“程序設(shè)計語言”課程機考系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)

摘 要：“程序設(shè)計語言”課程機考系統(tǒng)以Eclipse為開發(fā)平臺，采用JSP和MySQL數(shù)據(jù)庫技術(shù)，實現(xiàn)了程序設(shè)計語言課程機考系統(tǒng)。針對程序設(shè)計語言學(xué)科，供教師和學(xué)生使用，實現(xiàn)對選擇、填空、編程3類題型的自動組卷與自動批改，教師可對學(xué)生、試題和考試范圍進(jìn)行管理，學(xué)生能夠參與考試并查看考試結(jié)果。此系統(tǒng)不但能減輕教師工作壓力、節(jié)約資源，更能保證考試的公平性。

關(guān)鍵詞：Java服務(wù)器頁面;MySQL;編程題;自動組卷;自動批改

互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)迅速發(fā)展，在各行各業(yè)都得到了廣泛的應(yīng)用，對購物、出行、教育等方面作出了巨大貢獻(xiàn)。教育是人們密切關(guān)注的，在線教育的發(fā)展使得在線考試系統(tǒng)得以實現(xiàn)與應(yīng)用，例如，藍(lán)橋杯、CCF等應(yīng)用于競賽、認(rèn)證的在線機考系統(tǒng)，但此類系統(tǒng)尚未在教學(xué)管理中普及，尤其是對于計算機專業(yè)的學(xué)生而言，該技術(shù)的實現(xiàn)是有可行性且有必要的。本系統(tǒng)針對學(xué)生學(xué)習(xí)“程序設(shè)計語言”課程，設(shè)計基于B/S架構(gòu)的在線機考系統(tǒng)[1]。

1 ? ?“程序設(shè)計語言”課程機考系統(tǒng)的功能要求

本系統(tǒng)的總目標(biāo)是通過JSP、數(shù)據(jù)庫技術(shù)和tomcat服務(wù)器搭建基于網(wǎng)頁的“程序設(shè)計語言”課程機考系統(tǒng)，目的在于設(shè)計良好的人機交互界面，易于學(xué)生、老師的操作;實現(xiàn)無紙化考試，提高考試公平性。本系統(tǒng)針對兩類角色，有兩個主界面：第一，用于老師登陸，主要負(fù)責(zé)考試試題、學(xué)生信息的管理以及每次考試范圍的設(shè)定[2]。第二，用于學(xué)生登陸，并進(jìn)行在線考試和最終成績查詢。從總體上考慮，本系統(tǒng)應(yīng)實現(xiàn)如下功能：

（1）題庫管理。老師可以對題庫內(nèi)的所有題目進(jìn)行修改、刪除，添加關(guān)于選擇、填空、編程3類的新題目。（2）用戶注冊登錄。老師的賬號由系統(tǒng)管理員發(fā)放，無需注冊，可直接在登錄界面登錄;學(xué)生第一次使用時，需在注冊頁面注冊后方可登陸。（3）學(xué)生信息管理。老師可以對學(xué)生的資料進(jìn)行查詢、修改和刪除。（4）考試范圍設(shè)置。老師可以對每次考試的題目范圍進(jìn)行設(shè)置。（5）在線考試。學(xué)生點擊開始考試后，進(jìn)入考試界面，所有題目都由系統(tǒng)在數(shù)據(jù)庫內(nèi)隨機抽取，保證考試公平性。學(xué)生需在規(guī)定時間內(nèi)提交考卷，否則強制提交[3]。（6）成績查詢。學(xué)生提交試卷后，可立即查看自己的成績。

2 ? ?“程序設(shè)計語言”課程機考系統(tǒng)的功能實現(xiàn)

對于注冊登錄和信息、題目管理等頁面功能，都是通過基礎(chǔ)的JSP技術(shù)對數(shù)據(jù)庫內(nèi)數(shù)據(jù)的查詢、管理實現(xiàn)的，在線考試功能實現(xiàn)的過程如下。

2.1 ?選擇填空部分

（1）實現(xiàn)自動組卷。自動生成的試卷需滿足題目是隨機抽取且在老師設(shè)置的考試范圍內(nèi)。先從數(shù)據(jù)庫中讀取考試范圍：起始單元（Range1）和終止單元（Range2），再由"select * from store where range<="+Range2+" and range>="+Range1+" order by rand（） limit 25"這樣一條SQL語句實現(xiàn)對滿足條件題目的抽取，其中，“25”表示隨機生成的題目數(shù)量，最后，依次輸出到頁面上。

（2）實現(xiàn)題目批改。在頁面上，每輸出一道題目，就同時創(chuàng)建隱藏的標(biāo)簽用于存放，表示從數(shù)據(jù)庫內(nèi)讀取的該題正確答案的變量，判斷學(xué)生的答案是否與對應(yīng)變量存放的正確答案一致，即可完成對題目的批改。

2.2 ?編程題部分

題目的抽取方式與選擇填空部分類似。實現(xiàn)編程題批改的具體過程如下：

（1）在E盤創(chuàng)建一個TXT文檔，將學(xué)生書寫的Java代碼寫入TXT文檔中，并保存為read.java。

（2）運用命令腳本語言實現(xiàn)對該Java程序的編譯：

String path = "E：/read.java";

Process p1 = Runtime.getRuntime（）.exec（"javac -classpath E：/ " + path）;

若編譯成功，則在E盤目錄生成字節(jié)碼文件read.class。

（3）若編譯成功，則繼續(xù)運用命令腳本語言并調(diào)用cmd，實現(xiàn)對該Java程序的執(zhí)行：

String arr[] = {"CLASSPATH=E：//"，"Path=C：＼＼Program Files＼＼Java＼＼jdk-12.0.2＼＼bin"};

Process p2 =Runtime.getRuntime（）.exec（"cmd /c java read"， arr， new File（"E：//"）） ;

執(zhí)行后可讀取運行結(jié)果。

（4）將運行結(jié)果與數(shù)據(jù)庫內(nèi)存放的正確答案比對，相同則正確。

3 ? ?系統(tǒng)的不足與今后的研究方向

該系統(tǒng)編程題成績的批改是通過判斷編譯成功與否和運行結(jié)果是否與數(shù)據(jù)庫內(nèi)存儲的正確結(jié)果一致來評分，就會導(dǎo)致成績沒有區(qū)分度，掌握70%～80%的學(xué)生與完全不懂的學(xué)生所得的分?jǐn)?shù)很可能是一樣的，顯然是很不嚴(yán)謹(jǐn)、不夠公平的。

對此，本團隊查詢了相關(guān)資料，得到相關(guān)解決方案：結(jié)合動態(tài)檢測和靜態(tài)分析來完成對編程題分?jǐn)?shù)的批改。首先，判斷該程序是否能通過編譯并運行出答案，若能，則進(jìn)入動態(tài)檢測，輸入不同測試用例來評分;否則，進(jìn)入靜態(tài)分析，判斷程序內(nèi)是否含有相應(yīng)關(guān)鍵字、關(guān)鍵語句匹配該題考查知識點以及該程序結(jié)構(gòu)是否符合標(biāo)準(zhǔn)來綜合獲取得分，以有效解決編程題成績批改不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)膯栴}[4]。

4 ? ?結(jié)語

本系統(tǒng)通過多次細(xì)致的測試及鑒定，證明是具有可行性的，能夠基本滿足初學(xué)“程序設(shè)計語言”課程學(xué)生的需求，但該系統(tǒng)還有待升級，如窗口界面和系統(tǒng)功能不夠完善、用戶界面不夠美觀、編程題批改不夠嚴(yán)謹(jǐn)?shù)取Ｒ虼耍罄m(xù)將繼續(xù)開展工作與研究，完善不足。

[參考文獻(xiàn)]

[1]劉暢.《大學(xué)計算機基礎(chǔ)》無紙化考試系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[D].哈爾濱：黑龍江大學(xué)，2010.

[2]程小明.基于B/S模式的網(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[D].重慶：重慶大學(xué)，2006.

[3]宋雪亞，王傳安.基于JSP的在線考試系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[J].湖南工程學(xué)院學(xué)報，2017（2）：53-54.

[4]臧雙媛.C語言編程題在線評測系統(tǒng)的設(shè)計與研究[D].北京：北京交通大學(xué)，2017.

基金項目：校級大學(xué)生學(xué)術(shù)科技創(chuàng)新項目“程序設(shè)計語言課程機考系統(tǒng)的研究與實現(xiàn)”（X20190404）

作者簡介：葛思磊（1998— ），漢族，江蘇蘇州人，本科生;研究方向：計算機科學(xué)與技術(shù)。