基于Java試題資源庫管理系統的設計與實現

摘要：隨著數字化及信息技術的發展，如何高效、智能化地管理和利用試題資源成為教育技術和教學管理研究的熱點問 題之一?；贘ava的試題資源庫管理系統的設計與實現采用了Spring Boot+Vue框架，使用MySQL實現數據存儲，系統 整體采用B/S架構。該系統對各學科試題實現導入、編輯、標注、完整性檢測、去重、存儲、組卷、考試、分析等多環節的有 效融合，實現了試題資源管理與智能化應用。系統不僅能夠優化教學資源，還可提高考試效率、降低成本，從而綜合提 高教學管理水平和教學質量。

關鍵詞：試題資源庫；Java；Spring Boot架構；智能化應用

中圖分類號：TP311

文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2025）13-0045-03

0 引言

隨著教育信息化的快速發展，傳統紙質試題管理 方式弊端凸顯，難以滿足現代教育多樣化、個性化的 需求。《“十四五”國家信息化規劃》明確提出，要推進 信息技術、智能技術與教育教學融合的教育教學變 革，在推進智能技術的教育教學變革方面，要促進以 考試和測評方式為重點的招生考試改革，鼓勵有條件 的地區在相關考試中實行規?；€上考核，探索優化 線上考試，普及網絡面試[1] ，而題庫是線上考試的基 礎，因此深入研究試題資源庫管理系統具有重要的現 實意義。

在教育領域中，試題資源庫管理系統發揮著至關 重要的作用，本文將從高效管理試題資源、便捷組卷 功能、智能分析等方面設計該系統。系統旨在解決學 科試題資源未有效管理、教師人工完成考試試卷的出 題和批閱難度大且效率低、教師主觀因素導致試卷難 度系數存在偏差等問題。幫助教師高效管理試題，科 學嚴謹地組卷，使試卷更符合預期考查目標，并能根 據分析結果對學生進行個性化指導，培養更多社會需 要的人才。同時，也能讓教師將更多時間投入自身的 教學科研工作中。

1 試題資源庫管理系統的設計

1.1 需求分析

試題資源庫管理系統分為學生、教師以及管理員 三類角色。學生登錄成功后，可在考試界面查看自己 的考試任務，在已完成考試的任務中查看考試結果及 分析。教師登錄后，能對學生信息進行管理，能向系 統中導入和查詢試題，針對錯誤的試題信息，教師可 進行編輯、修改或刪除，修改完成后對試題進行知識 點打標操作，再將試題提交系統，系統會檢測試題的 完整性，并對庫中已存在同學科、同題型的試題進行 查重，確保試題完整、無重復后方可入庫，還能添加知 識點和題型。教師還能利用試題進行組卷，設置所組 卷的題型及對應的數量、難度系數、包含知識點等信 息提交系統進行組卷。系統完成組卷后，教師能預覽 試卷并進行調整，確定無誤后可以發布試卷考試，學 生考完后，教師利用系統對試卷情況進行分析。管理 員則可以對專業信息、班級信息、用戶信息進行修改 或查詢，為用戶賦予不同的操作權限。此外，系統前 端界面應布局合理，便于用戶操作，后端在面對高并 發情況時要保障系統的穩定和數據安全。

1.2 框架設計

基于Java的試題資源管理系統，其系統技術架構 設計如圖1所示。本系統采用前后分離的開發模式， 將前后端進行解耦，前后端通過應用程序接口（API） 進行通信，前端主要采用Vue.js、Node.js、Element UI、 HTML 等技術，后端采用 Spring Boot、Spring Security、 RabbitMQ、MyBatis-Plus等關鍵技術，提高了系統開發 效率，增強了系統可維護性，使技術選型更為靈活。

1） 前端設計。本系統前端以Vue框架為主。Vue 是一個漸進式的 JavaScript 框架，用于構建用戶界 面[2] 。它 采 用 MVVM（Model-View-ViewModel） 架 構， 使開發者能夠專注于視圖層的開發，同時易于整合到 其他項目中[2] 。Vue的響應式數據綁定和組件化開發 方式能夠大大提高開發效率和代碼復用性[2] 。此外， Vue基于虛擬DOM的更新機制顯著提高了性能，特別 是在處理大量數據或復雜UI時表現尤為突出。

2） 后端設計。系統后端主要采用 Spring Boot 框 架。Spring Boot是為簡化Spring應用而開發的Java框 架，通過自動配置、起步依賴以及內置的Web服務器 等技術手段，極大地降低了項目搭建的復雜性和開發 成本[3] 。此外，Spring Boot框架通過IOC容器管理對象 的創建和生命周期，可以方便地添加、替換和擴展 組件。

另外，后端使用MyBatis-Plus 框架與數據庫進行 交互，實現數據持久化，同時也提高了開發效率。 MyBatis-Plus 是基于 MyBatis 的增強工具，在 MyBatis 基礎上增加了許多實用功能，如自動代碼生成、分頁 插件、性能分析等，簡化了MyBatis的開發流程[4] 。 Spring 3） 框架中的安全框架 安全性設計。為保障系統安全 Spring Security ，本系統采用了 ，它以強大的 功能和靈活性著稱。該框架為系統提供了聲明式安 全訪問控制解決方案，使開發者能夠以簡潔、直觀的 方式定義安全策略，從而有效保護系統免受未經授權 的訪問和潛在的安全威脅。通過集成Spring Security， 系統不僅增強了安全防護能力，還提升了整體安全性 和穩定性，為用戶數據安全提供了堅實保障。

1.3 系統架構

本試題資源庫管理平臺主要服務對象為教師。 筆者在前期對一線教師調研過程中發現，他們面臨以 下困難：一是試題資源未能有效管理；二是試卷難度 系數不好把握，會因出卷教師的主觀認知因素造成試 卷難度系數存在偏差；三是試題可能存在知識點過于 集中、知識考查不均衡的問題；四是教師人工閱卷效 率低且判卷易出錯；五是紙質試卷知識點掌握不便于 統計分析。基于上述問題，擬對試題庫進行以下系統 架構設計，試題數字化資源庫管理系統包含試題管 理、考試系統、分析系統、后臺管理系統等。如圖 2 所示。

1.4 系統業務流程設計

本系統擬設計實現從試題導入、編輯、完整性檢 測、打標、去重、組卷、考試及最后基于考試結果的分 析，全流程閉環管理，具體流程如圖3所示。

首先，教師可使用試題導入平臺將試題資源數字 化，通過試題編輯系統對存在問題的試題進行修改， 使用試題打標功能為試題資源添加索引標簽，為后期 組卷做準備，在入庫前對試題進行完整性檢測和去重 操作。其次，教師通過選擇要考核的知識點、題型，填 寫對應的數量及試卷整體難度系數進行組卷。學生 利用考試系統完成測試。最后，教師使用試題分析系 統對考試的整體結果進行分析。

1.5 數據庫設計

系統數據的存儲采用MySQL數據庫。MySQL數 據庫采用開源免費的方式 易于管理[5] 。為簡化開發流程 ，技術成熟 、提升開發效率 ，性能穩定 、增強代 ，并且 碼質量和可維護性，系統使用 MyBatis Plus 負責數據 持久化，使用Druid實現數據庫連接池[6] 。

前期對系統的需求進行了分析，根據系統需求設 計了如圖4所示的ER圖。觀察ER圖，數據庫共創建 6 個 數 據 表 ：t_question、t_knowledge、t_examination、 t_analyze、t_personanalyze 和 t_user。其 中，t_question 為試題數據表，負責存儲教師錄入的試題信息，包括 題型、MD5碼、內容、答案、解析、知識點、難易度、準確 率等；t_knowledge存儲課程所包含的知識點，包括ID、 年級、課程、知識點；t_examination為試卷表，包含ID、 試題名稱、難度、狀態、考試時長、試題、考試時間；t_analyze 為試卷分析表，包含ID、試卷ID、平均分、成 績分布、總體評價、答題情況分析；t_personanalyze 為 個人試卷分析表，包含 ID、學生 ID、試卷 ID、總評、未 掌握知識點；t_user表為用戶信息表，主要用于管理和 維護用戶在登錄系統時所需的信息，包括用戶名、密 碼以及用于身份認證和權限鑒別的相關數據。

2 試題資源庫管理系統實現

2.1 后臺管理系統

學生和教師在使用系統前，由管理員初始化賬戶 密碼，并賦予不同的角色不同的權限。系統會根據用 戶登錄時輸入的信息匹配數據庫中的賬戶密碼，匹配 成功后，根據當前用戶在數據庫表"t_user 中的角色字 段信息通過條件判斷展示不同的導航欄。教師登錄 系統后，可向題庫導入試題，并對導入的試題進行修 改、刪除等操作。同時，還可以對試題的難易程度和 對應課程的知識點進行標記，并根據需要考試的時間 進行組卷，發布考試任務并進行考試和閱卷分析。學 生登錄后可以查看考試任務并參加考試，以及獲取考 試后分析的結果。管理員除負責人員和權限管理外， 還負責專業管理、班級管理和日志管理。

2.2 試題管理

教師可以手動創建試題，也可以通過Word、Excel 的形式批量導入試題。當上傳Word或"Excel 文件時， 后臺利用Java中的Apache POI庫將文件解析為xml文 件，再根據xml內容中的題型獲取題干或選項等組裝 成試題，并將獲取到的試題數據傳遞到前端展示，供 教師審核。教師可對存在問題的試題進行編輯，并對 試題進行知識點標記，填寫試題的難度系數。完成編 輯和打標后，以post請求的方式將試題的json數據提 交到后臺，后臺會根據不同的題型模板對試題的組成 部分進行完整性檢測，例如題型為選擇題時，會檢測 是否具有題干、選項以及答案。完成試題完整性檢測 后，將對試題進行查重。試題查重的原理是將試題內 容生成MD5碼，并與已入庫試題生成的MD5碼比對， MD5碼不重復則表示試題不重復，可入庫；當MD5碼 重復時，則表示存在重復試題，此時將在前端顯示重 復的試題，供教師修改或刪除。

2.3 考試系統

教師從導航欄中進入組卷模塊，設置所組試卷的 題型及對應的數量、難度系數、包含的知識點等。點 擊提交后，前端的 Vue 將提交按鈕的 disabled 屬性更 改為true，將按鈕及時禁用，防止二次提交以避免重復 組卷，信息以 post 請求的形式提交到后臺，后臺根據 提交的信息進行組卷。組卷策略是根據提供的題型 和知識點，結合隨機選擇符合要求的試題，再根據設 置的題型數量和避開已選知識點的條件，對題庫中的 試題進行隨機選擇。完成組卷后，再對比試卷難度系 數和設置的難度系數，當試卷難度系數大于設置的難 度系數時，將不包含指定知識點且難度系數最大的題 目換成同題型難度系數小的試題，再統計難度系數并 進行比較，如仍不一致則重復上述步驟，直至難度系 數相近。

組卷完成后，系統生成預覽界面供教師審核及調 整，確定無誤后選擇考試時間進行發布。學生考前登 錄系統，查看考試任務，參加考試并提交答案。答案 在前端封裝成json格式的數據提交到后臺，后臺進行 解析并存儲。進行閱卷時，客觀題根據試題表中存儲 的答案進行匹配，主觀題則需人工批閱。批閱完成 后，程序會自動核算成績并存儲。

2.4 分析系統

閱卷完成后，后臺將對試卷整體情況進行分析， 根據試卷"ID 對試卷進行過濾，利用sum（）函數求得考 試總分，利用 count（）函數獲得總人數，將總分除以總 人數得到平均分。利用Echarts工具繪制成績分布柱 狀圖、正態分布圖以及知識點得分率柱狀圖。將統計 得分率低于60%的知識點，以上內容進行歸納，生成 總結報告供教師查閱。此外，學生也能查看個人試卷 分析報告，主要包括試卷總得分及在班級的排名、各 種題型的得分率，并用Echarts繪制雷達圖進行顯示， 以及未掌握的知識點，并對以上數據進行統計后生成 可下載報告。

3 結束語

本研究針對現有高校各學科試題資源未能有效 管理、教師人工完成考試試卷的出題和批閱難度大且 效率低、教師主觀因素導致試卷難度系數存在偏差等 問題，設計并實現了一款基于Java的試題資源庫管理 系統。該系統充分考慮了管理員、教師及學生不同角 色的實際需求，集成了試題管理、考試系統、分析系 統、后臺管理等核心模塊。系統不僅實現了試題資源 的有效管理，提高了組卷與批閱的效率，簡化了考試 流程，還實現了對考試結果的智能化分析。既可優化 教學資源，又可提高考試效率、降低成本，進而綜合提 高教學質量和教學管理水平。

參考文獻：

[1] 王運武，李炎鑫，李丹，等“. 十四五”教育信息化戰略規劃態 勢分析與前瞻[J].現代教育技術，2021，31（6）：5-13.

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[3] 伍展宏，陳展豪，李商妤.基于Jeecg Boot+Vue3的在線證書考 試系統設計與實現[J].網絡安全和信息化，2024（2）：95-97.

[4] 姜一波 . 基于 SpringBoot+Vue 的在線考試系統設計與實現 [J].無線互聯科技，2023，20（23）：68-71.

[5] 萬歡，梁德華.基于Spring Boot+Vue的平面設計類課程創客 平臺的設計與開發[J].網絡安全和信息化，2024（4）：112-114.

[6] 安宇鑫.基于SpringBoot+Vue的教學評價專家抽課系統的設 計與實現[J].電腦知識與技術，2024，20（32）：29-34.

【通聯編輯：唐一東】