在線(xiàn)考試及試卷分析系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

金圣道

摘要 隨著高校學(xué)生數(shù)量的激增，需要管理的信息數(shù)據(jù)也成倍增加，因此提高數(shù)據(jù)管理的自動(dòng)化水平勢(shì)在必行。本設(shè)計(jì)集成了在線(xiàn)考試、自動(dòng)評(píng)卷和試卷分析，能夠?qū)崿F(xiàn)學(xué)生的在線(xiàn)考試，從而擺脫紙質(zhì)考試;并且能夠?qū)υ嚲硇畔⒎治龉芾恚瑥亩w提高教學(xué)管理水平。

【關(guān)鍵詞】數(shù)據(jù)管理 在線(xiàn)考試 試卷分析

隨著信息化時(shí)代到來(lái)，網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用也更加普遍。許多機(jī)構(gòu)高校順應(yīng)了時(shí)代潮流，采用新技術(shù)和新設(shè)備實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程教育系統(tǒng)，能夠使信息更快地傳遞給更多的人。為了選拔人才或技術(shù)考核，學(xué)?；蛟S多工作部門(mén)需要制定考試任務(wù)，但大多數(shù)還在延續(xù)傳統(tǒng)的紙質(zhì)答題方式。該方式不僅增加了出題人的工作量，更重要的是不能保證質(zhì)量和試卷評(píng)判的準(zhǔn)確率，達(dá)到真正考核的目的。為了解決上述問(wèn)題，利用計(jì)算機(jī)技術(shù)實(shí)現(xiàn)在線(xiàn)考試和試卷分析是一個(gè)有效的方案，不僅可以提高相關(guān)工作人員的效率，提高試卷的質(zhì)量和評(píng)判的準(zhǔn)確率，簡(jiǎn)化考試方式，還可以使學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)產(chǎn)生濃厚興趣。

1 系統(tǒng)需求分析

1.1 可行性分析

在設(shè)計(jì)在線(xiàn)考試及試卷分析系統(tǒng)之前需要考慮方案的可行性，包括經(jīng)濟(jì)方面和技術(shù)方面。

1.1.1 經(jīng)濟(jì)可行性

經(jīng)濟(jì)可行性實(shí)質(zhì)就是設(shè)計(jì)該方案需要投入的資金數(shù)目與其帶來(lái)的效益是否平衡?？紤]到當(dāng)前的硬件設(shè)施已比較完善，不需要進(jìn)行后續(xù)研發(fā)，因此設(shè)計(jì)該系統(tǒng)只需要在軟件研發(fā)上面投入一定的資金，即該系統(tǒng)在經(jīng)濟(jì)上完全可行。

1.1.2 技術(shù)可行性

技術(shù)可行性主要就是從用戶(hù)方面考慮，設(shè)計(jì)出的系統(tǒng)所具有的功能是否可以滿(mǎn)足當(dāng)前用戶(hù)的需求。由于計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的突出優(yōu)勢(shì)，許多領(lǐng)域已經(jīng)對(duì)該技術(shù)進(jìn)行了深入研究并將其投入使用，并取得了不錯(cuò)的效果。而且人們掌握了應(yīng)用各種軟件研發(fā)技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)設(shè)備的功能和控制，該技術(shù)也已應(yīng)用在許多方面。因此，該系統(tǒng)在技術(shù)上完全可行。

1.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)

本文設(shè)計(jì)的在線(xiàn)考試及試卷分析系統(tǒng)要完成以下三個(gè)目標(biāo)：

（1）系統(tǒng)要方便用戶(hù)使用，操作簡(jiǎn)易，可以真正減少用戶(hù)工作量;

（2）系統(tǒng)前端可以供學(xué)生登陸，進(jìn)行注冊(cè)賬號(hào)、在線(xiàn)答題和查詢(xún)考試結(jié)果等;

（3）系統(tǒng)后臺(tái)用于教師登陸，在登陸后可以對(duì)學(xué)生答題情況進(jìn)行審閱和管理等。

2 系統(tǒng)概要設(shè)計(jì)

2.1 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

將考試系統(tǒng)設(shè)計(jì)為無(wú)紙化模式旨在減輕人力勞動(dòng)和提高考試質(zhì)量以及方便后續(xù)統(tǒng)計(jì)和管理。該系統(tǒng)利用計(jì)算機(jī)技術(shù)將整個(gè)系統(tǒng)分成6個(gè)模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)，如圖1所示，這6個(gè)模塊對(duì)應(yīng)6中不同的功能，包括考務(wù)管理、題庫(kù)管理、組卷管理、在線(xiàn)考試、閱卷管理和試卷分析。

其中題庫(kù)管理和組卷管理是出題之前所做的準(zhǔn)備工作，閱卷功能可以實(shí)現(xiàn)選擇題的自動(dòng)評(píng)分。

試卷分析功能是將閱卷后得到的成績(jī)進(jìn)行相應(yīng)的分析和處理，加以匯總及詳細(xì)研究，把看似雜亂無(wú)章的大量數(shù)據(jù)進(jìn)行信息集中和提煉，從而得出其中的內(nèi)在含義，根據(jù)相應(yīng)的指標(biāo)（如排序、求平均分、最高分、最低分、及格率等）反映學(xué)術(shù)學(xué)習(xí)的真實(shí)狀況。通過(guò)試卷分析功能不僅可以讓出題人更直觀地了解學(xué)生的真實(shí)水平，更重要的是可以讓學(xué)生認(rèn)識(shí)到自己欠缺的地方和后期學(xué)習(xí)的主要內(nèi)容?？紕?wù)管理功能的功能是將試卷分析所得到的潛在信息進(jìn)行整理后存到數(shù)據(jù)庫(kù)，以備后續(xù)出題提供依據(jù)和方向。

本系統(tǒng)在實(shí)現(xiàn)過(guò)程中主要的活動(dòng)者就是教師，也就是說(shuō)教師是該系統(tǒng)的主要用戶(hù)。該系統(tǒng)的功能可以簡(jiǎn)單分為報(bào)表輸出和試卷評(píng)價(jià)兩個(gè)過(guò)程來(lái)實(shí)現(xiàn)，其中的試卷評(píng)價(jià)可進(jìn)一步分為選擇分析策略、試卷分析和試題分析等。上述的選擇分析策略一般按照考試科目、題型和所屬班級(jí)三個(gè)方面。

2.2 系統(tǒng)的架構(gòu)設(shè)計(jì)

系統(tǒng)的架構(gòu)設(shè)計(jì)主要是采用J2EE技術(shù)體系，該體系內(nèi)的技術(shù)有JSP、Servlet、WebService等。以上技術(shù)的不斷發(fā)展使網(wǎng)絡(luò)開(kāi)發(fā)和使用奠定了基礎(chǔ)。當(dāng)前主要研究問(wèn)題是如何將這些技術(shù)應(yīng)用到實(shí)際產(chǎn)品，更好地發(fā)揮其自身價(jià)值。

評(píng)價(jià)軟件好壞的標(biāo)準(zhǔn)主要是看它的整體架構(gòu)好壞。一個(gè)好的系統(tǒng)架構(gòu)表現(xiàn)在程序可讀性強(qiáng)，實(shí)現(xiàn)過(guò)程清晰等。另外由于系統(tǒng)要實(shí)現(xiàn)的功能較多，設(shè)計(jì)較為復(fù)雜而且要隨后續(xù)的使用或技術(shù)的改進(jìn)進(jìn)行不斷的更新，因此架構(gòu)的通用性也是衡量好壞的一個(gè)重要標(biāo)準(zhǔn)。目前開(kāi)發(fā)出的較成功的三大框架分別是Struts、Hibemate和Spring，其中由于Struts采用的是模塊化設(shè)計(jì)，靈活性和重用性較高，因此該框架應(yīng)用最廣泛。

本文設(shè)計(jì)的系統(tǒng)采用的設(shè)計(jì)模式是MVC三層架構(gòu)模式，分為模型層、視圖層和控制層，這三層均有自己各自的任務(wù)。模型層是核心內(nèi)容，該層的任務(wù)最多，用于制定業(yè)務(wù)規(guī)則。視圖層用于顯示數(shù)據(jù)，是系統(tǒng)和用戶(hù)之間進(jìn)行交互的模塊?？刂茖佑糜诮邮蛰斎胫噶?，調(diào)用對(duì)應(yīng)的模型和視圖滿(mǎn)足用戶(hù)需求。

2.3 系統(tǒng)的數(shù)據(jù)模型設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)模型的設(shè)計(jì)是基于系統(tǒng)分析，是一種抽象到具體的過(guò)程。系統(tǒng)數(shù)據(jù)模型建立目的是將分析得到的信息轉(zhuǎn)化成能夠?qū)嵤┑募夹g(shù)方案，并結(jié)合到系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)和各子程序設(shè)計(jì)當(dāng)中。本設(shè)計(jì)是基于B/S多層結(jié)構(gòu)的試卷分析系統(tǒng)，能夠?yàn)橄乱浑A段系統(tǒng)設(shè)計(jì)和實(shí)施提供必要的技術(shù)方案和技術(shù)資料。

本系統(tǒng)設(shè)計(jì)中涉及到的實(shí)體包括用戶(hù)表實(shí)體、學(xué)校教師信息實(shí)體、各班級(jí)課程信息實(shí)體、各班級(jí)學(xué)校成績(jī)信息實(shí)體、學(xué)生個(gè)人信息實(shí)體、院系和任課類(lèi)別實(shí)體。下面對(duì)上述實(shí)體含義具體闡述。

（1）用戶(hù)實(shí)體的兩個(gè)屬性分別為用戶(hù)名和用戶(hù)密碼。其中用戶(hù)名主要包括管理員用戶(hù)名和普通教師用戶(hù)名，另外用戶(hù)實(shí)體還具有電子郵件、用戶(hù)具體狀態(tài)和聯(lián)系方式等屬性。

（2）教師用戶(hù)信息主要有四個(gè)屬性，分別為教師用戶(hù)名、身份證信息、教師姓名和賬戶(hù)密碼。其中教師的用戶(hù)名為分配在校每個(gè)教師的教師編號(hào)，身份證信息、教師姓名則是用于確保教師身份的唯一性。

（3）課程實(shí)體主要包括六個(gè)屬性，分別為教師編號(hào)、開(kāi)設(shè)課程院系、學(xué)年、學(xué)期、課程名稱(chēng)和課程號(hào)，其中教師編號(hào)白含有教師信息，開(kāi)設(shè)課程院系包含學(xué)生所在學(xué)習(xí)。

（4）成績(jī)成體包括七個(gè)屬性，分別為開(kāi)設(shè)課程院系、學(xué)生學(xué)號(hào)和班號(hào)、課程編號(hào)、課程名稱(chēng)、學(xué)生成績(jī)和記錄方式，其中學(xué)生學(xué)號(hào)和班號(hào)包含了學(xué)生相關(guān)信息，院系包含教師信息。

（5）學(xué)生實(shí)體包括七個(gè)屬性，分別為學(xué)生身份號(hào)、出生年月、籍貫、專(zhuān)業(yè)編號(hào)、班號(hào)、學(xué)號(hào)和學(xué)生姓名信息。其中前三者組成學(xué)生自身信息，后四部門(mén)包含試卷成績(jī)等相關(guān)信息。

（6）試卷實(shí)體屬性較多，其中試卷分?jǐn)?shù)、客觀題和主觀題分?jǐn)?shù)、試卷總題數(shù)和試卷類(lèi)型組成了試卷信息;另外考試院系、課程變換、學(xué)科名稱(chēng)、學(xué)分、學(xué)時(shí)、考試時(shí)間組成課程具體信息;另外還包括考生人數(shù)、班級(jí)名稱(chēng)和教師姓名信息。

3 系統(tǒng)的詳細(xì)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

3.1 主要模塊實(shí)現(xiàn)

試卷的分析評(píng)價(jià)主要包括三個(gè)方面，其中試卷的質(zhì)量分析是通過(guò)對(duì)試卷分?jǐn)?shù)的統(tǒng)計(jì)整理，得到的信度、標(biāo)準(zhǔn)差、難度、區(qū)分度等指標(biāo)進(jìn)行評(píng)價(jià)，以上指標(biāo)分析評(píng)價(jià)可以通過(guò)軟件程序的腳本實(shí)現(xiàn);試題分析與試卷質(zhì)量分析的方式基本類(lèi)似，通過(guò)對(duì)試卷中各個(gè)小題的得分統(tǒng)計(jì)整理，進(jìn)而得出試卷難度，完成試題分析;而試卷分析是依據(jù)之前已經(jīng)錄入的信息進(jìn)行分析，從試題名稱(chēng)、成績(jī)單、課程表和試題詳細(xì)信息中獲取的數(shù)據(jù)分析處理。

3.2 主要模塊實(shí)現(xiàn)

依據(jù)上述原理，本設(shè)計(jì)基于J2EE技術(shù)并初步實(shí)現(xiàn)了在線(xiàn)考試和試卷分析系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，該系統(tǒng)的原有模型實(shí)現(xiàn)了用戶(hù)的注冊(cè)和登錄、試卷信息的逐份錄入、對(duì)試卷的分析評(píng)價(jià)和試卷分析處理的結(jié)果輸出等，由于各個(gè)試卷信息不一致，所以在對(duì)試卷成績(jī)信息的錄入前要先進(jìn)行試卷信息的錄入，并且要確保試卷信息的正確性，若出錯(cuò)則會(huì)導(dǎo)致試卷信息的錄入不成功。另外試卷信息錄入時(shí)需要錄入一些附加信息，如院系等。圖2為在線(xiàn)考試及試卷分析系統(tǒng)的試卷管理界面。

4 結(jié)束語(yǔ)

本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了考試由紙質(zhì)向電子化轉(zhuǎn)變，為在校學(xué)校和教師提供了一個(gè)集考試、分析的平臺(tái)。電子化的考試方式擺脫了對(duì)紙質(zhì)的依賴(lài)，在減輕環(huán)境污染的同時(shí)也節(jié)約了成本;此外，通過(guò)試卷數(shù)據(jù)的分析挖掘能夠?yàn)橐院蟮慕虒W(xué)等工作提供參考依據(jù)，不斷改正教學(xué)問(wèn)題，提高教學(xué)質(zhì)量。

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