù)提取模塊206的事實(shí)數(shù)據(jù)時(shí)，向規(guī) 則數(shù)據(jù)提取模塊205發(fā)送要求獲取所述事實(shí)數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的虛擬實(shí)驗(yàn)的評(píng)分規(guī)則的提取請(qǐng)求； 接收來自規(guī)則數(shù)據(jù)提取模塊205的評(píng)分規(guī)則，判斷來自事實(shí)數(shù)據(jù)提取模塊206的事實(shí)數(shù)據(jù) 是否與來自規(guī)則數(shù)據(jù)提取模塊205的評(píng)分規(guī)則匹配，在匹配的過程中，記錄下每條評(píng)分規(guī) 則的匹配結(jié)果；累加匹配成功的評(píng)分規(guī)則的分值，得到實(shí)驗(yàn)批改的總分，將匹配結(jié)果和分值 輸出，作為批改后的成績單。
從以上技術(shù)方案可以看出，，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)答案實(shí)驗(yàn)?zāi)_本進(jìn)行解析，得到儀器設(shè)備評(píng)分點(diǎn) 的集合以及電路連接評(píng)分點(diǎn)的集合；對(duì)評(píng)分點(diǎn)設(shè)置對(duì)應(yīng)的分值得到評(píng)分規(guī)則；將待批改的 虛擬實(shí)驗(yàn)?zāi)_本解析成儀器設(shè)備對(duì)象和儀器端口對(duì)象，并將所述儀器設(shè)備對(duì)象和儀器端口對(duì) 象轉(zhuǎn)換為事實(shí)數(shù)據(jù)；根據(jù)事實(shí)數(shù)據(jù)與評(píng)分規(guī)則匹配結(jié)果自動(dòng)累加分值，得到實(shí)驗(yàn)批改的總 分。本發(fā)明方案可以實(shí)現(xiàn)各種電路類虛擬實(shí)驗(yàn)的自動(dòng)批改，具有較強(qiáng)的通用性，可以極大減 輕教師負(fù)擔(dān)。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例提出的針對(duì)電路類虛擬實(shí)驗(yàn)的遠(yuǎn)程自動(dòng)批改方法的流程圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例提出的針對(duì)電路類虛擬實(shí)驗(yàn)的遠(yuǎn)程自動(dòng)批改的系統(tǒng)框圖；圖3本發(fā)明實(shí)施例中實(shí)驗(yàn)?zāi)_本到評(píng)分規(guī)則的轉(zhuǎn)換過程示意圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明實(shí)施例提出的一種針對(duì)電路類虛擬實(shí)驗(yàn)的遠(yuǎn)程自動(dòng)批改方法，首先，對(duì)輸 入的標(biāo)準(zhǔn)答案實(shí)驗(yàn)?zāi)_本進(jìn)行解析，得到儀器設(shè)備對(duì)象集和儀器端口對(duì)象集；然后，從所述儀 器設(shè)備對(duì)象集中提取出儀器設(shè)備評(píng)分點(diǎn)的集合，從所述儀器端口對(duì)象集提取出電路連接評(píng) 分點(diǎn)的集合；并設(shè)置每一條儀器設(shè)備評(píng)分點(diǎn)以及電路連接評(píng)分點(diǎn)對(duì)應(yīng)的分值；將待批改的 虛擬實(shí)驗(yàn)?zāi)_本解析成儀器設(shè)備對(duì)象和儀器端口對(duì)象，并將所述儀器設(shè)備對(duì)象和儀器端口對(duì) 象轉(zhuǎn)換為事實(shí)數(shù)據(jù)；下一步，遍歷每一個(gè)儀器設(shè)備評(píng)分點(diǎn)以及電路連接評(píng)分點(diǎn)，判斷所述事 實(shí)數(shù)據(jù)是否與所述儀器設(shè)備評(píng)分點(diǎn)以及電路連接評(píng)分點(diǎn)匹配，若是，將匹配上的儀器設(shè)備 評(píng)分點(diǎn)或電路連接評(píng)分點(diǎn)對(duì)應(yīng)的分值進(jìn)行累加，遍歷所有儀器設(shè)備評(píng)分點(diǎn)以及電路連接評(píng) 分點(diǎn)后，將累加得到的分值輸出，作為實(shí)驗(yàn)批改的結(jié)果。圖1示出了本發(fā)明實(shí)施例提出的針對(duì)電路類虛擬實(shí)驗(yàn)的遠(yuǎn)程自動(dòng)批改方法的流 程圖，包括如下步驟步驟101 =XML格式的標(biāo)準(zhǔn)答案實(shí)驗(yàn)?zāi)_本輸入后，經(jīng)過XML解析器解析出的數(shù)據(jù)被 對(duì)象化為儀器設(shè)備對(duì)象和儀器端口對(duì)象。所述標(biāo)準(zhǔn)答案實(shí)驗(yàn)?zāi)_本表示電路類虛擬實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。該實(shí)驗(yàn)結(jié)果被表示成一 種XML格式。這種XML格式至少包括兩方面的內(nèi)容一、實(shí)驗(yàn)結(jié)果中存在的虛擬儀器；二、實(shí) 驗(yàn)電路中的虛擬儀器連接關(guān)系，通過儀器端口的信息表示。XML解析器的作用就是將這兩方 面內(nèi)容提取出來，分別對(duì)象化為儀器設(shè)備對(duì)象和儀器端口對(duì)象。步驟102 根據(jù)儀器設(shè)備對(duì)象得到儀器設(shè)備評(píng)分點(diǎn)的集合；根據(jù)儀器端口對(duì)象，得 到電路連接評(píng)分點(diǎn)的集合。儀器設(shè)備對(duì)象代表一組采用面向?qū)ο蟮姆椒ū硎镜臄?shù)據(jù)集合，該數(shù)據(jù)集合能表示 虛擬實(shí)驗(yàn)中的一個(gè)虛擬儀器，并記錄該虛擬儀器的參數(shù)及功能。儀器端口對(duì)象代表一組采用面向?qū)ο蟮姆椒ū硎镜臄?shù)據(jù)集合，該數(shù)據(jù)集合能表示 虛擬實(shí)驗(yàn)中的一個(gè)端口對(duì)象，并記錄了該端口的連接關(guān)系和所屬虛擬儀器等信息。在電路 類虛擬實(shí)驗(yàn)中，大部分虛擬儀器都會(huì)有端口，例如電源的正負(fù)極端口、電流表的端口等等。 如果儀器A的端口 a與儀器B的端口 b相連接，則將所述端口 a和端口 b的端口對(duì)象的數(shù) 據(jù)中進(jìn)行設(shè)置，用于表示端口 a和端口 b的連接關(guān)系。
儀器設(shè)備評(píng)分點(diǎn)記錄了一個(gè)虛擬儀器的一個(gè)評(píng)分點(diǎn)描述和該評(píng)分點(diǎn)對(duì)應(yīng)的評(píng)分 規(guī)則。例如，評(píng)分點(diǎn)描述為“本實(shí)驗(yàn)存在一個(gè)名為RO的電阻，該電阻阻值為100Ω”。對(duì)應(yīng) 的評(píng)分規(guī)則為IF RO的阻值=100 Ω THEN得分()；得分的數(shù)據(jù)有待填充。電路連接評(píng)分點(diǎn)描述了一個(gè)電路的一條連接信息的評(píng)分點(diǎn)和該評(píng)分點(diǎn)對(duì)應(yīng)的評(píng) 分規(guī)則。步驟103 根據(jù)所述評(píng)分點(diǎn)集合，定義需要的評(píng)分點(diǎn)，并設(shè)置每個(gè)評(píng)分點(diǎn)對(duì)應(yīng)的分 值。所定義的評(píng)分點(diǎn)描述和相應(yīng)的評(píng)分被稱為評(píng)分規(guī)則。步驟104 將待批改的XML格式的虛擬實(shí)驗(yàn)?zāi)_本解析成儀器設(shè)備對(duì)象和儀器端口 對(duì)象，兩者經(jīng)過處理轉(zhuǎn)換成事實(shí)數(shù)據(jù)。步驟105 判斷所述事實(shí)數(shù)據(jù)是否與評(píng)分規(guī)則庫中的評(píng)分規(guī)則匹配，在匹配的過 程中，記錄下每條評(píng)分規(guī)則的匹配結(jié)果；累加匹配成功的評(píng)分規(guī)則的分值，得到實(shí)驗(yàn)批改的 總分，將匹配結(jié)果和分值輸出，作為批改后的成績單。圖2所示為本發(fā)明實(shí)施例提出的針對(duì)電路類虛擬實(shí)驗(yàn)的遠(yuǎn)程自動(dòng)批改系統(tǒng)的框 圖。該系統(tǒng)包括XML解析處理模塊201、虛擬儀器數(shù)據(jù)處理模塊202、儀器端口數(shù)據(jù)處理模 塊203、評(píng)分規(guī)則模塊204、規(guī)則數(shù)據(jù)提取模塊205、事實(shí)數(shù)據(jù)提取模塊206和匹配處理模塊 207。其中，所述XML解析處理模塊201用于接收外部輸入的標(biāo)準(zhǔn)答案實(shí)驗(yàn)?zāi)_本，對(duì)所述標(biāo)準(zhǔn) 答案實(shí)驗(yàn)?zāi)_本進(jìn)行解析，得到儀器設(shè)備對(duì)象集和儀器端口對(duì)象集；所述儀器設(shè)備對(duì)象集用 于描述實(shí)驗(yàn)中涉及的實(shí)驗(yàn)儀器和每個(gè)實(shí)驗(yàn)儀器的參數(shù)及功能；所述儀器端口對(duì)象集用于描 述實(shí)驗(yàn)儀器的端口以及不同實(shí)驗(yàn)儀器的端口之間的連接關(guān)系；還用于將待批改的虛擬實(shí)驗(yàn) 腳本解析成儀器設(shè)備對(duì)象和儀器端口對(duì)象；所述虛擬儀器數(shù)據(jù)處理模塊202用于從來自XML解析處理模塊201的儀器設(shè)備 對(duì)象集中提取出儀器設(shè)備評(píng)分點(diǎn)的集合，并將儀器設(shè)備評(píng)分點(diǎn)的集合輸出至評(píng)分規(guī)則模塊 204;所述儀器設(shè)備評(píng)分點(diǎn)用于記錄一個(gè)實(shí)驗(yàn)儀器的評(píng)分點(diǎn)的描述信息以及該評(píng)分點(diǎn)對(duì)應(yīng) 的評(píng)分規(guī)則；所述儀器端口數(shù)據(jù)處理模塊203用于從來自XML解析處理模塊201的儀器端口對(duì) 象集提取出電路連接評(píng)分點(diǎn)的集合，并將電路連接評(píng)分點(diǎn)的集合輸出至評(píng)分規(guī)則模塊204 ； 所述電路連接評(píng)分點(diǎn)用于記錄一條電路連接評(píng)分點(diǎn)的描述信息以及該評(píng)分點(diǎn)對(duì)應(yīng)的評(píng)分 規(guī)則；評(píng)分規(guī)則模塊204用于所接收的設(shè)置每一條儀器設(shè)備評(píng)分點(diǎn)以及電路連接評(píng)分 點(diǎn)對(duì)應(yīng)的分值，并保存已設(shè)置分值的儀器設(shè)備評(píng)分點(diǎn)以及電路連接評(píng)分點(diǎn)；規(guī)則數(shù)據(jù)提取模塊205用于在接收到來自匹配處理模塊207的提取請(qǐng)求后，向評(píng) 分規(guī)則模塊204提取對(duì)應(yīng)的評(píng)分規(guī)則，并將所提取的評(píng)分規(guī)則發(fā)送至匹配處理模塊207 ；事實(shí)數(shù)據(jù)提取模塊206用于將待批改的虛擬實(shí)驗(yàn)?zāi)_本解析成儀器設(shè)備對(duì)象和儀 器端口對(duì)象，并將所述儀器設(shè)備對(duì)象和儀器端口對(duì)象轉(zhuǎn)換為事實(shí)數(shù)據(jù)輸出至匹配處理模塊 207 ；匹配處理模塊207用于當(dāng)接收到來自事實(shí)數(shù)據(jù)提取模塊206的事實(shí)數(shù)據(jù)時(shí)，向規(guī) 則數(shù)據(jù)提取模塊205發(fā)送要求獲取所述事實(shí)數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的虛擬實(shí)驗(yàn)的評(píng)分規(guī)則的提取請(qǐng)求； 接收來自規(guī)則數(shù)據(jù)提取模塊205的評(píng)分規(guī)則，判斷來自事實(shí)數(shù)據(jù)提取模塊206的事實(shí)數(shù)據(jù)是否與來自規(guī)則數(shù)據(jù)提取模塊205的評(píng)分規(guī)則中包含的儀器設(shè)備評(píng)分點(diǎn)以及電路連接評(píng) 分點(diǎn)匹配，若是，將匹配上的儀器設(shè)備評(píng)分點(diǎn)或電路連接評(píng)分點(diǎn)對(duì)應(yīng)的分值進(jìn)行累加，將累 加得到的分值輸出，作為實(shí)驗(yàn)批改的結(jié)果。在實(shí)驗(yàn)結(jié)果采用XML格式表示的前提下，采用面向?qū)ο笾蓄惖姆绞絹肀硎緦?shí)驗(yàn)結(jié) 果的事實(shí)數(shù)據(jù)。因?yàn)閺腦ML中抽取對(duì)象數(shù)據(jù)比較方便，并且用對(duì)象表示的信息比較完整。另外，由于實(shí)驗(yàn)結(jié)果的可能的情況是無限多的，所以必須抽取出有限數(shù)量的類來 表示這些情況。電路類的虛擬實(shí)驗(yàn)通常包括電路的元件儀器和電路的儀器連接兩個(gè)信息。將實(shí)驗(yàn)中的數(shù)據(jù)抽取出三個(gè)大的概念一實(shí)驗(yàn)儀器、儀器屬性和儀器連接。實(shí)驗(yàn)儀器和儀器屬性之間的關(guān)系式多對(duì)多的關(guān)系，一個(gè)實(shí)驗(yàn)儀器可能含有多個(gè)屬 性，同時(shí)一個(gè)屬性也可能被多個(gè)儀器所擁有。例如萬用表和電壓表可能都會(huì)有電壓屬性。實(shí)驗(yàn)儀器和儀器連接之間也是多對(duì)多的關(guān)系。一個(gè)連接中的對(duì)象有可能也存在于 其他的連接中。電路類的實(shí)驗(yàn)課程通常包括《電路分析》、《數(shù)字電路》、《模擬電路》等。本發(fā)明方 案針對(duì)這些實(shí)驗(yàn)不但具有通用性，且所實(shí)現(xiàn)功能不依賴于虛擬實(shí)驗(yàn)的平臺(tái)，具有獨(dú)立性。本發(fā)明實(shí)施例中使用的數(shù)據(jù)是電路類虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)輸出的實(shí)驗(yàn)結(jié)果腳本數(shù)據(jù)。不 論是哪一種電路類的虛擬實(shí)驗(yàn)一《電路分析》、《數(shù)字電路》或《模擬電路》，輸出的結(jié)果數(shù)據(jù) 都應(yīng)該采用統(tǒng)一的格式，這樣才能對(duì)數(shù)據(jù)的處理方式和對(duì)實(shí)驗(yàn)的批改達(dá)到通用性。以下給出XML格式的實(shí)驗(yàn)?zāi)_本一種范例<實(shí)驗(yàn)平臺(tái)><虛擬元件><元件類型 > 電阻</元件類型>〈元件屬性〉〈屬性名稱〉電阻</屬性名稱>〈值 >100 Ω </值〉
</虛擬元件> <虛擬元件>
<元件類型 > 電阻</元件類型> <元件屬性>
<屬性名稱 > 電阻值</屬性名稱> 〈值 >200 Ω </值〉
</元件屬性> 〈端口 1>1</端口 1> 〈端口 2>3</ 端 口 2>
</元件屬性> 〈端口 1>1</端口 1> 〈端口 2>2</ 端 口 2>
......</虛擬元件></實(shí)驗(yàn)平臺(tái)〉在上述示例中，< 實(shí)驗(yàn)平臺(tái) > 為根目錄，每個(gè)在實(shí)驗(yàn)中的元器件都在 < 虛擬元件> 標(biāo)簽下，表示成樹形結(jié)構(gòu)。元件的屬性依此列出，元件的第X個(gè)端口用〈端口 χ>表示。當(dāng) 兩個(gè)元件中的〈端口 x>的值相等時(shí)，表示這兩個(gè)元件在該端口出是連接的。在上述示例的實(shí)驗(yàn)?zāi)_本中包含以下信息有兩個(gè)阻值分別為100 Ω和200 Ω的電 阻元件，它們?cè)诙丝?1處相連了。匹配處理模塊207中處理數(shù)據(jù)分為兩類一用于表示評(píng)分知識(shí)的評(píng)分規(guī)則和用于 表示實(shí)驗(yàn)事實(shí)的事實(shí)數(shù)據(jù)。因此，需要設(shè)計(jì)虛擬實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果的評(píng)分知識(shí)和實(shí)驗(yàn)事實(shí)的表不。在實(shí)驗(yàn)的批改中，批改的過程是一個(gè)由實(shí)驗(yàn)結(jié)果向?qū)嶒?yàn)評(píng)分的推理過程。因此，將 實(shí)驗(yàn)的評(píng)分知識(shí)表示成產(chǎn)生式規(guī)則的形式IF<實(shí)驗(yàn)事實(shí)判斷>THEN<得分操作>在實(shí)驗(yàn)結(jié)果采用XML表示的前提下，我們采用面向?qū)ο笾蓄惖姆绞絹肀硎緦?shí)驗(yàn)結(jié) 果的事實(shí)數(shù)據(jù)。因?yàn)閺腦ML中抽取對(duì)象數(shù)據(jù)比較方便，并且用對(duì)象表示的信息比較完整性。另外，由于實(shí)驗(yàn)結(jié)果可能的情況多種多樣，無法一一窮舉，所以必須抽取出有限數(shù) 量的類來表示這些情況。電路類的虛擬實(shí)驗(yàn)通常包括電路的元件儀器和電路的儀器連接兩 個(gè){曰息將實(shí)驗(yàn)中的數(shù)據(jù)抽取出三個(gè)大的概念一實(shí)驗(yàn)儀器、儀器屬性和儀器連接。實(shí)驗(yàn)儀器和儀器屬性之間的關(guān)系式多對(duì)多的關(guān)系，一個(gè)實(shí)驗(yàn)儀器可能含有多個(gè)屬 性，同時(shí)一個(gè)屬性也可能被多個(gè)儀器所擁有。例如萬用表和電壓表可能都會(huì)有電壓屬性。實(shí)驗(yàn)儀器和儀器連接之間也是多對(duì)多的關(guān)系。一個(gè)連接中的對(duì)象有可能也存在于 其他的連接中。以下給出一個(gè)評(píng)分知識(shí)表示的實(shí)例rule ‘存在一個(gè)100 Ω的電阻’ //規(guī)則名稱when //事實(shí)判斷CO =Device (type = ‘ 電阻，)// 存在一個(gè)組件eval (R0. getProperty. get ( ‘ 電阻值，).value, equals ( “ 100 Ω，，))；H該組件存在電阻值屬性，阻值為“ 100 Ω ”thenmarkingOperation. add(〃 10〃 ) ；//力口分操作end其中的實(shí)驗(yàn)儀器和儀器屬性的表示形式如下class Device {String type ；// 儀器的類型Map property -J/使用Map對(duì)象可以使組件含有多個(gè)屬性......String getType ()；
9
String getProperty ()；}class Property {String name ；// 該屬性的名字String value ；// 該屬性的值......String getName ()；String getValue ()；}可知，上面的規(guī)則表示如果試驗(yàn)中存在一個(gè)阻值為100Ω的電阻，那么實(shí)驗(yàn)總分 加10分。實(shí)驗(yàn)結(jié)果被表示成XML腳本形式，而匹配處理模塊207需要的卻是評(píng)分規(guī)則和事 實(shí)數(shù)據(jù)。所以，可分為以下兩個(gè)轉(zhuǎn)換處理方式。一、XML轉(zhuǎn)換成事實(shí)數(shù)據(jù)由于事實(shí)數(shù)據(jù)是面向?qū)ο笾械膶?duì)象。所以，XML到事實(shí)的轉(zhuǎn)換過程是一個(gè)解析XML 腳本，生成類對(duì)象的過程。在本實(shí)施例中，事實(shí)數(shù)據(jù)提取模塊206使用DOM解析技術(shù)，遍歷XML腳本后得到相 關(guān)的實(shí)驗(yàn)儀器、儀器屬性對(duì)象。以下給出實(shí)現(xiàn)的偽代碼For each nodes in XMLIF Nodes (i). name =，虛擬元件，；THEN CreateDevice () ；// 創(chuàng)建實(shí)驗(yàn)儀器對(duì)象For each nodes in Nodes(i). childsIF Nodes (j). name =，元件屬性，；THEN CreatePropertyO ；//創(chuàng)建儀器 屬性對(duì)象IF Node (j). name =，端口，；THEN CreatePortListO ；//創(chuàng)建儀器端口集 合End-ForEnd-For接下來，事實(shí)數(shù)據(jù)提取模塊206需要將儀器端口集合進(jìn)行遍歷，任意兩個(gè)端口值 相等的情況，我們?nèi)蝿?wù)這兩個(gè)端口之間存在一個(gè)連接。這樣我們根據(jù)儀器端口集合就能得 到儀器的連接信息。二、XML轉(zhuǎn)換成評(píng)分規(guī)則由于實(shí)驗(yàn)的評(píng)分知識(shí)是需要規(guī)則制定者自定義的，所以中間需要一個(gè)評(píng)分點(diǎn)對(duì) 象。用圖3可以表示轉(zhuǎn)換過程。評(píng)分點(diǎn)對(duì)象中既記錄了評(píng)分規(guī)則的描述信息，又記錄了評(píng) 分規(guī)則的代碼，即評(píng)分知識(shí)。本發(fā)明實(shí)施例中，用以下的類表示評(píng)分點(diǎn)對(duì)象class Concept {String ruleDesc ；// 該規(guī)則的描述String ruleCode ；// 該規(guī)則的代碼String score ；// 該規(guī)則的得分......
}將上述評(píng)分規(guī)則的示例的規(guī)則記錄在Concept的ruleCode中，這樣相應(yīng)的 ruleDesc的值為“存在一個(gè)100 Ω的電阻”，這個(gè)描述信息會(huì)展示給用戶，便于用戶識(shí)別該 條規(guī)則，并針對(duì)規(guī)則添加得分。在實(shí)驗(yàn)的批改過程中，由于實(shí)驗(yàn)的評(píng)分知識(shí)是相對(duì)固定的，而待批改的數(shù)據(jù)，即實(shí) 驗(yàn)事實(shí)數(shù)據(jù)是相對(duì)多樣化的，所以匹配處理模塊207采用基于Rete的模式匹配算法。這樣 的匹配算法，是從事實(shí)到規(guī)則匹配過程，已匹配過的事實(shí)會(huì)被記錄為“已匹配”，避免重復(fù)的 匹配。通過以上的實(shí)施方式的描述，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以清楚地了解到本發(fā)明可借 助軟件加必需的硬件平臺(tái)的方式來實(shí)現(xiàn)，當(dāng)然也可以全部通過硬件來實(shí)施，但很多情況下 前者是更佳的實(shí)施方式。基于這樣的理解，本發(fā)明的技術(shù)方案對(duì)背景技術(shù)做出貢獻(xiàn)的全部 或者部分可以以軟件產(chǎn)品的形式體現(xiàn)出來，該計(jì)算機(jī)軟件產(chǎn)品可以存儲(chǔ)在存儲(chǔ)介質(zhì)中，如 ROM/RAM、磁碟、光盤等，包括若干指令用以使得一臺(tái)計(jì)算機(jī)設(shè)備(可以是個(gè)人計(jì)算機(jī)，服務(wù) 器，或者網(wǎng)絡(luò)設(shè)備等)執(zhí)行本發(fā)明各個(gè)實(shí)施例或者實(shí)施例的某些部分所述的方法。本發(fā)明以北京郵電大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育研究所開發(fā)的電路類虛擬實(shí)驗(yàn)為平臺(tái)，選擇《電 路分析》虛擬實(shí)驗(yàn)中的“線性網(wǎng)絡(luò)幾個(gè)定理的驗(yàn)證”實(shí)驗(yàn)為例驗(yàn)證本方法的可行性。實(shí)踐表 明，這種方法不但可行，而且具有較好的前景?？梢詳U(kuò)展批改結(jié)果的反饋，不但給出實(shí)驗(yàn)的 分?jǐn)?shù)，而且可以將學(xué)生的錯(cuò)誤點(diǎn)給予提示，在教師使用時(shí)按照整個(gè)班級(jí)的形式全自動(dòng)的批 改并統(tǒng)計(jì)。這樣將大大幫助推廣遠(yuǎn)程虛擬實(shí)驗(yàn)教學(xué)的應(yīng)用，使實(shí)驗(yàn)教學(xué)不再受到地域和設(shè) 備的限制。以上所述僅為本發(fā)明的較佳實(shí)施例而已，并不用以限制本發(fā)明，凡在本發(fā)明的精 神和原則之內(nèi)，所做的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明保護(hù)的范圍之內(nèi)。
1權(quán)利要求
一種針對(duì)電路類虛擬實(shí)驗(yàn)的遠(yuǎn)程自動(dòng)批改方法，其特征在于，包括如下步驟A、對(duì)輸入的標(biāo)準(zhǔn)答案實(shí)驗(yàn)?zāi)_本進(jìn)行解析，得到儀器設(shè)備對(duì)象集和儀器端口對(duì)象集；所述儀器設(shè)備對(duì)象集用于描述實(shí)驗(yàn)中涉及的實(shí)驗(yàn)儀器和每個(gè)實(shí)驗(yàn)儀器的參數(shù)及功能；所述儀器端口對(duì)象集用于描述實(shí)驗(yàn)儀器的端口以及不同實(shí)驗(yàn)儀器的端口之間的連接關(guān)系；B、從所述儀器設(shè)備對(duì)象集中提取出儀器設(shè)備評(píng)分點(diǎn)的集合，從所述儀器端口對(duì)象集提取出電路連接評(píng)分點(diǎn)的集合；所述儀器設(shè)備評(píng)分點(diǎn)用于記錄一個(gè)實(shí)驗(yàn)儀器的評(píng)分點(diǎn)的描述信息；所述電路連接評(píng)分點(diǎn)用于記錄一條電路連接評(píng)分點(diǎn)的描述信息；C、設(shè)置每一條儀器設(shè)備評(píng)分點(diǎn)以及電路連接評(píng)分點(diǎn)對(duì)應(yīng)的分值，設(shè)置完成后，該條評(píng)分點(diǎn)就是一條評(píng)分規(guī)則，多條評(píng)分規(guī)則形成評(píng)分規(guī)則庫；D、將待批改的虛擬實(shí)驗(yàn)?zāi)_本解析成儀器設(shè)備對(duì)象和儀器端口對(duì)象，并將所述儀器設(shè)備對(duì)象和儀器端口對(duì)象轉(zhuǎn)換為事實(shí)數(shù)據(jù)；E、判斷所述事實(shí)數(shù)據(jù)是否與評(píng)分規(guī)則庫中的評(píng)分規(guī)則匹配，在匹配的過程中，記錄下每條評(píng)分規(guī)則的匹配結(jié)果；累加匹配成功的評(píng)分規(guī)則的分值，得到實(shí)驗(yàn)批改的總分，將匹配結(jié)果和分值輸出，作為批改后的成績單。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述標(biāo)準(zhǔn)答案實(shí)驗(yàn)?zāi)_本和待批改的虛擬 實(shí)驗(yàn)?zāi)_本均為XML格式。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述步驟C包括Cl、在顯示界面上顯示一條尚未設(shè)置分值的儀器設(shè)備評(píng)分點(diǎn)或電路連接評(píng)分點(diǎn)；C2、接收輸入的分值，將該分值設(shè)置為所述儀器設(shè)備評(píng)分點(diǎn)或電路連接評(píng)分點(diǎn)對(duì)應(yīng)的 分值；C3、判斷是否還有尚未設(shè)置分值的儀器設(shè)備評(píng)分點(diǎn)或電路連接評(píng)分點(diǎn)，若是，轉(zhuǎn)至步驟 Cl，否則結(jié)束步驟C。
4.一種針對(duì)電路類虛擬實(shí)驗(yàn)的遠(yuǎn)程自動(dòng)批改系統(tǒng)，其特征在于，包括XML解析處理 模塊(201)、虛擬儀器數(shù)據(jù)處理模塊(202)、儀器端口數(shù)據(jù)處理模塊(203)、評(píng)分規(guī)則模塊 (204)、規(guī)則數(shù)據(jù)提取模塊(205)、事實(shí)數(shù)據(jù)提取模塊(206)和匹配處理模塊(207)；所述XML解析處理模塊(201)用于接收外部輸入的標(biāo)準(zhǔn)答案實(shí)驗(yàn)?zāi)_本，對(duì)所述標(biāo)準(zhǔn)答 案實(shí)驗(yàn)?zāi)_本進(jìn)行解析，得到儀器設(shè)備對(duì)象集和儀器端口對(duì)象集；所述儀器設(shè)備對(duì)象集用于 描述實(shí)驗(yàn)中涉及的實(shí)驗(yàn)儀器和每個(gè)實(shí)驗(yàn)儀器的參數(shù)及功能；所述儀器端口對(duì)象集用于描述 實(shí)驗(yàn)儀器的端口以及不同實(shí)驗(yàn)儀器的端口之間的連接關(guān)系；還用于將待批改的虛擬實(shí)驗(yàn)?zāi)_ 本解析成儀器設(shè)備對(duì)象和儀器端口對(duì)象；所述虛擬儀器數(shù)據(jù)處理模塊(202)用于從來自XML解析處理模塊(201)的儀器設(shè)備 對(duì)象集中提取出儀器設(shè)備評(píng)分點(diǎn)的集合，并將儀器設(shè)備評(píng)分點(diǎn)的集合輸出至評(píng)分規(guī)則模塊 (204)；所述儀器設(shè)備評(píng)分點(diǎn)用于記錄一個(gè)實(shí)驗(yàn)儀器的評(píng)分點(diǎn)的描述信息；所述儀器端口數(shù)據(jù)處理模塊(203)用于從來自XML解析處理模塊(201)的儀器端口 對(duì)象集提取出電路連接評(píng)分點(diǎn)的集合，并將電路連接評(píng)分點(diǎn)的集合輸出至評(píng)分規(guī)則模塊 (204)；所述電路連接評(píng)分點(diǎn)用于記錄一條電路連接評(píng)分點(diǎn)的描述信息；評(píng)分規(guī)則模塊(204)用于所接收的設(shè)置每一條儀器設(shè)備評(píng)分點(diǎn)以及電路連接評(píng)分點(diǎn) 對(duì)應(yīng)的分值，設(shè)置完成后，該條評(píng)分點(diǎn)就是一條評(píng)分規(guī)則，保存已設(shè)置的多條評(píng)分規(guī)則作為 評(píng)分規(guī)則庫；規(guī)則數(shù)據(jù)提取模塊(205)用于在接收到來自匹配處理模塊(207)的提取請(qǐng)求后，向 評(píng)分規(guī)則模塊(204)提取對(duì)應(yīng)的評(píng)分規(guī)則，并將所提取的評(píng)分規(guī)則發(fā)送至匹配處理模塊 (207)；事實(shí)數(shù)據(jù)提取模塊(206)用于將待批改的虛擬實(shí)驗(yàn)?zāi)_本解析成儀器設(shè)備對(duì)象和儀器 端口對(duì)象，并將所述儀器設(shè)備對(duì)象和儀器端口對(duì)象轉(zhuǎn)換為事實(shí)數(shù)據(jù)輸出至匹配處理模塊 (207)；匹配處理模塊(207)用于當(dāng)接收到來自事實(shí)數(shù)據(jù)提取模塊(206)的事實(shí)數(shù)據(jù)時(shí)，向規(guī) 則數(shù)據(jù)提取模塊(205)發(fā)送要求獲取所述事實(shí)數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的虛擬實(shí)驗(yàn)的評(píng)分規(guī)則的提取請(qǐng) 求；接收來自規(guī)則數(shù)據(jù)提取模塊(205)的評(píng)分規(guī)則，判斷來自事實(shí)數(shù)據(jù)提取模塊(206)的事 實(shí)數(shù)據(jù)是否與來自規(guī)則數(shù)據(jù)提取模塊(205)的評(píng)分規(guī)則匹配，在匹配的過程中，記錄下每 條評(píng)分規(guī)則的匹配結(jié)果；累加匹配成功的評(píng)分規(guī)則的分值，得到實(shí)驗(yàn)批改的總分，將匹配結(jié) 果和分值輸出，作為批改后的成績單。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種針對(duì)電路類虛擬實(shí)驗(yàn)的遠(yuǎn)程自動(dòng)批改方法，對(duì)輸入的標(biāo)準(zhǔn)答案實(shí)驗(yàn)?zāi)_本進(jìn)行解析，得到儀器設(shè)備評(píng)分點(diǎn)的集合以及電路連接評(píng)分點(diǎn)的集合；從評(píng)分點(diǎn)集合中選擇需要的評(píng)分點(diǎn)，設(shè)置每一條評(píng)分點(diǎn)對(duì)應(yīng)的分值，設(shè)置完成后，該條評(píng)分點(diǎn)就是一條評(píng)分規(guī)則，多條評(píng)分規(guī)則形成評(píng)分規(guī)則庫；將待批改的虛擬實(shí)驗(yàn)?zāi)_本解析成儀器設(shè)備對(duì)象和儀器端口對(duì)象，并將所述儀器設(shè)備對(duì)象和儀器端口對(duì)象轉(zhuǎn)換為事實(shí)數(shù)據(jù)；判斷所述事實(shí)數(shù)據(jù)是否與評(píng)分規(guī)則庫中的評(píng)分規(guī)則匹配，在匹配的過程中，記錄下每條評(píng)分規(guī)則的匹配結(jié)果；累加匹配成功的評(píng)分規(guī)則的分值，得到實(shí)驗(yàn)批改的總分，將匹配結(jié)果和分值輸出，作為批改后的成績單。
文檔編號(hào)G06F19/00GK101901303SQ201010237740
公開日2010年12月1日 申請(qǐng)日期2010年7月23日 優(yōu)先權(quán)日2010年7月23日
發(fā)明者孫燕蓮, 文福安, 王振宇, 陳美松 申請(qǐng)人:北京郵電大學(xué)