在线考试系统的分析与设计

[摘 要]相比传统的考试方式，在线考试系统可以为考生提供公平 、快捷的考试服务，极大地提高了教学的灵活性，提高了教师的工作效率。目前随着网络技术的迅猛发展，它的应用范围越来越广泛。文章主要围绕在线考试系统的设计思想和关键技术展开，着重介绍系统的分析与设计。

[关键词]在线考试、系统设计、B/S

中图分类号：G623.58 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2014）44-0218-02

1、引言

目前在国内，大多数考试还是采取传统方式进行考核，组织一次考试至少要经过5个步骤，即人工出卷、考生考试、人工阅卷、试卷分析和成绩评估。显然，对考试管理者来说这是一项繁重且容易出错的工作。随着网络技术的迅速发展，在线考试系统在各行各业中得到越来越广泛的应用。在线考试系统具有降低考试成本，免去教师大量的考试准备工作，同时，试卷可以根据题库中的内容随机组卷生成；教师也无须去做考后的阅卷、统计、分析工作，系统可自动判卷，直接把成绩送到数据库中，统计、排序、汇总等工作也可由系统完成，无须手工操作；若试卷全部由客观题构成，学生也不必苦苦等待公布考试成绩，当场考完，提交试卷就可以获知自己的考试成绩。实现无纸化考试，大大提高了教师的工作效率，同时，试卷是随机组成的，不存在试卷的泄密和考试作弊问题，使考试的公平性、答案的安全性得到有效的保证。

2、系统分析

2.1 功能结构

在线考试系统应具有以下几种基本功能：

用户的分类：允许登陆系统的身份类型有三种，第一种是系统管理员，第二种是教师，第三种是学生。

权限管理功能：在线考试系统只有经过有效的登陆身份验证才能成功登陆。登陆的用户的身份类型不同，使用的系统权限也不同。教师可以上传题目，批阅主观题，成绩查询，设置组卷策略等。学生可以在线考试或自测模拟考试，查询自己的成绩。系统管理员权限最大，可进行后台管理，比如可以指定考试时间和试卷难度，管理学生和教师基本信息，管理上传题目信息，查询学生成绩等。

在线考试功能：学生输入账号密码成功登陆系统之后，选择对应的考试科目进行考试，倒计时开始。在考试还剩五分钟时，提醒考生时间，若在考试结束时，如果学生还没有提交试卷，系统将自动提交试卷。若是统一考试，需要考生在规定时间内登陆系统进行考试。

试卷管理功能：教师在上传题目时，就要指定题目的难度和章节数，题目难度主要分为三种，简单，中等，最难。另外，管理员指定考试时间和考试难度。

2.2 系统架构

在线考试系统是基于当前流行的B/S 模式的Web应用系统。在线考试系统的原理是服务器端对数据库进行管理，客户端通过浏览器登录在线考试系统，进行选择性考试，考试结束后用户答案自动提交到服务器数据库，服务器自动对考生的考试中客观题部分进行评分，等教师评完主观题分数，可自动计算出学生成绩并进行汇总。与传统的基于C/S模式的网络考场相比，它更加稳定，维护简单，更适宜于互联网上的考试，同时也便于学生自测模拟考试，不拘于时间和地点[1]。

3、系统设计

3.1 数据库设计

在线考试系统需要存储的主要数据表包括：考生信息、教师信息、题型表 、单选题表、多选题表、填空题表、判断题表、主观题表、试卷表、试卷难度分布表、模拟试卷表、学生主观题表、成绩表、考试信息表、组卷策略表等。系统设置信息、安全信息，根据其特点，采用加密文件的形式存放。

以成绩表为例，数据结构定义为：

成绩=成绩id号+学生id号+试卷id号+试卷非主观题分数+主观题分数+单选题信息+多选题信息+填空题信息+判断题信息+总分+备注

3.2 组卷算法[2]

在线考试系统的核心技术之一是试卷的自动生成，因此，系统需要选择一个快速、有效的组卷算法。目前常用的组卷算法包括：随机组卷算法、回溯法和基于遗传算法的组卷算法，根据考试要求的不同，可以采用相应的组卷算法。

（1）随机组卷算法：利用随机选取算法进行组卷，适用于题型变化较少、试题难度系数差不多、试题分值相同的大型题库，比如英语课的在线自测练习。优点：算法简单、组卷速度快、成功率高； 缺点：适用范围小，试卷的试题重复度高。

（2）回溯法组卷算法：目前已开发的自动组卷系统，大多数是采用随机选取算法结合回溯试探的方法。回溯法组卷成功率高，但其不断重复的过程，需要花费较多时间，对组卷效率产生较严重的影响，组卷成功率也不能进行很好的控制。

（3）基于遗传算法的组卷算法：遗传算法是一种通过模拟自然进化过程搜索最优解的方法，是一种并行的、能够有效优化的算法，具有全局寻优和收敛速度快的优点。此组卷算法具有遗传算法的所有优点，能够很好地满足自动组卷的需要，有效地弥补随机组卷算法和回溯法组卷算法的不足。

在线考试系统的考试方式有两种，分为统一考试和非统一考试，如果是统一考试，则要求在考试之前将试卷准备好，所用的试卷组卷要求比较高，且题型丰富，需要充分考虑课程的特点和考试的目的，允许组卷失败后重组，因此，适合采用遗传算法和回溯法来满足自动组卷的要求。如果是非统一考试，比如学生的自测模拟考试，需要为学生生成一份试卷，试卷内容可允许部分相同，要求组卷速度快，对试题的题型和难度没有严格要求，只要题库的容量足够大，这时采用随机组卷算法能够满足速度快的要求，只要选择合适的随机数生成函数就可以保证试卷的重复度达到最小。

3.3 在线考试系统逻辑模型

根据在线考试系统的功能分析，可以导出系统的逻辑模型。

教师上传题目要将增加的题目信息传到题目信息清单中，然后，再显示到界面。教师上传题目的数据流图如图1所示。

管理员对题目进行管理，添加题目，上传题目，产生题目信息，产生报表，在界面上显示题目报表。当进行修改，删除操作之前，可以先查看题目，再进行操作，以免误操作。管理员管理题目的数据流图如图2所示。

学生参加考试，要先获得试卷，在考试结束时提交试卷会分成两条数据流，非主观题会直接保存到成绩表中。学生完成试卷的数据流图如图3所示。

4、结束语

在线考试系统是一个智能、高效、安全、可靠的无纸化考试系统，在现代社会中得到越来越广泛的应用。在高校中，可将其用于多门学科和多门课程中，融教学和考试于一体，使得系统不仅仅是在考试环节中发挥作用，在平时的教学环节、精品课程的建设中也能扮演重要角色。

参考文献

[1] 段小焕，张士辉.在线考试系统的设计与实现[J].商业文化：学术版，2008（09）：219.

[2] 陈荟慧，张新颜.在线考试系统的分析与设计[J].计算机技术与发展，2009（10）：214-217，221.

作者简介

张莉，女，讲师/硕士，研究方向为软件工程。