網(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng)的開發(fā)與實踐

明達職業(yè)技術(shù)學(xué)院 孫昕

隨著計算機技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)不斷發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng)將是學(xué)校信息化改革的重要發(fā)展方向。本文結(jié)合了學(xué)校教學(xué)的實際需求，講述了基于C/S 結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng)的開發(fā)與實踐以及該系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、功能和應(yīng)用。

在教育信息化浪潮的推動下，網(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng)是教育改革和信息化的必然發(fā)展趨勢，它受到學(xué)校的重視和推廣，網(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng)既確保了考試的公平、公正，又提高了考試的效率，降低了考試閱卷的人為因素。市場上的網(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng)固然有許多優(yōu)點，但是由于題庫題型封閉、不易修改且價格趨高等原因無法在校園內(nèi)普遍使用。因此，本人運用VB.NET 和MySQL 數(shù)據(jù)庫開發(fā)了網(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng)，實現(xiàn)無紙化考試。下面就系統(tǒng)的開發(fā)設(shè)計和實現(xiàn)，進行闡述。

1 運行模式

網(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng)分為B/S 結(jié)構(gòu)、C/S 結(jié)構(gòu)和混合結(jié)構(gòu)模式等開發(fā)方式。B/S 結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)考試因系統(tǒng)維護和升級成本低、客戶端無需安裝、不限地點、不限設(shè)備類型、不限固定人數(shù)等特點，得到廣泛使用。但是B/S 結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng)缺點也比較明顯，公平性難以得到保障，即使各類網(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng)有各種防作弊功能，也是防不勝防，只適合于普通的考試[1]。

C/S 網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)考試系統(tǒng)有對信息安全的控制能力強、面向相對固定的用戶群，有監(jiān)考老師，不容易作弊，適合做嚴肅的考試，在現(xiàn)在B/S 流行之時，C/S 結(jié)構(gòu)網(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng)還在很多方面發(fā)揮巨大作用。由于本人開發(fā)的網(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng)在本校的機房里進行，考試內(nèi)容為學(xué)院的課程期末考試，這里優(yōu)先考慮以局域網(wǎng)為基礎(chǔ)的C/S 結(jié)構(gòu)。

C/S（Client/Server）結(jié)構(gòu)，即客戶機和服務(wù)器結(jié)構(gòu)。通過它可以充分利用兩端硬件環(huán)境的優(yōu)勢，將任務(wù)合理分配到Client 端和Server 端來實現(xiàn)，降低了系統(tǒng)的通訊開銷。本系統(tǒng)是屬于小型的網(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng)，對計算機性能要求不高，客戶端安裝Windows 7 及以上操作系統(tǒng)即可滿足條件。

系統(tǒng)開發(fā)工具采用了VB.NET，后臺數(shù)據(jù)庫采用MySQL。

2 系統(tǒng)模塊

本系統(tǒng)目前共分為四個模塊:題庫管理模塊、考生考試模塊、考務(wù)管理模塊、批閱成績分析模塊，各個模塊功能闡述如下。

2.1 考生考試模塊

考生考試模塊是考試系統(tǒng)的核心部分，安裝到客戶端計算機上。

（1）考生考試模塊。考生考試模塊有單項選擇、填空題、判斷題等為主的客觀題，操作題為主的主觀題。具體思路是:

到了規(guī)定時間后，考生便可以在客戶端計算機上啟動考試程序，輸入考號和驗證姓名后，確認登錄考試系統(tǒng)等待監(jiān)控老師發(fā)出指令。監(jiān)考老師發(fā)放試卷包、試卷密碼，點擊允許開始考試后，考生輸入試卷密碼才可以計時，答題。考生考試完成后，學(xué)生自行交卷，或由系統(tǒng)在規(guī)定時間點自動強制交卷。

做客觀題時，做完一題系統(tǒng)立即標志本題已做，并且保存考生的答案。考生可按順序答題，也可點擊“題板”窗體上的“題號”答題。當考生交卷時，系統(tǒng)提示還有多少題未做，有多少疑問題，以防有漏做題。

做操作題時，考生需要隨時保存操作題，當考生主動交卷時，需要將操作題保存退出，如考試結(jié)束時間到以后，操作程序沒有關(guān)閉，系統(tǒng)調(diào)用API 函數(shù)強制將打開的操作題退出，但不保存相應(yīng)的操作。最后將考生信息、理論題答案及操作題的文件打包壓縮上傳至服務(wù)器。

（2）客戶端網(wǎng)絡(luò)通信模塊。本模塊運行時成為托盤程序，主要作用是進行實時數(shù)據(jù)通信。運行時通信控件接收數(shù)據(jù)時，通過選擇語句來根據(jù)信息為控制信息、通知還是文件采用相應(yīng)的動作。客戶端通信端開機便啟動運行以便隨時收到監(jiān)考教師指令信息、接收來自監(jiān)考端監(jiān)控和管理，同時也向監(jiān)考端計算機上傳考生信息和答案文件。

2.2 考務(wù)管理模塊

考務(wù)管理模塊是考試系統(tǒng)的主要部分，其主要功能如下:將考場信息含考生信息導(dǎo)入、將題庫包導(dǎo)入按一定規(guī)則策略并生成試卷包、對考生客戶端機的監(jiān)控和處理、試卷包發(fā)送和回收等功能，具體功能有[2]:（1）清空上一場考生信息；（2）查詢在線計算機；（3）導(dǎo)入考生信息；（4）考試試卷導(dǎo)入；（5）強制收卷:時間到，或者是作弊嚴重，教師可以強行收卷；（6）作弊處理:根據(jù)學(xué)生作弊嚴重程度，作出對學(xué)生的處理情況并將作弊標記存入數(shù)據(jù)庫；（7）消息發(fā)送；（8）屏幕刷新:顯示在線學(xué)生的考試狀態(tài)；（9）鍵鼠管理，通過控制學(xué)生機的鍵盤、鼠標等限制學(xué)生對計算機操作；（10）時間控制:可以使得學(xué)生機與教師機時間同步，使得考試公平；（11）發(fā)送試卷。

2.3 題庫管理模塊

試題庫主要功能有:對題進行錄入、修改、刪除等操作，試卷的組卷、打印和查詢等功能，具體有:（1）用戶管理:用戶注冊、修改口令等；（2）試題庫維護:根據(jù)課程大綱對試題庫中題目進行編輯、添加、修改、刪除等操作；（3）題型表維護、難度表維護、出卷用戶表維護、章節(jié)表維護:可以分別對以上四個表進行數(shù)據(jù)添加、刪除、修改等操作；（4）試題庫查詢功能:支持萬能查詢，查詢字段不定、查詢運算符不定、查詢條件不定；（5）組卷功能:根據(jù)課程考試大綱依據(jù)用戶輸入的題型分布、章節(jié)分布以及難度分布等要求，按照一定的組卷策略從試題庫中隨機抽取出滿足條件的試題組成試卷；（6）試卷打印、預(yù)覽:使用Office 自動化技術(shù)調(diào)用Word 應(yīng)用程序，將數(shù)據(jù)庫試卷中的記錄逐一地寫入到Word 文檔中，用戶就可以利用Word 對試題進行預(yù)覽、打印。

2.4 統(tǒng)計分析模塊

（1）閱卷統(tǒng)計分析模塊。因為在考試時已經(jīng)實時批改了有唯一答案的客觀題，如單選題、判斷題這一類題型的試題。所以本模塊部分只有主觀題閱卷，閱卷方式可以自動閱卷，同時支持人工判卷。操作題評分，基本思想是:VB.NET 中操作Office 文件，同時在VB.NET中引用Office 提供的Com 組件，再調(diào)用Office 應(yīng)用程序打開對應(yīng)文檔，利用VBA 編程對Office 操作結(jié)果的自動閱卷評分。（2）分析統(tǒng)計。可以按班級、學(xué)科最高分、高低分、平均分、優(yōu)秀人數(shù)（率）、及格人數(shù)（率）、不及格的人數(shù)（率）、良好人數(shù)（率）、中等人數(shù)（率）進行成績分析。

3 關(guān)鍵技術(shù)因素

下面對一些關(guān)鍵性的問題闡述具體說明和解決方案。

3.1 異常問題處理

網(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng)依賴于計算機網(wǎng)絡(luò)，可能有些意外情況發(fā)生，致使考試中斷，例如，網(wǎng)絡(luò)、電力、計算機運行故障等。

（1）異常中斷，重新登錄。當考試過程中，客戶端計算機出現(xiàn)異常情況時，網(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng)提供學(xué)生二次登錄的功能。考生在重新登錄網(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng)輸入考生信息時，需要監(jiān)考老師使用監(jiān)考密碼進行驗證，實現(xiàn)二次登錄，登錄后恢復(fù)原實時保存的考題結(jié)果、考試時間等相關(guān)信息[3]。

（2）考試信息保存與恢復(fù)模塊。異常中斷產(chǎn)生后，考生要重新參加考試時，原有的考試答案丟失，會顯得考試的不嚴謹和不科學(xué)。所以對網(wǎng)絡(luò)考試來說，考試系統(tǒng)具有實時保存和中斷恢復(fù)功能就顯得非常重要。

實時保存功能:將考生的準考證號、考試時間、考生的客戶端計算機名、IP 地址等信息每隔30s 時間就會自動保存在本地計算機上磁盤的指定文件中，同時將相關(guān)數(shù)據(jù)發(fā)給服務(wù)器。客觀題已經(jīng)隨著點擊“下一題”時已經(jīng)實時保存在試卷數(shù)據(jù)庫里了，操作題保存系統(tǒng)設(shè)置每隔10min 時間保存。

中斷恢復(fù)功能:當考試意外中斷，考生重新登錄時，系統(tǒng)會調(diào)用保存在磁盤中原考試信息文件，已做的客觀題答案原以實時保存在試卷數(shù)據(jù)庫，答案還存在，考生可以繼續(xù)答題；操作題沒有10min 且沒有自己保存，需要重新做題。

因為斷網(wǎng)或系統(tǒng)崩潰，監(jiān)考老師可以通過U 盤將考生答案信息導(dǎo)出至另一臺計算機考試，而不影響考生的原來答案和考試時間，還可以根據(jù)實際情況做出適當?shù)臅r間延時，從而保證考試的公平性。

3.2 計時器

（1）發(fā)送信息。通過計時器每30s 將本機與本考生相應(yīng)的數(shù)據(jù)（固定長度）發(fā)送給監(jiān)考端計算機。如本機IP地址、考生準考證號、考生姓名、考生的剩余時間，計算機名等信息。（2）自動收卷與鎖定。考生考試時，在程序頂端會動態(tài)地顯示考試剩余時間，在最后5min，系統(tǒng)自動彈出窗體會提醒考生。如時間結(jié)束而還沒有交卷，系統(tǒng)會強制收取試卷；如果因為計算機、網(wǎng)絡(luò)等異常原因?qū)е碌⒄`考生答題時間的，可由監(jiān)考老師輸入監(jiān)考指令進行適當?shù)匮娱L考生答題時間。

3.3 隨機抽題

同一場考試客戶端接收到是同一份試卷，為了保證考試公平性，同一個試卷亂序，即是隨機抽題功能，具體思路是:（1）定義初始變量，利用Randomize()初始化隨機數(shù)發(fā)生器，使用外循環(huán)生成隨機數(shù)，將其存放在Temp中，設(shè)此時的隨機數(shù)重復(fù)標識為False 不重復(fù)；（2）利用內(nèi)循環(huán)，用來篩選外循環(huán)生成的隨機數(shù)是否和已存入數(shù)組的任何一個元素重復(fù)，如果重復(fù)，則通過將外循環(huán)變量減1 來退回到上一個循環(huán)，將重復(fù)標識設(shè)置為True(重復(fù)），去掉這個數(shù)，并且放棄這次內(nèi)循環(huán)；（3）如果標識不再重復(fù)，那當前的隨機數(shù)滿足條件，將這個數(shù)存入數(shù)組，當做題目的邏輯序號。（4）試卷包中題目輸出按照邏輯序號順序顯示，達到試卷包中題目物理序號亂序作用。

3.4 壓縮、解壓文件

使用SHELL 調(diào)用WINZIP 和WINRAR 是可以實現(xiàn)壓縮子目錄的，但是受控于SHELL，容易出錯。于是通過靜態(tài)調(diào)用第三方UNZIP32.DLL 和ZIP32.dll 動態(tài)鏈接庫文件，來實現(xiàn)將考生文件夾下所有文件和子文件夾下所有文件打包壓縮為一個ZIP 的文件。使用的源碼如下:

3.5 對操作題進行自動閱卷功能

系統(tǒng)不但可以對理論題進行閱卷，還可以對操作題閱卷。

（1）判斷指定Windows 文件和文件夾是否存在，或者文件屬性判斷，可以使用WinAPI 函數(shù)GetFileAttributes 獲取文件各種屬性，對設(shè)置文件屬性的操作題進行自動評分。

也可以使用DIR 函數(shù)來判斷文件是否存在，如對創(chuàng)建文件快捷方式操作的正確性，即該文件中有目標文件完整的文件路徑是否和原文件路徑一致，來判斷創(chuàng)建的快捷方式是否成功。

（2）如對Office 軟件中文檔評分，打開一個文檔后，可以在文檔中進行批閱。對文章第一段即標題段進行批閱:字體設(shè)置是加粗加1 分、段落設(shè)置為水平居中加1分，字體顏色為紅色加1 分。

4 總結(jié)

本系統(tǒng)在學(xué)院使用后，不僅能夠簡化傳統(tǒng)考試的繁瑣過程，減輕教師的出卷、閱卷等工作，同時還能夠節(jié)省時間和經(jīng)費，使得試卷的出卷、判閱更加科學(xué)、公平，促進了教學(xué)質(zhì)量的提升。