学生学习模拟考试系统设计

【摘要】随着计算机技术的发展，计算机辅助教学系统已经被学校和教师所认可并被广泛使用，但它也存在着兼容性和灵活性差的缺点，本文从单位实际出发综合了目前常见的教学方式将课件教学、考试练习系统、成绩分析功能、消息通讯结合在一起形成使用方便、方式灵活、各种功能相结合的学习考试系统，体现了以下几方面：切实考虑使用环境需求，成为教师和学生在教学过程的有益补充；界面友好，用户可以直接操作并尽可能减少用户操作量；工作方式灵活，系统可以工作在单机和联网两个模式下；功能比较全面，形成学习、教学相结合的教学辅助系统。

【关键词】学习系统；系统设计；模拟考试

目前学校中基于网络的考试系统和各门学科中的模拟考试系统已经比较成熟，应用也十分广泛，这对于教学工作的展开起到了十分重要的促进作用，但这两种方式也都存在着一些局限性：基于网络的考试系统更多是服务于考试，在考试的效率上有很大的优势，但对于学生平时的学习帮助不是很大；各学科中的模拟练习系统又是集成好的，内容不能做变更、互动性又比较差，不能有效地实现教师与学生之间在教学过程中的互动，并且考虑到各个学校的实际情况，如网络条件、机房的使用限制条件，这些都在一定程度上制约了这些系统作用的发挥。

一、需求分析

系统从用户类型出发设计为三个功能模块：

教师模块：在该模块中教师可以创建、删除自己的教学科目，并录入和编辑所任教科目的试题库和各章节教学内容、试题库和章节库的导入导出、生成本科目的文本试卷、教师对学生学习成绩的分析了解学生学习情况和教学效果、与学生进行消息交流。

章节库教学内容包括文本、音频和视频，这样可以充分利用教师已有的教学资源，避免教师重复制作这些素材，如教学课件等多媒体内容可以直接导入系统中。

系统的试题库预设了判断题、单选题、多选题、填空题和简答题五种题型。

学生模块：学生可以自由选择科目进行章节学习和测试、查看历次考试成绩分析自己学习情况、可以根据教师要求将某次考试成绩上传以便教师进行考试成绩的分析、并可根据本地文件更新或联网文件两种方式进行系统更新、与教师进行消息交流。

在该模块中最为重要的是考试的自动评分，目前只提供了对前四种题型的自动评分，因为每次考试题量不大，所以采用的简单的组卷算法。

管理员模块：用户管理：创建、删除、设置权限等，避免教师操作他人教学科目，进行系统的设置：如设置服务器的IP地址和端口号。

管理员模块中，每个用户都可以进入该模块，但教师和学生只拥有设置服务器IP地址和端口号的权限，而管理员才能进行用户权限管理。

二、系统结构设计

本文提出的学习考试系统是从需求分析基础上提出的一种解决方法：本学校的网络只在学习期间开放，假期期间关闭，并且学生不能随时进行上机练习，学生只能利用机房或家里的计算机进行学习。基于以上情况我们将系统的功能设计成为主要在单机情况下完成，系统的更新（题库、学习用的章节库）采用两种方式来进行：使用导出包进行单机更新和联网更新。该系统的系统结构图如图1所示：

结构说明：教师更新的题库和章节学习库的导出包可以有两种方式：一是导出更新包提供给学生进行本地更新，另一种是上传至学校服务器供学生下载更新，而教理对学生成绩分析和消息管理都是通过联网实现的，这是因为考虑进行学生成绩分析时肯定在教学过程中，这些过程中，学校服务器是处于开启状态，联网收取学生考试数据肯定比收取单机成绩导入包效率要高很多。学生的系统更新同样也可以采用两种方式进行，一是通过获取本地文件（如直接拷贝或电子邮件传送等方式）进行更新，这种情况在本单位更为常见一些；另一方式是通过直接联网直接下载导出包进行系统更新如果学生所使用计算机可以保证联网状态，效率会更高一些。

一般学校都会有服务器，系统中的联网功能是借助学校服务器完成的。实现只需要在服务器的数据库中创建2个表，一个是用于消息通信的Message表和用户权限表Usertable以控制消息传送者的合法身份即可，Usertable表和本系统数据库中的Usertableg表一致即可。而系统更新数据和成绩分析数据是以导出文件方式存在的，在服务器开辟一个专用文件夹保存然后通过上传和下载来实现文件的传递，不同科目的导出包以固定的文件名存在，这样可以保证学生下载时不会下载别的科目导出包。

三、数据库设计

本系统运行的数据量不是很大，保存的多媒体文件也是通过链接方式访问的，可以系统本身设置一个数据库存放全部数据，所以系统本身选择系统开发语言JAVA嵌入式数据库Derby。每个教师生成的试题库和章节学习表都是该数据库下的表，学生进行学习时可以通过选择学习科目直接访问到所在的表，系统各个功能模块之间的数据联系都可以通过该一个数据库实现，各个功能模块只需要关心自己所需要的数据，而不关心数据如何被其他模块使用，子系统之间不需要进行显式的数据转换。基于以上原因本系统的组成采用共享数据容器方式。

教师所使用系统的数据库和学生使用系统的数据库实际为同一数据库，教师实际起着一个创建维护表的角色而学生是一个使用表的角色。为了使学生系统数据库和教师系统数据库保持一致，学生本地数据库的更新可以采用本地文件或通过联网获得教师的更新文件用于系统数据的更新。在学校服务器数据库中创建2个表（用户权限表和信息表）即可通过远程访问方式实现，这样在设计本系统时不需要重点考虑学校数据库的系统，只确定远程访问方式就可以了。

系统数据库中主要表的组成，因篇幅关系只列出表的功能：

(1)用户表：区分登录用户的类型，确定该用户操作权限，如学生登录后是无法进入教师模块的。

(2)消息表：用于学生和教师之间传送消息。包括消息创建者、接收者、发送时间、接收时间、消息内容等。

(3)试题表：保存教师输入其教学科目试题内容，由教师创建并维护。学生可以访问该表并生成自己的考试试题表用于自己的测试。其中对于该表的答案字段进行的加密处理。

(4)章节内容表：教师创建并维护，将自己的教学内容输入供学生访问学习。

(5)科目表：系统中记录每位教师创建自己的教学科目及相应的试题表和章节内容表，用来保证教师无法访问其他教师创建的试题表和章节内容表。

(6)试卷表：学生从教师创建的试题表生成的试卷，属于临时表，每次使用完毕后都会清空。

(7)成绩表：学生考试完毕后可以选择是否将本次成绩计入该成绩表中供成绩分析用，包括考试科目、成绩、成绩分析数据（包括难度分析、章节成绩分析、题目类型分析）。可以根据该表生成图表型分析数据。

四、总结

虽然标准化的考试系统已经非常成熟，但考虑实际情况差异很大，它很难能满足各单位的实际需求，本系统从本单位实际出发设计出学生学习考试相结合、单机模式和联网工作模式相结合的系统结构，从而能使本系统最大程度为本校学生服务。