高級煙葉分級理論在線考試系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)

邵小東，方艷飛，馬克波，尚志偉

(云南省煙草公司紅河州公司，云南 彌勒 652399)

高級煙葉分級理論在線考試系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)

邵小東，方艷飛，馬克波，尚志偉

(云南省煙草公司紅河州公司，云南 彌勒 652399)

為提升紅河煙草員工整體素質(zhì)與職業(yè)技能水平，利用 ASP 技術(shù)設(shè)計幵開發(fā)高級煙葉分級（技師）理論在線考試系統(tǒng)。系統(tǒng)基于 B/S 模式架構(gòu)，采用開放性結(jié)構(gòu)，由在線考試、在線練習與后臺管理等模塊組成，設(shè)計數(shù)據(jù)庫表 12 個，完成55 個功能模塊，實現(xiàn)有效代碼 4808 行。系統(tǒng)已部署運行于全州公司局域網(wǎng)內(nèi)，實踐證明，該系統(tǒng)具有較強實用性和應(yīng)用推廣價值。

煙葉分級；在線考試系統(tǒng)；技能鑒定；ASP

目前，行業(yè)內(nèi)各級人才職業(yè)技能鑒定、法律法規(guī)知識考試、卷煙營銷、煙葉分級以及專賣崗位技能競賽等考試項目蓬勃開展，技能競賽在技能人才培養(yǎng)、選拔和激勵方面發(fā)揮積極作用，通過營造崇尚技能、尊重人才的良好氛圍，有力地支撐了行業(yè)持續(xù)健康發(fā)展。為保證考試客觀、公平、公正，考試理論部分通常采用傳統(tǒng)紙質(zhì)考試方式，并且需要介入人勞、紀檢監(jiān)察、相關(guān)業(yè)務(wù)等多部門參與，客觀上存在著步驟繁瑣、費時費力、存在舞弊可能等諸多弊端。

目前，馬永等[1]利用 ASP 技術(shù)開發(fā)“中國煙草科教網(wǎng)”效果良好；李一山等[2]利用 ASP.NET 開發(fā)優(yōu) 質(zhì) 烤 煙 生 產(chǎn) 技 術(shù) 咨 詢 系 統(tǒng) ； 任 民 等[3]應(yīng) 用 ASP.NET 技術(shù)開發(fā)了煙草種質(zhì)資源在線實物共享系統(tǒng)；張興偉等[4]采用 WEB 流行的 B/S 模式，建立了煙草種質(zhì)資源管理信息系統(tǒng)。信息技術(shù)在現(xiàn)代煙草農(nóng)業(yè)科研、生產(chǎn)上得到充分有效應(yīng)用，發(fā)揮了巨大的作用。然而，煙草行業(yè)借助信息技術(shù)支撐考試應(yīng)用未見相關(guān)報道，該類研究在行業(yè)內(nèi)尚屬空白。

針對煙草人才技能鑒定工作，國家煙草專賣局在其全國煙草行業(yè)職業(yè)技能鑒定工作報告中要求加快體系認證步伐，提升鑒定管理水平，率先實現(xiàn)鑒定過程標準化管理、規(guī)范化操作、信息化支撐的服務(wù)質(zhì)量與管理目標，為行業(yè)“卷煙上水平”提供了堅實的技能人才保障。為此，我們開發(fā)了基于ASP 技術(shù)的在線考試系統(tǒng)(OES)[5]，利用計算機網(wǎng)絡(luò)平臺分發(fā)考試題給學生，可確保相鄰考試試卷不同。通過隨機抽選考試題，合理設(shè)置題庫并采取科學組卷策略，在線考試的結(jié)果將是公正客觀的，學生舞弊的可能性將降低到最小。同時，利用考卷判讀功能，考生在交卷之后能及時地核對自己的答卷及得分情況，從而徹底杜絕判卷中人為失誤。

1 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計

根據(jù)高級煙葉分級理論在線考試系統(tǒng)特點，系統(tǒng)設(shè)計主要分為三個部分:系統(tǒng)管理模塊、在線考試模塊和模擬考試模塊。系統(tǒng)管理模塊主要由題庫管理、試題管理、用戶管理、分數(shù)管理、時間控制、自動判卷、系統(tǒng)配置管理等功能組成；在線考試模塊主要包括學生登錄、智能組卷、自動下載試題、學生做題界面、上傳提交答案、及時成績查詢界面等；模擬考試模塊則采取匿名登錄策略，無需用戶登錄，選擇題庫直接計時考試，其組卷、答題功能與在線考試模塊相同。同時，該模塊有針對性的增加了錯誤試題解答功能模塊，方便考生熟練掌握考試內(nèi)容。

1.1系統(tǒng)構(gòu)架設(shè)計

根據(jù)技能考試業(yè)務(wù)流程和實際應(yīng)用的需求特征，參考最新系統(tǒng)架構(gòu)技術(shù)，高級煙葉分級理論在線考試系統(tǒng)采用基于標準的“數(shù)據(jù)庫層”、“應(yīng)用服務(wù)層”和“表示層”三層體系結(jié)構(gòu)，每一層之構(gòu)成單元可為其上層構(gòu)成單元提供相應(yīng)服務(wù)。

數(shù)據(jù)庫服務(wù)器屬于在線考試系統(tǒng)的數(shù)據(jù)訪問層。它連接訪問后臺數(shù)據(jù)庫，主要負責維護試題數(shù)據(jù)庫的維護，即新增試題、修改試題與數(shù)據(jù)備份等功能。

應(yīng)用服務(wù)層處理系統(tǒng)大部分的業(yè)務(wù)邏輯，它是系統(tǒng)的主服務(wù)器。負責提供后臺合法性校驗、智能組卷與數(shù)據(jù)交換等。在考試開始時，開始監(jiān)聽用戶請求，等待考試客戶端發(fā)出連接請求，考生輸入考試要求的登錄信息之后，首先對登錄考生進行合法性檢查，對合法考生從主服務(wù)器下載考試試題到本地，考試開始；在考試進行時，對考試過程進行計時與監(jiān)督工作；待考試結(jié)束后，應(yīng)用服務(wù)器要負責回收試題，并且完成自動閱卷與成績通知，并將最終考試結(jié)果反饋到數(shù)據(jù)庫服務(wù)器保存。

客戶端系統(tǒng)就是表示層。本地客戶端系統(tǒng)負責與用戶進行交互?？忌痤}完成后，表示層瀏覽器負責將考生的答題結(jié)果傳送至本地服務(wù)器，由網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器進行修改和分析，考生及時得到本次考試結(jié)果。系統(tǒng)整體設(shè)計三層模式之間相互關(guān)系構(gòu)成單元如圖1所示。

圖1 在線考試系統(tǒng)軟件體系結(jié)構(gòu)圖Fig. 1 OES software architecture

1.2 數(shù)據(jù)庫邏輯設(shè)計

根據(jù)數(shù)據(jù)庫設(shè)計范式要求，在線考試系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫表包括:考生信息、考試信息、試題試卷信息、考試成績、系統(tǒng)設(shè)置信息、安全日志信息。根據(jù)系統(tǒng)安全性能要求，考生信息、考試信息、試題試卷信息和考試成績等采用數(shù)據(jù)庫表形式存放，而系統(tǒng)設(shè)置信息和安全信息采用加密文件的形式保存。數(shù)據(jù)庫表間通過關(guān)鍵字連接，實現(xiàn)多表鏈接查詢。理論在線考試系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫實體關(guān)系模型如圖2所示。

圖2 數(shù)據(jù)庫實體關(guān)系模型圖Fig. 2 E-R diagram of OES database

2 技術(shù)實現(xiàn)

高級煙葉分級理論在線考試系統(tǒng)核心的模塊是試卷自動組卷生成算法，該算法需具備快速、高效等特點。目前常用的組卷算法包括:隨機組卷算法、回溯法和遺傳算法的組卷算法，根據(jù)考試要求的不同，可以采用相應(yīng)的組卷算法[6]。隨機組卷算法適用于題型變化不多、試題難度系數(shù)相差不大、試題分值相同的大型題庫，其優(yōu)點是算法簡單、容易實現(xiàn)、計算速度快、成功率高[7]。鑒于高級煙葉分級理論在線考試系統(tǒng)題型分類與組卷速度要求，系統(tǒng)題庫試題題型較為單一且難度差別不大，采用隨機組卷算法得到的試卷能夠滿足系統(tǒng)要求，本文采用線性同余發(fā)生器生成隨機數(shù)[8]，其工作基本原理與生成算法如(1-1):

表達式中 xn為種子，a、c、x0、m 分別為乘子、增量、初值和模，為大于零的整數(shù)。通過選擇合適的參數(shù)可保證試卷按照重難點分布、知識能力層次、章節(jié)覆蓋度、試題類型、難度等組卷參數(shù)實現(xiàn)快速搜索符合要求的試題，尋求最佳組卷方案，自動生成優(yōu)質(zhì)試卷。

3 實際應(yīng)用效果

利用系統(tǒng)管理子模塊，系統(tǒng)管理員可以完成試題試卷維護、考生信息維護、考試規(guī)格設(shè)定、系統(tǒng)管理與備份等一系列工作。在線考試模塊則實現(xiàn)無紙化網(wǎng)絡(luò)考試要求。系統(tǒng)題庫依托國家煙草專賣局職業(yè)技能鑒定指導中心高級煙葉分級(技師)理論題庫，涵蓋煙草栽培、煙葉調(diào)制與加工、煙葉分級、煙葉收購以及培訓指導與論文寫作等 5個專題子庫，考題共計 2017 題。具說來，按一定的層次結(jié)構(gòu)關(guān)系，系統(tǒng)管理子模塊可細分為以下模塊:

系統(tǒng)管理員登錄模塊。該部分主要用于檢測管理員的合法身份，防止考生或者其他非法人員訪問試題數(shù)據(jù)庫、成績數(shù)據(jù)庫等重要信息，同時允許管理員對后臺數(shù)據(jù)庫進行操作，進行必要的修改和維護。系統(tǒng)登錄模塊如圖3所示。

圖3 在線考試系統(tǒng)登錄模塊示意圖Fig. 3 User Interface Module

試題管理模塊。該模塊主要用于試題的管理，直接維護數(shù)據(jù)庫中的試題信息。通過該模塊，系統(tǒng)管理員可以對數(shù)據(jù)庫中的試題進行查看、修改，同時可以向數(shù)據(jù)庫中添加新的試題，并且可以方便地對考生所用試卷的試題數(shù)量、試題內(nèi)容、考生考試時間最長時間限制等內(nèi)容進行修改。具體說來，該部分的主要功能包括:a)增加試題；b)查找試題；c)刪除試題；d)修改試題。

考生信息管理模塊。該模塊主要用于考生信息數(shù)據(jù)管理，直接維護數(shù)據(jù)庫中的考生信息。通過該模塊，管理員可以對數(shù)據(jù)庫中考生信息進行查看、修改，考前注冊添加新的考生信息。管理員可以通過該模塊對系統(tǒng)中已注冊并已參加考試的考生的成績、答題情況等信息進行查詢。該部分的主要功能包括:a)查看考生信息；b)維護考生信息；c)成績管理。

考生登錄模塊。該部分主要用于考生的合法身份，防止其他非法人員冒充考生進行在線考試，同時防止非法人員竊取試題數(shù)據(jù)庫、成績數(shù)據(jù)庫等重要信息。為防止非法人員惡意頻繁登錄造成系統(tǒng)癱瘓，登錄模塊中采用驗證碼技術(shù)。

考生答題模塊?？忌ㄟ^該模塊實現(xiàn)在線答題。在答題過程中，系統(tǒng)將提供計時功能，記錄考生考試過程中所用時間，臨近規(guī)定結(jié)束時間予以友好提示，如果超時，則考試結(jié)束。當考試結(jié)束或者考生主動退出時，該模塊會負責向數(shù)據(jù)庫提交試卷作答內(nèi)容，并且依據(jù)數(shù)據(jù)庫中預(yù)定標準答案，給出該考生最終考試成績。

4 小 結(jié)

借助計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)改變傳統(tǒng)的考試方式，不僅是考試本身模式的轉(zhuǎn)變，而且還能促進考試結(jié)果更趨向相對合理、客觀和公正。同時，在線考試系統(tǒng)題庫可以擴容高級專賣管理師、高級卷煙營銷師等理論考試題庫，體現(xiàn)了良好的兼容性和擴展性。為適應(yīng)技能鑒定改革發(fā)展需要以及未來對智能化系統(tǒng)操控的需求，現(xiàn)有系統(tǒng)仍需在以下方面改進:

(1)現(xiàn)有系統(tǒng)題型僅為客觀型試題，包括單項選擇、多項選擇以及判斷等題型，而主觀考試試的自動評閱成為制約系統(tǒng)深入應(yīng)用的瓶頸，進一步研究在線考試主觀題自動評閱算法是系統(tǒng)改進的一個重要方向。

(2)為確?？荚囅到y(tǒng)的科學性與合理性，使得生成試卷更具有隨機性等特點，需要進一步深入研究智能組卷算法。交互環(huán)境下用戶對組卷算法速度性能要求更高，如果想做到一個較完善的算法其代價則是犧牲時間，這樣通常是達不到預(yù)期效果的。因此，自動組卷最關(guān)鍵的還是能夠選擇出一個合理、有效且科學的算法?；厮菰囂椒ā⑦z傳算法等智能算法深入研究為智能組卷提供新的選擇。

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Design and Implementation of Online Examination System for Senior Tobacco Grading Theory

SHAO Xiaodong, FANG Yanfei, MA Kebo, SHANG Zhiwei
(Honghe Tobacco Company, Mile, Yunnan 652399, China)

In order to improve Honghe tobacco company staff quality and vocational skills, we designed and developed a senior tobacco grading (technician) online examination system (OES). The system architecture was based on B/S mode, composed of online examinations, online exercises and system management module. The system contained 12 database tables, 55 function modules, 4808 line of cods, which was deployed on statewide LAN. The application result showed that the online examination system was highly practical and had great potential for further extension.

tobacco grading; online examination system; skill identification; ASP

S572

1007-5119（2014）04-0088-04 DOI：10.13496/j.issn.1007-5119.2014.04.017

中國科學院遙感與數(shù)字地球研究所項目“云南紅河數(shù)字煙草 3S系統(tǒng)”(HX040035)

邵小東，男，博士，工程師，主要研究方向為地理信息系統(tǒng)理論與應(yīng)用研究、數(shù)字煙草等。E-mail:shaoxiaodong@aliyun.com

2013-06-29

2013-07-18