基于Web在線考試管理系統(tǒng)

王正燕++韋萍萍++崔忠偉++黃鵬

摘 要：通過利用ASP.NET+C#+MySQL5.0等技術(shù)對基于Web在線考試管理系統(tǒng)的用戶登錄模塊、用戶信息管理模塊、在線考試、題庫建設(shè)、組卷等模塊進行設(shè)計與實現(xiàn)，解決了傳統(tǒng)考試模式存在的一些問題，實現(xiàn)了信息化時代的數(shù)字化、無紙化、實時快速的考試管理模式。

關(guān)鍵詞：ASP.NET技術(shù)；在線考試；數(shù)字化；C# ；MySQL5.0

中圖分類號：TN711 文獻標(biāo)識碼：A 文章編號：2095-1302（2015）05-0-02

0 引 言

傳統(tǒng)考試存在工作量大、效率低、反饋周期長、資源浪費等問題，很多高校希望找到一種數(shù)字化、無紙化、考務(wù)工作效率高的考試管理方式。開發(fā)數(shù)字化考試管理系統(tǒng)，一般有兩種架構(gòu)，一種為C/S，一種為B/S，而本文只考慮后者的開發(fā)，本系統(tǒng)針對客觀題（填空題和改錯題）、主觀題（如C語言程序題）能夠給予自動評分，從而減少人工參與力度和工作量，提高工作效率和評分正確率。

1 系統(tǒng)設(shè)計

1.1 系統(tǒng)構(gòu)建與業(yè)務(wù)流程

本系統(tǒng)采用B/S結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)框架是MVC三層架構(gòu)模式。系統(tǒng)使用Microsoft Visual Studio2010集成開發(fā)壞境，ASP.NET+C#作為系統(tǒng)開發(fā)語言，ASP.NET是對ASP的繼承，但不是ASP的簡單升級，而是微軟發(fā)展的新的體系結(jié)構(gòu).NET的一部分，是一個由類和對象（組件）組成的完全面向?qū)ο蟮南到y(tǒng)，更加安全、穩(wěn)定、容易配置和部署。C#是.NET公共語言運行壞境的內(nèi)置語言。它完美的結(jié)合了C/C++的強大功能、Java的面向?qū)ο筇卣骱蚔isual Basic的易用性，是一種簡單的、類型安全的、面向?qū)ο蟮木幊陶Z言。C#也是微軟專門為.NET應(yīng)用而開發(fā)的語言。這從根本上保證了C#與.NET框架的完美結(jié)合。服務(wù)器運行平臺為Windows XP （SP2）/Windows 2000（SP4）/Windows Server 2003（SP1），后臺數(shù)據(jù)庫服務(wù)為MySQL5.0。

本系統(tǒng)具有人機交互強大，界面簡單、友好；易維護、易用；數(shù)據(jù)庫存儲安全，信息保密性強；嚴(yán)格的用戶管理、訪問控制管理及權(quán)限設(shè)置等特點。考生通過客戶端連接系統(tǒng)服務(wù)器登錄系統(tǒng)前臺，進行考試前，必須先用真實個人信息進行注冊。注冊成功后，登錄系統(tǒng)進行考試，答題完成，提交試卷，系統(tǒng)自動評分。考生考試過程中動態(tài)顯示考試剩余時間。若考試時間到而考生仍未提交試卷則系統(tǒng)自動終止考試并進行試卷保存處理。系統(tǒng)管理員登錄系統(tǒng)后臺，維護和管理系統(tǒng)。系統(tǒng)整個流程圖如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)流程圖

1.2 功能模塊設(shè)計

（1）用戶登錄模塊。考生在登錄系統(tǒng)進行考試前，必須先用真實個人信息進行注冊。注冊成功后，通過登錄界面輸入賬號和密碼登錄系統(tǒng)，系統(tǒng)根據(jù)用戶登錄賬號判定其身份，并對其不同身份開啟不同的系統(tǒng)功能。該界面設(shè)置記憶登錄用戶功能、驗證碼功能和找回密碼功能。

（2）用戶信息管理模塊。即對系統(tǒng)管理員、教師、考生信息的管理（此功能初始設(shè)定不對教師開放），三者角色不同，登錄的功能界面也不同。管理員具有查詢、添加新用戶、修改和刪除用戶信息、重置密碼等權(quán)限。

（3）在線考試。在線考試管理模塊提供兩種測試方式：一種是平常練習(xí)，學(xué)生在學(xué)習(xí)完某一章節(jié)內(nèi)容后，通過客戶端連接到系統(tǒng)服務(wù)器，選擇題目類型、難易度等參數(shù)，系統(tǒng)后臺根據(jù)選中的條件組卷出題。學(xué)生可自行查看自己的測試結(jié)果和標(biāo)準(zhǔn)答案以及試題解析。另一種是常規(guī)考試，考生考試過程中系統(tǒng)動態(tài)顯示考試剩余時間。若考試時間到而考生仍未提交試卷，則系統(tǒng)自動終止考試并進行相關(guān)數(shù)據(jù)的保存處理。這里采用時間片存儲考試數(shù)據(jù)方法。

（4）題庫建設(shè)模塊。題庫結(jié)構(gòu)的搭建要求科學(xué)合理，其包括題目屬性值的設(shè)置及度量標(biāo)準(zhǔn)。做好試題的收集和編制；在把試題存入數(shù)據(jù)庫中時確保存儲方式緊湊、安全、高效。題目界面的設(shè)計要方便靈活。學(xué)科知識在不斷更新，題庫的管理應(yīng)具有動態(tài)性、實時性。

（5）組卷模塊。在線考試管理系統(tǒng)的另一個難點即是組卷，就是根據(jù)一定的組卷理論采用高效、可靠的組卷算法組織試題。

（6）成績統(tǒng)計與查詢模塊。常規(guī)考試，為了提高教學(xué)質(zhì)量，對考試結(jié)果要做相應(yīng)分析，即查詢成績、統(tǒng)計、歸類、成績分析、試卷科學(xué)度分析、學(xué)生學(xué)情分析等。平常的學(xué)習(xí)，可以給學(xué)生提供答案、未掌握的知識點，激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣。

1.3 數(shù)據(jù)庫設(shè)計

目前，本系統(tǒng)采用的數(shù)據(jù)庫服務(wù)系統(tǒng)是MySQL5.0，設(shè)計的實體表格主要有四個，（1）管理員信息列表：管理員編號、管理員姓名、管理員密碼、注冊時間。（2）考生信息列表：學(xué)生證號、考生姓名、登錄網(wǎng)站密碼、考生注冊時間、考生性別、密碼提示問題、注冊IP地址等9個字段。（3）試題庫信息列表：課程名稱、出題教師、試題編號、所屬知識點、難度系數(shù)、優(yōu)先級別、試題正文、參考答案、評分標(biāo)準(zhǔn)等13 個字段。（4）考生成績信息列表：考生成績編號、學(xué)生證號、所學(xué)課程、套題編號等字段。

2 基于Web在線考試管理系統(tǒng)的實現(xiàn)

采用ASP.NET+C#語言及C#開發(fā)壞境對基于Web在線考試管理系統(tǒng)的開發(fā)，而實現(xiàn)該系統(tǒng)存在幾個關(guān)鍵問題：題庫建設(shè)、組卷策略、自動評卷，這些也是系統(tǒng)設(shè)計中的難點。

2.1 題庫建設(shè)與組卷的實現(xiàn)

題庫建設(shè)：題庫建設(shè)對于在線考試管理系統(tǒng)尤為重要，題庫的管理既是本項目的基礎(chǔ)，又是該系統(tǒng)中一項較為困難而復(fù)雜的工作。題庫中的題目須按照測驗?zāi)繕?biāo)精心篩選和校準(zhǔn)，對于每一個題目，除了試題自身內(nèi)容外，還要具有表征題目屬性的編號、知識點、來源、難度、答案、區(qū)分度以及使用情況等多種指標(biāo)。依據(jù)一定的題庫建設(shè)理論和構(gòu)建步驟：經(jīng)典項目測量理論和項目反映理論，這就要求教師設(shè)計出一定量的測驗試題，按照測量理論規(guī)定的方式將試題進行屬性標(biāo)記存入試題庫。

組卷策略：其本質(zhì)是根據(jù)試題屬性（難度、題型、時間、分值等）加上外部規(guī)則的約束進行多條件的綜合。系統(tǒng)要實現(xiàn)手工組卷、自動組卷、自適應(yīng)智能組卷的功能。手動組卷是指老師根據(jù)學(xué)生的實際情況和學(xué)科的要求出題；自動出卷即是系統(tǒng)要根據(jù)教師所指定題目類型、難易程度、區(qū)分度等參數(shù)來進行組卷。在系統(tǒng)開發(fā)中要實現(xiàn)智能測試，則系統(tǒng)自動生成該科目的參數(shù)平衡二叉樹，測試時，系統(tǒng)根據(jù)答題結(jié)果檢索此二叉樹。這樣通過靈活、可變的平衡二叉樹來選擇試題，平衡二叉樹又稱為AVL樹，其左子樹和右子樹都是平衡二叉樹，且左子樹和右子樹深度之差的絕對值不超過1，空樹也是平衡二叉樹。

2.2 自動評卷的實現(xiàn)

主觀題的自動評分涉及自然語言理解、模式識別以及人工智能等方面的理論和知識，存在很多技術(shù)上的問題需要解決，可謂是在線考試系統(tǒng)中的一個技術(shù)難點。對程序題的評判，按常規(guī)的人工閱卷思維，就是判斷其是否實現(xiàn)規(guī)定的功能，即將運行結(jié)果與實際應(yīng)有結(jié)果對比，判斷兩者之間是否一致，這并不難， 比如C語言程序題，把C語言運行的結(jié)果用數(shù)據(jù)文件保存起來，再將其結(jié)果和標(biāo)準(zhǔn)答案作比較，給考生所編寫的程序進行對錯判定，給出得分。可能會出現(xiàn)有結(jié)果但不正確或無法編譯運行的考生代碼，這就需要檢查考生算法思想是否準(zhǔn)確及編程是否合理，我們都知道，在C語言中，解決一個問題的代碼編寫有多種方法，但算法思想大致相同。如C語言中這樣一個結(jié)構(gòu)：

m=0；

while（m

m++；

n=m+1；

while（n< count；）{

n++；

}

if（a>b）

{

............

}

}

依照C語言的關(guān)鍵字，抽取while（）while（）if（）{}或while（）{while（）if（）{}}骨架，再將之與標(biāo)準(zhǔn)骨架相比，通過判斷異同給分。考生在思路明確的情況下也會出現(xiàn)語法錯誤，可以采用修復(fù)編譯的方式進行評分，即通過糾正考生程序中的語法錯誤，使程序能夠正常編譯、運行、鏈接，生成EXE文件和答案。每修改一次語法錯誤則扣除該題目中相應(yīng)的分數(shù)。作為初學(xué)者的大部分考生，所編寫的程序常會出現(xiàn)死循環(huán)，若Shell函數(shù)調(diào)用死循環(huán)程序啟動后無法結(jié)束將導(dǎo)致系統(tǒng)崩潰。API函數(shù)是Windows提供的控制應(yīng)用程序，通過Visual Basic調(diào)用API函數(shù)能防止出現(xiàn)這樣的情況。根據(jù)系統(tǒng)中題庫建設(shè)與組卷特點，即考生隨機從題庫中抽取的試題不同，這就可以防止舞弊行為。但相近考生試題相同也會出現(xiàn)作弊行為，防止作弊最有效的方法，即“記錄解答過程”，采用考核軟件（VC++）提供的“宏”功能或Windows內(nèi)部功能來實現(xiàn)。

2.3 在線考試的實現(xiàn)

考試系統(tǒng)服務(wù)器平臺在系統(tǒng)運行中起著舉足輕重的作用，它是保證考生正常考試得以進行、數(shù)據(jù)得以中轉(zhuǎn)和處理的中間站。用戶通過客戶端連接系統(tǒng)服務(wù)器進行在線考試，考試系統(tǒng)服務(wù)器會接收相關(guān)數(shù)據(jù)。考試系統(tǒng)服務(wù)會在考生完成考試后對考試數(shù)據(jù)進行驗證、加密和導(dǎo)出，連同試卷加密放在一起上傳到服務(wù)器開始審閱，同時考試系統(tǒng)具有備份服務(wù)器上原始資料的功能，以便之后的核查。

3 結(jié) 語

通過開發(fā)基于Web的在線考試管理系統(tǒng)，使各大高校實現(xiàn)無紙化考試管理成為可能，該在線考試管理系統(tǒng)具有操作簡單方便，界面簡潔美觀；具有實時性，已注冊的用戶可在任何時間，任何地點通過Internet瀏覽器登錄網(wǎng)絡(luò)在線考試系統(tǒng)，除了常規(guī)考試，還可在線練習(xí)，強化訓(xùn)練等。

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