在線考試系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

摘 要：本文探討在線考試系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā)，通過該平臺，方便地組織考試，通過遺傳算法進行組卷，客觀批改試卷、分析試卷、查詢成績。

關(guān)鍵詞：在線考試系統(tǒng) 設(shè)計 實現(xiàn)

在線考試系統(tǒng)是結(jié)合呼倫貝爾市高級技工學(xué)校的實際情況，針對不同課程的特點設(shè)計與開發(fā)的。通過該平臺，能夠方便地組織考試，通過遺傳算法進行組卷，客觀批改試卷、分析試卷、查詢成績等。

一、系統(tǒng)功能模塊結(jié)構(gòu)圖

進入在線考試系統(tǒng)后，首次進入考試的學(xué)生需要進行注冊，添寫相關(guān)個人信息，然后登錄進行練習(xí)和考試，考試結(jié)束后可以查詢成績，再次進入考試系統(tǒng)可直接登錄；教師可以通過用戶名直接登錄進入到系統(tǒng)，進行賬戶管理，閱卷、成績查詢、試卷分析以及題庫管理；管理員主要負(fù)責(zé)提供一個管理考試過程的平臺，負(fù)責(zé)教師數(shù)據(jù)維護，下達教學(xué)任務(wù)，數(shù)據(jù)庫備份、恢復(fù)等。為了更好地完成在線考試的各功能，使考試的流程順利地完成，進行了系統(tǒng)功能模塊結(jié)構(gòu)圖的設(shè)計，如圖所示。

二、功能模塊劃分

1.學(xué)生模塊

一是注冊：學(xué)生注冊時需要填寫必要的個人信息，以學(xué)生的專業(yè)、班級為基礎(chǔ)建立學(xué)生的基本信息，以方便教師對學(xué)生進行管理。二是登錄：學(xué)生可在學(xué)校的局域網(wǎng)系統(tǒng)內(nèi)登錄該考試系統(tǒng)。三是練習(xí)：學(xué)生可以登錄該系統(tǒng)進行練習(xí)，可將學(xué)習(xí)過程中存在的疑問向教師進行咨詢和請教。四是考試：學(xué)生可在規(guī)定的時間、規(guī)定的地點登錄該系統(tǒng)進行考試，但考試必須是在學(xué)校的局域網(wǎng)覆蓋的范圍內(nèi)，這主要出于考試公平性、合理性的考慮。五是查詢：學(xué)生可在考試結(jié)束后一段時間，登錄該系統(tǒng)，進行分?jǐn)?shù)、排名等查詢。

2.教師模塊

一是添加、更改和刪除：題庫的建立、可以進行試題的添加、更改和刪除，教師建立習(xí)題庫，對題庫的題目的難度進行細(xì)分，并隨時對題庫進行更新，更方便學(xué)生登錄該系統(tǒng)進行練習(xí)和考試，以鞏固所學(xué)知識。二是自動組卷：該系統(tǒng)可根據(jù)教師所需考試的難度自動組卷。三是閱卷：對于客觀題，該系統(tǒng)直接給出分?jǐn)?shù)，對主觀題教師給出分?jǐn)?shù)，系統(tǒng)算出總分以及排名等情況。四是成績分析：可對學(xué)生的成績進行分析，從試卷的各分?jǐn)?shù)段人數(shù)、及格率、優(yōu)秀率、每一題的準(zhǔn)確率等，分析學(xué)生試卷中存在的問題以及知識的薄弱點。

3.管理員模塊

模塊主要用來完成管理員登錄、用戶信息管理、考試題庫管理、教學(xué)管理、成績管理等功能。

三、數(shù)據(jù)庫設(shè)計

在線考試系統(tǒng)中所有數(shù)據(jù)是由數(shù)據(jù)庫進行管理。考試題庫信息的建立對于在線考試系統(tǒng)來說是很重要的，它決定軟件系統(tǒng)是否成功運行。在該系統(tǒng)中一共設(shè)計了若干數(shù)據(jù)表：學(xué)生注冊表、教師信息表、試題參數(shù)表、試卷表、學(xué)生答題表、學(xué)生成績表等。

四、組卷算法分析

遺傳算法不直接作用于解的空間上，而是用一種編碼表示這個解，從一個群體開始進行搜索，使用解的適應(yīng)性狀態(tài)信息，利用隨機轉(zhuǎn)移規(guī)則進行選題，與傳統(tǒng)的組卷方法相比，遺傳算法具有全局尋優(yōu)和收斂速度快的特點。使用遺傳算法的步驟如下：

第一，進行編碼。編碼就是把對象抽象為由特定符號按一定順序排成的串。該在線系統(tǒng)采用分組自然數(shù)編碼策略，分組就是每組編碼代表一種題型，自然數(shù)編碼就是對每個題型內(nèi)的個體以自然數(shù)的形式編碼。

第二，初始化種群。用隨機的方法產(chǎn)生若干個體集合，即依據(jù)一定的公式給試題庫的題目一個初始值，對試題庫的題目進行初始化。

第三，確定適應(yīng)度函數(shù)。適應(yīng)度函數(shù)應(yīng)結(jié)合求解問題本身的要求而定，因此確定適應(yīng)度函數(shù)是遺傳算法設(shè)計中的關(guān)鍵。

第四，選擇計算適應(yīng)度函數(shù)，保留較優(yōu)的個體。交叉是按題型段進行交叉，因此交叉后不存在段內(nèi)試題重復(fù)的問題，也不會改變每種題型的題量。變異是替換題目中的一個知識點，以便形成一個新的個體。

第五，設(shè)定一個期望適應(yīng)度值。通過適應(yīng)度函數(shù)計算出的適應(yīng)度值與期望適應(yīng)度值比較，如果相同就生成試卷，否則返回此群體進行重新選擇、交叉、變異，生成新的種群，再重新與期望適應(yīng)度值比較是否相同，繼續(xù)進行遺傳操作、計算適應(yīng)度值、反復(fù)迭代直到組卷成功。

該系統(tǒng)主要采用B/S設(shè)計模式，以SQL Server 2000和ASP.NET作為開發(fā)平臺。

（作者單位：呼倫貝爾市高級技工學(xué)校）