基于ＡＳＰ．ＮＥＴ技術構建網上考試平臺

摘要：該文分析了網絡環境下考試平臺的技術資源特點，并對其實現功能進行了較為詳盡的討論，主要介紹了我們基于ASP.NET技術的考試平臺的設計思路.總體結構以及幾個基本技術的實現方法。

關鍵詞：ASP.NET；網上考試系統；3層B/S結構；XML；JavaScript；數據庫

中圖分類號：TP312文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044(2008)29-0269-03

1 引言

因特網這一概念進入我國已經有十年時間了。這十年里，我國的因特網獲得了長足的發展，目前我國的因特網規模和上網人數都僅次于美國而居世界第二位。再加上各部門建立的專用網（如金稅網、金盾網等）構成了一個龐大的網絡體系。但我國因特網應用水平并不高，僅僅停留在瀏覽新聞、聊天等網絡的基本應用上，使得網絡資源未能得到充分利用。另一方面，由于我國地域廣大，人數眾多，傳統教育面授形式的教學手段，已不能滿足多層次、多形式、多樣化的學習需求。為解決這些矛盾，實施遠程教育培訓，建立遠程考試系統的呼聲日益強烈。

為解決這一問題，我們建立了一個網絡考試系統的原型，由于時間倉促，經驗及相關資料缺乏，難免有不足之處，還請讀者見諒。

在我們的培訓實踐中，培訓考核是提高實驗教學質量、檢驗培訓成果的有力手段，但由于計算機課程實驗沒有明確的實驗結果，再加上級學員多，輔導教師少等原因，無法對學員的上機操作做出及時的考核，這樣在很大程度上忽視了對學員操作能力的考察。另外，計算機課的操作內容和要求不可能太具體，學生上機目標不明確，因此，上機試驗的效果就有很大差別，甚至不少學員在上課時間進行網上聊天、玩游戲等與課程無關的操作。那么，如何有效地提高計算機課的實驗效率，讓學員在實驗課上學到更多的知識，制定一個有效的考核方法是非常重要的。隨堂上機考核可以使學員重視每一節課，可以及時檢驗學習效果，一般確定和調整教學方式，還可以激發學生學習的積極性和主動性，從而保證教學質量的提高。

隨著Internet/Intranet應用的不斷擴展和校園網在的普及，一種新型的教育方式——現代遠程教育已得到迅速發展，在這種形勢下，我們在計算機教學方式中以基于Intranet的校園網為基礎，建立了相應的遠程教育網站，同時提供遠程考核功能，以便學院能以遠程方式完成測試過程，方便學員教學成果的自測。

2 總體結構

充分利用網絡軟硬件資源，應用Web的開放式技術，以最少的投入，建立網絡考試系統平臺的基本目標就是為網上考試提供一種前所未有的交互、開放、易用的全新環境，為開發應用網上教學資源提供豐富高效的技術手段及其軟件工具。圍繞實現這個目標，系統的開發設計必須突出堅持教學內容與技術手段相結合以內容為主的主體性要求；既要立足當今先進技術，又要考慮未來技術發展的前瞻性要求；適應于各種軟硬件環境，兼顧不同學科的教學特點，適用于不同水平用戶群的通用性要求；以盡可能低廉的投入而獲得盡可能高效的教學效益的經濟性要求。

目前已經開發建立的考試系統，大多是在網絡上建立考試數據庫服務器，考試內容以基本表方式放在數據庫服務器中。用戶通過客戶端軟件訪問數據庫服務其中的試題實現網上考試。這種結構的考試系統存在學生機必須安裝、配置客戶端軟件，網絡配置對操作穩定性影響較大等問題。我們系統設計的3層C/S或B/S結構，各類教學資源在服務器一端，采取中心數據庫MS SQL Server統一存放和組織，學員在客戶機一端，無須任何配置工作，只須使用瀏覽器向Web服務器提出請求，服務器通過中間件與數據庫鏈接，把考試內容以Web頁面形式通過瀏覽器反饋給學員；學員答完本頁問題后，每當按下“下一頁”按鈕后，瀏覽器即向服務器提交已完成的頁面文件，當學員答完全部試題后，就可以使用“交卷”按鈕交卷。學生交卷后系統自動對試卷批改，并登記成績。

一個完整地基于Web的多媒體考試系統一般由四個系統組成：考務管理系統、考場支持系統、試題維護系統和成績分析系統構成。它應該是專門為基于雙向網絡通信的遠程考試而提供全面服務的軟件系統。它是通過試題維護系統，合理有效地利用網絡資源，開發網絡題庫，以網絡題庫為核心，在教務管理系統的支持下，為實施全方位的現代遠程考試提供服務。其總體結構及工作機制如（圖1）所示，系統在Intranet基礎上，以瀏覽器——Web服務器——數據庫服務器3層分布式(B/S)體系結構作為基本架構，真正實現了交互式、動態Web開放式遠程考核功能。

教師、學生、系統管理員都是在客戶端進行操作，以WWW瀏覽的方式實現試題庫的建設與管理、學員在線考核、成績查詢、在線監督等。應用程序是位于Web服務器端的一組動態和靜態的HTML頁面，具有豐富的交互功能，可以根據用戶的不同請求，返回最精確的數據信息。數據庫采用MS SQL Server 2000，它通過ADO數據接口及ODBC驅動程序與Web服務器之間傳遞數據。為了讓系統有一個良好的可擴展性，我們采用了模塊化的設計方法。雖然整個考核任務的完成需要不同參與者的協調工作，但各個功能模塊卻是相互獨立進行工作的，因而各個部分都可以獨立進行功能的擴展。從技術上我們選擇了面向對象的、易于擴展的ASP編程語言環境，使用了JavaScript腳本語言進行編程。ASP是目前強大的動態網頁創作技術，ADO是一個ASP內置的ActiveX服務器組建，是一組優化的訪問數據庫的專用對象集，可訪問任何與ODBC兼容的數據庫，它為ASP提供了完整的站點數據庫訪問解決方案，ASP與ADO技術相結合進行網絡數據庫的開發，又是最完整的網絡數據庫解決方案。

3 功能結構

網絡環境的考試系統由考務管理系統、考試支持系統和自主考試系統3個子系統構成，系統管理員、教師和學生通過各自身份認證后，進入不同的頁面進行操作。整個系統在設計上保持了各個部分的獨立，以便于擴展和實現，但同時，又有機融合在一起，各部分相互連接，緊密集成，共同完成考核系統所有的功能。系統功能結構如圖2所示。

3.1 自主考試系統

該功能模塊主要是進行不同課程的實驗考核，學員通過輸入學號進入該功能模塊。我們將題庫系統分為兩個部分，一為學員進行“自我測試”用的試題庫，針對每門課程的不同章節，編制相應試題，進行聯機測試，這種測試學生根據自己的學習進度自由選擇，并可多次進行。二位教師在本單元或本課程教學結束用于考試的試題庫，以進行階段性、總結性測試，試卷由教師提前準備好，學生在規定的時間內答題，提交答卷后，系統自動核對答案計算成績，并將成績記錄到學生成績庫。在該系統中，我們設計了一個具有難度系數的題庫，系統可根據學生或教師選擇的難度系數隨機抽取實體。另外，學員可以隨時進行成績查詢，以便及時了解自己的學習情況。

3.2 考試支持系統

教師通過用戶密碼確認后進入該模塊，其主要任務是考核管理和考核監督。實驗考核之前，教師結合課程進度進行抽題組卷，定制試題數量和評分標準，以及即將參與考核的班級、考核時間等；在考核過程中，可以實時的得到考試人數及答卷狀況等信息；考核結束后，對成績進行必要的核算并記錄到數據庫或打印備案。另外可以進一步對考核狀況進行分析，及時了解學員對知識的掌握程度，以便教師把握課程進度、調整授課方式。

3.3 考務管理系統

管理員同樣通過用戶密碼認證后進入該功能模塊。其主要功能是進行各種數據庫的維護和管理，包括試題庫的建設，學生及教師檔案的管理，登錄數據庫的管理等。另外，還可通過“系統管理”對文件及數據庫結構進行系統維護。

4 系統實現

4.1 系統環境

本系統服務器端采用Windows2003操作系統平臺，IIS 6.0 Web服務器，MS SQL Server 2000數據庫，客戶端使用Windows98操作系統，IE 6.0瀏覽器。其中IIS 6.0支持標準的HTTP及相關協議，支持CGI規范、ASP及事務處理；SQL Server是一種服務企業的關系數據庫管理系統，能處理大量的數據和管理眾多并發的用戶，而且能保證數據的完整性，它同時提供了許多高級管理和數據分布能力。ASP技術是開發Web動態應用的關鍵技術，它可以擴展ActiveX Server組件，簡化Web頁面之間的聯系和狀態維護，且有較好的安全機制。

4.2 數據庫構建

為了能夠進行計算機自動判卷，試題必須是標準化的，我們設計了選擇題、填空題和判斷題3種類型，我們創建的基本表中也包含著三種不同的題目，其中提干部分存放問題內容，題支部分存放題目備選答案；表中記錄了題目ID、提干、題支、科目代碼、章節名稱、標準答案和難度系數。同樣建立學生成績庫、學生檔案庫、教師檔案庫以及某些臨時數據庫。學生成績庫存放學號、姓名、考試科目、考試日期和成績，學生檔案庫存放學號、姓名、學生密碼、學生的學習情況和考核情況，教師檔案庫存放教師的系統密碼、姓名等基本數據。

5 技術特色

實現網上考試必須在充分考慮網絡資源的前提下，解決網絡流量和客戶端應用問題。網絡環境下，實現Web發布在技術是成熟的，在資源利用上也是經濟的。為了易于實現系統間的連接，我們確定系統實現采用3層B/S分布式計算結構的Web發布技術，形成基于Web數據庫應用下的網絡考試環境。

5.1 系統安全機制

考慮到網上考試系統與傳統考試系統一樣存在著考試的嚴肅性問題，從而網絡環境下的安全性成為影響本系統的一個重要因素。本系統的安全一方面是通過防火墻實現，他根據采用的協議、網絡地址和其他準則對流入的信息進行有選擇的控制，在必要時可阻擋數據的存取。另一方面，我們充分利用了Windows2003和SQL Server2000的安全性和可靠性機制，采用口令、各級級別的封鎖，防止非授權人員讀寫，保證數據讀寫、傳輸過程的正確性和一致性。

5.2 基于3層B/S結構的Web發布技術

實現網上考試必須在充分考慮校園網資源實際的前提下，解決網絡可靠性和客戶端應用問題。基于網絡環境下，實現Web發布在技術是成熟的，在資源利用上也比較經濟。為提高網絡可靠性，減少系統失效事件；應防止客戶端肥大和易于數據更新，且應易于實現系統間的連接。基于以上理由，我們確定系統實現采用3層B/S分布式計算結構的Web發布技術，形成基于Web數據庫應用下的WWW考試環境。

目前流行的3層B/S結構的Web數據庫應用系統具體應用于網上考試系統可分成3部分：考試信息表示層、考試應用功能層和教學資源數據層。第1層是表示層－Web瀏覽器，是用戶的輸入/輸出交互界面。用戶使用Web瀏覽器訪問Web服務器，提出考試申請，Web服務器用HTTP協議把所需的考試資源傳輸給客戶機并在瀏覽器上輸出；第2層是具有ODBC接口的應用層－Web服務器，它是介于Web瀏覽器和數據庫服務器之間，負責用戶輸入信息的接受和動態網頁的形成，主要完成應用服務器功能。Web服務器接受教學申請后，執行JavaScript服務程序，通過ODBC與數據庫連接，進行處理運算，最后將處理結果返回Web服務器，再傳至客戶端；第3層是數據層－數據庫服務器。主要完成考試資源信息存儲管理。它在接受客戶請求后獨立地進行各種運算。目前在Web服務器和數據庫服務器之間通過提供一個中件間來建立連接。中間件的實現可以使用公開網關接口CGI或服務器軟件的應用編程接口ISAPI及ASP技術等。由于處理完全是由數據層完成，應用層的變化不會影響到數據層，因此，應用3層C/S結構開發多媒體教學平臺，其客戶端、Web服務器端和數據庫端各層次間的應用程序相互獨立，不僅具有很強的軟硬件環境變化的適應能力和可伸縮性，而且便于分布式開發和動態更新。

Web 的交互特性是它可用于實現網上考試系統。服務器響應教學請求是通過HTTP協議完成，用戶通過瀏覽器訪問Web頁面接受多媒體教學信息，而靜態或動態的Web頁面是具有HTML格式的試題文件。借助各種ActiveX組件和各種可視化編程環境，可以快速簡易地開發界面美觀、功能豐富的HTML頁面；借助JavaScript，可以設計出多媒體動態Web 頁面，并且Java程序可以嵌入Web文檔，將靜態Web頁面變成客戶機上的應用程序。采用基于3層B/S結構的Web發布技術開發網絡考試系統是確保開發經濟性和高效性的解決方案。

5.3 Web數據庫中間控件及鏈接技術

網絡環境下的資源是由Web數據庫管理和維護。基于TCP/IP的超文本傳輸，用戶透明地通過瀏覽器Web頁面，這是因為Web數據庫采用3層C/S結構方式，通過在服務器端執行由Web服務器管理的一組中間控件和后臺數據庫交互。中間控件的開發目前主要有CGI、JDBC和ASP等技術。ASP是微軟新一代開發動態網頁的技術，它是一種服務器端腳本執行環境，完全和HTML集成，可擴展ActiveX Server組件，它能克服用戶請求很多時CGI占資源大的缺點，其中ADO是ASP訪問數據源的應用級接口，簡單易用，便于多種編程方式實現。其實現過程是用戶通過調用ASP文件，在服務器端得到執行，從相關數據庫中取出數據，再向瀏覽端發出超文本表示的查詢結果。綜合考慮瘦客戶端訪問需要，采用ASP和ADO技術構造Web頁面和數據庫交互的Web數據庫中間件是一種理想的方法。

用戶通過瀏覽器訪問Web頁面，是以大量的交互式動態頁面為主要的內容。創建動態頁面需要以數據庫系統為基礎。由于HTML只能開發簡單的教學資源，對于大量的、可以重復使用的考試資源，通過建立教學資源數據庫，利用中間件與Web服務器建立快速連接，根據用戶請求靈活組織內容形成動態頁面。所有涉及Web數據庫的連接訪問都可采用HTML的表單技術及ASP、API和DTC組件簡便地實現。無論是CGI、API、JDBC，還是專用數據庫接口，其目的都是保持與各種考試資源數據庫的快速連接。

6 結束語

發展網絡教學的最終目標是要實現教育方式和教學模式的變革，為素質教育營造一個良好的平臺。網絡教學具有巨大的潛力，也引起了社會的廣泛關注。本系統的開發，充分利用現代教育技術手段，使計算機課的考核規范、客觀和科學。由于系統較好的結構、全面的功能和完善的安全機制，使得本系統具有良好的使用價值，從而，為提高教學質量提供了可靠的保證。本文給出了應用Web技術組織和管理網上數據的通用的方法，相信對構建校園網環境下的各種應用系統具有一定的參考意義。基于網絡技術的分布與協同，融入人工智能思想，研究完善網絡教學系統的完整、開放、先進、經濟的綜合解決方案是今后進一步加強校園網信息資源建設，推動網絡教育邁上更高層次的重要任務。

參考文獻:

[1] Wille C，Koller C.24小時學通ASP[M].北京:人民郵電出版社，2000.

[2] 宋立嫻.智能教學系統的設計與實現[M].上海:上海外語教育出版社，1996.