基于B/S的在線測(cè)試系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)

農(nóng)鸞飛

(肇慶科技職業(yè)技術(shù)學(xué)院信息工程系，廣東肇慶 526110)

0 引 言

在國(guó)家大力發(fā)展職業(yè)教育的有利條件下，肇慶科技職業(yè)技術(shù)學(xué)院順利通過(guò)高等學(xué)校辦學(xué)資格的評(píng)估，又將于3年后申報(bào)建設(shè)本科院校(即廣東理工學(xué)院)。學(xué)校發(fā)展勢(shì)頭迅猛，招生規(guī)模不斷擴(kuò)大，學(xué)校面積也在不斷增長(zhǎng)，但是由于學(xué)校的兩個(gè)校區(qū)相距較遠(yuǎn)，學(xué)生分散教學(xué)，給教學(xué)工作帶來(lái)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(shí)際情況，為了能有效地達(dá)到人才培養(yǎng)的目的，達(dá)到教學(xué)的數(shù)字化、信息化的要求，我們將《計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)》這一門(mén)全院的公共基礎(chǔ)課建設(shè)為一門(mén)精品課程。因此，學(xué)院要求以此課程開(kāi)發(fā)一套基于網(wǎng)絡(luò)的在線考試系統(tǒng)。由于《計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)》是該院非計(jì)算機(jī)專業(yè)所有學(xué)生必修的一門(mén)公共基礎(chǔ)課，該課程的教學(xué)目標(biāo)是提高學(xué)生的計(jì)算機(jī)處理技術(shù)水平，使學(xué)生利用計(jì)算機(jī)更有效地提高分析和解決問(wèn)題的能力，特別是OFFICE辦公組件的應(yīng)用，在校階段能順利地通過(guò)國(guó)家的計(jì)算機(jī)一級(jí)考試，將來(lái)踏上工作崗位后能熟練使用辦公軟件。因此，為了提高教學(xué)效率，實(shí)現(xiàn)考試與相應(yīng)的教學(xué)內(nèi)容掛鉤，也為了可以在更大范圍地使教學(xué)資源得到共享[1]，利用先進(jìn)的Web技術(shù)開(kāi)發(fā)《計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)》這門(mén)課程的在線考試系統(tǒng)很有必要。在線考試系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)具有重要的意義，歸納如下:

1)試卷更易于保存和管理。傳統(tǒng)的課程考試中，試卷的保存需要占用大量的空間，而本系統(tǒng)只需把考試的數(shù)據(jù)刻成數(shù)據(jù)盤(pán)，將數(shù)據(jù)盤(pán)保存，占用空間很小[2]。

2)試卷的命題更加科學(xué)、合理。本系統(tǒng)試題可以反復(fù)利用，根據(jù)考試的需要，不斷更新試題庫(kù)，準(zhǔn)確界定題庫(kù)的難易程度和知識(shí)點(diǎn)，考試試題覆蓋面較廣，難度較適中，考試能較準(zhǔn)確地反映考生的實(shí)際能力，且可信度較好，并與將來(lái)實(shí)際工作和全國(guó)計(jì)算機(jī)等級(jí)考試較為接近。

3)自動(dòng)抽題和閱卷效率高。本系統(tǒng)可以按照教師制定的組卷策略自動(dòng)從試題庫(kù)中抽題目組成試卷，考試結(jié)束后，自動(dòng)評(píng)卷，成績(jī)即可出來(lái)，極大地提高了工作效率。

4)考試規(guī)范、結(jié)果公正。考生試卷由計(jì)算機(jī)隨機(jī)產(chǎn)生，可以避免考生偷看別人答案，考試自動(dòng)判卷，嚴(yán)格按照標(biāo)準(zhǔn)答案執(zhí)行，分?jǐn)?shù)統(tǒng)計(jì)準(zhǔn)確，避免出現(xiàn)評(píng)分情感偏差。結(jié)果較為公正、公平[3]。

1 系統(tǒng)分析

1.1 可行性分析

在線考試是無(wú)紙化的網(wǎng)絡(luò)考試，相對(duì)于傳統(tǒng)的紙質(zhì)卷面答題的考試方式具有以下幾個(gè)突出的特點(diǎn)[4]:

1)減少了傳統(tǒng)出卷的很多環(huán)節(jié)，可以節(jié)約大量開(kāi)支;

2)降低了試題泄密的可能性;

3)自動(dòng)組卷，靈活方便;

4)閱卷快捷方便，準(zhǔn)確度高;

5)采用的技術(shù)較成熟，實(shí)現(xiàn)本系統(tǒng)時(shí)，符合軟件工程的標(biāo)準(zhǔn);

6)界面友好，用戶操作簡(jiǎn)便。

因此，不管是從技術(shù)上、經(jīng)濟(jì)上還是操作上，該系統(tǒng)都是可行的。

1.2 系統(tǒng)的需求分析

經(jīng)過(guò)試用眾多考試系統(tǒng)和與一線教師的交流，一套在線考試系統(tǒng)總體上應(yīng)具備這樣的功能:為了保證系統(tǒng)的安全，用戶需要經(jīng)過(guò)安全的身份驗(yàn)證才可以登錄。為了方便系統(tǒng)用戶對(duì)自己的信息進(jìn)行維護(hù)，系統(tǒng)應(yīng)具有人性化、友好的界面。

1.2.1 本系統(tǒng)的用戶

考慮到系統(tǒng)的安全可靠，本系統(tǒng)用戶模塊共分成3部分:學(xué)生模塊、教師管理模塊和管理員管理模塊。

1.2.2 系統(tǒng)功能

整個(gè)系統(tǒng)分為3種角色，即管理員、教師和學(xué)生。

系統(tǒng)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(quán)限，以確定用戶可以對(duì)哪個(gè)模塊進(jìn)行操作。

教師的功能為題庫(kù)管理、考試管理和統(tǒng)計(jì)分析[5]，其具體功能描述如下:

1)題庫(kù)管理。教師可以根據(jù)教學(xué)需求對(duì)題庫(kù)中的試題進(jìn)行3種基本操作:其一，添加新的試題、刪除及修改不適應(yīng)的試題;其二，系統(tǒng)只支持單項(xiàng)選擇題、多項(xiàng)選擇題、判斷題;其三，現(xiàn)市場(chǎng)上有大量《計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)》的練習(xí)題和全國(guó)計(jì)算機(jī)等級(jí)考試的試題，為了減少試題庫(kù)建設(shè)時(shí)間，在較短的時(shí)間內(nèi)順利地導(dǎo)入到系統(tǒng)中，可以將試題進(jìn)行導(dǎo)入與導(dǎo)出，如要能從文本文件、Word和Excel等常見(jiàn)的文檔中的試題導(dǎo)入到系統(tǒng)中。

2)考試管理。對(duì)于組卷方案的確定可以采用支持手工的固定試卷和隨機(jī)試卷兩種方式。其中隨機(jī)試卷的功能，要能通過(guò)設(shè)定考試所需要覆蓋的知識(shí)點(diǎn)、試題類型、分?jǐn)?shù)、難度、分值等參數(shù)進(jìn)行出題;考試管理人員可以隨時(shí)對(duì)考試的進(jìn)展情況進(jìn)行監(jiān)控，如果有必要，還可以通過(guò)監(jiān)控臺(tái)進(jìn)行延長(zhǎng)考試時(shí)間、暫停考試和強(qiáng)行交卷等監(jiān)控操作，方便客戶對(duì)考試的管理。

3)統(tǒng)計(jì)分析。教師可以查看考生的考試成績(jī)，并進(jìn)行成績(jī)統(tǒng)計(jì)分析，以圖表和表格的形式顯示參考人數(shù)、平均分?jǐn)?shù)、及格率、答題人數(shù)、答題時(shí)間等。針對(duì)某個(gè)考生可以查看排名、答卷等信息。對(duì)學(xué)生來(lái)說(shuō)，首先登錄，可以進(jìn)行在線考試、個(gè)人資料的修改以及成績(jī)的查詢等操作[6]。

1.3 系統(tǒng)用例

所謂的用例圖(use case diagram)主要是用于對(duì)系統(tǒng)、子系統(tǒng)或類的功能行為進(jìn)行建模。它呈現(xiàn)的是系統(tǒng)的參與者和系統(tǒng)的用例，以及它們之間的關(guān)系，是參與者的外部用戶所能觀察到的系統(tǒng)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(tǒng)設(shè)計(jì)的實(shí)體對(duì)象及主要行為的角度出發(fā)來(lái)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行的抽象表示。我們將該在線考試系統(tǒng)分為兩類用戶:學(xué)生用戶和系統(tǒng)管理員用戶。其中，管理員用戶都是由教研組長(zhǎng)和擔(dān)任《計(jì)算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)》的幾個(gè)教師來(lái)組成。

角色用例關(guān)系如圖1所示。

圖1 角色用例關(guān)系圖

管理員描述。管理員(教師)可以進(jìn)行系統(tǒng)整體參數(shù)設(shè)置，注冊(cè)和修改個(gè)人注冊(cè)信息、管理學(xué)生信息、設(shè)置權(quán)限、維護(hù)系統(tǒng)、登錄考試系統(tǒng)、維護(hù)試題庫(kù)、設(shè)置組卷參數(shù)要求、查閱考生考試成績(jī)。

考生(學(xué)生)描述。考生可以注冊(cè)和修改個(gè)人注冊(cè)信息、登錄考試系統(tǒng)、進(jìn)行在線考試、查詢考試成績(jī)。

由此生成本系統(tǒng)用例模型，如圖2所示。

圖2 系統(tǒng)用例模型

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)采用B/S的3層體系結(jié)構(gòu)。在該B/S結(jié)構(gòu)的系統(tǒng)中，用戶向服務(wù)器發(fā)出請(qǐng)求時(shí)是通過(guò)瀏覽器來(lái)進(jìn)行的，然后等待服務(wù)器對(duì)瀏覽器發(fā)出的請(qǐng)求進(jìn)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(tǒng)之所以采用B/S結(jié)構(gòu)是因?yàn)樵摻Y(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化了客戶機(jī)的工作，對(duì)客戶機(jī)的硬件要求相對(duì)較低，客戶機(jī)只需配置Web瀏覽器即可，因?yàn)榉敝氐墓ぷ魇怯煞?wù)器擔(dān)負(fù)的，包括對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的訪問(wèn)和應(yīng)用程序的執(zhí)行也都是在服務(wù)器上完成的。也就是說(shuō)，當(dāng)用戶提出要求時(shí)，只要通過(guò)瀏覽器發(fā)出請(qǐng)求即可，其它工作全部由Web Server完成，如數(shù)據(jù)請(qǐng)求、加工、結(jié)果返回以及動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁(yè)生成等。系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)如圖3所示。

圖3 系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)

2.2 系統(tǒng)功能模塊設(shè)計(jì)

從功能上劃分，本系統(tǒng)主要分為后臺(tái)和前臺(tái)兩大管理系統(tǒng)。

后臺(tái)為管理員(教師)提供服務(wù)，其提供的功能如下[7]:

粗顆粒的凍融循環(huán)試驗(yàn)不僅與試驗(yàn)時(shí)的含水率有關(guān)，還與顆粒的級(jí)配有關(guān)。袁俊平等[21]認(rèn)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(guò)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(xiàn)先增大再減小趨勢(shì)。此外，凍融循環(huán)還可以使土的顆粒級(jí)配發(fā)生變化[4]。

1)管理員登錄。驗(yàn)證管理員(教師)是否合法，如果不合法，則不能登錄該系統(tǒng)。

2)考題管理。主要實(shí)現(xiàn)對(duì)題庫(kù)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(nèi)容的保密性、穩(wěn)定性和嚴(yán)謹(jǐn)性，進(jìn)入題庫(kù)的試題必須符合錄入標(biāo)準(zhǔn)，題庫(kù)設(shè)置需考慮各題難度、區(qū)分度、分值等參數(shù)定義的合理性，題庫(kù)建設(shè)的好壞直接關(guān)系著組卷質(zhì)量。目前，本系統(tǒng)暫時(shí)只提供3種考試題型，包括:

①單項(xiàng)選擇題。從4個(gè)可選答案中選擇一個(gè)正確答案。

②多項(xiàng)選擇題。從4個(gè)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(nèi)容是正確還是錯(cuò)誤的。在試題庫(kù)里規(guī)劃A選項(xiàng)為正確，B為錯(cuò)誤。事實(shí)上還是相當(dāng)于單項(xiàng)選擇題。

3)組卷管理。可以選擇手動(dòng)組卷或自動(dòng)組卷。手動(dòng)組卷即管理員(教師)根據(jù)條件調(diào)出一定數(shù)量的試題，然后通過(guò)復(fù)選框提交所選擇的試題，直到全部試題選擇完畢;自動(dòng)組卷則由系統(tǒng)自動(dòng)完成。在管理員(教師)指定組卷策略和組卷?xiàng)l件后系統(tǒng)自動(dòng)生成，每次生成的試卷都是不同的。

4)考生信息管理。輸入?yún)⒖紝W(xué)生基本信息和初始登錄密碼。

5)查看考生成績(jī)。以列表形式查看所有參加考試的考生(學(xué)生)成績(jī)。

前臺(tái)為考生(學(xué)生)提供服務(wù)。它提供的功能如下:

1)考生登錄。驗(yàn)證考生(學(xué)生)是否合法，如果不合法，則不能登錄該系統(tǒng)。

2)在線考試。在線答題，并提交答案。

3)查詢考試成績(jī)。可查看本次考試成績(jī)。

從系統(tǒng)功能描述可以看到，本系統(tǒng)可以實(shí)現(xiàn)8個(gè)完整的功能。根據(jù)這些功能，可以設(shè)計(jì)出系統(tǒng)的功能模塊，各個(gè)系統(tǒng)功能模塊之間的關(guān)系如圖4所示。

圖4 系統(tǒng)功能模塊劃分圖

2.3 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)

對(duì)于在線考試系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，有很多數(shù)據(jù)是需要永久存儲(chǔ)的，如試題題庫(kù)、定義好的試卷、考生的基本信息以及考生的成績(jī)等。本考試系統(tǒng)選用關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)SQL Server 2000來(lái)作為它的數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)。本系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)的E-R模型如圖5所示。

圖5 數(shù)據(jù)庫(kù)E-R圖

根據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)中概念設(shè)計(jì)與邏輯設(shè)計(jì)的轉(zhuǎn)換原則，可將圖5轉(zhuǎn)換為關(guān)系模型。每個(gè)關(guān)系的碼用下劃線表示。

學(xué)生(學(xué)號(hào)，登錄密碼，姓名，性別，班級(jí)，E-mail);

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

管理員(管理員賬號(hào)，登錄密碼，管理員類型，郵箱);

試卷(試卷編號(hào)，所屬課程編號(hào)，試卷名稱，科目編號(hào)，試題編號(hào));

考生成績(jī)(學(xué)號(hào)，課程編號(hào)，試卷編號(hào)，考試標(biāo)識(shí)，開(kāi)始考試時(shí)間，結(jié)束考試用時(shí)，成績(jī))。

下面是利用SQL SERVER 2000實(shí)現(xiàn)本數(shù)據(jù)庫(kù)中所需幾個(gè)固定的表[8]。

1)學(xué)生信息表exam_student，用于保存參加考試學(xué)生的基本信息及密碼等信息，見(jiàn)表1。

表1 學(xué)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(jiàn)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(jiàn)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(xiàng)及答案等信息，見(jiàn)表4。

表4 考試試題表

5)學(xué)生成績(jī)表EXAM_SCORE，用于存放考試成績(jī)、考試時(shí)間等信息，見(jiàn)表5。

表5 成績(jī)表

3 結(jié) 語(yǔ)

對(duì)本在線考試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)過(guò)程進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。從系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的理論和技術(shù)角度出發(fā)，該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了在線考試系統(tǒng)的用戶信息管理功能，并能夠根據(jù)用戶權(quán)限進(jìn)行相應(yīng)的模塊功能操作;實(shí)現(xiàn)了試題數(shù)據(jù)的科學(xué)管理、考試試卷的手動(dòng)和自動(dòng)生成、試卷的自動(dòng)批閱功能等。使系統(tǒng)開(kāi)發(fā)的初衷得以基本實(shí)現(xiàn)。

[1] 周文瓊.基于ASP的在線學(xué)習(xí)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[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(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[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(tǒng)[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(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[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(gòu)的網(wǎng)上考試系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[EB/OL].(2009-06-29)[2010-12-21]. http://epub.cnki.net/grid2008/detail.aspx?filename =2009082618&dbname=cdmdtotal.

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[7] 袁雙云.通用考試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[EB/OL]. (2009-06-29)[2010-12-21].http://www.docin. com/p-196358868.htm l.

[8] 吳樹(shù)德.基于ASP.NET的在線考試系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[EB/OL].(2008-12-19)[2010-12-21].http:// www.docin.com/p-218700978.htm l.