基于B/S的在線測試系統分析與設計

農鸞飛

(肇慶科技職業技術學院信息工程系，廣東肇慶 526110)

0 引 言

在國家大力發展職業教育的有利條件下，肇慶科技職業技術學院順利通過高等學校辦學資格的評估，又將于3年后申報建設本科院校(即廣東理工學院)。學校發展勢頭迅猛，招生規模不斷擴大，學校面積也在不斷增長，但是由于學校的兩個校區相距較遠，學生分散教學，給教學工作帶來了很大的困難，特別是期末考試工作更是難上加難。

鑒于我校的實際情況，為了能有效地達到人才培養的目的，達到教學的數字化、信息化的要求，我們將《計算機應用基礎》這一門全院的公共基礎課建設為一門精品課程。因此，學院要求以此課程開發一套基于網絡的在線考試系統。由于《計算機應用基礎》是該院非計算機專業所有學生必修的一門公共基礎課，該課程的教學目標是提高學生的計算機處理技術水平，使學生利用計算機更有效地提高分析和解決問題的能力，特別是OFFICE辦公組件的應用，在校階段能順利地通過國家的計算機一級考試，將來踏上工作崗位后能熟練使用辦公軟件。因此，為了提高教學效率，實現考試與相應的教學內容掛鉤，也為了可以在更大范圍地使教學資源得到共享[1]，利用先進的Web技術開發《計算機應用基礎》這門課程的在線考試系統很有必要。在線考試系統的開發具有重要的意義，歸納如下:

1)試卷更易于保存和管理。傳統的課程考試中，試卷的保存需要占用大量的空間，而本系統只需把考試的數據刻成數據盤，將數據盤保存，占用空間很小[2]。

2)試卷的命題更加科學、合理。本系統試題可以反復利用，根據考試的需要，不斷更新試題庫，準確界定題庫的難易程度和知識點，考試試題覆蓋面較廣，難度較適中，考試能較準確地反映考生的實際能力，且可信度較好，并與將來實際工作和全國計算機等級考試較為接近。

3)自動抽題和閱卷效率高。本系統可以按照教師制定的組卷策略自動從試題庫中抽題目組成試卷，考試結束后，自動評卷，成績即可出來，極大地提高了工作效率。

4)考試規范、結果公正。考生試卷由計算機隨機產生，可以避免考生偷看別人答案，考試自動判卷，嚴格按照標準答案執行，分數統計準確，避免出現評分情感偏差。結果較為公正、公平[3]。

1 系統分析

1.1 可行性分析

在線考試是無紙化的網絡考試，相對于傳統的紙質卷面答題的考試方式具有以下幾個突出的特點[4]:

1)減少了傳統出卷的很多環節，可以節約大量開支;

2)降低了試題泄密的可能性;

3)自動組卷，靈活方便;

4)閱卷快捷方便，準確度高;

5)采用的技術較成熟，實現本系統時，符合軟件工程的標準;

6)界面友好，用戶操作簡便。

因此，不管是從技術上、經濟上還是操作上，該系統都是可行的。

1.2 系統的需求分析

經過試用眾多考試系統和與一線教師的交流，一套在線考試系統總體上應具備這樣的功能:為了保證系統的安全，用戶需要經過安全的身份驗證才可以登錄。為了方便系統用戶對自己的信息進行維護，系統應具有人性化、友好的界面。

1.2.1 本系統的用戶

考慮到系統的安全可靠，本系統用戶模塊共分成3部分:學生模塊、教師管理模塊和管理員管理模塊。

1.2.2 系統功能

整個系統分為3種角色，即管理員、教師和學生。

系統管理員的功能為用戶管理、角色管理和公告管理。可以給不用的角色指定不同的權限，以確定用戶可以對哪個模塊進行操作。

教師的功能為題庫管理、考試管理和統計分析[5]，其具體功能描述如下:

1)題庫管理。教師可以根據教學需求對題庫中的試題進行3種基本操作:其一，添加新的試題、刪除及修改不適應的試題;其二，系統只支持單項選擇題、多項選擇題、判斷題;其三，現市場上有大量《計算機應用基礎》的練習題和全國計算機等級考試的試題，為了減少試題庫建設時間，在較短的時間內順利地導入到系統中，可以將試題進行導入與導出，如要能從文本文件、Word和Excel等常見的文檔中的試題導入到系統中。

2)考試管理。對于組卷方案的確定可以采用支持手工的固定試卷和隨機試卷兩種方式。其中隨機試卷的功能，要能通過設定考試所需要覆蓋的知識點、試題類型、分數、難度、分值等參數進行出題;考試管理人員可以隨時對考試的進展情況進行監控，如果有必要，還可以通過監控臺進行延長考試時間、暫停考試和強行交卷等監控操作，方便客戶對考試的管理。

3)統計分析。教師可以查看考生的考試成績，并進行成績統計分析，以圖表和表格的形式顯示參考人數、平均分數、及格率、答題人數、答題時間等。針對某個考生可以查看排名、答卷等信息。對學生來說，首先登錄，可以進行在線考試、個人資料的修改以及成績的查詢等操作[6]。

1.3 系統用例

所謂的用例圖(use case diagram)主要是用于對系統、子系統或類的功能行為進行建模。它呈現的是系統的參與者和系統的用例，以及它們之間的關系，是參與者的外部用戶所能觀察到的系統功能的模型圖。而在以下給出的用例圖是從本在線考試系統設計的實體對象及主要行為的角度出發來對系統進行的抽象表示。我們將該在線考試系統分為兩類用戶:學生用戶和系統管理員用戶。其中，管理員用戶都是由教研組長和擔任《計算機應用基礎》的幾個教師來組成。

角色用例關系如圖1所示。

圖1 角色用例關系圖

管理員描述。管理員(教師)可以進行系統整體參數設置，注冊和修改個人注冊信息、管理學生信息、設置權限、維護系統、登錄考試系統、維護試題庫、設置組卷參數要求、查閱考生考試成績。

考生(學生)描述。考生可以注冊和修改個人注冊信息、登錄考試系統、進行在線考試、查詢考試成績。

由此生成本系統用例模型，如圖2所示。

圖2 系統用例模型

2 系統設計

2.1 系統總體結構設計

本系統采用B/S的3層體系結構。在該B/S結構的系統中，用戶向服務器發出請求時是通過瀏覽器來進行的，然后等待服務器對瀏覽器發出的請求進行處理，待處理完畢后將用戶所需信息返回到瀏覽器。本系統之所以采用B/S結構是因為該結構簡化了客戶機的工作，對客戶機的硬件要求相對較低，客戶機只需配置Web瀏覽器即可，因為繁重的工作是由服務器擔負的，包括對數據庫的訪問和應用程序的執行也都是在服務器上完成的。也就是說，當用戶提出要求時，只要通過瀏覽器發出請求即可，其它工作全部由Web Server完成，如數據請求、加工、結果返回以及動態網頁生成等。系統體系結構如圖3所示。

圖3 系統體系結構

2.2 系統功能模塊設計

從功能上劃分，本系統主要分為后臺和前臺兩大管理系統。

后臺為管理員(教師)提供服務，其提供的功能如下[7]:

粗顆粒的凍融循環試驗不僅與試驗時的含水率有關，還與顆粒的級配有關。袁俊平等[21]認為粗粒土凍融變形量受其顆粒粒徑大小的影響，如圖5所示。顆粒粒徑大小影響水分充滿孔隙的多少和水分的遷移通道，以及影響凍融過程中顆粒排列和孔隙分布。試樣凍脹變形量隨顆粒粒徑增大而逐漸減小; 而凍脹融沉后試樣總變形率隨限制粒徑呈現先增大再減小趨勢。此外，凍融循環還可以使土的顆粒級配發生變化[4]。

1)管理員登錄。驗證管理員(教師)是否合法，如果不合法，則不能登錄該系統。

2)考題管理。主要實現對題庫的添加、修改、刪除和查詢等功能。其中試題添加功能部分，為了確保內容的保密性、穩定性和嚴謹性，進入題庫的試題必須符合錄入標準，題庫設置需考慮各題難度、區分度、分值等參數定義的合理性，題庫建設的好壞直接關系著組卷質量。目前，本系統暫時只提供3種考試題型，包括:

①單項選擇題。從4個可選答案中選擇一個正確答案。

②多項選擇題。從4個可選答案中選擇所有正確答案。

③判斷題。判斷題目所描述的內容是正確還是錯誤的。在試題庫里規劃A選項為正確，B為錯誤。事實上還是相當于單項選擇題。

3)組卷管理。可以選擇手動組卷或自動組卷。手動組卷即管理員(教師)根據條件調出一定數量的試題，然后通過復選框提交所選擇的試題，直到全部試題選擇完畢;自動組卷則由系統自動完成。在管理員(教師)指定組卷策略和組卷條件后系統自動生成，每次生成的試卷都是不同的。

4)考生信息管理。輸入參考學生基本信息和初始登錄密碼。

5)查看考生成績。以列表形式查看所有參加考試的考生(學生)成績。

前臺為考生(學生)提供服務。它提供的功能如下:

1)考生登錄。驗證考生(學生)是否合法，如果不合法，則不能登錄該系統。

2)在線考試。在線答題，并提交答案。

3)查詢考試成績。可查看本次考試成績。

從系統功能描述可以看到，本系統可以實現8個完整的功能。根據這些功能，可以設計出系統的功能模塊，各個系統功能模塊之間的關系如圖4所示。

圖4 系統功能模塊劃分圖

2.3 數據庫設計

對于在線考試系統來說，有很多數據是需要永久存儲的，如試題題庫、定義好的試卷、考生的基本信息以及考生的成績等。本考試系統選用關系數據庫管理系統SQL Server 2000來作為它的數據管理系統。本系統數據庫的E-R模型如圖5所示。

圖5 數據庫E-R圖

根據數據庫設計中概念設計與邏輯設計的轉換原則，可將圖5轉換為關系模型。每個關系的碼用下劃線表示。

學生(學號，登錄密碼，姓名，性別，班級，E-mail);

試題(試題編號，試題名稱，試題類型，試題答案，選項A，選項B，選項C，選項D，科目編號，隨機是否選中);

管理員(管理員賬號，登錄密碼，管理員類型，郵箱);

試卷(試卷編號，所屬課程編號，試卷名稱，科目編號，試題編號);

考生成績(學號，課程編號，試卷編號，考試標識，開始考試時間，結束考試用時，成績)。

下面是利用SQL SERVER 2000實現本數據庫中所需幾個固定的表[8]。

1)學生信息表exam_student，用于保存參加考試學生的基本信息及密碼等信息，見表1。

表1 學生信息表

2)管理員信息表 admin，用于保存管理員及教師的登錄信息，見表2。

表2 管理員信息表

3)試卷表TEST，用于保存考試試卷的信息，見表3。

表3 試卷表

4)考試試題表exam_question，用于保存考試試題、試題選項及答案等信息，見表4。

表4 考試試題表

5)學生成績表EXAM_SCORE，用于存放考試成績、考試時間等信息，見表5。

表5 成績表

3 結 語

對本在線考試系統的設計及實現過程進行了系統的研究。從系統實現的理論和技術角度出發，該系統實現了在線考試系統的用戶信息管理功能，并能夠根據用戶權限進行相應的模塊功能操作;實現了試題數據的科學管理、考試試卷的手動和自動生成、試卷的自動批閱功能等。使系統開發的初衷得以基本實現。

[1] 周文瓊.基于ASP的在線學習系統設計與實現[EB/OL].(2008-12-19)[2010-12-21].http:// www.docin.com/p-218701280.h tm l.

[2] 趙玉.基于ASP.NET的在線考試系統的設計與實現[EB/OL].(2006-12-19)[2010-12-21].http:// www.docin.com/p-218700978.htm l.

[3] 徐慧.基于ASP.NET的在線考試系統[EB/OL]. (2009-06-29)[2010-12-21].http://zhidao.baidu. com/question/205632922.htm l.

[4] 于洪俠.基于ASP.NET和XML的網絡考試系統的設計與實現[EB/OL].(2009-06-29)[2010-12-21].http://www.docin.com/p-218701021.htm l.

[5] 任海濤.基于ASP.NET架構的網上考試系統設計與實現[EB/OL].(2009-06-29)[2010-12-21]. http://epub.cnki.net/grid2008/detail.aspx?filename =2009082618&dbname=cdmdtotal.

[6] 李偉.基于.NET的WEB在線考試系統設計與實現[EB/OL].(2009-06-29)[2010-12-21].http:// wenku.baidu.com/view/b6b1e6f80242a8956bece49b. htm l.

[7] 袁雙云.通用考試系統的設計與實現[EB/OL]. (2009-06-29)[2010-12-21].http://www.docin. com/p-196358868.htm l.

[8] 吳樹德.基于ASP.NET的在線考試系統設計與實現[EB/OL].(2008-12-19)[2010-12-21].http:// www.docin.com/p-218700978.htm l.