網(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng)設(shè)計探究

時間:2022-10-21 10:38:23

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網(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng)設(shè)計探究

摘要:為了滿足網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺的快速發(fā)展需求,研究了網(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng)的設(shè)計和實(shí)現(xiàn)路徑,基于J2EE完成了系統(tǒng)總體架構(gòu)的設(shè)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(shù)據(jù)庫的設(shè)計以確保網(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng)的功能實(shí)現(xiàn),且系統(tǒng)操作簡單易于維護(hù)。

關(guān)鍵詞:網(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng);自動組卷判卷;實(shí)現(xiàn)路徑

隨著教育在社會中的普及和數(shù)字化校園工程的啟動,考試作為教育的重要環(huán)節(jié)之一,涉及到人數(shù)和類別也隨之不斷擴(kuò)大,為檢驗(yàn)學(xué)生對知識的掌握情況,傳統(tǒng)的考試形式需調(diào)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(shù)引用到考試中成為研究的重點(diǎn),尤其是網(wǎng)絡(luò)在線考試系統(tǒng)的完善和應(yīng)用,能夠顯著降低教師的負(fù)擔(dān),這種無紙化考試系統(tǒng)能夠進(jìn)行自動組卷、批閱等操作,其客觀的評價結(jié)果及較高的效率受到學(xué)校的青睞。

1現(xiàn)狀及需求分析

目前基于網(wǎng)絡(luò)平臺的考試系統(tǒng)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(tǒng)組卷方式大多相對簡單,無法根據(jù)教師的要求動態(tài)生成試卷,導(dǎo)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(xué)生的學(xué)習(xí)情況;對實(shí)際考試過程中的考務(wù)管理重視程度不高;系統(tǒng)大多只能對有標(biāo)準(zhǔn)答案的客觀題實(shí)現(xiàn)自動評卷,難以實(shí)現(xiàn)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(shè)計并實(shí)現(xiàn)了基于J2EE的網(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了準(zhǔn)考證號同IP地址的綁定功能,試卷能夠根據(jù)教師設(shè)定動態(tài)生成,同時能夠?qū)ο嚓P(guān)資源進(jìn)行屏蔽從而有效避免作弊行為,可以知識點(diǎn)、難度、題型、題量為依據(jù)確保試卷生成過程的科學(xué)性,系統(tǒng)能夠?qū)χ饔^題進(jìn)行自動評卷并動態(tài)監(jiān)控考試過程,及時處理考試過程中出現(xiàn)的異常情況[1]。

2系統(tǒng)設(shè)計

考試系統(tǒng)面對的主要用戶為教師、學(xué)生及系統(tǒng)管理員,系統(tǒng)具備操作方便快捷、管理過程簡單高效的優(yōu)勢,能夠科學(xué)組織試卷且通用性較高,本文按類似和相關(guān)功能對考試系統(tǒng)進(jìn)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(dú)立開發(fā)打下基礎(chǔ),以便實(shí)現(xiàn)同網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺的有效對接。(1)題庫管理模塊該模塊的使用對象為教師,主要負(fù)責(zé)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(jìn)行使用,根據(jù)實(shí)際教學(xué)需要教師可在個人題庫中編撰符合當(dāng)前教學(xué)內(nèi)容的題目,實(shí)現(xiàn)自擬試題功能,滿足教師的個性化教學(xué)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(diǎn)擊題庫中的試題進(jìn)行逐題添加,或提前對題型、難度、知識點(diǎn)、題量進(jìn)行設(shè)定,系統(tǒng)自動從題庫中進(jìn)行批量添加,此外系統(tǒng)還能夠根據(jù)教師設(shè)定的知識點(diǎn)、題型、題量、難度及分值從題庫中動態(tài)抽取試題完成組卷過程[2]。(2)在線考試模塊該模塊主要負(fù)責(zé)考試、計時、查看已評試卷等,使用對象為學(xué)生,系統(tǒng)對考生的IP地址及身份認(rèn)證(ID號)進(jìn)行記錄,為各考生生成唯一的準(zhǔn)考證號且只允許學(xué)生使用一次,學(xué)生據(jù)此登錄考生系統(tǒng)后完成準(zhǔn)考證號同IP地址及ID的綁定,系統(tǒng)逐題后自動保存做答內(nèi)容及時記錄考試信息,有效防止系統(tǒng)故障等導(dǎo)致的考試中斷,考生可在斷點(diǎn)處繼續(xù)答題,確??荚囌_M(jìn)行。(3)評卷模塊該模塊主要負(fù)責(zé)試卷判評(包括人工和自動兩種類型)、統(tǒng)計分?jǐn)?shù),使用對象為教師,系統(tǒng)自動關(guān)機(jī)標(biāo)準(zhǔn)答案對選擇題、填空題等題型進(jìn)行自動評卷,通過使用基于知識點(diǎn)的帶權(quán)匹配技術(shù)完成簡答題等主觀題的自動評卷過程。(4)考務(wù)管理模塊該模塊主要負(fù)責(zé)實(shí)現(xiàn)人員管理、考試監(jiān)控、資源管理等功能,主要使用對象為考務(wù)管理員,教師、學(xué)生的信息均有考務(wù)管理員負(fù)責(zé)管理,并且能夠?qū)荚囘^程進(jìn)行動態(tài)監(jiān)控,及時處理考試中出現(xiàn)的異常情況,當(dāng)出現(xiàn)故障導(dǎo)致考試中斷時,考務(wù)管理員通過對學(xué)生的IP地址綁定進(jìn)行更新使其可以重新登錄并從斷點(diǎn)處繼續(xù)作答完成考試過程,系統(tǒng)應(yīng)用程序如圖1所示。

3系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

系統(tǒng)采用WAF框架對程序的流程進(jìn)行控制,具備定義明確的屏幕導(dǎo)航,開發(fā)系統(tǒng)過程中對各功能模塊建立對應(yīng)的包后分開存放各功能類,具體的包結(jié)構(gòu)如圖2所示。將EJBAction存放在Ejb中,HTMLAction和FlowHandler則在Web包中存放,實(shí)現(xiàn)了各功能模塊開發(fā)的相對獨(dú)立性,提高了系統(tǒng)的可擴(kuò)展性,只需要注重對業(yè)務(wù)功能的實(shí)現(xiàn)[3]。系統(tǒng)各層功能實(shí)現(xiàn):(1)視圖,采用模板機(jī)制對JSP頁面進(jìn)行開發(fā),模板機(jī)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?。?,接下來對模板的一系列屏幕進(jìn)行實(shí)例化,系統(tǒng)定義的基本模板主要為控制(包括標(biāo)題、主題、導(dǎo)航、工具條)和內(nèi)容(包括標(biāo)題、主題、導(dǎo)航)兩部分。(2)模型,VO按值傳遞對象(作為串行化的Java對象),數(shù)據(jù)訪問對象DAO對數(shù)據(jù)庫的訪問進(jìn)行封裝(屬于state-lesssessionbean),完成插入、刪除、更新、查詢數(shù)據(jù)等操作,獲取數(shù)據(jù)的高速緩存,提供快速訪問功能,系統(tǒng)getdata-sourse和getconnection方法的實(shí)現(xiàn)需先定義AbstractDao,再對數(shù)據(jù)庫中各表定義DAO擴(kuò)展,系統(tǒng)通過questionDAO(封裝了各類試題的屬性)的建立實(shí)現(xiàn)對所有表的統(tǒng)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(tài)的改變均需依賴控制器實(shí)現(xiàn),程序的控制過程通過mainservlet、requestporcesor等實(shí)現(xiàn)(由WAF框架提供),HTMLAction和EJBAction在系統(tǒng)開發(fā)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(lián)系緊密,封裝數(shù)據(jù)形成Event對象后傳遞至EJBAction對象,后一級則無關(guān)于re-quest對象,從而形成了兩級處理機(jī)制。系統(tǒng)管理人員對用戶JSP頁面?zhèn)鱽淼膮?shù)進(jìn)行處理,完成EJBAction和Event的定義,系統(tǒng)各功能模塊獨(dú)立開發(fā)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(shí)現(xiàn)頁面?zhèn)鱽韰?shù)在QBev-ent中的封裝及處理(使用manageQBaction和perform方法),從而實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的業(yè)務(wù)邏輯,調(diào)用DAO操作,實(shí)現(xiàn)ques-tionbaseDAO,并在session中存放eventresponse傳回的數(shù)據(jù)[4]。3.1主要功能模塊的實(shí)現(xiàn)。(1)基于知識點(diǎn)的主觀題自動評判技術(shù)主觀題對標(biāo)準(zhǔn)答案五唯一、完全匹配的要求,主觀題知識點(diǎn)(分為等價類、相似類、反義類)通過自動評判技術(shù)歸納為解釋型、集合型、判斷型,為知識點(diǎn)的關(guān)鍵詞定義了四種邏輯關(guān)系及權(quán)值分配(并列、順序、依賴、互斥),自動評判時需對試題答案進(jìn)行搜索,在此基礎(chǔ)上完成關(guān)鍵詞的切分及知識點(diǎn)的定位,根據(jù)表述正確的知識點(diǎn)對關(guān)鍵詞進(jìn)行查找,結(jié)合使用邏輯關(guān)系完成主觀題知識點(diǎn)權(quán)值的計算,系統(tǒng)對分?jǐn)?shù)的計算依據(jù)試題分值和知識點(diǎn)權(quán)值即可自動完成,系統(tǒng)的關(guān)鍵詞庫具有自動學(xué)習(xí)功能,能夠在關(guān)鍵詞庫中添加新的關(guān)鍵詞,從而不斷完善并豐富某一課程或?qū)W科知識點(diǎn),提高主觀題結(jié)果評判的準(zhǔn)確率。(2)消息驅(qū)動,MDB對學(xué)生客戶端消息的處理采用MDB完成,實(shí)現(xiàn)學(xué)生考試情況的動態(tài)監(jiān)控,MDB實(shí)現(xiàn)運(yùn)行服務(wù)器的業(yè)務(wù)邏輯,客戶端消息驅(qū)動Bean的訪問通過向目的發(fā)送消息完成,MDB完全由提供安全服務(wù)及自動事務(wù)管理的weblogicserverEJB容器管理,能夠高效處理并發(fā)消息,建立JSM消息隊(duì)列及testMGB消息驅(qū)動Bean(消息隊(duì)列消費(fèi)者),考生進(jìn)入系統(tǒng)后,一個JSP消息將對其準(zhǔn)考證號和IP地址進(jìn)行封裝再傳送至消息隊(duì)列中,消息被testMGB提取出后將存入數(shù)據(jù)庫,從數(shù)據(jù)庫中提取考生準(zhǔn)考證號和IP信息同樣需由testMGB完成,系統(tǒng)通過ONtestHTMLAtion的應(yīng)用為考生生成唯一的準(zhǔn)考證號,實(shí)現(xiàn)對登錄考生的嚴(yán)格控制,降意外情況及時發(fā)送給testMGB提示管理員進(jìn)行處理,通過managere-source的定義實(shí)現(xiàn)屏蔽考試相關(guān)的資源,有效的避免了作弊行為[5]。3.2數(shù)據(jù)庫設(shè)計。整個系統(tǒng)的設(shè)計需對題庫的存儲格式進(jìn)行明確,考試系統(tǒng)包含八種構(gòu)造方式不同的類型試題,設(shè)計數(shù)據(jù)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(diǎn)、難度等),試題子表則用于存放試題答案和選項(xiàng),數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)具體如圖3所示。資源表(用戶ID、資源名、權(quán)限)、答卷表、考場表、和成績表作為輔助性表更好的實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)功能[5]。

4系統(tǒng)測試

為檢測本文所述的網(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng)的實(shí)用性,在計算機(jī)專業(yè)的2個班共120名學(xué)生中試用本系統(tǒng),教師將考試試題輸入到系統(tǒng)的考試題庫中后,通過試題編輯界面可根據(jù)需要編寫考題,根據(jù)知識點(diǎn)、難度、題量、分值等進(jìn)行自動組卷和動態(tài)組卷功能滿足了考試靈活性及考察科學(xué)性的需求,120名學(xué)生憑借生成的唯一準(zhǔn)考證號登錄系統(tǒng)后,即可進(jìn)行考試(考題順序不唯一),作答過程系統(tǒng)運(yùn)行穩(wěn)定,并且自動判卷轉(zhuǎn)去了更高,尤其是主觀題的評判得到了教師的認(rèn)可,教師和學(xué)生普遍反映該考試系統(tǒng)顯著簡化了考試程序,降低了教師的工作量,具有較高的實(shí)用性和穩(wěn)定性。

5結(jié)束語

為滿足網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺的快速發(fā)展需求,在對了考試系統(tǒng)所需具備的核心功能進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上,本文主要研究了網(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng)的設(shè)計和實(shí)現(xiàn)路徑,利用WAF框架進(jìn)行開發(fā),完成了系統(tǒng)總體架構(gòu)的設(shè)計,該系統(tǒng)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(shù)據(jù)庫的設(shè)計以確保網(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng)的功能實(shí)現(xiàn),且系統(tǒng)操作簡單易于維護(hù)。經(jīng)公式用表明,該平臺在確保安全、公正和高效的基礎(chǔ)上,提高了考試過程的系統(tǒng)化和自動化程度。

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作者:徐勃 單位:陜西國防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院