在線考試系統的設計與實現

摘 要：本文探討在線考試系統的設計與開發，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。

關鍵詞：在線考試系統 設計 實現

在線考試系統是結合呼倫貝爾市高級技工學校的實際情況，針對不同課程的特點設計與開發的。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、系統功能模塊結構圖

進入在線考試系統后，首次進入考試的學生需要進行注冊，添寫相關個人信息，然后登錄進行練習和考試，考試結束后可以查詢成績，再次進入考試系統可直接登錄；教師可以通過用戶名直接登錄進入到系統，進行賬戶管理，閱卷、成績查詢、試卷分析以及題庫管理；管理員主要負責提供一個管理考試過程的平臺，負責教師數據維護，下達教學任務，數據庫備份、恢復等。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，進行了系統功能模塊結構圖的設計，如圖所示。

二、功能模塊劃分

1.學生模塊

一是注冊：學生注冊時需要填寫必要的個人信息，以學生的專業、班級為基礎建立學生的基本信息，以方便教師對學生進行管理。二是登錄：學生可在學校的局域網系統內登錄該考試系統。三是練習：學生可以登錄該系統進行練習，可將學習過程中存在的疑問向教師進行咨詢和請教。四是考試：學生可在規定的時間、規定的地點登錄該系統進行考試，但考試必須是在學校的局域網覆蓋的范圍內，這主要出于考試公平性、合理性的考慮。五是查詢：學生可在考試結束后一段時間，登錄該系統，進行分數、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，教師建立習題庫，對題庫的題目的難度進行細分，并隨時對題庫進行更新，更方便學生登錄該系統進行練習和考試，以鞏固所學知識。二是自動組卷：該系統可根據教師所需考試的難度自動組卷。三是閱卷：對于客觀題，該系統直接給出分數，對主觀題教師給出分數，系統算出總分以及排名等情況。四是成績分析：可對學生的成績進行分析，從試卷的各分數段人數、及格率、優秀率、每一題的準確率等，分析學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、教學管理、成績管理等功能。

三、數據庫設計

在線考試系統中所有數據是由數據庫進行管理。考試題庫信息的建立對于在線考試系統來說是很重要的，它決定軟件系統是否成功運行。在該系統中一共設計了若干數據表：學生注冊表、教師信息表、試題參數表、試卷表、學生答題表、學生成績表等。

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，使用解的適應性狀態信息，利用隨機轉移規則進行選題，與傳統的組卷方法相比，遺傳算法具有全局尋優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。該在線系統采用分組自然數編碼策略，分組就是每組編碼代表一種題型，自然數編碼就是對每個題型內的個體以自然數的形式編碼。

第二，初始化種群。用隨機的方法產生若干個體集合，即依據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，確定適應度函數。適應度函數應結合求解問題本身的要求而定，因此確定適應度函數是遺傳算法設計中的關鍵。

第四，選擇計算適應度函數，保留較優的個體。交叉是按題型段進行交叉，因此交叉后不存在段內試題重復的問題，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，設定一個期望適應度值。通過適應度函數計算出的適應度值與期望適應度值比較，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，再重新與期望適應度值比較是否相同，繼續進行遺傳操作、計算適應度值、反復迭代直到組卷成功。

該系統主要采用B/S設計模式，以SQL Server 2000和ASP.NET作為開發平臺。

（作者單位：呼倫貝爾市高級技工學校）