基于Django的在線考試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

楊剛

摘要：考試是考查學(xué)生對(duì)知識(shí)掌握程度的主要方式之一，目前大多數(shù)院校采用的是傳統(tǒng)的考試方式——卷面考試。為解決卷面考試周期長(zhǎng)、工作量大、成本高、試卷管理難的缺點(diǎn)，該文設(shè)計(jì)了一個(gè)在線考試系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要包括考試子系統(tǒng)和題庫子系統(tǒng)。最后使用Django框架實(shí)現(xiàn)了該系統(tǒng)。

關(guān)鍵詞：Django；在線考試系統(tǒng)；web

中圖分類號(hào)：TP393 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2016）14-0040-03

考試是考查學(xué)生對(duì)知識(shí)掌握程度的主要方式之一，隨著我國高等教育的不斷發(fā)展，各個(gè)學(xué)校的規(guī)模再不斷地?cái)U(kuò)大，在校生的人數(shù)也越來越多，考試的規(guī)模也就越來越大。目前大多數(shù)院校采用的是傳統(tǒng)的考試方式——卷面考試。在大規(guī)模的考試中，這種方式暴露出了諸多的弊端：一、周期長(zhǎng)，工作量大；二、成本高；三、試卷管理難。

1 在線考試系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)

計(jì)算機(jī)技術(shù)自問世以來，推動(dòng)并深化了教育教學(xué)改革。在考試環(huán)節(jié)可以使用基于web的在線考試系統(tǒng)對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果進(jìn)行測(cè)試[1]。相對(duì)于卷面考試而言，在線考試系統(tǒng)的主要優(yōu)勢(shì)在于[6]：

1）保密性強(qiáng)

卷面考試的主要流程環(huán)節(jié)比較多，如命題、印刷試卷和領(lǐng)取試卷等，整個(gè)流程中參與人員眾多，給保密帶來一定的困難。而在線考試系統(tǒng)將所有試題都保存在數(shù)據(jù)庫中，試卷在考試時(shí)由系統(tǒng)實(shí)時(shí)的根據(jù)組卷策略隨機(jī)生成，有效地避免了相互抄襲的現(xiàn)象。還可以指定專人負(fù)責(zé)管理試題庫，從而增強(qiáng)保密性。

2）客觀性較強(qiáng)

由于同時(shí)生成多套隨機(jī)試卷，可以客觀地反映出考生對(duì)課程的掌握程度，保證了考試的客觀準(zhǔn)確性。采用卷面考試時(shí)，試卷整體覆蓋面有限，容易形成小范圍復(fù)習(xí)或猜題等傾向，影響了測(cè)試的客觀性。

3）迅速準(zhǔn)確

試卷中的客觀題由系統(tǒng)自動(dòng)評(píng)分，主觀題由教師評(píng)閱，當(dāng)所有主觀題評(píng)閱完成后，試卷總分由系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)，杜絕了人為的失誤，迅速準(zhǔn)確且提高了工作效率。

2在線考試系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)

本文設(shè)計(jì)的在線考試系統(tǒng)主要包括以下功能[6]：

1）支持多種題型，如單項(xiàng)選擇題、多項(xiàng)選擇題和判斷題等客觀題，以及填空、改錯(cuò)、簡(jiǎn)單、論述等主觀題。

2）靈活的組卷策略，能夠按照不同的要求生成相應(yīng)的試卷。

3）考試時(shí)能夠自動(dòng)計(jì)時(shí)。

4）閱卷。

5）各類基礎(chǔ)數(shù)據(jù)的維護(hù)。

為實(shí)現(xiàn)以上功能，本文設(shè)計(jì)的在線考試系統(tǒng)主要包括考試子系統(tǒng)和題庫子系統(tǒng)。

2.1 題庫子系統(tǒng)

題庫子系統(tǒng)的用戶是教師，其功能結(jié)構(gòu)如圖1所示。

1）試卷管理模塊

每次考試時(shí)，每個(gè)考生的考題以及考生的答案，以及教師的評(píng)閱都會(huì)被存儲(chǔ)為一個(gè)單獨(dú)的文件，該文件被稱為試卷。本模塊的主要功能包括查閱試卷、備份試卷等。

2）試題管理模塊

題庫是在線考試系統(tǒng)的基石，本模塊的主要功能是管理試題，主要的操作包括錄入、查詢、修改和刪除試題，除此之外還提供批量操作的功能。

3）組卷管理模塊

組卷是在線考試系統(tǒng)的核心功能之一[3]，本模塊的主要功能是根據(jù)教師設(shè)置的約束條件，通過算法來生成試卷。主要的約束條件包括試卷的難度、知識(shí)點(diǎn)覆蓋率，題型以及題型比例等，教師可以根據(jù)學(xué)生的特點(diǎn)以及考試的目的等需求設(shè)置不同的值。

4）成績(jī)管理模塊

本模塊的主要功能是對(duì)查詢考生成績(jī)。

5）統(tǒng)計(jì)分析模塊

對(duì)試卷試題的分析可以為教師提供一個(gè)準(zhǔn)確的反饋，為教師進(jìn)行教學(xué)改革提供一個(gè)堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。本模塊的主要功能有兩個(gè)：試卷分析和試題分析。

試卷分析指的是對(duì)某次考試所有考生的成績(jī)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，如優(yōu)秀率，不及格率等。

試題分析指的是對(duì)分析某道試題的難度以及區(qū)分度，通過統(tǒng)計(jì)所有考生對(duì)該題的得分情況，然后分析，從而得到對(duì)該試題的評(píng)價(jià)。

6）報(bào)表打印模塊

本模塊的主要功能是打印各種統(tǒng)計(jì)表格，如成績(jī)分析、試題分析等。

2.2 在線考試子系統(tǒng)

其功能結(jié)構(gòu)如圖2所示：

1）用戶登錄模塊

本模塊的主要功能是驗(yàn)證用戶，包括用戶的身份是否合法和用戶是否具有相應(yīng)的權(quán)限。

2）在線考試模塊

本模塊的主要功能是，當(dāng)考生登錄后，從數(shù)據(jù)庫中讀取試卷供學(xué)生考試。在考試的過程中，會(huì)一直提示剩余的考試時(shí)間，當(dāng)考試時(shí)間結(jié)束時(shí)，若果考試沒有交卷，則系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)提交試卷。

3）分?jǐn)?shù)查詢模塊

本模塊的主要功能是向考生提供一個(gè)查詢成績(jī)的入口。

4）自動(dòng)閱卷模塊

試卷通常由客觀題和主觀題組成。本模塊的主要功能是當(dāng)考生提交試卷后，系統(tǒng)自動(dòng)對(duì)客觀題部分批閱。

5）在線閱卷模塊

本模塊的主要功能是教師批閱試卷的主觀題部分，批閱完成后，主觀題得分和客觀題得分將被匯總計(jì)入學(xué)生成績(jī)。

3系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

在眾多web開發(fā)框架中，本文選擇了Django框架。Django是一個(gè)用Python語言編寫的MVC框架，它大而全，為web開發(fā)中的常見問題提供了很好的解決方案[4-5]。MVC模式中的C，即控制器，由Django自行處理，所以使用Django開發(fā)web應(yīng)用時(shí)，主要的關(guān)注對(duì)象是MTV：Model（模型）、Template（模板）和Views（視圖）。

3.1模型的設(shè)計(jì)

與其他Web技術(shù)不同的是，使用Django框架不需要先建立數(shù)據(jù)庫表。Django自帶了一套映射工具，使用Django的第一步是建立模型，當(dāng)模型建立后，該映射工具可以根據(jù)模型自動(dòng)生成數(shù)據(jù)庫表。本系統(tǒng)的主要模型如下：

1）學(xué)生，它包括以下主要字段：

2）單選題模型，它包括以下主要字段：

[字段名＼&說明＼&id＼&編號(hào)，主鍵＼&course＼&所屬課程＼&content＼&題干＼&img＼&圖片＼&opA＼&選項(xiàng)A＼&opB＼&選項(xiàng)B＼&opC＼&選項(xiàng)C＼&opD＼&選項(xiàng)D＼&answer＼&答案＼&]

3）考試結(jié)果模型，它包括以下主要字段：

2.2 模版設(shè)計(jì)

在Django中，MVC模式中的視圖功能被分解為視圖和模版[4，5]。視圖決定顯示哪些數(shù)據(jù)，而模版決定如何顯示這些數(shù)據(jù)。這樣的分解，降低了模塊之間的耦合度，更利于后期的維護(hù)，因?yàn)榭梢噪S時(shí)更換模版，而不影響程序的邏輯。本文設(shè)計(jì)的在線考試系統(tǒng)使用Html5和Jquery技術(shù)來開發(fā)模版?？荚囎酉到y(tǒng)的登錄界面以及主界面如圖3和圖4所示。

2.3 視圖設(shè)計(jì)

Django框架中的視圖函數(shù)和URLconf機(jī)制實(shí)現(xiàn)了MVC模式中的控制器部分[4-5]。URLconf機(jī)制是使用正則表達(dá)式匹配URL，然后調(diào)用匹配的視圖函數(shù)。視圖函數(shù)的本質(zhì)上是一個(gè)Python函數(shù)，它要求至少有一個(gè)request參數(shù)，例如在線考試子系統(tǒng)中生成試卷的視圖：

def exam（request， course_id）：

student = Student.objects.get（stuId=request.user.username）

course = Course.objects.get（pk=course_id）

result = Result.objects.filter（student=student）.filter（

course=course）.order_by（'-id'）

singles = sample（set（SingleChoice.objects.filter（course=course））， course.sCount）

yesnos = sample（set（YesNoQuestion.objects.filter（course=course））， course.yCount）

sAnswer = []；yAnswer = []；sList = []；yList = []

for index in range（0， course.sCount）：

sAnswer.append（singles[index].answer）

sList.append（'s' + str（singles[index].id））

for index in range（0， course.yCount）：

yAnswer.append（yesnos[index].answer）

yList.append（'y' + str（yesnos[index].id））

context = {'student'：student，'course'： course.name， 'singles'： singles， 'yesnos'： yesnos}

return render（request， 'exam/exam.html'， context）

3 系統(tǒng)運(yùn)行分析和結(jié)論

本系統(tǒng)完成后，于2012年開始應(yīng)用于安徽職業(yè)技術(shù)學(xué)院信息工程系的部分基礎(chǔ)課和專業(yè)課期末考試，以及學(xué)院往屆畢業(yè)生的補(bǔ)考。目前共有3000余人次使用本系統(tǒng)考試，經(jīng)測(cè)試，運(yùn)行情況良好，證明本系統(tǒng)設(shè)計(jì)是成功的。

與傳統(tǒng)的卷面考試相比，本文設(shè)計(jì)的在線考試系統(tǒng)最大限度排除了人為因素的作用，保證了考試的客觀性、實(shí)時(shí)性、閱卷標(biāo)準(zhǔn)的一致性。使用在線考試系統(tǒng)，能夠高效率、高質(zhì)量地完成對(duì)考生的能力測(cè)評(píng)。

一人一卷是在線考試系統(tǒng)最大的特點(diǎn)，相鄰考生之間試卷的不相同，因?yàn)樵嚲硎窍到y(tǒng)實(shí)時(shí)的根據(jù)組卷策略生產(chǎn)的，因此考生之間就很難相互傳遞信息，從而避免了聯(lián)合作弊現(xiàn)象的發(fā)生。

在傳統(tǒng)的卷面考試中，考試的主要環(huán)節(jié)如試卷命題、試卷印刷、試卷評(píng)閱、試卷保管與保密和成績(jī)匯總等，在每個(gè)環(huán)節(jié)中，學(xué)校要付出巨大的時(shí)間成本和經(jīng)濟(jì)成本。而使用在線考試系統(tǒng)組織考試，試卷評(píng)閱、成績(jī)匯總等環(huán)節(jié)的也由系統(tǒng)自動(dòng)完成，大大地節(jié)約了時(shí)間成本；而且也不存在試卷印制和運(yùn)輸、試卷保管等環(huán)節(jié)，節(jié)約了經(jīng)濟(jì)成本。雖然題庫的建設(shè)，以及考場(chǎng)設(shè)備需要較大的投入，但是，這是中一次性的投入，當(dāng)系統(tǒng)建成之后可多次重復(fù)使用，后續(xù)只需花費(fèi)很小的維護(hù)成本。因此，總體看，在線考試具有較好的經(jīng)濟(jì)性，值得推廣。

參考文獻(xiàn)：

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