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摘要 随着计算机和网络技术的飞速发展,在线考试已成为计算机辅助教学的发展趋势之一。在对在线考试系统进行分析的基础上,利用ASP.NET技术在Windows 2003 server操作系统和SQL Server 2003数据库平台上开发三层架构的基于B/S模式的高校在线考试系统,并给出软件的设计思想、数据库的实现方式,最后还介绍并发故障、计算机死机的解决方法以及抽题的策略。
关键词 在线考试;B/S模式;Web
中图分类号:TP393 文献标识码:B 文章编号:1671-489X(2009)21-0090-02
Design and Application of Campus Online Examination System based on B/S Mode//Xu Fengliang, Shi Binbin
Abstract With the rapid development of Computer and Internet technology,online examination has become a development trend of CAI. Based on the analysis, with ASP.NET and Windows 2003 server as OS and SQL Sever 2003 as the database platform to develop a 3 layer structure College online examination system which based on B/S mode. Paper indicates the design blue prints, the database implementing mode, at last introducing the solvement of computer breakdown and startegy of choosing problems.
Key words online examination; B/S Mode; Web
Author’s address
1 Suzhou Health College, Suzhou, Jiangsu, 215009, China
2 Suzhou Vocational University, Suzhou, Jiangsu, 215000, China
随着计算机和网络技术的快速发展,现代化教育技术也产生日新月异的变化。在硬件方面,高校配备计算机的数量和质量不断提高;在软件方面,各种教学软件层出不穷。计算机辅助教学已经发挥越来越重要的作用,特别是利用高校的计算机房组织各种考试已成为一种趋势[1]。
传统方式组织考试,需要经历出卷、考试、阅卷、分析4个阶段,存在一些弊端:第一,重复劳动,造成人力、财力、物力和时间资源的浪费;第二,人工出卷和人工阅卷本身存在较大的主观性和差异性,且容易出错;第三,学生考试采用统一试卷,考试容易发生作弊现象。同时某些任课教师为了提高其任课班级的总体成绩,造成试题泄露抄袭使成绩不真实,影响教学质量检测的真实效果。在线考试系统可以克服传统考试方法的不足:第一,真正实现考教分离,创造一个公平开放的考试环境;第二,有效压缩组织考试的各个阶段,提高工作效率;第三,采用无纸化考试,创造节约型校园氛围。
1 在线考试系统发展现状
在线考试已成为开发和研究的热点。市场上也出现许多网上考试系统可供选择,但这些考试系统主要面向某一单科的考核,较少地集自动组卷、在线答卷、自动评卷、成绩管理与统计分析、科目管理、题库管理、用户管理、记录查询于一体,且市场上出售的软件存在开发成本高、价格昂贵、源代码保密、不易于升级维护等弊端。目前各校的教务工作流程各不相同,所以在没有对系统功能进行修改和升级的情况下很难直接将在线考试系统融入现有的教务管理中。
2 需求分析
在线考试系统实现的主要功能包括4部分:1)用户管理功能,管理各种用户的权限,包括用户的类别、编号、姓名、口令等;2)考试功能,包括考生登录,试卷生成、传输、显示,在线答题,试卷的回收,自动阅卷及成绩的排序打印等功能;3)题库维护功能,包括题库的创建,试题的录入、修改、删除;4)出卷功能,包括考试题型、考试题量、分值、抽卷策略。由于在线考试具有内容特殊、安全性高、结果要求准确等特点,因此系统在功能设计上还应该注重对网络安全、抽题算法、中断和系统恢复、服务器事件并发以及流量控制方面的处理,保证系统的可靠性和实用性。
3 系统的技术体系
目前比较流行的网络软件开发模式有C/S(客户机/服务器)模式和B/S(浏览器/服务器)模式2种。C/S模式因为整个客户端程序都是自行设计的,所以能够完全控制考生的所有操作行为,安全性较好。许多国家级考试如国家计算机等级考试、国家卫生资格考试都采用这种模式。C/S模式的主要缺点是安装、维护和升级麻烦,加大机房管理的工作量。B/S模式能有效地克服这些缺点,同时配合一些合理的机房管理安全措施同样可以做到闭卷考试。
在线考试系统采用三层架构,将整个业务应用划分成表示层、业务逻辑层、数据访问层,符合“高内聚,低耦合”的软件工程思想。整个系统运行在Windows 2003 server操作系统和SQL Server 2003数据库平台上,采用ASP.NET开发技术。
Windows 2003 server是微软公司提出.NET战略以后推出的一款最重要的服务器软件产品,其中包括对IIS6和.NET的支持,使站点服务器的性能和安全性大幅提高。
SQL Server 2003数据库是微软公司推出的企业级数据库,一经推出就以其易用性得到很多用户的青睐。它是个功能强大,易于使用的数据库,可直接与Windows操作系统的使用者账号做安全机制整合。SQL Server友好、易操作的图形使用界面,可以方便用户对SQL Server进行管理和使用。
ASP.NET是创建动态Web页面的一项功能强大的新技术。它是微软公司.NET Framework的一部分,ASP.NET页面可以利用这个架构提供的所有服务,包括联网、数据访问、安全性等。ASP.NET的出现大大提高程序员开发的效率,简化Web开发人员的工作[2]。
4 功能设计
根据在线考试系统的需求分析,系统主要的操作对象分成系统管理员、专业负责人、教师、考生。整个系统主要包括系统管理模块、题库管理模块、出卷模块和考试模块。
系统管理模块只能由系统管理员登录,主要对本系统的重要事务进行管理,包括专业课程的设立、专业负责人账户的设置与管理。
题库管理和出卷模块只能由专业负责人登录,负责教师个人账户的设置与管理,试题库的输入、修改和删除,考试题型和考试计划的设置。
考试模块是系统最重要的模块,一部分是考生模块,另一部分是考场监控模块。考生模块包括考生登录、试题抽取、在线答题、自动评卷功能。考场监控模块可以被系统管理员、专业负责人和教师访问,进行开考命令的发布、强制收卷、考试成绩统计。
5 数据库设计
根据系统功能设计的要求以及功能模块的划分,给出以下数据库表和字段名称。
用户信息表Admin:用户账号UserName,用户口令Password,权限Role。
开考科目表Testkind:考试科目号TestId,考试名称TestName,专业负责人UserName。
考生成绩表Score:学生姓名StudentName,学生学号StudentNum,学生班级StudentClass,考试科目TestId,考试开始时间StartTime,考试结束时间EndTime,考试成绩StudentScore。
试题库Testdb:考试科目TestId,考题类型TestClass,难易度Difficult,题干TestMain,填空答案Blank,选择答案Select,判断题答案Decide。
试卷表:考试科目号TestId,学生班级StudentClass,开考时间TestStartTime,考试时间TestTime,总分TotalScore,选择题分值SelVal,选择题数量SelNum,选择题难度SelDif,判断题分值DecVal,判断题数量DecNum,判断题难度DecDif,填空题分值BlankVal,填空题数量BlankNum,填空题难度BlankDif。
6 技术难点
1)由并发引起的故障。在整个考试期间,服务器大规模并发事件主要发生在考试开始与结束2个时间。考试开始时,考生同时登录系统抽取试题,结束时部分学生同时交卷,其间服务器要迅速处理来自客户端的请求,容易造成服务器应用程序崩溃并停止响应。解决的办法是在考生抽取试题和自动交卷的页面中加入脚本代码,使客户端随机延迟0～5秒再发出抽取试题的请求。
2)服务器和客户机死机故障。若学生机死机会造成该生考试中止,特别是学校机房普遍装有硬件还原卡,将使考生原先的答题内容丢失。解决的办法是将考生的答题内容定时地保存在服务器的硬盘中,若服务器死机,则重启后重新进入考试程序,自动收集学生的答题信息,不会影响学生答题的过程。
3)试题抽取策略。系统支持3种抽题策略,一种是所有考生考题相同,但题目出现的次序以及备选项次序不同;第二种是有2套或3套试题,系统根据考生号进行分配;第三种是从题库完全随机抽题。多种抽题策略可以满足不同教师的考试要求。
7 结论
在线考试系统采用成熟和广泛的ASP.NET技术进行开发,扩展性和灵活性好。该系统特别适合高校公共课程如英语、计算机、政治课程的考试。依托丰富的题库资源和完善的抽题策略,大大减轻教师负担,节约教学资源。但系统目前支持的题型仍比较有限,今后将加入智能语句处理模块,使系统能够支持简答题乃至问答题的自动评分,使系统能胜任更多课程的考试。
参考文献
[1]Pullen J M,McAndrews P M.A web portal for open-source synchronous distance education[A].Proceedings of the Seventh IASTED International Conference on computers and Advanced Technology in Education,2004:315-320
[2]Kauffman J,Millington B.ASP.NET 2.0数据库入门经典[M].北京:清华大学出版社,2007
关键词 在线考试;B/S模式;Web
中图分类号:TP393 文献标识码:B 文章编号:1671-489X(2009)21-0090-02
Design and Application of Campus Online Examination System based on B/S Mode//Xu Fengliang, Shi Binbin
Abstract With the rapid development of Computer and Internet technology,online examination has become a development trend of CAI. Based on the analysis, with ASP.NET and Windows 2003 server as OS and SQL Sever 2003 as the database platform to develop a 3 layer structure College online examination system which based on B/S mode. Paper indicates the design blue prints, the database implementing mode, at last introducing the solvement of computer breakdown and startegy of choosing problems.
Key words online examination; B/S Mode; Web
Author’s address
1 Suzhou Health College, Suzhou, Jiangsu, 215009, China
2 Suzhou Vocational University, Suzhou, Jiangsu, 215000, China
随着计算机和网络技术的快速发展,现代化教育技术也产生日新月异的变化。在硬件方面,高校配备计算机的数量和质量不断提高;在软件方面,各种教学软件层出不穷。计算机辅助教学已经发挥越来越重要的作用,特别是利用高校的计算机房组织各种考试已成为一种趋势[1]。
传统方式组织考试,需要经历出卷、考试、阅卷、分析4个阶段,存在一些弊端:第一,重复劳动,造成人力、财力、物力和时间资源的浪费;第二,人工出卷和人工阅卷本身存在较大的主观性和差异性,且容易出错;第三,学生考试采用统一试卷,考试容易发生作弊现象。同时某些任课教师为了提高其任课班级的总体成绩,造成试题泄露抄袭使成绩不真实,影响教学质量检测的真实效果。在线考试系统可以克服传统考试方法的不足:第一,真正实现考教分离,创造一个公平开放的考试环境;第二,有效压缩组织考试的各个阶段,提高工作效率;第三,采用无纸化考试,创造节约型校园氛围。
1 在线考试系统发展现状
在线考试已成为开发和研究的热点。市场上也出现许多网上考试系统可供选择,但这些考试系统主要面向某一单科的考核,较少地集自动组卷、在线答卷、自动评卷、成绩管理与统计分析、科目管理、题库管理、用户管理、记录查询于一体,且市场上出售的软件存在开发成本高、价格昂贵、源代码保密、不易于升级维护等弊端。目前各校的教务工作流程各不相同,所以在没有对系统功能进行修改和升级的情况下很难直接将在线考试系统融入现有的教务管理中。
2 需求分析
在线考试系统实现的主要功能包括4部分:1)用户管理功能,管理各种用户的权限,包括用户的类别、编号、姓名、口令等;2)考试功能,包括考生登录,试卷生成、传输、显示,在线答题,试卷的回收,自动阅卷及成绩的排序打印等功能;3)题库维护功能,包括题库的创建,试题的录入、修改、删除;4)出卷功能,包括考试题型、考试题量、分值、抽卷策略。由于在线考试具有内容特殊、安全性高、结果要求准确等特点,因此系统在功能设计上还应该注重对网络安全、抽题算法、中断和系统恢复、服务器事件并发以及流量控制方面的处理,保证系统的可靠性和实用性。
3 系统的技术体系
目前比较流行的网络软件开发模式有C/S(客户机/服务器)模式和B/S(浏览器/服务器)模式2种。C/S模式因为整个客户端程序都是自行设计的,所以能够完全控制考生的所有操作行为,安全性较好。许多国家级考试如国家计算机等级考试、国家卫生资格考试都采用这种模式。C/S模式的主要缺点是安装、维护和升级麻烦,加大机房管理的工作量。B/S模式能有效地克服这些缺点,同时配合一些合理的机房管理安全措施同样可以做到闭卷考试。
在线考试系统采用三层架构,将整个业务应用划分成表示层、业务逻辑层、数据访问层,符合“高内聚,低耦合”的软件工程思想。整个系统运行在Windows 2003 server操作系统和SQL Server 2003数据库平台上,采用ASP.NET开发技术。
Windows 2003 server是微软公司提出.NET战略以后推出的一款最重要的服务器软件产品,其中包括对IIS6和.NET的支持,使站点服务器的性能和安全性大幅提高。
SQL Server 2003数据库是微软公司推出的企业级数据库,一经推出就以其易用性得到很多用户的青睐。它是个功能强大,易于使用的数据库,可直接与Windows操作系统的使用者账号做安全机制整合。SQL Server友好、易操作的图形使用界面,可以方便用户对SQL Server进行管理和使用。
ASP.NET是创建动态Web页面的一项功能强大的新技术。它是微软公司.NET Framework的一部分,ASP.NET页面可以利用这个架构提供的所有服务,包括联网、数据访问、安全性等。ASP.NET的出现大大提高程序员开发的效率,简化Web开发人员的工作[2]。
4 功能设计
根据在线考试系统的需求分析,系统主要的操作对象分成系统管理员、专业负责人、教师、考生。整个系统主要包括系统管理模块、题库管理模块、出卷模块和考试模块。
系统管理模块只能由系统管理员登录,主要对本系统的重要事务进行管理,包括专业课程的设立、专业负责人账户的设置与管理。
题库管理和出卷模块只能由专业负责人登录,负责教师个人账户的设置与管理,试题库的输入、修改和删除,考试题型和考试计划的设置。
考试模块是系统最重要的模块,一部分是考生模块,另一部分是考场监控模块。考生模块包括考生登录、试题抽取、在线答题、自动评卷功能。考场监控模块可以被系统管理员、专业负责人和教师访问,进行开考命令的发布、强制收卷、考试成绩统计。
5 数据库设计
根据系统功能设计的要求以及功能模块的划分,给出以下数据库表和字段名称。
用户信息表Admin:用户账号UserName,用户口令Password,权限Role。
开考科目表Testkind:考试科目号TestId,考试名称TestName,专业负责人UserName。
考生成绩表Score:学生姓名StudentName,学生学号StudentNum,学生班级StudentClass,考试科目TestId,考试开始时间StartTime,考试结束时间EndTime,考试成绩StudentScore。
试题库Testdb:考试科目TestId,考题类型TestClass,难易度Difficult,题干TestMain,填空答案Blank,选择答案Select,判断题答案Decide。
试卷表:考试科目号TestId,学生班级StudentClass,开考时间TestStartTime,考试时间TestTime,总分TotalScore,选择题分值SelVal,选择题数量SelNum,选择题难度SelDif,判断题分值DecVal,判断题数量DecNum,判断题难度DecDif,填空题分值BlankVal,填空题数量BlankNum,填空题难度BlankDif。
6 技术难点
1)由并发引起的故障。在整个考试期间,服务器大规模并发事件主要发生在考试开始与结束2个时间。考试开始时,考生同时登录系统抽取试题,结束时部分学生同时交卷,其间服务器要迅速处理来自客户端的请求,容易造成服务器应用程序崩溃并停止响应。解决的办法是在考生抽取试题和自动交卷的页面中加入脚本代码,使客户端随机延迟0～5秒再发出抽取试题的请求。
2)服务器和客户机死机故障。若学生机死机会造成该生考试中止,特别是学校机房普遍装有硬件还原卡,将使考生原先的答题内容丢失。解决的办法是将考生的答题内容定时地保存在服务器的硬盘中,若服务器死机,则重启后重新进入考试程序,自动收集学生的答题信息,不会影响学生答题的过程。
3)试题抽取策略。系统支持3种抽题策略,一种是所有考生考题相同,但题目出现的次序以及备选项次序不同;第二种是有2套或3套试题,系统根据考生号进行分配;第三种是从题库完全随机抽题。多种抽题策略可以满足不同教师的考试要求。
7 结论
在线考试系统采用成熟和广泛的ASP.NET技术进行开发,扩展性和灵活性好。该系统特别适合高校公共课程如英语、计算机、政治课程的考试。依托丰富的题库资源和完善的抽题策略,大大减轻教师负担,节约教学资源。但系统目前支持的题型仍比较有限,今后将加入智能语句处理模块,使系统能够支持简答题乃至问答题的自动评分,使系统能胜任更多课程的考试。
参考文献
[1]Pullen J M,McAndrews P M.A web portal for open-source synchronous distance education[A].Proceedings of the Seventh IASTED International Conference on computers and Advanced Technology in Education,2004:315-320
[2]Kauffman J,Millington B.ASP.NET 2.0数据库入门经典[M].北京:清华大学出版社,2007