基于B/S架構(gòu)的在線考試系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)

孫昕 劉紅根 張海 唐盼盼

隨著教育信息化浪潮的推動，在線考試系統(tǒng)是教育改革和信息化發(fā)展的必然趨勢。本文首先闡述了基于B/S架構(gòu)的在線考試系統(tǒng)需求，然后分析了在線考試系統(tǒng)的主要功能模塊設(shè)計、最后對系統(tǒng)的關(guān)鍵部分做了說明。

一、引言

隨著互聯(lián)網(wǎng)和Web技術(shù)的發(fā)展，教育信息化也隨之蓬勃發(fā)展起來.在線考試系統(tǒng)是目前學(xué)校信息化的一個趨勢， 它將教師從煩瑣的出卷和閱卷活動中解放出來， 減輕了教師的工作負(fù)擔(dān)， 提高了出卷、閱卷效率和閱卷的準(zhǔn)確度， 使考試工作更加規(guī)范、客觀，能全面反映教學(xué)的實際效果，同時有助于促進教學(xué)質(zhì)量的提高。

二、系統(tǒng)架構(gòu)

本系統(tǒng)的設(shè)計主要采用B/S架構(gòu)的三層結(jié)構(gòu)：客戶瀏覽器、Web服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器。瀏覽器/服務(wù)器B/S（Browser/Server）架構(gòu)是在WWW方式下實現(xiàn)信息訪問和共享的一種體系結(jié)構(gòu)。B/S架構(gòu)在線考試系統(tǒng)具備維護成本低、客戶端無須安裝、不限地點、不限設(shè)備類型、不限固定人數(shù)、防舞弊技術(shù)增強等特點，同時也因為疫情原因得到學(xué)校廣泛推廣和使用。

本系統(tǒng)在設(shè)計方面采用了Eclipse開發(fā)平臺，JSP技術(shù)，后臺數(shù)據(jù)庫采用MySQL數(shù)據(jù)庫設(shè)計。

三、需求分析

為了開發(fā)出滿足學(xué)校需求的在線考試系統(tǒng)，首先通過對學(xué)校的日?？荚?、成績管理、考務(wù)等相關(guān)工作進行調(diào)研，確定本系統(tǒng)功能分為前臺學(xué)生考試和后臺管理兩部分。前臺學(xué)生端包括在線考試、在線練習(xí)、成績查詢等。后臺管理有題庫管理、監(jiān)考管理、自動閱卷、成績管理、系統(tǒng)管理、教務(wù)管理等。本系統(tǒng)主要面向用戶是學(xué)校學(xué)生、任課老師、教務(wù)處老師、監(jiān)考老師，出題老師、系統(tǒng)管理員等用戶角色。基于先前需求分析，可以得到考試系統(tǒng)的需求目標(biāo)。

出題教師根據(jù)課程教學(xué)大綱或者考試大綱建立相關(guān)考試科目的題庫；考試前，計算機按照組卷策略從題庫中抽取題目生成試卷；監(jiān)考老師在考試時，將試卷導(dǎo)入系統(tǒng)，并打亂題號分發(fā)給學(xué)生客戶端；考生登錄，考生登錄驗證通過后，進行答題，答完后，交卷；考試后，通過自動閱卷批閱客觀題獲得成績保存在數(shù)據(jù)庫中，任課老師進行成績管理與分析。

四、系統(tǒng)設(shè)計

（一）總體設(shè)計

根據(jù)對系統(tǒng)的需求分析，使本系統(tǒng)能夠充分實現(xiàn)在線考試的功能，順利地使考生完成一次考試的流程，本系統(tǒng)層次功能如圖1所示。

（二）系統(tǒng)詳細設(shè)計

1.題庫管理模塊

出題教師在設(shè)置題庫時，可進行題目添加、刪除、修改、打印、查詢等功能。題庫信息有題目編號（主鍵）、課程編號、題目、題目類型、難度系數(shù)、分值、正確答案、章節(jié)、出題老師工號等。

2.試卷管理模塊

可以自動組卷、手動組卷。自動組卷是遵循一定策略按照課程考試大綱自動生成試卷，同時可以微調(diào)內(nèi)容，即刪除或添加某題。手動組卷是指出題老師遵循一定策略一題一題從題庫中抽取試題組成試卷。

3.考試監(jiān)考模塊

可查看考生的考試狀態(tài)，對客戶端進行分發(fā)試卷、系統(tǒng)中設(shè)置禁止考生舞弊的操作、強制收卷、舞弊處理等功能。

4.評分系統(tǒng)模塊

考生在考試時主動交卷，或時間到強制“交卷”，系統(tǒng)會實現(xiàn)自動評分。對選擇題、判斷題等客觀題，評分系統(tǒng)根據(jù)評分標(biāo)準(zhǔn)自動、準(zhǔn)確、迅速評分，分?jǐn)?shù)保存到成績表中。對于如填空、改錯題等半主觀題，采用即用多種可能答案的關(guān)鍵字組成數(shù)據(jù)組，將學(xué)生的答案與該數(shù)據(jù)組進行比較，如果一致，判斷學(xué)生答題正確。評分系統(tǒng)模塊收到上傳的操作題答案后，進行自動評分和人工評分相結(jié)合的方式。

5.考生端模塊

考生端模塊有在線練習(xí)、在線考試功能。在線練習(xí)是實現(xiàn)將教學(xué)內(nèi)容和測試題按照知識點進行分類，學(xué)生根據(jù)自己的學(xué)習(xí)要求，選取某部分知識點進行練習(xí)，完成練習(xí)后由系統(tǒng)自動評分并進行反饋，做到有針對性地復(fù)習(xí)備考。如圖2所示。

在線考試實現(xiàn)學(xué)生在規(guī)定時間內(nèi)通過賬號登錄系統(tǒng)，進行作答?？荚嚂r間倒計時。不能隨意退出，考試完成后，學(xué)生自行交卷或由系統(tǒng)規(guī)定時間內(nèi)強制交卷。如果考試過程出現(xiàn)異常情況導(dǎo)致本次考試結(jié)束，可在規(guī)定考試時間內(nèi)重新登錄繼續(xù)考試。

6.成績管理模塊：

可以進行成績管理，成績統(tǒng)計兩個功能，成績管理是考生結(jié)束考試后，系統(tǒng)對試結(jié)果進行閱卷獲取成績。并根據(jù)考試成績是否及格、缺考來判斷考生是否補考，如果未到達及格或缺考，考試狀態(tài)設(shè)置為補考、緩考，并將考生成績添加到成績表中。

成績統(tǒng)計功能可以將試卷按題型、難度系數(shù)、章節(jié)算出試卷題目的正確率。還可以按照任課老師、班級等計算班級或任課老師的課程最高分，平均分、優(yōu)秀率、及格率、不及格率等。

7.考場管理模塊

主要是對考試信息進行查詢，修改、刪除、新建等操作；對考試涉及的班級信息，考生信息、考試日期、考試時間，監(jiān)考老師、場地、考試公告等進行更改。

考試公告內(nèi)容：教務(wù)處管理員可在此窗口發(fā)布關(guān)于考試類型，時間，日期、場地等信息到公告欄。

8.系統(tǒng)管理

包括數(shù)據(jù)備份，數(shù)據(jù)導(dǎo)入，用戶權(quán)限設(shè)置等功能，其中用戶權(quán)限設(shè)置可以增加、刪除、修改各個角色的權(quán)限，從而保證系統(tǒng)在實施中的靈活性。

9.教務(wù)管理

主要包括考生管理、課程管理、教師管理、班級管理等。

五、系統(tǒng)的關(guān)鍵問題

（一） 異常情況

當(dāng)考試過程中出現(xiàn)中斷考試的情況時，如斷網(wǎng)、斷電，無意中關(guān)閉瀏覽器（3次數(shù)限制以內(nèi)）等?？忌仨毷褂脛倓偪荚嚨臑g覽器重新打開考試鏈接，進行二次登錄，系統(tǒng)會出現(xiàn)提示按鈕“繼續(xù)考試”，點擊按鈕繼續(xù)考試。同時因為在線考試系統(tǒng)保存答案機制為每一分鐘，點擊按鈕進入會看到之前的答題記錄都有保存?？荚嚨褂嫊r在電腦出現(xiàn)異常的情況下會繼續(xù)計時，所以要考生在考前調(diào)試好計算機。

（二） 組卷策略

系統(tǒng)可實現(xiàn)自動組卷，手工組卷兩種方案從題庫中抽取一套試卷，即所有考生在同場考試中考同一套試卷。組卷采用遺傳算法按照課程大綱從題型、知識點、難度系數(shù)，分值、認(rèn)知分類等方面考慮設(shè)置組卷的約束條件，從試題唯一性，試卷總分，知識點覆蓋，難度系數(shù)，認(rèn)知分類上進行約束。

手工組卷需要填寫約束條件，系統(tǒng)根據(jù)這些條件從大的范圍選擇試題，稍后再手工通過復(fù)選按鈕一個一個選擇試題生成自己所需的試卷。

自動組卷完全是系統(tǒng)自動按照用戶的制定約束條件，隨機的抽取試題庫中的各類試題組成試卷，組卷后可以對已經(jīng)生成的試卷進行微調(diào)，進行刪除或添加試題。

（三）防止舞弊

本系統(tǒng)可以支持客戶端鎖屏功能，考生進入考試系統(tǒng)之后，必須把窗口界面設(shè)置為最大化覆蓋在最前面，使得考試時無法關(guān)閉當(dāng)前窗口進行其他操作。同時本系統(tǒng)支持試卷導(dǎo)入時題目亂序功能，并且一屏一題以保證考試公平性。同時防止學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)搜索答案，對考生所用鍵盤的相關(guān)功能鍵進行適當(dāng)?shù)钠帘蜗拗疲诖痤}頁面，禁止利用復(fù)制、粘貼等方式作弊，答案必須是自己輸入，可保證是當(dāng)場答題，成績真實有效。

六、小結(jié)

本系統(tǒng)已經(jīng)基本滿足目前我院教學(xué)中一般的課程考核任務(wù)，改變了傳統(tǒng)的出卷方式、解決了傳統(tǒng)考試過程中的工作量大、效率低、反饋周期長、反饋能力弱、資源浪費等缺陷，為實現(xiàn)教考分離起到了積極的促進作用。當(dāng)然系統(tǒng)還有許多有待完善的地方，需要不斷地優(yōu)化、改進，從而使得教學(xué)工作更加合理和快捷。

作者單位：明達職業(yè)技術(shù)學(xué)院

基金項目：本文為北方國際大學(xué)聯(lián)盟教育教學(xué)研究課題“基于B/S架構(gòu)的在線考試系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)”項目成果（編號：20210617001）。