大學設計類課程上機考試系統的設計與實現

摘要：為實現大學設計類課程上機考試流程自動化，文章設計并實現了一套基于B/S模式的考試系統。系統主要功能包括學生登錄檢查、隨機抽題、自動組卷及在線提交考試成果。文章詳細介紹了系統的設計、配置和使用方法。系統的優勢在于提高教師工作效率，便于學生使用，并能有效防止考生作弊。

關鍵詞：設計類課程；上機考試；B/S模式

中圖分類號：G647；TP399 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2024）32-0041-03 開放科學（資源服務）標識碼（OSID） ：

0 引言

當前江蘇師范大學某些實踐類課程的上機考試仍采用傳統方式，教師打印紙質試卷并用U盤拷貝電子文件。這種考試方式的弊端顯而易見：執行效率低，教師工作量大，難以防止學生作弊。

網上也能找到很多類似的考試系統，如操心慧、溫智聰等[1]設計的考試系統，其重點題型為選擇題；黃芳、王紀鑫等[2]設計的考試系統，其功能以試卷管理與分析為主；宗垚[3]設計的考試系統，其主要適用場景為文科類考試。而江蘇師范大學某些實踐類課程的上機考試要求是：題型上僅有設計類大題，無客觀題；考試時須方便學生現場抽題和組卷，對題庫管理和試卷分析無要求（由教師線下完成）；生成的試卷格式有特定規范。顯然上述系統均無法滿足這些要求。本文的目的是設計一個符合上述要求的上機考試系統。

1 系統需求分析

1.1 功能需求

1.1.1 學生端

1） 學生可在教室隨機選取座位登錄系統；系統須檢查學生的身份和座位號是否合法，允許合法用戶登錄，對不合法輸入給出反饋信息。

2） 系統能按照事先設定的比例在不同難度等級的題庫中隨機抽取試題，并使鄰位學生抽到的試題完全無重復。

3） 一鍵生成符合學校教務規范的標準化試卷。

4） 一鍵下載試卷。學生因電腦死機等原因調整座位后，須重新抽題和組卷，避免學生作弊。

5） 學生線下考試結束后可一鍵提交考試成果至服務器。

1.1.2 教師端

1） 教師線下出題（設計類上機考試只有大題，無客觀題），每個題目保存為一個Word文檔，并按預先設置的難度級別分類。

2） 考試結束后，教師線下完成試卷批改。

1.2 系統體系結構

基于以上需求，設計以下系統體系結構，如圖1 所示。

1.2.1 系統實現模式

系統基于B/S模式實現。B/S模式的優點是實施簡單，僅須在教師機上完成軟件安裝與配置。學生通過瀏覽器與Web服務器交互，完成身份驗證、抽題、組卷以及交卷等考試流程。

1.2.2 數據訪問技術

在服務器端使用SQL Server管理學生信息和抽題數據，使用DCOM組件訪問Word文檔。

2 系統設計

2.1 業務流程設計

系統的主流程和登錄處理子流程見圖2、圖3。

2.1.1 抽題模塊設計

本考試系統的題庫共包含16個題目，試題難度分3級：1～4題為難度1級，5～12題為難度2級，13～16 題為難度3級。抽題時，從第1級題目中隨機抽取1個小題，從第2級題目中隨機抽取2個小題，從第3級題目中隨機抽取1個小題，共4個小題組成一份試卷。每位同學抽到的題目與左、右鄰位同學抽到的每個試題均不重復。

2.1.2 組卷模塊設計

第一步，每個題目以Word文檔格式保存，將最后一個抽到的題目以數據流的形式寫入新生成的試卷文件，并添加文件結束符；第二步，通過Word組件（Mi?crosoft.Office.Interop.Word） 打開上述文件，添加試卷頭；第三步，將剩余題目先編寫成“串”，然后依次插入試卷。生成的試卷自動存放到paper文件夾。

2.2 數據庫設計

使用關系數據庫進行數據庫設計。本系統使用的管理數據只有一張組卷表，其關系模式見表1，其結構如表2所示。

3 系統實現

使用級聯式樣單（CSS） 控制用戶界面控件的精確顯示，使用C#.NET編程語言、SQL Server數據庫引擎和DCOM組件實現軟件邏輯功能。

3.1 數據庫交互主要實現

String connStr = @"Data Source= .; AttachDbFile?name=" + sitePath + @"＼TEST2008ID.MDF;Integrated Security=True"; //SQL Server文件數據源

conn = new SqlConnection（connStr）; //建立連接對象

conn.Open（）; //打開連接

string selectStr = "select * from 組卷表 where 學號=＼'" + studentID + "＼'";

command = new SqlCommand（selectStr， conn）; //建立查詢對象

dr = command.ExecuteReader（）; //執行查詢

dr.Read（）; //讀取數據

3.2 Word 文檔交互主要實現

fs1 = new FileStream（fname1， FileMode.Create）;//建立試卷文件

bw = new BinaryWriter（fs1）; //建立試卷文件寫入流

fs2 = new FileStream（fname2， FileMode.Open， File?Access.Read）; //打開末題（第4題）對應的Word文檔

br = new BinaryReader（fs2）; //建立試題文件讀入流

br.BaseStream.Seek（0， SeekOrigin.Begin）; //確定文件讀寫位置，從開始偏移0處

while （br. BaseStream. Position < br. BaseStream.Length） //以流的方式讀取試題并寫入試卷

{ data = br.ReadByte（）; bw.Write（data）; }

抽題、組卷以及系統完整的實現代碼請參考作者登記的軟著——面向對象程序設計上機考試系統V1.0[4]。

4 系統安裝與使用

4.1 運行環境安裝與配置

4.1.1 硬件環境

電腦內存2GB及以上，CPU為酷睿3代及以上。

4.1.2 軟件環境

1） 安裝Windows 7專業版及以上版本操作系統。

2） 安裝SQL Server 2008或以上版本，設置為Win?dows登錄模式。

3） 安裝Word 2013及以上版本辦公軟件。

4） 安裝IIS應用服務器，在萬維網服務-應用程序開發功能中，勾選ASP.NET 4.8。

5） 在IIS上新建站點TestSiteA（程序中要用到該名稱），并映射到網站文件夾D：＼webTest，綁定到本機IP地址，端口號為81（注意避免與其他軟件端口號沖突）；關閉防火墻，或在入站規則中開放81端口。

6） 在數據庫文件屬性對話框的安全頁中配置當前Windows登錄賬戶，并設置完全權限，否則將導致附加數據庫失敗。

7） 在CMD窗口中運行dcomcnfg.exe，打開組件服務對話框，配置當前用戶和登錄密碼，否則將無法訪問Word組件。

4.2 系統使用

4.2.1 教師端

教師線下出題，將題目保存在網站questions文件夾中，每個題目保存為一個Word文檔，并按難度分級。考試結束后，教師線下打開應用軟件，在submitted文件夾中查看學生提交的考試成果，完成試卷批改。

4.2.2 學生端

學生首先打開瀏覽器，訪問考試站點：http：//？：81/ （注：運行時將？替換為實際IP） ，如圖4所示。

然后依次執行考試流程，各步驟運行結果如圖5 所示，生成的標準化試卷格式如圖6所示。

5 結束語

綜上所述，該上機考試系統易于安裝與配置，便于學生操作，提高了教師的工作效率和考試自動化管理水平，對學校教務信息化建設與改革具有重4f7586a976cf4f25e0b399803ccc1bbee93e49381a4a51c4354727dc82c86098要積極意義。

然而，該系統仍存在一些不足，如抽題算法較為簡單。若題庫較大，為提高組卷效率與質量，可采用王旭等人[5]提出的優化算法或張方方[6]的智能算法進行抽題。展望未來，為適應學校和教師對上機考試的更多要求，該系統可向多個方面拓展，如增加題庫管理功能和學生管理功能。特別是隨著AI技術的發展，可考慮在系統中融入自動評分和學生答卷分析功能。

參考文獻：

[1] 操心慧，溫智聰.基于JavaWeb的線上考試系統的設計與實現[J].現代計算機，2023，29（24）：90-96.

[2] 黃芳，王紀鑫. 基于Web 的網絡考試系統設計與實現[C]//2022年中國高校計算機教育大會論文集.廣州：華南理工大學出版社，2022：72-77.

[3] 宗垚.基于B/S結構的網絡考試系統設計與實現[D].哈爾濱： 黑龍江大學，2019.

[4] 江蘇師范大學.面向對象程序設計上機考試系統V1.0[CP/OL].2024-08-01[2024-08-29].國家版權局，2024SR1104448.

[5] 王旭，吳志雄，周子勛.基于B/S模式下的優化遺傳算法的自動組卷系統設計與實現[J].電子制作，2023，31（4）：57-60.

[6] 張方方.基于改進魚群算法的在線考試系統設計與實現[D]. 北京：北京郵電大學，2024.

【通聯編輯：謝媛媛】