基于MVC模式的在線考試測評系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

張水利+董軍堂+馮敏娜

摘 要： 針對傳統(tǒng)考試方式的繁瑣性，提出并設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了一個(gè)基于MVC模式的在線考試測評系統(tǒng)，整個(gè)系統(tǒng)由登陸模塊、考試管理模塊及考試業(yè)務(wù)模塊3個(gè)模塊組成?？忌鷳{借正確的用戶名和密碼實(shí)現(xiàn)正常登陸，進(jìn)入考試管理模塊；在考試管理模塊中，考生可以瀏覽考試規(guī)則、進(jìn)入答題環(huán)節(jié)、查詢考試成績、退出系統(tǒng)；考試業(yè)務(wù)主要根據(jù)試卷等級的要求，實(shí)現(xiàn)從題庫中抽取試題，組織考卷，記錄考生的答案、翻頁、交卷等功能。實(shí)踐證明，如果將在線考試測評應(yīng)用于學(xué)?？己水?dāng)中，將會(huì)有更廣闊的應(yīng)用前景。

關(guān)鍵詞： MVC模式； 在線考試； 測評系統(tǒng)； 考試管理

中圖分類號： TN911?34； TP302.1 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號： 1004?373X（2015）14?0067?04

0 引 言

在線考試系統(tǒng)的開發(fā)有2種主流模式， 即C/S（Cliene/Server）模式和B/S（Browser/Server）模式。C/S模式是一種傳統(tǒng)的開發(fā)模式，適用于用戶有限的局域網(wǎng)環(huán)境。在這種模式下， 客戶端與服務(wù)器直接相連，因此響應(yīng)速度快，開發(fā)費(fèi)用較低，周期也較短， 但是缺少通用性。客戶端使用時(shí)，也需要專門的客戶端安裝程序。另外， 它的代碼可重用性也較差。B/S模式適用于多用戶的廣域網(wǎng)環(huán)境，系統(tǒng)擴(kuò)展性好、維護(hù)簡單，但這種模式的開發(fā)費(fèi)用較高，周期較長。而且因?yàn)榧夹g(shù)還不夠成熟，因此功能弱化，難以實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)模式下的特殊功能要求[1]。

以校園網(wǎng)為平臺(tái)的在線考試系統(tǒng)能高效、便捷、實(shí)時(shí)地評價(jià)教學(xué)效果和檢測學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，因此逐漸受到廣泛重視。在線考試系統(tǒng)在降低考試成本、提高考卷質(zhì)量、維護(hù)考試公平等方面都起到了重要的作用。目前，在線考試有國外大公司開發(fā)應(yīng)用的資格認(rèn)證考試如Microsoft在線認(rèn)證考試系統(tǒng)、Adobe 中國認(rèn)證考試系統(tǒng)等、國內(nèi)各類眾多高等學(xué)?；谛@網(wǎng)開發(fā)的在線考試系統(tǒng)和被國內(nèi)很多政府機(jī)關(guān)、大型企業(yè)和專業(yè)教育機(jī)構(gòu)的選擇通用考試系統(tǒng)WebExam等[2]。考試測評系統(tǒng)采用計(jì)算機(jī)閱卷，能夠提高閱卷效率，特別是選擇題能夠直接給出成績，并將成績保存在數(shù)據(jù)庫中進(jìn)行自動(dòng)統(tǒng)計(jì)。實(shí)現(xiàn)了組織試卷、考試、控制考試、評分等整個(gè)考試過程， 同時(shí)可查看考生成績信息，設(shè)定考生考試狀態(tài)等[3]。本文使用B/S結(jié)構(gòu)，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了基于MVC模式的考試測評系統(tǒng)，該系統(tǒng)能根據(jù)教師對于試卷級別的要求組織考卷，設(shè)置考題，并在界面上自動(dòng)顯示考試剩余時(shí)間，學(xué)生正確登陸系統(tǒng)可以查看考試規(guī)則，參加考試及查詢考試分?jǐn)?shù)。

1 MVC設(shè)計(jì)模式

設(shè)計(jì)模式是指一系列從實(shí)踐中總結(jié)出來的、可重復(fù)使用的面向?qū)ο蟮脑O(shè)計(jì)方法。MVC設(shè)計(jì)模式是許多交互和界面系統(tǒng)的構(gòu)成基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)模型與數(shù)據(jù)、界面設(shè)計(jì)、控制功能的分離，使得各部分修改時(shí)相對獨(dú)立，代碼的可維護(hù)性增強(qiáng)；同時(shí)也提高了應(yīng)用程序的重用性，便于擴(kuò)展，開發(fā)速度也有了顯著提高[4]。隨著網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用的快速發(fā)展，MVC模式已成為Web應(yīng)用開發(fā)先進(jìn)模式之一，被廣泛應(yīng)用于Java 應(yīng)用程序中。本系統(tǒng)是基于MVC模式的B/S系統(tǒng)，數(shù)據(jù)存取時(shí)采用3層結(jié)構(gòu)的層次模型[5]，其模型圖如圖1所示。其中，Model（模型）表示業(yè)務(wù)邏輯層； View（視圖）代表表示層；Controller（控制器）代表控制層。

圖1 MVC模式結(jié)構(gòu)圖

2 模塊功能設(shè)計(jì)

2.1 業(yè)務(wù)功能分析

本系統(tǒng)主要業(yè)務(wù)功能是實(shí)現(xiàn)考生在線測評，其主要業(yè)務(wù)包括：

（1） 初始化工作：系統(tǒng)啟動(dòng)；

（2） 考生登錄；

（3） 查看考試紀(jì)律；

（4） 實(shí)現(xiàn)考生在線測評，獲得測評分?jǐn)?shù)；

（5） 查詢測評分?jǐn)?shù)；

（6） 退出系統(tǒng)。

根據(jù)業(yè)務(wù)需求分析，系統(tǒng)總體可分為3個(gè)層次：表現(xiàn)層、業(yè)務(wù)層、數(shù)據(jù)層。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖2所示。

2.2 系統(tǒng)模塊分析

根據(jù)業(yè)務(wù)功能及流程分析，系統(tǒng)可分為 3 個(gè)模塊：登陸模塊、考試管理模塊及考試業(yè)務(wù)模塊。

2.2.1 登陸模塊

登錄模塊的功能主要是實(shí)現(xiàn)考生登錄。考生憑借正確賬號和密碼進(jìn)行登錄。登陸模塊流程如圖3所示。

圖2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

圖3 登陸模塊流程圖

2.2.2 考試管理模塊

考試管理模塊實(shí)現(xiàn)對考試業(yè)務(wù)的管理。考生在登錄系統(tǒng)之后，通過該模塊，可以查看考試規(guī)則、完成考試和成績查詢以及退出系統(tǒng)?？荚嚬芾砟K流程如圖4所示。

圖4 考試管理模塊流程圖

3 圖形用戶界面設(shè)計(jì)

系統(tǒng)共包括7個(gè)UI界面：歡迎界面、登錄考試系統(tǒng)界面、主菜單界面、考試規(guī)則界面、在線答題界面、分?jǐn)?shù)查詢界面以及退出系統(tǒng)界面。啟動(dòng)系統(tǒng)時(shí)，利用閃屏技術(shù)呈現(xiàn)歡迎界面，3 s后該界面自動(dòng)關(guān)閉，體現(xiàn)了該系統(tǒng)的友好交互性，歡迎界面如圖5所示。

歡迎界面關(guān)閉后，系統(tǒng)自動(dòng)彈出登錄界面，界面上包括編號和密碼兩個(gè)編輯框以及登錄和取消兩個(gè)按鈕。當(dāng)輸入正確的編號和密碼后便可以進(jìn)入到考試系統(tǒng)，若輸入信息錯(cuò)誤，則會(huì)在界面上進(jìn)行提示。登錄界面如圖6所示。

[圖5 歡迎界面 圖6 登陸界面]

正確登錄后，進(jìn)入系統(tǒng)主菜單界面如圖7所示。主菜單包括：考試規(guī)則、開始答題、查詢分?jǐn)?shù)和退出系統(tǒng)。

在圖7所示界面上，點(diǎn)擊某個(gè)菜單，則進(jìn)入相應(yīng)的界面，例如點(diǎn)擊開始答題，系統(tǒng)進(jìn)入考試測評系統(tǒng)如圖8所示，考生可以開始進(jìn)行答題，同時(shí)啟動(dòng)定時(shí)器按鈕。

[圖7 主菜單界面 圖8 在線測評界面]

在答題過程中，考生通過點(diǎn)擊“上一題”或“下一題”按鈕，保存當(dāng)前考題所選答案，并獲取上一道或下一道考題呈現(xiàn)在界面上，更新“上一題”、“下一題”按鈕狀態(tài)，刷新考題數(shù)量和考生選項(xiàng)；

當(dāng)考試時(shí)間結(jié)束或考生點(diǎn)擊“交卷”按鈕，則保存所選答案，同時(shí)處理試卷中的每道題，將每道題的正確答案和考生的答案進(jìn)行比較，如果相同則加上該試題的分?jǐn)?shù)，否則處理下一題，直至算出考生的得分。實(shí)現(xiàn)程序如下：

//初始化分?jǐn)?shù)

score = 0；

for （QuestionInfo info ： paper）

{

Question q = info.getQuestion（）；

//從Question對象中獲取正確答案

List answers = q.getAnswers（）；

//從QuestionInfo對象中獲取考生答案

List userAnswers = info.getUserAnswers（）；

//判斷2個(gè)List集合中的數(shù)值是否相同，相同則添加該題的分?jǐn)?shù)

if （answers.equals（userAnswers））

{

score += q.getScore（）；

}

}

//標(biāo)識答題結(jié)束并返回分?jǐn)?shù)

finish = true；

return score；

4 主要數(shù)據(jù)模塊配置

Java中的properties文件是一種用于表達(dá)配置信息的文件，文件類型為“*.properties”，內(nèi)容格式為“鍵=值”，并用“#”進(jìn)行注釋。由于其操作簡單，在Java編程中廣泛使用，本系統(tǒng)也采用properties配置文件形式存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。主要操作方法有：

從輸入流中加載文件鍵值對：

load（InputStream inStream）；

根據(jù)key查找相應(yīng)的value：

getProperty（String key）；

將鍵值對寫入輸出流：

store（OutputStream out， String comments）；

清除所有裝載的鍵值對：clear（）。

系統(tǒng)中使用配置文件存放與服務(wù)器IP、端口號、用戶、試題等相關(guān)的信息，內(nèi)容如下：

#client.properties

ServerIP=127.0.0.1

ServerPort=8080

UserFile=user.txt

QuestionFile=corejava.txt

系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，自動(dòng)調(diào)用已有的API、使用文件流的方式加載配置文件，再根據(jù)key獲取存放有用戶信息和試題信息的文件目錄，以便執(zhí)行后續(xù)操作。

4.1 用戶模塊

系統(tǒng)用戶User對象共包括5個(gè)屬性：考生姓名、登錄賬號、登錄密碼、聯(lián)系電話以及電子郵件，并使用user.txt存放所有考生信息，其格式為：

1001：王五：592312：85712340：Jay Zhou@yahoo.com.cn

對應(yīng)項(xiàng)依次是賬號：名稱：密碼：聯(lián)系電話：電子郵件。

系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，將user.txt文件中的所有數(shù)據(jù)讀入內(nèi)存，并利用Map結(jié)構(gòu)進(jìn)行維護(hù)，其中key為登錄賬號，value為用戶對象。考生登錄系統(tǒng)時(shí)，若輸入賬號存在且密碼正確，則會(huì)成功登錄，3 s自動(dòng)關(guān)閉登錄界面，彈出主菜單界面，并在界面上顯示該考生信息；反之登錄失敗，給出提示錯(cuò)誤界面。

4.2 試題模塊

系統(tǒng)試題Question對象包括7個(gè)屬性：試題編號、難易程度、類型、題干、選項(xiàng)、正確答案及分?jǐn)?shù)。其中難易程度分為5個(gè)等級，級別越小考題就越難；目前試題類型只支持單項(xiàng)選擇和多項(xiàng)選擇兩種；題干中包括了題目的所有描述信息。系統(tǒng)根據(jù)考生的選擇與正確答案進(jìn)行匹配，計(jì)算出考生的得分。

系統(tǒng)使用corejava.txt存放考題，試題格式如下：

Java語言中字符串“學(xué)Java”所占的內(nèi)存空間是：

6個(gè)字節(jié)；

7個(gè)字節(jié)；

10個(gè)字節(jié)；

11個(gè)字節(jié)。

@answer=1，score=5，level=8

其中第一行為題干，中間四行為選項(xiàng)，最后一行表示正確答案、分?jǐn)?shù)和難易程度。系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí)，將corejava.txt中的所有試題讀入內(nèi)存，并將每道試題解析為Question對象，再用Map結(jié)構(gòu)進(jìn)行維護(hù)，其中key為難易程度，value為同一級別的一組Question試題對象，格式為：Map> questions。

4.3 試卷模塊

系統(tǒng)試卷為一組QuestionInfo對象集合，即List paper。QuestionInfo是表示問題和考生答案的對象，包括3個(gè)屬性，分別是試題Question對象、該試題在試卷中的序號及考生答案。

5 結(jié) 語

本文實(shí)現(xiàn)了一種基于MVC模式的考試測評系統(tǒng)，考生通過學(xué)號和用戶名進(jìn)入系統(tǒng)，選擇課程后，系統(tǒng)根據(jù)教師設(shè)定考試原則，自動(dòng)從后臺(tái)數(shù)據(jù)庫中選擇相應(yīng)難度系數(shù)的各類題型的試題，生成試卷，供考生考試， 這種測試主要支持客觀題型。設(shè)計(jì)定時(shí)器，考試到時(shí)自動(dòng)提交試卷，未答試卷自動(dòng)提醒，動(dòng)態(tài)地顯示考試剩余時(shí)間，并當(dāng)考試剩余時(shí)間用盡時(shí)，系統(tǒng)自動(dòng)把考生的答案提交給應(yīng)用服務(wù)程序進(jìn)行處理。在數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方面，采取時(shí)間片存儲(chǔ)考試數(shù)據(jù)的方法，防止意外故障造成考試數(shù)據(jù)完全丟失的現(xiàn)象。本系統(tǒng)主要以客觀試題為主，在試題的類型上缺乏靈活性，同時(shí)缺乏對考試的分析與評價(jià)，因此在以后的工作中要逐步提高專業(yè)技術(shù)水平，將主觀性試題和分析評價(jià)部分引入到測評系統(tǒng)中，以提高該系統(tǒng)的實(shí)用性。

參考文獻(xiàn)

[1] 陳愛明，董朝霞.用Winsock實(shí)現(xiàn)在線考試[J].計(jì)算機(jī)應(yīng)用，2005，25（2）：490?492.

[2] 廖汗成.智能化在線考試測評系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].科技廣場，2006（2）：60?62.

[3] 張春霞.利用Java 實(shí)現(xiàn)在線考試系統(tǒng)[J].電腦編程技巧與維護(hù)，2011（19）：40?44.

[4] 張?jiān)瑥堈?，劉?基于MVC設(shè)計(jì)模式的虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)模塊化設(shè)計(jì)[J].計(jì)算機(jī)工程與科學(xué)，2013，35（8）：125?129.

[5] 楊新艷，蘇愛玲.Java設(shè)計(jì)模式在基于MVC模式系統(tǒng)中的應(yīng)用研究[J].計(jì)算機(jī)光盤軟件與應(yīng)用，2014（7）：128?129.

[6] 宋榮杰，楊彥榮，胡德福.基于MVC模式的教學(xué)質(zhì)量評測系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].現(xiàn)代電子技術(shù)，2008，31（10）：39?41.