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    網絡在線考試系統的設計和實現路徑

    時間:2019-10-28 來源:微型電腦應用 作者:徐勃 本文字數:4272字

      摘    要: 為了滿足網絡教學平臺的快速發展需求,研究了網絡考試系統的設計和實現路徑,基于J2EE完成了系統總體架構的設計。闡述了各模塊的功能,包括用戶管理(注冊、注銷等)、試卷及試題管理、在線考試、成績查詢及管理等,通過軟件框架及數據庫的設計以確保網絡考試系統的功能實現,且系統操作簡單易于維護。

      關鍵詞: 網絡考試系統; 自動組卷判卷; 實現路徑;

      Abstract: In order to meet the rapid development needs of the network teaching platform, this paper mainly studies the design and implementation path of the network examination system, completes the design of the overall system architecture based on J2 EE. This paper expounds the functions of each module, including user management(registration, cancellation, etc.), test paper and test question management, online examination. The functions of test, grade inquiry and management are designed by software framework and database to ensure the realization of the network examination system, and the system is easy to operate and maintain.

      Keyword: Network examination system; Automatic generating test paper and marking; Realization path;

      0、 引言

      隨著教育在社會中的普及和數字化校園工程的啟動,考試作為教育的重要環節之一,涉及到人數和類別也隨之不斷擴大,為檢驗學生對知識的掌握情況,傳統的考試形式需調用較多的教師完成人工分、收試卷及判卷等工作,增加了教師的工作量,投入的成本較高,效率較低,難以滿足需求,將高科技技術引用到考試中成為研究的重點,尤其是網絡在線考試系統的完善和應用,能夠顯著降低教師的負擔,這種無紙化考試系統能夠進行自動組卷、批閱等操作,其客觀的評價結果及較高的效率受到學校的青睞。

      1、 現狀及需求分析

      目前基于網絡平臺的考試系統種類繁多,極大地簡化了考試及評卷工作,主要存在的問題在于:各種系統組卷方式大多相對簡單,無法根據教師的要求動態生成試卷,導致生成的試卷較為單一,使用同一套試卷無法有效地檢測學生的學習情況;對實際考試過程中的考務管理重視程度不高;系統大多只能對有標準答案的客觀題實現自動評卷,難以實現對主觀題的自動評卷。為更好地滿足在線考試的各種功能需求,本文設計并實現了基于J2EE的網絡考試系統,實現了準考證號同IP地址的綁定功能,試卷能夠根據教師設定動態生成,同時能夠對相關資源進行屏蔽從而有效避免作弊行為,可以知識點、難度、題型、題量為依據確保試卷生成過程的科學性,系統能夠對主觀題進行自動評卷并動態監控考試過程,及時處理考試過程中出現的異常情況[1]。

      2、 系統設計

      考試系統面對的主要用戶為教師、學生及系統管理員,系統具備操作方便快捷、管理過程簡單高效的優勢,能夠科學組織試卷且通用性較高,本文按類似和相關功能對考試系統進行功能模塊的劃分,從而減少模塊間的依賴性,為各模塊的獨立開發打下基礎,以便實現同網絡教學平臺的有效對接。
     

    網絡在線考試系統的設計和實現路徑
     

      (1) 題庫管理模塊

      該模塊的使用對象為教師,主要負責題庫(分為公共題庫和個人題庫)管理及生成試卷,所有教師可對公共題庫中的試題進行使用,根據實際教學需要教師可在個人題庫中編撰符合當前教學內容的題目,實現自擬試題功能,滿足教師的個性化教學需求,從而提高了考察方法和角度的靈活性,在組卷過程中可通過點擊題庫中的試題進行逐題添加,或提前對題型、難度、知識點、題量進行設定,系統自動從題庫中進行批量添加,此外系統還能夠根據教師設定的知識點、題型、題量、難度及分值從題庫中動態抽取試題完成組卷過程[2]。

      (2) 在線考試模塊

      該模塊主要負責考試、計時、查看已評試卷等,使用對象為學生,系統對考生的IP地址及身份認證(ID號)進行記錄,為各考生生成唯一的準考證號且只允許學生使用一次,學生據此登錄考生系統后完成準考證號同IP地址及ID的綁定,系統逐題后自動保存做答內容及時記錄考試信息,有效防止系統故障等導致的考試中斷,考生可在斷點處繼續答題,確保考試正常進行。

      (3) 評卷模塊

      該模塊主要負責試卷判評(包括人工和自動兩種類型)、統計分數,使用對象為教師,系統自動關機標準答案對選擇題、填空題等題型進行自動評卷,通過使用基于知識點的帶權匹配技術完成簡答題等主觀題的自動評卷過程。

      (4) 考務管理模塊

      該模塊主要負責實現人員管理、考試監控、資源管理等功能,主要使用對象為考務管理員,教師、學生的信息均有考務管理員負責管理,并且能夠對考試過程進行動態監控,及時處理考試中出現的異常情況,當出現故障導致考試中斷時,考務管理員通過對學生的IP地址綁定進行更新使其可以重新登錄并從斷點處繼續作答完成考試過程,系統應用程序如圖1所示。

      圖1 應用程序的功能模塊
    圖1 應用程序的功能模塊

      3、 系統的實現

      系統采用WAF框架對程序的流程進行控制,具備定義明確的屏幕導航,開發系統過程中對各功能模塊建立對應的包后分開存放各功能類,具體的包結構如圖2所示。

      圖2 包結構示意圖
    圖2 包結構示意圖

      將EJBAction存放在Ejb中,HTMLAction和 FlowHandler則在Web包中存放,實現了各功能模塊開發的相對獨立性,提高了系統的可擴展性,只需要注重對業務功能的實現[3]。

      系統各層功能實現:(1)視圖,采用模板機制對JSP頁面進行開發,模板機制能夠在同一文件中存放所有的通用元素,首先完成模板template.jsp的定義(包括頁面框架的組成、格式及大小),接下來對模板的一系列屏幕進行實例化, 系統定義的基本模板主要為控制(包括標題、主題、導航、工具條)和內容(包括標題、主題、導航)兩部分。

      (2)模型,VO按值傳遞對象(作為串行化的Java對象),數據訪問對象DAO對數據庫的訪問進行封裝(屬于stateless session bean),完成插入、刪除、更新、查詢數據等操作,獲取數據的高速緩存,提供快速訪問功能,系統get datasourse和 getconnection方法的實現需先定義AbstractDao,再對數據庫中各表定義DAO擴展,系統通過questionDAO(封裝了各類試題的屬性)的建立實現對所有表的統一操作,從而滿足試題采用主—輔表的存儲方式。(3)控制,視圖對屏幕的選擇及模型狀態的改變均需依賴控制器實現,程序的控制過程通過mainservlet、requestporcesor等實現(由WAF框架提供),HTMLAction和 EJBAction在系統開發過程完成在mapping.xml中的配置,動作的定義則在flowhandler中完成;對象前一級與request對象聯系緊密,封裝數據形成Event對象后傳遞至EJBAction對象,后一級則無關于request對象,從而形成了兩級處理機制。系統管理人員對用戶JSP頁面傳來的參數進行處理,完成EJBAction和Event的定義,系統各功能模塊獨立開發過程的步驟為:對請求的manageQB.do和screen在mapping、screendefination和flowhandler文件完成配置處理實現頁面傳來參數在QBevent中的封裝及處理(使用manageQBaction和perform方法),從而實現相應的業務邏輯,調用DAO操作,實現questionbaseDAO,并在session中存放eventresponse傳回的數據[4]。

      3.1、主要功能模塊的實現

      (1) 基于知識點的主觀題自動評判技術

      主觀題對標準答案五唯一、完全匹配的要求,主觀題知識點(分為等價類、相似類、反義類)通過自動評判技術歸納為解釋型、集合型、判斷型,為知識點的關鍵詞定義了四種邏輯關系及權值分配(并列、順序、依賴、互斥),自動評判時需對試題答案進行搜索,在此基礎上完成關鍵詞的切分及知識點的定位,根據表述正確的知識點對關鍵詞進行查找,結合使用邏輯關系完成主觀題知識點權值的計算,系統對分數的計算依據試題分值和知識點權值即可自動完成,系統的關鍵詞庫具有自動學習功能,能夠在關鍵詞庫中添加新的關鍵詞,從而不斷完善并豐富某一課程或學科知識點,提高主觀題結果評判的準確率。

      (2) 消息驅動,MDB

      對學生客戶端消息的處理采用MDB完成,實現學生考試情況的動態監控,MDB實現運行服務器的業務邏輯,客戶端消息驅動Bean的訪問通過向目的發送消息完成,MDB完全由提供安全服務及自動事務管理的weblogic server EJB容器管理,能夠高效處理并發消息,建立JSM消息隊列及testMGB消息驅動Bean(消息隊列消費者),考生進入系統后,一個JSP消息將對其準考證號和IP地址進行封裝再傳送至消息隊列中,消息被testMGB提取出后將存入數據庫,從數據庫中提取考生準考證號和IP信息同樣需由testMGB完成,系統通過 ONtestHTMLAtion的應用為考生生成唯一的準考證號,實現對登錄考生的嚴格控制,降意外情況及時發送給testMGB提示管理員進行處理, 通過manageresource的定義實現屏蔽考試相關的資源,有效的避免了作弊行為[5]。

      3.2、 數據庫設計

      整個系統的設計需對題庫的存儲格式進行明確,考試系統包含八種構造方式不同的類型試題,設計數據庫時采用主—輔的建表方式,以簡化不同類型試題的存儲,試題的公共信息存放于試題主表中(包括知識點、難度等),試題子表則用于存放試題答案和選項,數據庫結構具體如圖3所示。資源表(用戶ID、資源名、權限)、答卷表、考場表、和成績表作為輔助性表更好的實現系統功能[5]。

      圖3 系統數據庫結構圖
    圖3 系統數據庫結構圖

      4、 系統測試

      為檢測本文所述的網絡考試系統的實用性,在計算機專業的2個班共120名學生中試用本系統,教師將考試試題輸入到系統的考試題庫中后,通過試題編輯界面可根據需要編寫考題,根據知識點、難度、題量、分值等進行自動組卷和動態組卷功能滿足了考試靈活性及考察科學性的需求,120名學生憑借生成的唯一準考證號登錄系統后,即可進行考試(考題順序不唯一),作答過程系統運行穩定,并且自動判卷轉去了更高,尤其是主觀題的評判得到了教師的認可,教師和學生普遍反映該考試系統顯著簡化了考試程序,降低了教師的工作量,具有較高的實用性和穩定性。

      5、 結束語

      為滿足網絡教學平臺的快速發展需求,在對了考試系統所需具備的核心功能進行分析的基礎上,本文主要研究了網絡考試系統的設計和實現路徑,利用WAF框架進行開發,完成了系統總體架構的設計,該系統基于J2EE,闡述了各模塊的功能,包括用戶管理(注冊、注銷等)、試卷及試題管理、在線考試、成績查詢及管理等功能通過軟件框架及數據庫的設計以確保網絡考試系統的功能實現,且系統操作簡單易于維護。經公式用表明,該平臺在確保安全、公正和高效的基礎上,提高了考試過程的系統化和自動化程度。

      參考文獻

      [1] 李莉.基于UML的網絡分布式考試系統軟件建模[J].電子技術與軟件工程,2018(14):41-42.
      [2] 張恩麗.張龍翔.基于JavaWeb的在線考試系統設計與實現[J].福建電腦,2016(10):106-107.
      [3] 王燁.基于B/S結構的“S-P”表網絡考試系統設計[J].科技創新導報,2017(11):177-178.
      [4] 王艷芬.電子技術課程無紙化遠程網絡考試評價系統研究設計[J].科技展望,2016(23):347-348.
      [5] 楊利娟,李學哲.一種基于C/S模式的數字化考試系統的設計與實現[J].蘇州科技學院學報(工程技術版),2011(2):72-75.

      論文來源參考:徐勃.網絡考試系統設計[J].微型電腦應用,2019,35(10):122-124.
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