无纸化考试系统设计与实现

1  背景与发展现状

在网络技术飞速发展的今天，传统的考试方式也面临着变革。由于网络在线考试可以充分依托计算机网络的优势，实现考试过程的无纸化和计算机化自动实现教师出卷，阅卷，成绩录入和统计，从而可以极大地减轻教师的工作负担和提高工作效率 [1]。把网络运用到教育教学工作上，是我国网络先进性的重要表现[2]。基于Web技术的网络考试系统可以借助于遍布全球的因特网实现考试。这种考试既可以在本地进行，也可以在异地进行，大大拓展了考试的灵活性[3]。客户端采用浏览器来完成考试全过程，同时考试系统的管理员可以通过浏览器进行远程系统维护和管理[4]。就考试的目的而言，一是检查考生对相关基础知识的掌握程序，二是对考生进行区分或选拔。一份评价效果优秀的试卷应包含客观题和主观题。由于客观题的答案一般情况下是封闭性答案，自动阅卷算法简单，实现起来比较容易，也较为成熟。但主观题答题过程中普遍存在个体差异，语言使用能力不同，不同考生对同一个知识点的论述方式不一样，加之该类题型解答的开放性强，答案的复杂程度很高。目前，在各类实际考试过程中，还没有成熟地可以准确进行主观题智能阅卷的考试系统主观题智能评分是一个较为庞大的课题，涉及领域广泛，相关基础理论还有待进一步发展，如人工智能领域、学科专家领域、模式识别领域以及自然语言理解领域等，还有非常多理论上和技术上的问题急待解决[5]。

2  相关概念

2.1  MVC框架

MVC（Model View Controller，模型-视图-控制器）是一个框架模式，它强制性地使应用程序的输入、处理和输出分开。在MVC模式中，应用程序被分成模型、视图和控制器三个核心部件，不同的层各司其职。由于视图层和业务层分离，因此更改视图层代码而不需重新编译模型和控制器代码，使得应用程序更易于维护和修改。由于控制层和视图层分离，使得应用程序的数据层和业务规则容易改变。由于控制层和业务层分离，使得开发和维护用户接口的技术含量降低，从而降低生命周期成本。因此，依据MVC模式的设计思想能构造高重用性、松耦合的构件[6]。它们各自处理自己的任务。最典型的MVC就是JSP+Servlet+Javabean的模式。

2.2  JSP技术

JSP技术使用Java编程语言编写类XML的tags和scriptlets，来封装产生动态网页的处理逻辑。JSP动态网站的页面是由Java代码和HTML代码组成的，其服务器首先被用户请求之后通过Java代码进行处理，随后将产生的HTLM页面呈现在 用户的浏览器上。JSP的技术基础是Java、Servlet，并且一些大型应用程序的研发也需要JSP和Java Servlet的配合才能很好的实现.JSP 动态网站服务器的反映速度比较快，并且可以保留以前运行的各类编译，在下次再次请求时将会被调用出来，有效的节省了编译的响应时间[7]。JSP是一种新的动态Web应用技术标准，作为新一代的站点开发语言，JSP克服了ASP脚本级执行的不足[8]，比较而言有以下优点：

1．Web服务器的支持：大多数通用的Web服务器如：Apaehe、NetSCape和Microsoft IIS都支持JSP页面，只有微软本身的Microsoft IIS和PersonalWebServer可以支持ASP。

2．平台的支持：JSP具有平台独立性，只要是普通Java程序可以运行的平台，都支持JSP程序。Windows平台可以很好的支持ASP，但ASP对于基于Win32组件模型的依赖，使得它难于移植到其它平台上。

3．组件模型：JSP是建立在可重用的、跨平台的组件（如：JavaBeans、Enterprises JavaBeans和用户定制的标签库等组件）之上的，而ASP使用的是基于Win32的COM组件模型。毕业作品网站做毕业设计http://www.biyezuopin.vip

4．用户定制的标签：JSP可以使用用户定制标签库进行扩充，而ASP中没有用户定制标签库，ASP是不能扩充的[9]。

由以上的比较我们可以发现JSP技术很容易整合到多种应用体系结构中，以利用现存的工具和技巧，并且能扩展到许多应用中。作为采用Java技术家族的一部分，JSP技术能够支持高度复杂的基于Web的应用，JSP更是拥有Java编程语言“一次编写，各处运行”的特点。

2.3  B/S架构

B/S结构（Browser/Server，浏览器/服务器模式），是Web兴起后的一种网络结构模式，Web浏览器是客户端最主要的应用软件。这种模式统一了客户端，将系统功能实现的核心部分集中到服务器上，简化了系统的开发、维护和使用。客户机上只要安装一个浏览器，如Netscape Navigator或Internet Explorer，服务器安装SQL Server、Oracle、MYSQL等数据库。浏览器通过Web Server 同数据库进行数据交互。

基于B/S架构在线考试系统对比以往的系统模型具有很多优点。首先，系统客户端不再需要额外安装客户端程序，直接利用计算机上必备的现成软件。其次，系统维护和管理非常方便，几乎所有的操作设置都在服务器端完成。再次，基于B/S的系统突破了时间和地域的限制，能同时支持几个不同考场和分布在不同地理位置的大批量的考生在同一时间进行考试。系统让客户端彻底独立于考试系统，解决了度依赖客户端软的问题，大大降低了考试工作人员维护客户端的任务量。因此，基于B/S模式的考试系统应用领域将更为广泛[10]。

3  无纸化考试系统的设计分析

3.1  需求分析

无纸化在线考试系统是一款公正实时需求较高的系统，并且可以随时随地使用。在稳定性好。因而选择B/S架构，无需使用多台服务器，数据都保存在一台服务器上。操作上系统应便捷易操作。系统应有以下设计需求：

1．先进性：实现考核的网络化、无纸化，特别适合互联网上考试[11]；

2．对客户端要求低：只要求客户端能上网，安装了浏览器即可；

3．稳定性好：因为无须在客户端安装其它任何软件，所有程序及数据库都安装在服务器，所以稳定性好；

4．通用性：各专业通用，充分利用以前的各种数据库；

5．方便性：便于组织考核、评阅管理；

6．灵活性：题库及试卷能随时浏览、更新[12]。

3.2  开发案例

3.2.1  系统设计简介

基于Web的网络体系结构目前主要有C/S（客户机/服务器）和B/S（浏览器/服务器）两种模式。经过综合分析，本系统总体结构采用B/S模式的网络体系结构。该体系结构共分为三层：表示层、业务层和数据层，如图3.1所示。系统通过界面外观层向服务器提交请求；界面规则层则对用户提交的数据按照业务层要求的接口参数封装规则封装用户数据，然后调用接口层对外提供的命令接口，业务接口层通过对数据的解析分别送入不同的逻辑处理并向用户返回处理结果；业务规则层则将接口层传入的数据及命令流入对应处理流程；不同的处理流程分析数据和命令产生出对应的一个实体，这个实体根据其本身的属性和方法以及上层传入的命令，将数据处理为数据层需要的接口参数向数据访问层提交访问数据库的请求!并向业务接口层返回访问结果；数据访问层将数据转化为数据库可识别的语句，并访问数据库层，访问结果会返回给实体层；数据库层处理上层传入的SQL，读写数据库内置对象，并根据其内置对象本身的关系对数据作进一步校验和处理（数据库层）。

图3.1 B/S模式的网络体系结构

3.2.2  系统模块设计

系统从总体上分为系统模块、教师管理模块和学生考试模块。

1．系统模块

系统模块主要对整个系统进行维护，具有添加、删除系统管理员；对教师和学生用户的添加、删除、查询等。结合教师的基本信息，进行专业和课程管理，设定院系，对不同院系之间的访问进行权限控制、考试信息的发布等功能。

2．教师管理模块

教师管理模块主要是教师对课程、试卷等进行维护，主要包括教师本人所授课程的管理；根据题型，难度等设计试题，添加、修改或删除自己所授课程的试题；显示考生的剩余时间、是否交卷或正在考试等状态信息。根据教师设定的试卷结构从题库中抽取符合条件的试题自动生成试卷、试卷阅卷等。

3．学生考试模块

学生考试模块主要是学生选择课程、试卷等功能。主要包括学生选择考试课程、在线考试、成绩查询等[13]。

3.3  组卷功能分析

考试是教学活动的一个重要组成部分，也是检测学校教学效果和质量的重要手段。而组卷是一个成熟的网络考试系统的核心内容，如何根据一定的组卷理论和算法进行自动组卷。我们必须依据试题本身固有的特性参数进行归类，这些参数主要有题型、难度系数、知识点、估计答题时间等[13]。

试题库需要按照一定的教育测量理论，在计算机系统中实现的某个学科题目的集合，它是严格遵循教育测量理论，在精确的数学模型基础上建立起来的教育测量工具。试库是构建网络考试的基础和前提。试题库在教学活动中的优越主要体现在两个方面，首先是管理优势，体现在试题库的高效性、经济性和保密性；其次是测量优势，体现在由试题库组卷的试卷具有内容质量高、测试结果可预控的特点[14]。

3.4  数据库分析

在线考试系统的各个功能模块是否能够紧密地结合在一起以及如何结合，关键在于数据库。因此对在线考试系统的数据库进行合理的逻辑设计和有效的物理设计是关键[15]。这部分要分析教师、学生、试题库三方面分析设计，尽量保证无冗余。

4  结语

在线考试系统考生不仅可以随时随地进行考试，而且可以随时查看自己的历史成绩。同时，系统也为教师带来诸多方便，减少了工作时间，提高了考核的效率。尤为重要的是，系统能够设置考试计时多份试卷可供选择，且是由系统为考生的试卷进行批阅，进一步达到了公平、客观的考试。并且系统具有良好的安全性和保密性，高效率的达到了考试的目的。

参考文献

[1] 郭文荣，高宗余，于丽杰．大学网上考试系统的设计与实现[J]．计算机与网络，2014，（18）：59-61．

[2] 马宪敏．浅谈在线考试系统的设计[J]．计算机光盘软件与应用，2013，（11）：246-247．

[3] 樊华．基于JSP的网络考试系统[J]．计算机时代，2012，（2）：59-60，63．

[4] 高天哲．基于JSP考试管理系统的设计与实现[J]．电子测试，2014，（13）：12-13，33．

[5] 曹玉婵，左映龙．浅析在线考试主观题智能阅卷算法的设计与实现[J]．价值程，2014，（17）：231-233．毕业作品网站做毕业设计http://www.biyezuopin.cc

[6] 张文金．一种基于Java的在线考试系统开发与实现[J]．电脑编程技巧与护，2013，（14）：154-155，158．

[7] 王景．JSP动态网站的技术开发分析[J]．赤峰学院学报（自然科学版），2013，（20）：24-26．

[8] 王燕兰．JSP技术在Web页面中的应用[J]．无线互联科技，2013，（5）：34，36．

[9] 冷建华，易战军．基于B/S架构的在线考试系统的设计[J]．科技视界，2012，（31）：69，83．

[10] 刘海梅，高立丽．基于Java的在线考试系统的设计与实现[J]．教育教学论坛，2013，（11）：192-194．

[11] 段小焕，张士辉．在线考试系统的设计与实现[J]．商业文化（学术版），2008，（9）：219．

[12] 张艳．基于JavaEE的在线考试系统建模及设计[J]．计算机光盘软件与用，2013，（1）：181-182．

[13] 李桂香，胡海清．基于JSP的网上考试系统的设计与实现[J]．中国教育信化，2010，（3）：36-37．

[14] 张徐．基于网络考试的试题库设计及组卷策略的研究[J]．中小企业管理与科技（下旬刊），2014，（11）：259-260．

[15] 刘洪江．在线考试系统的数据库设计与实现[J]．电脑知识与技术，2012，（3）：508-511．