基于.NET的計算機(jī)基礎(chǔ)課程在線考試系統(tǒng)設(shè)計與實(shí)現(xiàn)

宋世俊

（安徽中澳科技職業(yè)學(xué)院，安徽 合肥 230041）

基于.NET的計算機(jī)基礎(chǔ)課程在線考試系統(tǒng)設(shè)計與實(shí)現(xiàn)

宋世俊

（安徽中澳科技職業(yè)學(xué)院，安徽 合肥 230041）

文章在對傳統(tǒng)考核方式弊端進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，結(jié)合計算機(jī)基礎(chǔ)課程的特點(diǎn)，設(shè)計并開發(fā)一套計算機(jī)基礎(chǔ)課程在線考試系統(tǒng)。該系統(tǒng)在安徽中澳科技職業(yè)學(xué)院應(yīng)用，實(shí)踐驗(yàn)證了該考試系統(tǒng)的有效性。

在線考試系統(tǒng)；VB.NET；計算機(jī)基礎(chǔ)

1 引言

計算機(jī)基礎(chǔ)課程是高校各專業(yè)學(xué)生的一門公共必修課，開課面廣，采用傳統(tǒng)的卷面考核方式，要耗費(fèi)大量的人力物力，大量的紙質(zhì)試卷不易保存，并且會存在不可避免的作弊現(xiàn)象。其次，計算機(jī)基礎(chǔ)課程側(cè)重培養(yǎng)學(xué)生操作計算機(jī)的基本技能以及運(yùn)用計算機(jī)解決實(shí)際問題的能力，傳統(tǒng)的卷面考核方式也不能很好地適應(yīng)該課程的培養(yǎng)目標(biāo)。所以，計算機(jī)基礎(chǔ)課程考核方式的改革勢在必行。根據(jù)安徽中澳科技職業(yè)學(xué)院計算機(jī)基礎(chǔ)課程教學(xué)的具體情況以及該校實(shí)訓(xùn)室硬件條件，我們設(shè)計并開發(fā)了計算機(jī)基礎(chǔ)課程在線考試系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了計算機(jī)基礎(chǔ)課程考核的信息化。本系統(tǒng)設(shè)計的特點(diǎn)在于，首先，改變了眾多在線考試系統(tǒng)純客觀題考核的方式，設(shè)有單選題、填空題、簡單題以及Office操作題（含Word、Excel、PowerPoint三部分），從考核內(nèi)容上涵蓋計算機(jī)基礎(chǔ)課程考試大綱里面的所有要求考核的知識點(diǎn)及操作技能，從試題形式上，既有考核知識點(diǎn)的客觀題，也有對操作技能進(jìn)行考核的主觀題；其次，實(shí)現(xiàn)了隨機(jī)組卷，使得下發(fā)給每位考生的試題都各不相同，最大限度減少考試作弊的可能性；第三，實(shí)現(xiàn)考生答題數(shù)據(jù)實(shí)時本地存儲，機(jī)器故障或網(wǎng)絡(luò)故障時保留其已經(jīng)做答的結(jié)果。

2 系統(tǒng)的總體架構(gòu)

根據(jù)該系統(tǒng)實(shí)際投入使用時的用戶規(guī)模，結(jié)合學(xué)校的硬件、網(wǎng)絡(luò)服務(wù)等實(shí)際情況，該系統(tǒng)采用C/S的開發(fā)模式，整個系統(tǒng)按功能分為四個子系統(tǒng)：教師命題子系統(tǒng)、學(xué)生考試子系統(tǒng)、教師閱卷子系統(tǒng)以及考試管理子系統(tǒng)，系統(tǒng)總體功能圖如圖1所示。

圖1 總體功能圖

根據(jù)系統(tǒng)各子系統(tǒng)功能及用戶類別的不同，各子系統(tǒng)的具體功能描述如下：

2.1命題子系統(tǒng)功能

命題子系統(tǒng)中，命題教師可以在線完成試題題干、答案、評分標(biāo)準(zhǔn)等與試題有關(guān)內(nèi)容的錄入工作，教研室主任可以在線完成試題的審核工作。命題子系統(tǒng)功能圖如圖2所示。

2.2 考試子系統(tǒng)功能

考生子系統(tǒng)的用戶為學(xué)生，在該子系統(tǒng)中，學(xué)生憑學(xué)號、姓名成功登錄后，完成試題獲取、在線答題、答題結(jié)果提交整個在線考試流程?？荚囎酉到y(tǒng)功能圖如圖3所示。

圖3 考試子系統(tǒng)功能圖

2.3 閱卷子系統(tǒng)功能

閱卷子系統(tǒng)的用戶為教師，閱卷教師用戶成功登錄后，可以在線完成閱卷工作，此外在該子系統(tǒng)中，還可以實(shí)現(xiàn)每張考卷成績的匯總、班級成績查詢以及閱卷工作量查詢。閱卷子系統(tǒng)功能圖如圖4所示。

圖4 閱卷子系統(tǒng)功能圖

2.4 管理子系統(tǒng)功能

管理子系統(tǒng)中，管理員用戶可以對系統(tǒng)中教師、學(xué)生用戶基本信息以及權(quán)限進(jìn)行管理，同時還可以查詢考試成績并按班級導(dǎo)出成績。管理子系統(tǒng)功能圖如圖5所示。

圖5 管理子系統(tǒng)功能圖

按照系統(tǒng)功能模塊圖，該系統(tǒng)采用VS2010作為前臺開發(fā)工具，SQL Server2008作為后臺數(shù)據(jù)庫管理工具，實(shí)現(xiàn)各子系統(tǒng)功能的設(shè)計，從命題、考試、閱卷等各環(huán)節(jié)替代傳統(tǒng)的卷面考核方式。

3 系統(tǒng)主要功能的實(shí)現(xiàn)

3.1 考生用戶身份驗(yàn)證

考試子系統(tǒng)采用兩層架構(gòu)，即服務(wù)器和客戶端。其中，服務(wù)器端保存考生的信息、試題以及考生提交的答案?？荚嚂r，每位考生輸入學(xué)號、姓名，經(jīng)連接服務(wù)器端驗(yàn)證后，方可登錄考試系統(tǒng)開始考試，若學(xué)號、姓名其中有一個不正確或空缺均不能成功登錄?？荚嚨卿浗缑嫒鐖D6所示。

圖6 考試系統(tǒng)登錄界面

為了防止考生在考試過程中擅自重復(fù)登錄考試系統(tǒng)的情況出現(xiàn)，在考生用戶登錄考試系統(tǒng)時，除了進(jìn)行學(xué)號、姓名的正確性驗(yàn)證外，同時還需進(jìn)行考試狀態(tài)驗(yàn)證。我們在數(shù)據(jù)庫中設(shè)置了考試狀態(tài)字段，考生未參加考試時考試狀態(tài)字段值為“未考”，考生成功登錄則考試狀態(tài)字段值變?yōu)椤霸诳肌?，考生成功交卷后考試狀態(tài)字段值變?yōu)椤耙芽肌?。另外，按照學(xué)校教學(xué)管理規(guī)定，曠課學(xué)時超課程總學(xué)時三分之一的學(xué)生取消課程期末考核資格，所以對于曠課學(xué)時超課程總學(xué)時三分之一的考生考試狀態(tài)字段值設(shè)置為“曠課”，只有考試狀態(tài)字段值為“未考”才可以正常登錄考試系統(tǒng)進(jìn)行考試?？荚囘^程中，如果考生因機(jī)器故障等客觀原因?qū)е驴荚囍袛嗟?，?jīng)監(jiān)考教師核實(shí)，由系統(tǒng)管理員修改考試狀態(tài)后，該考生可以重新參加考試。

3.2 操作題信息的顯示

為了使考生更好地理解操作類試題要求，對于 Word、Excel、PowerPoint三類操作題，除了通過文字方式描述操作要求外，在系統(tǒng)中還采用圖片形式給出設(shè)計好的效果模板。首先，在數(shù)據(jù)庫相應(yīng)試題表格中增加“答案模板”字段，類型為Image，詳見下表（以Word操作題為例）。

表1 Word操作題試題表（OperationW）

在試題錄入時，將答案模板上傳至題庫進(jìn)行保存。在生成試卷時，通過引入Office組件Imports Microsoft.Office.Core，并通過輸入輸出數(shù)據(jù)流獲得答案模板的圖片顯示到考試終端，供考生參考。以下是從獲得Word操作題答案模板圖片的部分代碼。

Sub Get_WTemplet()//獲取操作題答案模板圖片（以Word為例）

……

//連接數(shù)據(jù)庫

……

//填充數(shù)據(jù)集

Dim MyBytes As Byte（） =MySet.Tables（0）.Rows（0）（"OpW_Templet"）

Dim MyStream As New System.IO.MemoryStream（MyBytes）

Dim Img As New Bitmap（MyStream）

Me.PictureBox1.Image=Img

//獲得圖片文件，并顯示到答題界面上相應(yīng)控件處

Img.Save（WordTempletFile， System.Drawing.Imaging.ImageFormat.Jpeg）

//保存圖片文件至本地試題文件夾

……

//關(guān)閉數(shù)據(jù)庫連接

End Sub

3.3 考試過程重要信息的本地存儲

在每位考生參加考試的過程中，均需要訪問服務(wù)器上的數(shù)據(jù)庫獲取或存儲相應(yīng)數(shù)據(jù)信息，為了減小服務(wù)器的壓力、盡可能地減少考試過程中發(fā)生的異常情況，考試系統(tǒng)在設(shè)計的過程中充分利用C/S模式的優(yōu)勢，只在考試開始和考試結(jié)束時連接服務(wù)器、訪問數(shù)據(jù)庫。

在考試開始時，當(dāng)考生成功登錄系統(tǒng)后，系統(tǒng)即為每位考生隨機(jī)生成試卷，并保存到本地磁盤上，這樣考試過程中如果網(wǎng)絡(luò)出現(xiàn)異常將不會影響到考生考試的正常進(jìn)行。在同一場考試中，大部分考生考試的交卷時間相對集中，此時服務(wù)器壓力較大，在該系統(tǒng)的測試階段，就出現(xiàn)過因?yàn)榫W(wǎng)絡(luò)異常，導(dǎo)致少數(shù)考生未能成功交卷的情況。經(jīng)系統(tǒng)開發(fā)小組討論研究，系統(tǒng)中增加了將考生答題結(jié)果備份到本地的功能，將提交試卷過程中可能出現(xiàn)異常情況的風(fēng)險降到最低。

3.4 考試倒計時及自動交卷功能

圖7 考試系統(tǒng)主界面

考生成功登錄時，系統(tǒng)完成試卷生成并保存到客戶端機(jī)器，進(jìn)入如圖7所示考試系統(tǒng)主界面，考生在閱讀完考試須知后，即可點(diǎn)擊“開始考試并計時”按鈕開始答題。單擊“開始考試并計時”后，倒計時功能、各類題目答題按鈕以及交卷按鈕即啟用，每位考生可以根據(jù)個人偏好選擇從任一種題型開始答題。

考試過程中，考生答題結(jié)果均保存在本地文件中，在考生在做完所有題目后，可以點(diǎn)擊“交卷”按鈕提交答案；若考試結(jié)束時，考生仍未手動交卷，系統(tǒng)將自動交卷。

3.5 試卷批閱功能

在線考試系統(tǒng)設(shè)計中，試卷的批閱功能是較為困難的環(huán)節(jié)之一。本文在線考試系統(tǒng)試卷批閱功能根據(jù)題型不同分別實(shí)現(xiàn)如下：

3.5.1 單選題批閱

單選題作為標(biāo)準(zhǔn)化的客觀試題，由于每題的答案是唯一的，對單選題的批閱，由系統(tǒng)通過讀取學(xué)生提交試卷的答案與數(shù)據(jù)庫中存儲的標(biāo)準(zhǔn)答案進(jìn)行比較，只有完全相同的考生答案才可以得分，否則記零分。在閱卷子系統(tǒng)中，閱卷教師只需點(diǎn)擊“選擇題批閱”按鈕，即可完成所有交卷考生選擇題的自動批閱。

3.5.2 填空題、簡答題批閱

填空題、簡答題的答案具有一定主觀性，在對此類試題批閱時，閱卷子系統(tǒng)分別將考生答案和試題數(shù)據(jù)庫中的標(biāo)準(zhǔn)答案以及評分標(biāo)準(zhǔn)讀出來同時顯示在閱卷界面上，由閱卷教師評定后選擇得分選項(xiàng)。

3.5.3 Office操作題批閱

Office操作題包括Word、Excel、PowerPoint三類，在考生提交答案時是分別以三個相應(yīng)類型文件形式保存至數(shù)據(jù)庫中，在對該類試題批閱時，閱卷教師打開考生提交的答案文件，根據(jù)評分標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行人工批閱，最后確定得分情況，并提交至閱卷系統(tǒng)。

目前，該系統(tǒng)試題批閱功能暫未實(shí)現(xiàn)全自動化，這是我們今后還需繼續(xù)研究的方向，如對填空題、簡答題的批閱可以考慮采用字符匹配算法，在Office操作題批閱中，可運(yùn)用COM技術(shù)、創(chuàng)建OLE對象、調(diào)用VBA接口等方法，從而實(shí)現(xiàn)試卷批閱的全自動化。

3.6 考生信息批量導(dǎo)入

在考試子系統(tǒng)中，充分考慮實(shí)際操作中的不同需求，對于考生信息添加既可以單個添加，也可批量導(dǎo)入。在批量導(dǎo)入操作中，用戶需要按照給定模板把需要導(dǎo)入的信息保存至Excel文件中，然后點(diǎn)擊“批量添加”按鈕即可完成考生信息的批量導(dǎo)入。

4 系統(tǒng)測試

系統(tǒng)在正式投入使用之前，我們進(jìn)行了嚴(yán)格的測試。測試過程中包括各子系統(tǒng)功能的測試和子系統(tǒng)之間的聯(lián)調(diào)測試。測試內(nèi)容涵蓋了功能測試、性能測試、模塊兼容性測試以及壓力測試等。在測試過程中，我們重點(diǎn)測試用戶數(shù)量最多的考試子系統(tǒng)，對于測試中發(fā)現(xiàn)的問題，分別從軟、硬件方面進(jìn)行優(yōu)化，學(xué)校網(wǎng)絡(luò)中心為本系統(tǒng)提供了專用服務(wù)器，系統(tǒng)響應(yīng)時間較短，壓力測試性能良好，并發(fā)用戶200-300個均能正常運(yùn)行，確保了系統(tǒng)實(shí)際投入使用時的穩(wěn)定性。

5 結(jié)論

通過系統(tǒng)測試、部署安裝，該考試系統(tǒng)于2012年12月正式在安徽中澳科技職業(yè)學(xué)院所有專業(yè)的計算機(jī)基礎(chǔ)課程考核中投入使用，目前已累計完成近八千人次考生的計算機(jī)基礎(chǔ)課程在線考試工作。從學(xué)生考核過程來看，學(xué)生對這種信息化考核方式興趣更高；從考核效果看，學(xué)生對計算機(jī)基本知識、基本技能的掌握較好，計算機(jī)基礎(chǔ)課程考核結(jié)果的首次通過率大大提高。綜合來看，此種考核方式較真實(shí)地反映了計算機(jī)基礎(chǔ)這門課程教與學(xué)的實(shí)際情況，較好地實(shí)現(xiàn)了該課程的培養(yǎng)目標(biāo)。同時，經(jīng)過多次考試的積累，該課程的試題庫基本已經(jīng)建成，大大降低授課教師的命題工作量。閱卷環(huán)節(jié)實(shí)現(xiàn)了客觀題自動閱卷、操作題隨機(jī)分配給閱卷教師進(jìn)行人工批閱，在一定程度上提高了考試效率，取得了預(yù)期效果。

當(dāng)然，在線考試系統(tǒng)的建設(shè)是一項(xiàng)長期的工程，需在積累實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)、綜合分析的基礎(chǔ)上不斷完善設(shè)計思路、更新技術(shù)，逐步優(yōu)化系統(tǒng)功能。目前該在線考試系統(tǒng)的生成試卷功能，是采用隨機(jī)選題算法，造成試題出現(xiàn)一定的重復(fù)率，在實(shí)際應(yīng)用中，可根據(jù)考核內(nèi)容所占比重、試題的難度系數(shù)等信息，采用更有效的算法選擇試題組成試卷，使在線考試系統(tǒng)更符合課程實(shí)際考核需要。另外，試卷批閱功能還需進(jìn)一步完善。

[1]丁為民，鄒海，唐瑞華.大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)課程上機(jī)考試系統(tǒng)設(shè)計[J].巢湖學(xué)院學(xué)報，2011，（3）:41-44.

[2]謝莉莉，李勤，張榮新，等.計算機(jī)基礎(chǔ)課程考試系統(tǒng)的開發(fā)與應(yīng)用[J].計算機(jī)教育，2010，（16）:156-159.

[3]羅紅金，劉三星.基于.NET的《計算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)》課程教學(xué)與考試系統(tǒng)的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)[J].現(xiàn)代計算機(jī)，2012，（1）:73-80.

[4]朱越來.《計算機(jī)應(yīng)用基礎(chǔ)》課程的無紙化考試系統(tǒng)的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)[D].長春:吉林大學(xué)，2015.

[5]檀小璐.大學(xué)計算機(jī)基礎(chǔ)考試系統(tǒng)的分析與設(shè)計[D].秦皇島:燕山大學(xué)，2013.

[6]王晟.Visual Basic.NET數(shù)據(jù)庫開發(fā)經(jīng)典案例解析[M].北京：清華大學(xué)出版社，2006.

[7]史永哲.大型在線考試系統(tǒng)的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)[J].電子設(shè)計工程，2016，（7）:141-147.

THE DESIGN AND IMPLEMENTATION OF ONLINE EXAMINATION SYSTEM OF COMPUTER BASIC COURSES BASED ON.NET

SONG Shi-jun
（Anhui Zhongao Institute of Technology， Hefei Anhui 230041）

On the basis of analyzing the disadvantages of traditional examination methods,combining with the characteristics of computer basic courses,an online examination system for the computer basic courses is designed and developed.The system is applied in Anhui Zhongao Institute of Technology and the effectiveness of the test system has been proved by practice.

Online examination system；VB.NET；Computer basis

TP311.52

A

：1672-2868（2017）03-0050-05

責(zé)任編輯：陳 侃

2017-04-17

安徽省質(zhì)量工程軟件技術(shù)特色專業(yè)建設(shè)項(xiàng)目（皖教高[2011]5號174）

宋世?。?978-），女，安徽桐城人。安徽中澳科技職業(yè)學(xué)院信息工程與藝術(shù)設(shè)計系，講師。研究方向：計算機(jī)教學(xué)研究、計算機(jī)技術(shù)及應(yīng)用研究。