網(wǎng)絡(luò)在線考試系統(tǒng)的設(shè)計和實現(xiàn)路徑,軟件工程論文

網(wǎng)絡(luò)在線考試系統(tǒng)的設(shè)計和實現(xiàn)路徑,軟件工程論文摘要：為了知足網(wǎng)絡(luò)教學平臺的快速發(fā)展需求,研究了網(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng)的設(shè)計和實現(xiàn)途徑,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)的功能實現(xiàn),且系統(tǒng)操作簡單易于維護。本文關(guān)鍵詞語：網(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng);自動組卷判卷;實現(xiàn)途徑;Abstract：Inordertomeettherapiddevelopmentneedsofthenetworkteachingplatform,thispapermainlystudiesthedesignandimplementationpathofthenetworkexaminationsystem,completesthedesignoftheoverallsystemarchitecturebasedonJ2EE.Thispaperexpoundsthefunctionsofeachmodule,includingusermanagement(registration,cancellation,etc.),testpaperandtestquestionmanagement,onlineexamination.Thefunctionsoftest,gradeinquiryandmanagementaredesignedbysoftwareframeworkanddatabasetoensuretherealizationofthenetworkexaminationsystem,andthesystemiseasytooperateandmaintain.Keyword：Networkexaminationsystem;Automaticgeneratingtestpaperandmarking;Realizationpath;0、引言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,牽涉到人數(shù)和類別也隨之不斷擴大,為檢驗學生對知識的把握情況,傳統(tǒng)的考試形式需調(diào)用較多的老師完成人工分、收試卷及判卷等工作,增加了老師的工作量,投入的成本較高,效率較低,難以知足需求,將高科技技術(shù)引用到考試中成為研究的重點,尤其是網(wǎng)絡(luò)在線考試系統(tǒng)的完善和應(yīng)用,能夠顯著降低老師的負擔,這種無紙化考試系統(tǒng)能夠進行自動組卷、批閱等操作,其客觀的評價結(jié)果及較高的效率遭到學校的青睞。1、現(xiàn)在狀況及需求分析當前基于網(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)老師的要求動態(tài)生成試卷,導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生的學習情況;對實際考試經(jīng)過中的考務(wù)管理重視程度不高;系統(tǒng)大多只能對有標準答案:的客觀題實現(xiàn)自動評卷,難以實現(xiàn)對主觀題的自動評卷。為更好地知足在線考試的各種功能需求,本文設(shè)計并實現(xiàn)了基于J2EE的網(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng),實現(xiàn)了準考證號同IP地址的綁定功能,試卷能夠根據(jù)老師設(shè)定動態(tài)生成,同時能夠?qū)ο嚓P(guān)資源進行屏蔽進而有效避免作弊行為,能夠知識點、難度、題型、題量為根據(jù)確保試卷生成經(jīng)過的科學性,系統(tǒng)能夠?qū)χ饔^題進行自動評卷并動態(tài)監(jiān)控考試經(jīng)過,及時處理考試經(jīng)過中出現(xiàn)的異常情況[1]。2、系統(tǒng)設(shè)計考試系統(tǒng)面對的主要用戶為老師、學生及系統(tǒng)管理員,系統(tǒng)具備操作方便快速、管理經(jīng)過簡單高效的優(yōu)勢,能夠科學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)進行功能模塊的劃分,進而減少模塊間的依靠性,為各模塊的獨立開發(fā)打下基礎(chǔ),以便實現(xiàn)同網(wǎng)絡(luò)教學平臺的有效對接。(1)題庫管理模塊該模塊的使用對象為老師,主要負責題庫(分為公共題庫和個人題庫)管理及生成試卷,所有老師可對公共題庫中的試題進行使用,根據(jù)實際教學需要老師可在個人題庫中編撰符合當下教學內(nèi)容的題目,實現(xiàn)自擬試題功能,知足老師的個性化教學需求,進而提高了考察方式方法和角度的靈敏性,在組卷經(jīng)過中可通過點擊題庫中的試題進行逐題添加,或提早對題型、難度、知識點、題量進行設(shè)定,系統(tǒng)自動從題庫中進行批量添加,除此之外系統(tǒng)還能夠根據(jù)老師設(shè)定的知識點、題型、題量、難度及分值從題庫中動態(tài)抽取試題完成組卷經(jīng)過[2]。(2)在線考試模塊該模塊主要負責考試、計時、查看已評試卷等,使用對象為學生,系統(tǒng)對考生的IP地址及身份認證(ID號)進行記錄,為各考生生成唯一的準考證號且只允許學生使用一次,學生據(jù)此登錄考生系統(tǒng)后完成準考證號同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)故障等導致的考試中斷,考生可在斷點處繼續(xù)答題,確保考試正常進行。(3)評卷模塊該模塊主要負責試卷判評(包括人工和自動兩種類型)、統(tǒng)計分數(shù),使用對象為老師,系統(tǒng)自動關(guān)機標準答案:對選取題、填空題等題型進行自動評卷,通過使用基于知識點的帶權(quán)匹配技術(shù)完成簡答題等主觀題的自動評卷經(jīng)過。(4)考務(wù)管理模塊該模塊主要負責實現(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,老師、學生的信息均有考務(wù)管理員負責管理,并且能夠?qū)荚嚱?jīng)過進行動態(tài)監(jiān)控,及時處理考試中出現(xiàn)的異常情況,當出現(xiàn)故障導致考試中斷時,考務(wù)管理員通過對學生的IP地址綁定進行更新使其能夠重新登錄并從斷點處繼續(xù)作答完成考試經(jīng)過,系統(tǒng)應(yīng)用程序如此圖1所示。圖1應(yīng)用程序的功能模塊3、系統(tǒng)的實現(xiàn)系統(tǒng)采用WAF框架對程序的流程進行控制,具備定義明確的屏幕導航,開發(fā)系統(tǒng)經(jīng)過中對各功能模塊建立對應(yīng)的包后分開存放各功能類,詳細的包構(gòu)造如此圖2所示。圖2包構(gòu)造示意圖將EJBAction存放在Ejb中,Action和FlowHandler則在Web包中存放,實現(xiàn)了各功能模塊開發(fā)的相對獨立性,提高了系統(tǒng)的可擴展性,只需要注重對業(yè)務(wù)功能的實現(xiàn)[3]。系統(tǒng)各層功能實現(xiàn):(1)視圖,采用模板機制對JSP頁面進行開發(fā),模板機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、格式及大小),接下來對模板的一系列屏幕進行實例化,系統(tǒng)定義的基本模板主要為控制(包括標題、主題、導航、工具條)和內(nèi)容(包括標題、主題、導航)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)庫的訪問進行封裝(屬于statelesssessionbean),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)getdatasourse和getconnection方式方法的實現(xiàn)需先定義AbstractDao,再對數(shù)據(jù)庫中各表定義DAO擴展,系統(tǒng)通過questionDAO(封裝了各類試題的屬性)的建立實現(xiàn)對所有表的統(tǒng)一操作,進而知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)的改變均需依靠控制器實現(xiàn),程序的控制經(jīng)過通過mainservlet、requestporcesor等實現(xiàn)(由WAF框架提供),Action和EJBAction在系統(tǒng)開發(fā)經(jīng)過完成在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)絡(luò)嚴密,封裝數(shù)據(jù)構(gòu)成Event對象后傳遞至EJBAction對象,后一級則無關(guān)于request對象,進而構(gòu)成了兩級處理機制。系統(tǒng)管理人員對用戶JSP頁面?zhèn)鱽淼膮?shù)進行處理,完成EJBAction和Event的定義,系統(tǒng)各功能模塊獨立開發(fā)經(jīng)過的步驟為:對請求的manageQB.do和screen在mapping、screendefination和flowhandler文件完成配置處理實現(xiàn)頁面?zhèn)鱽韰?shù)在QBevent中的封裝及處理(使用manageQBaction和perform方式方法),進而實現(xiàn)相應(yīng)的業(yè)務(wù)邏輯,調(diào)用DAO操作,實現(xiàn)questionbaseDAO,并在session中存放eventresponse傳回的數(shù)據(jù)[4]。3.1、主要功能模塊的實現(xiàn)(1)基于知識點的主觀題自動評判技術(shù)主觀題對標準答案:五唯一、完全匹配的要求,主觀題知識點(分為等價類、類似類、反義類)通過自動評判技術(shù)歸納為解釋型、集合型、判定型,為知識點的本文關(guān)鍵詞語定義了四種邏輯關(guān)系及權(quán)值分配(并列、順序、依靠、互斥),自動評判時需對試題答案:進行搜索,在這里基礎(chǔ)上完成本文關(guān)鍵詞語的切分及知識點的定位,根據(jù)表述正確的知識點對本文關(guān)鍵詞語進行查找,結(jié)合使用邏輯關(guān)系完成主觀題知識點權(quán)值的計算,系統(tǒng)對分數(shù)的計算根據(jù)試題分值和知識點權(quán)值即可自動完成,系統(tǒng)的本文關(guān)鍵詞語庫具有自動學習功能,能夠在本文關(guān)鍵詞語庫中添加新的本文關(guān)鍵詞語,進而不斷完善并豐富某一課程或?qū)W科知識點,提高主觀題結(jié)果評判的準確率。(2)消息驅(qū)動,MDB對學生客戶端消息的處理采用MDB完成,實現(xiàn)學生考試情況的動態(tài)監(jiān)控,MDB實現(xiàn)運行服務(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消息隊列及testMGB消息驅(qū)動Bean(消息隊列消費者),考生進入系統(tǒng)后,一個JSP消息將對其準考證號和IP地址進行封裝再傳送至消息隊列中,消息被testMGB提取出后將存入數(shù)據(jù)庫,從數(shù)據(jù)庫中提取考生準考證號和IP信息同樣需由testMGB完成,系統(tǒng)通過ONtestAtion的應(yīng)用為考生生成唯一的準考證號,實現(xiàn)對登錄考生的嚴格控制,降意外情況及時發(fā)送給testMGB提示管理員進行處理,通過manageresource的定義實現(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、難度等),試題子表則用于存放試題答案:和選項,數(shù)據(jù)庫構(gòu)造詳細如此圖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現(xiàn)系統(tǒng)功能[5]。圖3系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫構(gòu)造圖4、系統(tǒng)測試為檢測本文所述的網(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng)的實用性,在計算機專業(yè)的2個班共120名學生中試用本系統(tǒng),老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、難度、題量、分值等進行自動組卷和動態(tài)組卷功能知足了考試靈敏性及考察科學性的需求,120名學生憑借生成的唯一準考證號登錄系統(tǒng)后,即可進行考試(考題順序不唯一),作答經(jīng)過系統(tǒng)運行穩(wěn)定,并且自動判卷轉(zhuǎn)去了更高層次,尤其是主觀題的評判得到了老師的認可,老師和學生普遍反映該考試系統(tǒng)顯著簡化了考試程序,降低了老師的工作量,具有較高的實用性和穩(wěn)定性。5、結(jié)束語為知足網(wǎng)絡(luò)教學平臺的快速發(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)計和實現(xiàn)途徑,利用WAF框架進行開發(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)的功能實現(xiàn),且系統(tǒng)操作簡單易于維護。經(jīng)公式用表示清楚,該平臺在確保安全、公正和高效的基礎(chǔ)上,提高了考試經(jīng)過的系統(tǒng)化和自動化程度。以下為參考文獻[1]李莉.基于UML的網(wǎng)絡(luò)分布式考試系統(tǒng)軟件建模[J].電子技術(shù)與軟件工程,2021(14):4