杜博， 吳敏寧

(榆林學(xué)院 信息工程學(xué)院，榆林 719000)

0 引言

考試是教學(xué)工作的重要環(huán)節(jié)，是對(duì)教學(xué)效果進(jìn)行測(cè)評(píng)的主要手段，用于評(píng)價(jià)學(xué)生學(xué)習(xí)狀態(tài)、學(xué)習(xí)水平以及教學(xué)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)程度，有助于激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣與創(chuàng)造力，也是教師檢查自身教學(xué)效果和學(xué)生進(jìn)行自我評(píng)價(jià)的重要手段[1]。便于教師及時(shí)、準(zhǔn)確地調(diào)整教學(xué)策略，改進(jìn)教學(xué)方法，提高教學(xué)質(zhì)量。

隨著高校教學(xué)改革的不斷深入，計(jì)算機(jī)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的不斷普及與完善，如何利用現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)解決傳統(tǒng)考試的弊端，已成為高校亟需解決的問題。傳統(tǒng)的人工出題、考生考試、人工閱卷、成績(jī)統(tǒng)計(jì)評(píng)估及試卷分析的考試形式已經(jīng)不能適應(yīng)現(xiàn)代考試的需要。為了改革傳統(tǒng)考試方式，建立合理考試機(jī)制，科學(xué)、規(guī)范地實(shí)現(xiàn)教育、教學(xué)管理[2]，最大限度地減輕教師出題、組卷、判卷等繁重工作，基于這種背景，結(jié)合學(xué)校課程特點(diǎn)，設(shè)計(jì)開發(fā)了基于Java的在線考試系統(tǒng)。

1 在線考試系統(tǒng)主要功能模塊分析

1.1 系統(tǒng)功能分析

在線考試系統(tǒng)的整體目標(biāo)是基于校園網(wǎng)環(huán)境，利用計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)來代替人工，實(shí)現(xiàn)考試安排、組卷管理、在線考試、評(píng)分閱卷、試卷分析等一系列考試流程的信息化和自動(dòng)化[3]。

本系統(tǒng)主要以管理員，教師，學(xué)生3類角色用例對(duì)系統(tǒng)管理、題庫(kù)管理、試卷管理、在線考試和成績(jī)管理5個(gè)功能模塊進(jìn)行管理和設(shè)置。系統(tǒng)為每個(gè)角色賦予不同的權(quán)限；系統(tǒng)管理用于設(shè)置系統(tǒng)參數(shù)、教師信息、學(xué)生信息、考試科目以及數(shù)據(jù)庫(kù)等管理；題庫(kù)管理用于試題的添加、章節(jié)劃分、難易區(qū)分、得分點(diǎn)等相關(guān)的設(shè)置；試卷管理用于試卷組卷、試卷下發(fā)、試卷回收等管理；成績(jī)管理用于成績(jī)查詢、成績(jī)統(tǒng)計(jì)、成績(jī)分析和成績(jī)導(dǎo)出和成績(jī)公布等管理；在線考試主要用于考試的開啟和關(guān)閉。系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)，如圖1所示。

1.2 系統(tǒng)角色用例分析

本系統(tǒng)中的各項(xiàng)業(yè)務(wù)主要圍繞管理員、教師、學(xué)生3類角色進(jìn)行，這3類角色在登錄后根據(jù)每個(gè)角色不同的權(quán)限分別進(jìn)入不同的頁面，完成各自相應(yīng)的操作功能。

根據(jù)以上功能分析，對(duì)系統(tǒng)的管理員、教師和學(xué)生3類角色進(jìn)行用例圖設(shè)計(jì)。

管理員角色主要對(duì)系統(tǒng)參數(shù)設(shè)置、教師管理、學(xué)生管理、考試科目和成績(jī)的管理，管理員用例，如圖2所示。

圖1 系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)圖

圖2 管理員用例

教師角色主要執(zhí)行題庫(kù)管理、試卷管理、學(xué)生管理、成績(jī)管理等工作，教師用例，如圖3所示。

圖3 教師用例

學(xué)生角色主要活動(dòng)是在線考試、成績(jī)查詢，學(xué)生用例，如圖4所示。

圖4 學(xué)生用例

2 系統(tǒng)總體框架和數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)

2.1 系統(tǒng)的架構(gòu)設(shè)計(jì)

系統(tǒng)架構(gòu)是基于J2EE技術(shù)體系設(shè)計(jì)，J2EE是一套成熟的開發(fā)技術(shù)架構(gòu)[4-5]，包含多種組件，主要可規(guī)范和簡(jiǎn)化系統(tǒng)開發(fā)部署，提高系統(tǒng)移植性和復(fù)用性。將系統(tǒng)劃分為表示層、業(yè)務(wù)邏輯層和數(shù)據(jù)層，并從有效提高系統(tǒng)的開放性、可維護(hù)性出發(fā)[6]，嚴(yán)格遵循MVC設(shè)計(jì)模式[7]。系統(tǒng)架構(gòu)模型，如圖5所示。

MVC設(shè)計(jì)模式是目前最成熟的開發(fā)模式之一，該開發(fā)模式早就出現(xiàn)在了J2EE體系架構(gòu)中得到有效的運(yùn)用。

圖5 系統(tǒng)架構(gòu)模型圖

MVC設(shè)計(jì)模式[8]將整個(gè)應(yīng)用劃分成3部分，每個(gè)層面管理系統(tǒng)中的不同層面，該模式將系統(tǒng)的分層思想能夠簡(jiǎn)化開發(fā)，而且能夠有效地運(yùn)用。

在MVC模式中，視圖負(fù)責(zé)與用戶之間數(shù)據(jù)交互，從用戶那邊采集過來的數(shù)據(jù)通過模型[9]來處理。模型遵循業(yè)務(wù)規(guī)則，主要處理業(yè)務(wù)流程，負(fù)責(zé)返回視圖層相應(yīng)的請(qǐng)求結(jié)果。在Java項(xiàng)目中按照一定的規(guī)則將實(shí)際問題中的業(yè)務(wù)內(nèi)容利用面向?qū)ο蟮乃枷敕庋b成Java中對(duì)象展示出來，從而提高代碼的復(fù)用性?？刂破髟陧?xiàng)目中主要起到中間件的作用，負(fù)責(zé)視圖和模型之間的相互調(diào)用，達(dá)到視圖和模型之間的代碼分離，同時(shí)保證視圖和模型之間的數(shù)據(jù)同步。MVC模式模塊之間的關(guān)系，如圖6所示。

2.2 系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)

數(shù)據(jù)庫(kù)是整個(gè)系統(tǒng)的基礎(chǔ)和核心，數(shù)據(jù)庫(kù)是把大量數(shù)據(jù)按照一定的規(guī)則存放在庫(kù)中，這種規(guī)則的存放能方便數(shù)據(jù)的批量操作和快速檢索[10]。數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)首先要按照實(shí)際業(yè)務(wù)，按照系統(tǒng)的需要將每一類數(shù)據(jù)通過表存放起來，方便系統(tǒng)操作。

考試業(yè)務(wù)E-R圖，描述了考試過程中，各個(gè)實(shí)體之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，如圖7所示。

系統(tǒng)不同層次之間的數(shù)據(jù)交互和傳遞離不開業(yè)務(wù)實(shí)體，其在數(shù)據(jù)庫(kù)中的表現(xiàn)形式就是所謂的關(guān)系數(shù)據(jù)。通過深入分析， 本實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)應(yīng)構(gòu)建6個(gè)業(yè)務(wù)實(shí)體， 主要包括用戶基本信息、用戶權(quán)限信息、班級(jí)信息、試題信息、試卷信息、成績(jī)信息等，各實(shí)體模型具體的含義介紹如下：

1)用戶：主要屬性有編號(hào)、姓名、密碼、用戶類別等。

2)權(quán)限：主要屬性有編號(hào)、角色名稱、權(quán)限分配、權(quán)限類別。

3)班級(jí)：主要屬性有班級(jí)編號(hào)、班級(jí)名稱、所屬院系。

圖6 MVC設(shè)計(jì)模式圖

圖7 考試業(yè)務(wù)E-R圖

4)試題：主要屬性有試題編號(hào)、試題類型、題型編號(hào)、章節(jié)名稱、難易標(biāo)記等。

5)試卷：主要屬性有試卷編號(hào)、試卷名稱、試卷分?jǐn)?shù)等。

6)成績(jī)：主要屬性有成績(jī)編號(hào)、用戶編號(hào)、任務(wù)編號(hào)、成績(jī)、日期等。

3 系統(tǒng)部署與實(shí)現(xiàn)

3.1 系統(tǒng)部署

系統(tǒng)開發(fā)完成后，需要對(duì)系統(tǒng)部署環(huán)境進(jìn)行搭建，為了緩解多重訪問的壓力，系統(tǒng)可以采用分布式的部署分配方案[11]，同時(shí)數(shù)據(jù)庫(kù)單獨(dú)部署在一臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器上，這樣可以均衡系統(tǒng)負(fù)載。在線考試系統(tǒng)屬于B/S，系統(tǒng)請(qǐng)求原理及部署方式，如圖8所示。

3.2 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)模塊[12]主要有：用戶登錄系統(tǒng)，編輯試卷，在線考試，閱卷打分，成績(jī)查詢等，不同用戶因?yàn)橛胁煌牟僮鳎?因此可以有不同的主界面，這些主界面一般通過共同的登錄接口進(jìn)行跳轉(zhuǎn)。在各自的主界面里，需要布局每個(gè)模塊的操作鏈接，并在操作結(jié)束之后根據(jù)需要返回各自的主界面，如圖9所示。

圖8 系統(tǒng)部署圖

3.2.1 試題庫(kù)建設(shè)

試題庫(kù)建設(shè)主要包括科目類型、試題類型與試題題目的建設(shè)3個(gè)方面。試題庫(kù)建設(shè)主要是由任課教師完成的。首先，任課教師需要在數(shù)據(jù)庫(kù)中增加考試科目，也可以對(duì)現(xiàn)有的科目進(jìn)行修改、刪除，并將數(shù)據(jù)保存在試題表單數(shù)據(jù)庫(kù)中。

圖9 用戶登錄界面

3.2.2 考生登錄

考試前，系統(tǒng)管理員首先需要追加或篩選出需要參加考試的學(xué)生名單。參加考試的學(xué)生進(jìn)入登錄界面，選擇自己的相關(guān)信息，只有選擇正確后，才能登錄參加考試。

3.2.3 在線答題

在線考試子系統(tǒng)是考試系統(tǒng)中重要的組成部分。主要包括考生試卷的獲得與提交兩個(gè)部分?？忌卿浛荚嚱缑婧?，系統(tǒng)會(huì)隨機(jī)抽題自動(dòng)組成試卷，同時(shí)系統(tǒng)開始自動(dòng)計(jì)時(shí)。

3.2.4 成績(jī)管理

成績(jī)管理主要包含閱卷、成績(jī)分析與成績(jī)查詢3個(gè)部分。考生提交試卷后，系統(tǒng)自動(dòng)將考生所答題目的答案保存在考試表中，沒有作答的該答案為空。試卷的題型有客觀題和主觀題，不同的題型系統(tǒng)的處理方法也不一樣。

4 總結(jié)

隨著網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)化考試已經(jīng)成為了現(xiàn)代考試的重要特征。傳統(tǒng)的考試已經(jīng)無法適應(yīng)當(dāng)今快節(jié)奏高效率的生活了，所以在線考試系統(tǒng)不僅能為在校學(xué)生和教師節(jié)省大量的時(shí)間，而且能更好的鼓勵(lì)資源的充分利用，也符合社會(huì)發(fā)展的需求，本系統(tǒng)基于JAVA的在線考試系統(tǒng)，該考試系統(tǒng)應(yīng)用MVC開發(fā)模式，基于J2EE架構(gòu)，使用JSP動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁技術(shù)和Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)開發(fā)實(shí)現(xiàn)；實(shí)現(xiàn)了用戶登錄、題庫(kù)管理、試卷管理、在線考試和成績(jī)管理等模塊。最后對(duì)在線考試系統(tǒng)在實(shí)際課程考試中的測(cè)試情況進(jìn)行了分析，測(cè)試結(jié)果表明，該系統(tǒng)可以很好地滿足一般的考試需求，幫助學(xué)生進(jìn)行自我評(píng)價(jià)，更好的掌握基礎(chǔ)知識(shí)和知識(shí)體系，同時(shí)便于教師及時(shí)、準(zhǔn)確地調(diào)整教學(xué)策略，改進(jìn)教學(xué)方法，提高教學(xué)質(zhì)量。