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

吳光成

摘要：本文介紹了基于.NET的在線考試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。首先描述了在線考試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思路，然后重點(diǎn)闡述了在線考試系統(tǒng)自由組卷和隨機(jī)抽題的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)效果。文中提出采用OMath對(duì)象實(shí)現(xiàn)數(shù)學(xué)公式轉(zhuǎn)換為圖片的導(dǎo)入，在信息應(yīng)用系統(tǒng)中對(duì)于Word格式數(shù)據(jù)導(dǎo)入的開發(fā)具有重要的參考價(jià)值。

關(guān)鍵詞：考試系統(tǒng)；導(dǎo)入；抽題；組卷規(guī)則

中圖分類號(hào)：G710 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2018）22-0094-02

一、引言

考試是課程教學(xué)中一個(gè)重要的環(huán)節(jié)?？荚嚨哪康囊皇菫榱藱z查學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解、掌握情況，二是為教師提供數(shù)據(jù)分析的重要依據(jù)。學(xué)生考試成績的分布情況，不但反映其對(duì)教學(xué)內(nèi)容和應(yīng)掌握知識(shí)的分析、理解、吸收、運(yùn)用的能力，更反映教師對(duì)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)組織、教學(xué)方法及手段的把握和運(yùn)用。本系統(tǒng)立足解決考試的實(shí)際問題，從高職院校考試的實(shí)際需求出發(fā)，開發(fā)能適應(yīng)高職院校考試的在線考試系統(tǒng)。該考試系統(tǒng)的開發(fā)集試題及學(xué)生信息的導(dǎo)入、根據(jù)組卷規(guī)則隨機(jī)抽題組卷、在線考試及成績分析于一體，從而服務(wù)教學(xué)工作，并為學(xué)校相關(guān)部門的教育決策提供重要的參考依據(jù)。

二、在線考試系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

在線考試系統(tǒng)由基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理模塊、試題模塊、試卷模塊、考試模塊、系統(tǒng)管理模塊五大模塊組成。本系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)了試題的導(dǎo)入、學(xué)生信息導(dǎo)入、組卷規(guī)則設(shè)置、在線考試、成績的導(dǎo)出和統(tǒng)計(jì)分析等功能，滿足了在線考試的基本要求。本系統(tǒng)采用三層結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，分別對(duì)應(yīng)表示層、應(yīng)用層和數(shù)據(jù)層。表示層作為用戶輸入和獲取數(shù)據(jù)的窗口，由Web頁面組成；數(shù)據(jù)層定義和維護(hù)數(shù)據(jù)的完整性和安全性，響應(yīng)訪問數(shù)據(jù)的請(qǐng)求，由數(shù)據(jù)庫服務(wù)器實(shí)現(xiàn)，如SQL Server等；而應(yīng)用層則是聯(lián)系表示層和數(shù)據(jù)層的橋梁，它響應(yīng)表示層的用戶請(qǐng)求，執(zhí)行任務(wù)并且從數(shù)據(jù)層獲取數(shù)據(jù)傳送給表示層。

三、基于.NET實(shí)現(xiàn)在線考試系統(tǒng)

本系統(tǒng)面向的對(duì)象是各高職院校，所以它的界面設(shè)計(jì)以方便用戶使用為原則。該系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)試題的導(dǎo)入、組卷規(guī)則設(shè)置、在線考試、成績的導(dǎo)出和統(tǒng)計(jì)分析等功能。下面我們將逐一展開討論。

1.需求分析和目標(biāo)。使用考試系統(tǒng)的角色分為三類：管理員、教師和學(xué)生。管理員負(fù)責(zé)維護(hù)服務(wù)器上各種原始數(shù)據(jù)，查看各科成績及統(tǒng)計(jì)分析報(bào)表；教師是指使用該系統(tǒng)的老師，他們可以使用本系統(tǒng)的所教科目試題的導(dǎo)入、設(shè)置組卷規(guī)則、評(píng)閱主觀題、查看學(xué)生該科目的成績及統(tǒng)計(jì)分析等；學(xué)生使用該平臺(tái)進(jìn)行在線考試、查看考試成績等功能。具體設(shè)計(jì)目標(biāo)如下：（1）基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理（科目、章節(jié)、難度系數(shù)），提供CRUD等操作。（2）試題管理（單選題、多選題、判斷題、填空題、問答題），提供CRUD等操作，其中試題導(dǎo)入需要考慮導(dǎo)入圖片、數(shù)學(xué)公式。（3）試卷管理（組卷規(guī)則設(shè)定、試卷的導(dǎo)出），針對(duì)組卷規(guī)則需要提供CRUD操作。（4）考試模塊（學(xué)生信息導(dǎo)入、成績導(dǎo)出和統(tǒng)計(jì)分析、學(xué)生考試）。①學(xué)生信息由教務(wù)系統(tǒng)導(dǎo)出；②成績導(dǎo)出到Excel文件中；③學(xué)生考試支持1000人同時(shí)考試，開始考試之后系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)時(shí)，時(shí)間一到自動(dòng)交卷。考試中途計(jì)算機(jī)死機(jī)、掉電學(xué)生所做的答案需要保存。

2.基于.NET的三層架構(gòu)實(shí)現(xiàn)。本系統(tǒng)采用三層結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)，所有用戶通過統(tǒng)一的應(yīng)用界面進(jìn)行交互。業(yè)務(wù)層技術(shù)由類庫完成，它由應(yīng)用服務(wù)器IIS加載，用C#進(jìn)行開發(fā)，通過建立有效的數(shù)據(jù)庫連接機(jī)制可以很容易處理大量客戶連接?；?NET的數(shù)據(jù)庫訪問技術(shù)采用ADO.NET技術(shù)實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫接口。WebForm和C#類庫是分別實(shí)現(xiàn)表示層和應(yīng)用層，WebForm由IIS加載，C#類庫則是運(yùn)行在.NET Framework平臺(tái)。本平臺(tái)的每個(gè)功能模塊由C#類來實(shí)現(xiàn)，通過公共的數(shù)據(jù)庫訪問類DataAccess和服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫進(jìn)行交互。

3.關(guān)鍵功能技術(shù)實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)。本系統(tǒng)關(guān)鍵功能主要包含試題導(dǎo)入、隨機(jī)抽題、在線考試三個(gè)部分。下面我們就對(duì)這些方法進(jìn)行詳細(xì)的闡述。（1）試題導(dǎo)入。本系統(tǒng)的試題導(dǎo)入主要分為兩個(gè)方面，一個(gè)方面是純文本數(shù)據(jù)的導(dǎo)入，另一個(gè)方面是含有圖片及數(shù)學(xué)公式的數(shù)據(jù)導(dǎo)入。我們?cè)诖酥饕獙?duì)數(shù)學(xué)公式數(shù)據(jù)的導(dǎo)入進(jìn)行分析。數(shù)學(xué)公式通過OMath對(duì)象進(jìn)行判斷，需要轉(zhuǎn)換成圖片保存在服務(wù)器上。由于要與相應(yīng)的試題對(duì)應(yīng)，因此在Word中需要表格進(jìn)行定位。讀數(shù)學(xué)公式具體的代碼片斷如下：

Word.OMaths oms=table.Cell（row，col）Range.OMaths；

foreach （Word.OMath om in oms）{

byte[] math=（byte[]）om.Range.EnhMetaFileBits；//將公式轉(zhuǎn)換成字節(jié)數(shù)組

MemoryStream ms =new MemoryStream（math）； //轉(zhuǎn)換成內(nèi)存流

Image im=System.Drawing.Image.FromStream（ms）；

list.Add（im）；

}

（2）隨機(jī)抽題。隨機(jī)抽題主要是使用SQL Server的newid（）函數(shù)完成，為了保證效率，因此采用存儲(chǔ)過程實(shí)現(xiàn)。具體是通過讀取該門課程的組卷到游標(biāo)中，然后遍歷游標(biāo)，根據(jù)章節(jié)按照試題數(shù)量、難度系數(shù)讀取試題數(shù)據(jù)，得到一個(gè)由多個(gè)table構(gòu)成的DataSet，將其綁定到Repeater中，在Web頁面呈現(xiàn)出來。（3）在線考試。在線考試由于要保證1000人同時(shí)考試，因此沒有采用Session保存學(xué)生信息，可以通過Cookie進(jìn)行保存。為了保證考生的考試數(shù)據(jù)不丟失，所以采用的考生做一道題就保存答案。數(shù)據(jù)是綁定在Repeater中的，所以在Repeater的ItemCreated事件中為每一個(gè)選項(xiàng)按鈕設(shè)定事件，將對(duì)應(yīng)的答案寫入數(shù)據(jù)庫。

因?yàn)榭忌孔鲆坏涝囶}的時(shí)候都需要與數(shù)據(jù)庫進(jìn)行交互，所以需要考慮與服務(wù)器交互量過大的問題。本系統(tǒng)是部署的硬件環(huán)境是一臺(tái)數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、三臺(tái)Web應(yīng)用服務(wù)器（IIS），經(jīng)過近三年的運(yùn)行，基本上能夠滿足考試要求。當(dāng)然，也可以將考生的試題答案寫在本地文件中，最后提交試卷的時(shí)候再統(tǒng)一提交。但這樣也需要考慮兩個(gè)問題：一是本地考試機(jī)死機(jī)了不能重新啟動(dòng)，二是如果所有考生都在考試結(jié)束統(tǒng)一提交試卷，服務(wù)器的峰值會(huì)非常高。

四、結(jié)束語

四川交通職業(yè)技術(shù)學(xué)院應(yīng)用該考試系統(tǒng)，能夠有效地進(jìn)行考試，綜合該系統(tǒng)的研究與開發(fā)，主要取得以下成果：

1.根據(jù)高職院?？荚嚨奶攸c(diǎn)，結(jié)合對(duì)考試的相關(guān)理論及.NET技術(shù)的研究，進(jìn)行了系統(tǒng)的需求分析，提出了與之對(duì)應(yīng)的實(shí)現(xiàn)方案。

2.通過對(duì)存儲(chǔ)過程的研究，應(yīng)用存儲(chǔ)過程，實(shí)現(xiàn)了對(duì)數(shù)據(jù)庫高效靈活地進(jìn)行訪問，提高了系統(tǒng)的運(yùn)行效率。

3.通過.NET的研究，實(shí)現(xiàn)了圖片和數(shù)學(xué)公式的導(dǎo)入。

本文設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)了基礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理模塊、試題管理管理模塊、試卷管理模塊、考試管理模塊、系統(tǒng)數(shù)據(jù)管理模塊等功能模塊，運(yùn)行在Windows 2008 Server上面，經(jīng)過近三年的運(yùn)用，運(yùn)行效果良好。

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