在線考試系統(tǒng)在計(jì)算機(jī)語(yǔ)言教學(xué)中的應(yīng)用

摘要:該文研究了在線考試系統(tǒng)在計(jì)算機(jī)語(yǔ)言類教學(xué)課程中的應(yīng)用現(xiàn)狀和前景，介紹了計(jì)算機(jī)在線考試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法，并在具體的教學(xué)實(shí)際中進(jìn)行了應(yīng)用，獲得了比較好的實(shí)際效果。該系統(tǒng)是基于網(wǎng)絡(luò)的在線軟件系統(tǒng)，為衡量考生運(yùn)用計(jì)算機(jī)語(yǔ)言的水平提供了很好的解決方案。在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步分析了制約在線考試系統(tǒng)發(fā)展的主要問(wèn)題，以及改進(jìn)的措施。

關(guān)鍵詞:在線考試;計(jì)算機(jī)語(yǔ)言;網(wǎng)絡(luò)

中圖分類號(hào):G424文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A文章編號(hào):1009-3044(2009)35-10029-03

The Application of Computer network on-line Examination on Computer Language Education

WEI Yu-qing1， XIAO Juan1， GAO Jing-hua2

(1.Hebei Normal University of Scienc Technology， Qinhuangdao 066004， China; 2. E A college， Hebei Normal University of Scienc Technolog， Qinhuangdao 066004， China)

Aubstract:The Application status and foreground of computer network on-line examination on education of computer language was researched.The design techology of computer examination system was introduced，which was used in real computer language eduction practice.The result showed that such a computer network on-line examination software system based on WEB supplied a good solution to evaluate the computer language level.Furthermore，the main problem of computer examination system was analyzed，and improvement solution was supplied.

Key word: computer examination; computer language; network

1 背景

程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言課程是計(jì)算機(jī)專業(yè)的一門(mén)重要的課程，一般采用傳統(tǒng)的閉卷的考試模式。因?yàn)橛?jì)算機(jī)語(yǔ)言設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的學(xué)習(xí)是需要大量的上機(jī)實(shí)踐獲得的，其目的在于教會(huì)學(xué)生實(shí)際使用解決實(shí)際問(wèn)題。編程過(guò)程是一個(gè)人機(jī)雙向交流的過(guò)程，需要適時(shí)看到程序運(yùn)行的結(jié)果，并進(jìn)行動(dòng)態(tài)的調(diào)試。這些特點(diǎn)都決定了傳統(tǒng)的紙張的考試模式不適用于計(jì)算機(jī)語(yǔ)言課程的考核[1-3]。除此之外，在傳統(tǒng)的考試方式下，組織考試主要有人工出題、考生考試、人工閱卷、成績(jī)?cè)u(píng)估和試卷分析五個(gè)部分組成。這種傳統(tǒng)的考試模式有多種弊端，一方面教師的工作量大，因?yàn)椴徽撌侨斯こ鲱}還是閱卷工作都是一件非常繁瑣且容易出錯(cuò)的事情，另一方面試卷相關(guān)的印刷、運(yùn)輸、分發(fā)、收繳、裝訂和存檔都講耗費(fèi)大量的人力和物力的成本。為了彌補(bǔ)這些不足，計(jì)算機(jī)輔助考試孕育而生，最早誕生于美國(guó)，歷經(jīng)40年的發(fā)展在國(guó)外已經(jīng)得到了廣泛的應(yīng)用。美國(guó)思而文教學(xué)系統(tǒng)有限公司為140多個(gè)國(guó)家提供1000多種考試，成為全球最大的在線考試研究和推廣機(jī)構(gòu)。美國(guó)官方最大的考試機(jī)構(gòu)美國(guó)教育考試服務(wù)中心從1993年開(kāi)始在其研究生入學(xué)考試(GRE)中也逐漸采用計(jì)算機(jī)輔助的方式減少紙張筆試的考試方法。計(jì)算機(jī)輔助考試以其“無(wú)紙化”的特點(diǎn)開(kāi)始被越來(lái)越多的人所接受。它可以極大的減少考試需要的成本，表1比較了兩種考試方式的成本。

除了減少了教師工作量和減少制作成本這兩點(diǎn)以外，在線考試還具有下面的優(yōu)點(diǎn):

1)提供自動(dòng)組卷和自動(dòng)評(píng)價(jià)功能，最大程度上減少了人為的主觀性對(duì)考試的影響，極大的提高了考試的公平性。

2)在線考試才能開(kāi)放型的試題庫(kù)，很容易擴(kuò)充和改善，根據(jù)實(shí)際考試的效果對(duì)試題庫(kù)進(jìn)行改進(jìn)以便提高考試的信度。

3)考試組織靈活，可以組織在線開(kāi)放式考試，一人一卷，隨到隨考;也可以采用封閉的模式，指定考場(chǎng)，統(tǒng)一試卷。

2 在線考試系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 系統(tǒng)功能劃分和系統(tǒng)用戶角色設(shè)計(jì)

圖1表示了該軟件系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)，采用B/S的設(shè)計(jì)模式[4-5]，即瀏覽器/服務(wù)器模式，包括客戶端瀏覽器，網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用服務(wù)端和數(shù)據(jù)庫(kù)管理三部分[6]。其中客戶端瀏覽器根據(jù)用戶的不同分為考生界面、專家界面和管理員界面，不同的用戶通過(guò)不同的用戶界面進(jìn)行操作。網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器是系統(tǒng)的核心，負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)全部考試的內(nèi)在邏輯，采用ASP技術(shù)完成時(shí)限包括考生報(bào)名、考務(wù)管理、組卷、評(píng)分，成績(jī)分析等多種功能。數(shù)據(jù)庫(kù)部分分為考生庫(kù)、試題庫(kù)、和成績(jī)庫(kù)三部分，不直接與客戶端打交道統(tǒng)一組織管理考務(wù)信息。

系統(tǒng)用戶角色如表2 所示，圖2則表示了各個(gè)不同的用戶角色在該在線考試系統(tǒng)中的工作時(shí)序圖，該時(shí)序圖考慮到了考試前后出現(xiàn)的各種狀況，并制定相應(yīng)的對(duì)策，詳細(xì)分析了系統(tǒng)的時(shí)序功能。

表2系統(tǒng)用戶角色設(shè)計(jì)

2.2 計(jì)算機(jī)在線考試系統(tǒng)的邏輯組成

該系統(tǒng)有考生子系統(tǒng)、命題人子系統(tǒng)和系統(tǒng)管理員子系統(tǒng)組成。考生子系統(tǒng)包括考生登錄、信息閱覽、在線考試和成績(jī)查詢幾個(gè)主要的功能。考生登錄時(shí)對(duì)考生的資格新型核實(shí)和驗(yàn)證，信息閱覽告知考生相關(guān)的考試注意事項(xiàng)。在線考試包括自動(dòng)抽題組卷，計(jì)時(shí)，評(píng)分。考生成績(jī)查詢，則用于通知考生考試成績(jī)，如圖2所示。

命題人子系統(tǒng)則有命題人登錄，試題庫(kù)管理兩部分組成。命題人登錄用于驗(yàn)證命題人的資格。試題庫(kù)管理則是對(duì)試題進(jìn)行錄入、修改、查詢等多種操作。管理員子系統(tǒng)則包括人員管理、科目管理、試題庫(kù)管理等功能，分別對(duì)考生和命題人信息、科目信息以及試題信息進(jìn)行添加、修改和刪除等操作。

其中試卷的生成采用無(wú)重復(fù)組織試卷的算法，采用計(jì)算機(jī)動(dòng)態(tài)生成隨機(jī)數(shù)，然后根據(jù)隨機(jī)數(shù)從數(shù)據(jù)庫(kù)中選擇題目。由于要求試卷不可重復(fù)，需要保證試卷產(chǎn)生的隨機(jī)數(shù)不能重復(fù)。一般情況下需要抽取題目是要與前面所有題目進(jìn)行比較，已驗(yàn)證無(wú)重復(fù)。由于涉及多次的數(shù)據(jù)庫(kù)查詢和訪問(wèn)，這種方法是非常耗時(shí)耗力的。本系統(tǒng)采用新的算法，即通過(guò)遍歷查詢獲得所有試題的主題字保存在一個(gè)數(shù)組A中，另一個(gè)數(shù)組D保存已經(jīng)抽取的試題的主題字。抽取試題時(shí)，每次獲得一個(gè)隨機(jī)數(shù)，便根據(jù)該隨機(jī)數(shù)從A中取得主題字同時(shí)與D中已有的主題字進(jìn)行比較，如果相同則說(shuō)明該主題字有效，將其保存至D中，無(wú)效則重新抽取試題。該算法大大的減少了數(shù)據(jù)庫(kù)的訪問(wèn)量，提高了算法效率。

考慮到考試過(guò)程中會(huì)有異常現(xiàn)象，如網(wǎng)絡(luò)突然中斷或者通信不暢等影響考試的情況。應(yīng)該采用多頁(yè)提交技術(shù)，即試卷的提交在新打開(kāi)的瀏覽器頁(yè)面中進(jìn)行。試卷本身由多個(gè)頁(yè)面組成，每次答完一個(gè)頁(yè)面即進(jìn)行提交，出現(xiàn)異常時(shí)只影響未提交的當(dāng)前頁(yè)面，而已經(jīng)提交的頁(yè)面則進(jìn)行了很好的保存，不會(huì)對(duì)其造成影響。

該系統(tǒng)是使用ASP技術(shù)實(shí)現(xiàn)的，它是基于Windows NT Server和IIS服務(wù)器端腳本運(yùn)行環(huán)境，利用它可以產(chǎn)生和運(yùn)行動(dòng)態(tài)的，交互的網(wǎng)絡(luò)服務(wù)應(yīng)用程序。 當(dāng)用戶申請(qǐng)一個(gè)*.asp主頁(yè)時(shí)，Web服務(wù)器調(diào)用ASP引擎，處理響應(yīng)的腳本。如果腳本命令中含有訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)的請(qǐng)求時(shí)就通過(guò)ODBC與后臺(tái)的數(shù)據(jù)庫(kù)相連，有數(shù)據(jù)庫(kù)訪問(wèn)組件執(zhí)行訪問(wèn)數(shù)據(jù)庫(kù)的操作。使用javaScript這種腳本語(yǔ)言可以制作客戶端的程序腳本，他可以開(kāi)發(fā)出交互式的網(wǎng)頁(yè)，使得網(wǎng)頁(yè)和用戶之間實(shí)現(xiàn)一種實(shí)時(shí)的交互的關(guān)系。ASP和JavaScript腳本語(yǔ)言為該軟件系統(tǒng)提供了很好的軟件技術(shù)的支持。

2.3 數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)

計(jì)算機(jī)在線考試系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)由數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)統(tǒng)一管理，以完成數(shù)據(jù)的插入、修改、檢索等功能。本軟件的數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)部分采用SQL Server 2000技術(shù)，它提供了友好的查詢和強(qiáng)大的搜索功能。主要涉及的數(shù)據(jù)表有:考生信息表、試題庫(kù)信息表、試卷規(guī)則明細(xì)表、考生考試信息表、考試成績(jī)單。其中考生信息表主要用于存儲(chǔ)考生個(gè)人信息和報(bào)考資格以及科目信息。試題庫(kù)信息表用于存儲(chǔ)試題。試卷規(guī)則明細(xì)則描述了包括考試課程組卷題型、每種題型的數(shù)量分值等信息。考生考試信息表，是考試所包含的考生的清單。考試成績(jī)單提供了每位考生的考試成績(jī)。

3 在線考試系統(tǒng)的測(cè)試

3.1 系統(tǒng)測(cè)試平臺(tái)的搭建

客戶端采用普通的IE瀏覽器僅僅顯示文本網(wǎng)頁(yè)處理腳本程序，系統(tǒng)開(kāi)銷低，對(duì)客戶端的硬件性能需求不高。 服務(wù)器端采用IBM 服務(wù)器， CPU主頻3G，8GB物理內(nèi)存。軟件平臺(tái)采用Windows 2003 server作為操作系統(tǒng)。Web服務(wù)器采用微軟信息服務(wù)器IIS5.1，解釋執(zhí)行ASP腳本程序，后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)管理選擇Microsoft SQL Server2000中文版。

3.2 實(shí)際測(cè)試情況

作者選擇“計(jì)算機(jī)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言(C語(yǔ)言)”課程進(jìn)行了在線考試系統(tǒng)的測(cè)試，隨機(jī)抽取了若干學(xué)生進(jìn)行測(cè)試。相關(guān)的實(shí)驗(yàn)情況為:

1)該考試系統(tǒng)在以太網(wǎng)上運(yùn)行穩(wěn)定，數(shù)據(jù)傳輸流暢，對(duì)計(jì)算機(jī)的硬件需求不高。參加考試的學(xué)生為首次嘗試該系統(tǒng)，除少數(shù)學(xué)生需要老師指導(dǎo)外，大多數(shù)都能熟練掌握該考試系統(tǒng)的基本操作，而且對(duì)該系統(tǒng)的操作方便程度給予了高度的評(píng)價(jià)。

2)根據(jù)考試成績(jī)的統(tǒng)計(jì)結(jié)果，平均成績(jī)85分，90-100分占總?cè)藬?shù)10%，80-90分占64%，70-80分段占21%，70分以下考生占5%。這說(shuō)明考試試題庫(kù)偏容易，需要進(jìn)一步進(jìn)行試題庫(kù)的改進(jìn)。

3)受到考試規(guī)模和人數(shù)的限制，本試題庫(kù)數(shù)量顯得不足，試題的各項(xiàng)測(cè)試參數(shù)的確定也主要是根據(jù)經(jīng)驗(yàn)，因此測(cè)量的準(zhǔn)確性不足。今后需要進(jìn)一步對(duì)更多的題庫(kù)樣本進(jìn)行更大規(guī)模的測(cè)試，并對(duì)測(cè)試結(jié)果確立更為準(zhǔn)確的數(shù)學(xué)模型，提供更為有效的試題評(píng)價(jià)參數(shù)，保證其有效性。

4 在線考試系統(tǒng)的前景分析和改進(jìn)

目前制約在線考試系統(tǒng)發(fā)展的主要因素是考試資源的限制，以目前的高校的硬件水平很難達(dá)到一人一臺(tái)計(jì)算機(jī)的需求。因此高校大規(guī)模的使用在線考試具有相當(dāng)?shù)碾y度。同時(shí)根據(jù)課程的不同性質(zhì)，在線考試也有一定的局限性。在線考試更適合標(biāo)準(zhǔn)化考試，這樣才能體現(xiàn)出在線考試節(jié)省人力成本，而對(duì)一些主觀性較強(qiáng)的考試，由于在線的閱卷方式會(huì)造成閱卷者的視覺(jué)疲勞，從而影響考試的公平性。另外對(duì)于一些計(jì)算機(jī)程序語(yǔ)言等計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)語(yǔ)言課程，其試題庫(kù)的研究和建設(shè)都比較成熟，在線考試則有明顯的優(yōu)勢(shì);而更新較大的專業(yè)型課程，則不大適用在線考試的形式，因?yàn)樵囶}庫(kù)的頻繁變動(dòng)也是一種巨大的人力和物力的消耗，宜合理的選擇比較適宜在線考試的課程。

一個(gè)科學(xué)的在線考試系統(tǒng)需要合理的軟件設(shè)計(jì)和科學(xué)的試題庫(kù)的設(shè)計(jì)，具體操作起來(lái)應(yīng)注意一下幾個(gè)方面:

1)題型和題量的設(shè)計(jì)

更適合在線考試的試題應(yīng)該是單項(xiàng)選擇題、多項(xiàng)選擇題和判斷題等標(biāo)準(zhǔn)化試題，并設(shè)有標(biāo)準(zhǔn)答案、試題分值、難度級(jí)別等滿足抽題和自動(dòng)閱卷等要求。試題庫(kù)應(yīng)該有相當(dāng)?shù)囊?guī)模，以便滿足為較大規(guī)模的考試提供無(wú)重復(fù)的試題。

2)考試系統(tǒng)和評(píng)分系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

要保證秩序鼠標(biāo)操作即可實(shí)現(xiàn)的簡(jiǎn)便的操作系統(tǒng)，盡可能減少由于操作等非考試因素造成的考試成績(jī)的影響，以保證一定的公平性。考試的評(píng)分應(yīng)通過(guò)考試答案與實(shí)體標(biāo)準(zhǔn)答案進(jìn)行字符串比較的方式進(jìn)行，快速準(zhǔn)確的評(píng)價(jià)考試成績(jī)。

3)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器性能和網(wǎng)絡(luò)質(zhì)量的考慮

在線考試系統(tǒng)在組卷和交卷時(shí)，將產(chǎn)生大量的處理需求，支持一個(gè)大型的在線考試系統(tǒng)對(duì)網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器的性能提出了較高的要求，需要適當(dāng)增加投入消除性能瓶頸以免對(duì)考試造成影響。本系統(tǒng)是基于TCP/IP協(xié)議的，但也可以使用于局域網(wǎng)，而且使用局域網(wǎng)由于網(wǎng)絡(luò)帶寬有一定的保證，通常可以支持更大的考試規(guī)模。使用基于TCP/IP的方法則可以減少局域網(wǎng)組網(wǎng)的成本，但是會(huì)受到網(wǎng)絡(luò)通信質(zhì)量的影響，可以考慮根據(jù)當(dāng)時(shí)的網(wǎng)絡(luò)的狀況對(duì)考試的人數(shù)做出動(dòng)態(tài)的調(diào)整。

在計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)日益發(fā)展的今天，應(yīng)用計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的網(wǎng)絡(luò)化在線考試，正在影響著考試方式的重大變革，合理的利用這一先進(jìn)的考試方式，發(fā)揮其傳統(tǒng)考試方式不可比擬的優(yōu)越性，是當(dāng)前教育體制改革的重要內(nèi)容之一。在線考試技術(shù)是當(dāng)代先進(jìn)的EDA開(kāi)發(fā)技術(shù)與教育學(xué)相互結(jié)合的產(chǎn)物，是傳統(tǒng)教學(xué)評(píng)價(jià)體系的重要補(bǔ)充，必將在素質(zhì)教育改革中發(fā)揮更為重要的作用。

5 結(jié)論

本文探討了在計(jì)算機(jī)語(yǔ)言類教學(xué)課程中采用在線考試方式的形式可行性，設(shè)計(jì)了基于ASP和JavaScript技術(shù)的在線考試系統(tǒng)，并在具體的教學(xué)實(shí)踐中進(jìn)行了應(yīng)用，獲得了不錯(cuò)的實(shí)際效果。

參考文獻(xiàn):

[1] 黃浩，朱紹文.一種基于Web的分布式信息管理系統(tǒng)[J].計(jì)算機(jī)工程與設(shè)計(jì)，2001，14(2):120-122.

[2] 葉宇風(fēng).計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)在線考試系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)[J].微型電腦應(yīng)用，2006，6(22):39-40.

[3] 唐俊武.在線考試系統(tǒng)開(kāi)發(fā)中的幾個(gè)問(wèn)題及解決方法[J].計(jì)算機(jī)與數(shù)字工程，2005，8(33):144-147.

[4] 林杰，張麗鋒，薛行.基于Web服務(wù)的跨企業(yè)信息系統(tǒng)集成研究[J].計(jì)算機(jī)工程，2004，17(9):33-35.

[5] 邱虹坤，劉成，王亞杰.基于B/S在線考試系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)[J].沈陽(yáng)航空工業(yè)學(xué)院學(xué)報(bào)，2006，5(23):66-67.

[6] 王熙寧，宋寶玉，辛瑞杰.網(wǎng)上考試系統(tǒng)開(kāi)發(fā)模式與設(shè)計(jì)[J].情報(bào)科學(xué)，2004，22(6):712-714.