支持移動(dòng)終端在線考試系統(tǒng)若干關(guān)鍵問題的技術(shù)解決方案

摘 要：中國(guó)南方電網(wǎng)教育培訓(xùn)評(píng)價(jià)中心在線考試系統(tǒng)提供了對(duì)手機(jī)和平板電腦等移動(dòng)終端設(shè)備的全面支持，取得了良好的應(yīng)用效果。文章針對(duì)系統(tǒng)建設(shè)中一些關(guān)鍵問題的技術(shù)解決方案進(jìn)行了論述。

關(guān)鍵詞：在線考試；移動(dòng)終端；南方電網(wǎng)；URL重寫

引言

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展和個(gè)人移動(dòng)終端設(shè)備的大規(guī)模普及，支持移動(dòng)終端的全新考試模式變成可能。目前，中國(guó)南方電網(wǎng)教育培訓(xùn)評(píng)價(jià)中心已經(jīng)探索了網(wǎng)絡(luò)教學(xué)。在線考試系統(tǒng)，尤其是支持移動(dòng)終端的在線考試系統(tǒng)建設(shè)和應(yīng)用的需求變得非常迫切。針對(duì)此現(xiàn)狀，作者設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一種基于Web的在線考試系統(tǒng)，提供對(duì)手機(jī)和平板電腦等移動(dòng)終端設(shè)備的全面支持。在本系統(tǒng)的建設(shè)過程中，作者針對(duì)一些關(guān)鍵技術(shù)問題的實(shí)現(xiàn)方案進(jìn)行了有益的探索。

1 優(yōu)化試卷發(fā)布的方式

針對(duì)一份試卷，管理員對(duì)試卷類別、試卷參數(shù)、題庫(kù)等設(shè)計(jì)完畢后，需要將試卷發(fā)布。試卷發(fā)布后，有全局唯一的地址?？梢允褂肬RL重寫、二維碼等技術(shù)使得移動(dòng)終端可以較為快捷的訪問考試系統(tǒng)。

1.1 使用URL重寫技術(shù)生成考試地址

為方便應(yīng)試者從終端登錄，每一場(chǎng)考試都有一個(gè)唯一地址。通過URL重寫，可以對(duì)URL地址進(jìn)行美化。比如，訪問某場(chǎng)考試在數(shù)據(jù)庫(kù)表中的主鍵ID是213，試卷發(fā)布的URL是“/exam/mobile.jsp？ID=213”，就可以被重寫成 “/exam/mobile/213.html”。

URL重寫可以提高安全性，可以有效的避免通過GET方式在URL中傳遞的參數(shù)完全暴露在用戶面前。如果終端瀏覽器中輸入的URL不符合規(guī)則，可以轉(zhuǎn)向錯(cuò)誤提醒界面，必要時(shí)可以限制該終端的再次訪問。

URL重寫的實(shí)現(xiàn)依賴于Java EE平臺(tái)的Servlet過濾器。Java Servlet 2.3規(guī)范引入的Servlet過濾器，可以對(duì)Servlet容器的請(qǐng)求和響應(yīng)對(duì)象進(jìn)行檢查和修改。可以指定Servlet過濾器與特定的URL關(guān)聯(lián)，比如與考試地址關(guān)聯(lián)，只有客戶打開此URL時(shí)，才觸發(fā)過濾器工作。

上述考試的例子，在web項(xiàng)目的web.xml中需要對(duì)的子元素進(jìn)行配置為“/exam/*”，然后在過濾器中對(duì)終端瀏覽器請(qǐng)求的URL進(jìn)行解析，通過forward方法轉(zhuǎn)向真正展示的URL地址。

1.2 使用二維碼發(fā)布考試地址

如今智能手機(jī)掃一掃功能的應(yīng)用使得二維碼非常普遍。Zxing是Google提供的條碼解析工具，提供了二維碼的生成與解析的方法。本系統(tǒng)引入Zxing技術(shù)實(shí)現(xiàn)考試地址的二維碼發(fā)布?？梢詫⒚恳粓?chǎng)考試的URL生成一個(gè)二維碼，發(fā)布在網(wǎng)站上，方便移動(dòng)終端的訪問。

1.3 發(fā)送可以自動(dòng)登錄的考試地址

使用URL重寫，可以針對(duì)每個(gè)應(yīng)試者發(fā)送一個(gè)全局唯一的URL。URL中包含了考試地址和應(yīng)試者身份登錄認(rèn)證等信息。應(yīng)試者只需在移動(dòng)瀏覽器中打開該URL，無(wú)需輸入學(xué)號(hào)、密碼等信息，可以直接登入考試系統(tǒng)開始答題。

試卷發(fā)布后，可將URL使用Java Mail API通過SMTP協(xié)議發(fā)送郵件到應(yīng)試者的郵箱，或使用Java SMSLib調(diào)用短信貓發(fā)送短信告知應(yīng)試者。

2 針對(duì)移動(dòng)終端的交互設(shè)計(jì)

大多數(shù)移動(dòng)設(shè)備的屏幕都較窄。在狹窄界面上進(jìn)行考試界面較為合理和美觀的排版，是本系統(tǒng)建設(shè)的一個(gè)很大挑戰(zhàn)。

本系統(tǒng)使用jQuery Mobile支持學(xué)員在移動(dòng)設(shè)備上參加考試。jQuery Mobile 框架提供一個(gè)為移動(dòng)網(wǎng)站創(chuàng)建可用UI組件的快速解決方案。

2.1 界面設(shè)計(jì)

移動(dòng)終端上打開瀏覽器輸入考試地址，或通過掃描二維碼，打開登錄界面，錄入考號(hào)和密碼，登錄系統(tǒng)。登錄成功后，可以由應(yīng)試者根據(jù)自己的網(wǎng)絡(luò)情況，選擇在一個(gè)頁(yè)面顯示所有題目，或一個(gè)頁(yè)面只顯示一個(gè)題目。

2.2 交互的優(yōu)化

在答題頁(yè)面，可以點(diǎn)擊“上一題”、“下一題”來切換題目，也可以點(diǎn)擊“跳轉(zhuǎn)”打開題目導(dǎo)航界面，來查看題目答題情況或快速定位題目。

有必要考慮這樣的優(yōu)化：完成一道單選題后的自動(dòng)跳轉(zhuǎn)。如果一個(gè)頁(yè)面顯示所有題目，當(dāng)完成一道單選題的作答后，自動(dòng)滾屏到下一題；如果一頁(yè)僅顯示一個(gè)題目，自動(dòng)加載下一題。

2.3 支持?jǐn)帱c(diǎn)續(xù)答

由于網(wǎng)絡(luò)信號(hào)或移動(dòng)終端本身的原因，在答題過程中，可能會(huì)發(fā)生異常情況中斷了考試，比如應(yīng)試者誤操作關(guān)閉了瀏覽器退出了考試系統(tǒng)。針對(duì)此情況，系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)允許應(yīng)試者重新登錄，繼續(xù)考試，之前的作答結(jié)果也不丟失。

使用AJAX技術(shù)，網(wǎng)頁(yè)應(yīng)用程序可以不經(jīng)重新下載整個(gè)網(wǎng)頁(yè)就發(fā)送并重新獲得數(shù)據(jù)，可以與考試系統(tǒng)的服務(wù)器進(jìn)行異步交互。在JSP中使用JavaScript編寫一個(gè)定時(shí)器，每隔一定時(shí)間（比如30秒）使用XMLHttpRequest對(duì)象發(fā)送應(yīng)試者的作答結(jié)果到服務(wù)器。為減輕服務(wù)器的壓力，可以在客戶端的JavaScript對(duì)象中緩存應(yīng)試者的作答結(jié)果，只有作答結(jié)果發(fā)生變化后，才向服務(wù)器發(fā)出保存請(qǐng)求。

由于作答結(jié)果的自動(dòng)保存無(wú)需頁(yè)面刷新，不會(huì)對(duì)應(yīng)試者的作答產(chǎn)生任何影響，一直在悄無(wú)聲息的進(jìn)行，這樣就使得斷點(diǎn)續(xù)答變成可能。

3 實(shí)現(xiàn)安全通信

在網(wǎng)絡(luò)上，信息在傳遞過程中不可避免的會(huì)經(jīng)過其他的計(jì)算機(jī)?？荚囎鳛橐环N嚴(yán)格的知識(shí)水平鑒定方法，當(dāng)然會(huì)對(duì)傳輸信息的安全性提出要求。

SSL是一種保證在網(wǎng)絡(luò)上的兩個(gè)節(jié)點(diǎn)之間進(jìn)行安全通信的機(jī)制。本系統(tǒng)采用基于SSL機(jī)制的HTTP，即HTTPS協(xié)議。HTTPS使用加密技術(shù)實(shí)現(xiàn)會(huì)話雙方信息的安全傳遞，可以實(shí)現(xiàn)信息傳遞的保密性和完整性，并且會(huì)話雙方都能鑒別對(duì)方身份。

在考試系統(tǒng)的Java Web服務(wù)器上進(jìn)行相關(guān)的SSL配置，包括準(zhǔn)備相應(yīng)的安全證書，配置SSL Connector。設(shè)置完成后，應(yīng)試者在移動(dòng)終端瀏覽器中以HTTPS方式打開考試系統(tǒng)。當(dāng)服務(wù)器收到HTTPS請(qǐng)求后，會(huì)向?yàn)g覽器發(fā)送服務(wù)器的安全證書。應(yīng)試者收到證書并安裝后，瀏覽器將建立與服務(wù)器的SSL握手，接著Web服務(wù)器向客戶端發(fā)送請(qǐng)求訪問的界面。

4 結(jié)束語(yǔ)

本系統(tǒng)2014年3月在中國(guó)南方電網(wǎng)教育培訓(xùn)評(píng)價(jià)中心實(shí)施以來，已經(jīng)在多個(gè)干部培訓(xùn)班成功舉辦了在線考試。與紙筆作答及電腦PC端作答兩種傳統(tǒng)的方式相比，支持移動(dòng)終端的在線考試系統(tǒng)能夠最大限度的降低成本與風(fēng)險(xiǎn)，并全面實(shí)現(xiàn)效率的提升。文章針對(duì)系統(tǒng)建設(shè)中的一些關(guān)鍵技術(shù)問題進(jìn)行了解決，滿足了系統(tǒng)建設(shè)的需求，取得了良好的應(yīng)用效果。

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作者簡(jiǎn)介：王兆愷（1984，3-），湖北武漢人，中共黨員，碩士研究生，MBA，高級(jí)人力資源管理師，工程師，政工師，任中國(guó)南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司教育培訓(xùn)評(píng)價(jià)中心主管。