宋雪亚，王传安

(安徽科技学院 信息与网络工程学院，凤阳 233100)



基于JSP的在线考试系统设计与实现

宋雪亚，王传安

(安徽科技学院 信息与网络工程学院，凤阳 233100)

为了减轻教师出卷、阅卷的工作量，设计了一种基于JSP的在线考试系统，详细阐述了在线考试系统的主要模块组成以及各模块实现的具体方法，实验表明，该系统能够满足高校正常的考试需要，有效地减轻了教师的工作量.

在线考试系统；模块实现

随着“互联网+”技术在教育领域的不断渗入，国内外掀起了网上培训、远程教学、MOOC学院等各种基于互联网的教育热潮，这种开放、便捷的互联网教育正逐步挑战传统的授课模式和教育观念，并得到越来越多的认可和推广.互联网教育的改革催生出在线考试和自动评分系统的需求，基于这种背景，结合自身教学中的《大学计算机基础》课程，本文设计并实现了一种在线考试系统.实际验证表明，该系统提供了比较客观、公正、公平且有效的考试模式，很好的解决了传统考试模式中存在的一些弊端，能够从技能方面真实客观地反映考生的操作水平，有效减轻了教务人员和任课老师的工作量，提高了教学和考试效率.

1 主要模块及分布

本文设计的《大学计算机基础》课程在线考试系统主要由以下几个模块组成：

1.1 基础模块

该模块主要用来完成系统主界面的实现，并利用基础模块通过工具栏或菜单完成对其他模块的调用.

1.2 选择题编辑模块

该模块测试的内容要覆盖《大学计算机基础》这门课程教学大纲中所要求的所有基础知识点，根据内容可分为四个部分：计算机基础理论知识部分、Windows 基本操作、Office办公软件应用和网络基础.教师可以对不同的内容设置相应的分值.在本部分，既可以通过管理界面录入题目也可以从题库中进行题目的抽取.教师还可以对试题进行题干的描述、提供答案等，最后把相关信息写到对应的“选择题”表中[1].

1.3 管理Windows基本操作

在本部分主要按照大纲的要求，分析Windows 操作系统部分的知识点,考查考生对 Windows 操作系统的基本操作的掌握情况.

1.4 字处理软件Word部分

《大学计算机基础》课程的教学大纲中，其中比较重要的一部分就是关于Word文字处理软件的使用，其中包含的基本操作比较多,是后期其它软件学习的基础.由于该模块设计的好坏，直接影响后续的试卷抽取和试题的自动评分功能，因此要求把该部分要考查的内容分类，包括考查的内容和参考答案等，每题的分值要确定并保存，并且还要在自动组卷之前对整套试题进行检查、核对，以免试题本身出现错误.

根据不同课程考试时的具体要求，在考生登录考试系统后，系统可以通过调用本模块从题库中随机抽取试题自动组成试卷，还能够为同时参加考试的考生随机分配试卷.

考试系统中电子表格Excel的应用和演示文稿PowerPoint，与word文字处理部分很相似，在此不再赘述.

2 主要模块的具体实现

在一个好的考试系统中，试题的管理、试卷的组成、考生考试和试卷的自动评分是最主要的功能.以下就试题的管理、自动组卷和考生考试模块进行详细介绍.

2.1 管理试题部分

试题管理是本系统极其重要的一个部分，考试系统运行的好坏、试题的自动评分功能的实现都是以该部分功能为基础的.该部分首先要保证题目正确无误的存储到数据库中，另外考生参加考试和题目自动评分也与该部分紧密相关.

作为特权用户的系统管理员可以根据教材的更改，教学大纲的更新和考试内容的变化，对之前创建好的试题库中的试题进行一系列的操作：更新、删除以及修改等.以便于考试系统能适应教学改革的需求[2].试题管理部分的主要功能实现描述如下.

2.1.1 Windows 基本操作题自动生成子模块

通过分析和归纳该考试系统，在Windows 基本操作题自动生成子模块的设计过程中，将Windows 基本操作题按要求进行分类，并且能到做到自动、随机抽取试题.

试题管理中的所有题型都可以先录入，录入之后可以进行修改、查询、删除等操作.Windows 基本操作也一样，首先可以通过试题管理系统录入题目.在进行题目录入的时候，首先选择题目的难度等级，然后在题干下方的文本框中依次录入题目的要求，接着在考生初始环境选项设置题目的初始化环境以及相应的属性设置要求，最后在答案选项后面给出评分时的判断标准，单击“添加”按钮该题目就被成功添加，如果对添加的题目不满意可以通过单击“撤销”按钮来撤销，最后通过保存按钮保存新增的题目.

2.1.2 客观题的维护和管理界面

本文实现的考试系统对客观题进行维护的方式有很多，一是可以通过题目的录入创建一个新的题库，也可以使用之前建立好的套题题库，还可以把需要的题目通过SQL 数据库或Excel 表格导入到题库当中.

选择题题目录入界面如图1所示.

图1 选择题题目录入界面

2.1.3 操作题部分

系统中的操作题比较多，处理方法都基本相同，这里仅以字处理软件Word的处理方法进行描述.

由于字处理软件Word题目本身就比较麻烦，所以该部分题目的处理比较繁琐.不管是答题界面还是试题随机抽取、修改等都相对麻烦.字处理软件Word试题的维护界面如图2所示.

图2 字处理软件Word试题的维护界面

要想实现Word 字处理软件部分操作试题维护与管理，可以通过以下方式进行：

(1)使用管理界面中“修改”、“删除”按钮来实现对选中题目的修改、删除操作；

(2)“保存”按钮用来对修改的试题进行保存，“撤销修改”按钮用来取消试题的修改；

(3)直接单击试题编号实现题目的选择；

(4)“修改导入文件”按钮来导入其他文件中的试题到题库中.

2.2 自动生成试卷模块

试题该模块的具体功能描述如下：

特权管理员通过考试系统的题库管理子系统，完成题库中所有客观题、操作题的录入并保存在SQL 数据库中.不同的课程在确定了考试方案之后，就根据考试要求，按照组卷的原则和算法，自动生成各位考生的试卷.

2.2.1 自动抽题算法的设计

自动抽题的实现是由考试系统中的智能组卷部分完成的.因此该部分要把题目的随机抽取考虑到算法中，也需要考虑到算法的适用性和实用性等等，包括题目的个数、题目的难易程度的选择以及题目的题型和教材中各章节知识点所占的比重，以适应不同测试的不同需求[3].

本考试系统以安徽科技学院《大学计算机基础》课程为例，试题有打字测试题、单项选择和多项选择题、操作测试题和主观题四种类型.其中试题的分类用两位数字表示，题目的难易程度用另外两位数字来表示.试题库的类型可以用英文字母表示.例如T代表试题分类库.以本文设计的考试系统为例：如果用T代表其中一个试题分类库，04代表题型为操作题，01代表该试题难度为较难，则用来表示该试题分类库中较难操作题的试题号应为T0401.

2.2.2 试题自动抽取原理

主考教师按照课程的教学大纲、教材的知识点分布以及考查重点，会对要考试课程设定一些考试要求，系统要能够根据主考教师设定的特殊需求，自动转换成跟某门课相对应的题型、难易程度、试题的分数等基数.然后再根据设定好的抽题原则合理的从题库中选择试题，根据组卷的方法组成试卷.抽取试题后，把抽取的试题与设定的算法中的条件相比较，如果所抽题目不符合设定的条件和要求则需要重新进行试题的抽取.在组成一套试卷的所有试题确定后，再依据自动组卷模块中的算法按照相应规则对试卷中试题的分值进行调整，以上工作完成后，对试卷进行保存.以下对在该系统在题库中进行试题的随机抽取算法进行详细、重点的描述.在确定了自动生成试卷的方案后，可以完成试卷的自动生成，并且可以进行试卷的校验.试卷校验图如图3所示.

2.2.3 自动抽题算法实现

考试时考生试卷要求自动生成，其中要实现能够随机抽取题目是本部分的一个难点，因为它直接影响到考试时考生自动生成的考卷的质量.

按照试题的难易程度来设计试题的随机抽取的原则，先要把不同题型的不同难易程度的题目的数量确定下来，然后再进行抽取相对应数量的试题.

图3 试卷校验界面图

其中抽题步骤如下：

试题自动抽取的算法思路描述如下:

采用模块化，逐级求精的方法将试题的自动抽取的全部经过做以下描述：

第一层：第一层是关于数据库的相关操作函数，也是整个算法的最底层，该层可以为中间层也就是第二层的操作输出数据.

第二层：根据最高层也就是第三层的需求，利用最底层中[5]定义的函数以获取不同难度题目对应的值以及对应的题集，之后再去题库中进行按照原则进行抽题.

第三层：该层是试题自动抽取全过程的最上层.该层的功能是根据主考教师对要考试课程试卷的要求，对不同类型的试题进行不同数量的自动抽取.

算法步骤:

1.1 子宫病变 子宫相关病变导致的不孕占不孕症的10%～15%[5]，精子运输、胚胎着床等均受子宫相关病变的影响，常见因素包括子宫发育畸形、宫腔粘连、子宫肌瘤、子宫内膜息肉及子宫腺肌病等。

第一层设计思路：

该层的设计是相对容易的，只需要按照所需题目的题型，在题库中找到对应的题目集，在符合标准的题集中查询全部符合标准的难易程度的题目，然后将找到的题目的序号返给第二层.

第二层设计思路：

第一步：先对抽取出的题数目Max进行初始化为，初始化值为0，并把所抽取出来的试题对应的题目序号存放在数组QuestionsSet中然后对其进行初始化[6].

第二步：按照该过程的最高层的相关需要，利用第一层的原理，把对应的数量所相应的题目的序号赋值给GetQuesSetFromDB.

第三步：随机取一数，对上一步的值做取余算法并把结果赋值给Index.接然后把上一步最后一个函数的值相应的题目序号赋值给CurQuesNo 中.

第四步：在存放抽取出的试题对应的题目序号的数组 QuesSet 中，用遍历算法查找变量CurQuesNo中是否有当前题目的序号.如果有，回到上一步，继续查找下一题；如果没有，则将变量CurQuesNo中存放的试题的题号 存入变量 QuestionsSet[Count]中，并将保存试题总量的变量Max在原来的基础上加17].

第五步：如果Max的值小于所需题目数量，则转至第三步反复第三到五步的操作，

否则结束函数并把QuestionsSet的值返回给上一层.

第三层设计思路：

第一步：对当前类型试题的难度系数进行分析，并分别计算出以下各个难度系数βX1、βX2、βX3、……βXL相对应的试题个数，并把计算结果分别保存在变量TX1、TX2、TX3、……TXj中.

第二步：对当前类型试题的难度索引变量Index进行初始化并把初值设为0，同时对当前类型题集数组变量CurQuestionsSet 进行初始化.

第三步：使变量Index增加 1，如果变量 Index的值小于当前类型试题的难度级数，则跳转到第二步反复执行，否则结束函数，数组变量CurQuestionsSet 集合中就是当前类型试题在数据库中对应的题号.这样就生成了一种类型的试题.

以上算法的优点有：简单、易实现，占用内存少，不会出现盲点，并且题目重复的可能小比较小，题库中的选中每道题目的可能性大致相同，通用性强.

2.3 考试模块

试题管理模块为考生进行考试模块提供了坚实的基础，系统的考试模块需要完成以下功能：提供考生登录、检查身份、自动组卷、生成考试界面以及把考生在考试过程中对试卷的作答情况以及过程保存在数据库中相应的数据表中.

考试模块是考生直接面对的模块，是考生与整个系统的接口，考生在整个考试过程中将一直使用该模块，这就要求该模块必须做到用户界面直观、方便、友好，考生在考试的过程中要可以利用该模块方便的查看题目，可以在考试界面直接打开用到的各类文档.本部分具有以下功能：考生登录、试卷组成、自动计时等.下面对各主要功能进行描述.

2.3.1 考生登陆系统功能

考生要进行考试，首先要通过录入自己的学号和姓名进行验证，如果考生信息数据库中有该考生的信息，则考生输入学号和姓名后可以正常登录，否则没有资格参加考试.如果考生在考试过程当中由于各种原因退出了考试，需要输入二次登陆密码才可以登录.考生登录考试系统的过程流程图如图4所示.

图4 考生登录考试系统流程

2.3.2 试题的自动抽取功能

在考生登陆考试系统成功后，系统要能够随机从题库中按照之前的算法抽取试题自动组成考生考试用的试卷，具体的组卷过程前面已做介绍，这里不再赘述.

2.3.3 生成考试环境功能

该部分要能实现各位考生正确登录后，针对生成的试卷产生一个模拟考试的环境.考试环境包括生成考生考试的界面、生成字处理软件Word需要的文档、电子表格处理Excel用到的表格和试卷中需要的图片和表格等.本部分中要能够形成考生进行考试时使用到的目录结构以及所需相关的文件等.

2.3.4 考生答题

该模块应该具有以下功能：首先应该具有友好的考试界面；其次要能满足考生随时看到试题的要求，并且能够在考试界面直接启动 Office 系列应用程序[8].该模块可以分为选择题、打字题、操作题以及简答题四个模块，具体描述如下：

(1)选择题：选择题答题界面中，考生考试时只需要在认为正确的答案前面单击选中所对应选项的单选按钮即可，本系统我们还提供了平时可以供学生进行模拟考试的模拟系统，在模拟考试系统中，考生可以自己进行评分，在题目下方有“答案”按钮，可以自行单击查看.选择题的答题界面如图5所示.

图5 客观题答题界面

(2)打字题：打字题部分的答题比较简单，考生在登录考试系统以后，直接用鼠标单击考试界面上方的打字题就可以进入到打字题的答题界面.如图6所示.

图6 打字题答题界面

(3)操作题：操作题部分包括Windows基本操作题和Office操作题两个部分，其中Windows基本操作题是在考试界面直接单击“基本操作”按钮就可以进入到Windows基本操作题的答题界面，进入以后将会看到该部分试题的题目要求，考生可以通过考试界面右上角的“打开考生文件夹”打开该部分试题所需要用到的文件.Windows基本操作题答题界面如图7所示.

图7 Windows基本操作题答题界面

Office操作题部分包括字处理软件word、电子表格应用excel和演示文稿ppt三个部分内容的考查，跟Windows基本操作题类似，考生在考试界面分别通过单击“字处理”、“电子表格”和“演示文稿”三个图标就进入到对应题目的答题界面.这里仅以电子表格为例，来介绍Office操作题的答题过程.当考生在答题界面单击“电子表格”图标后就进入到电子表格应用excel的答题界面如图8所示.

图8 电子表格答题界面

进入到该界面以后，考生可以通过单击答题界面右上角的“打开excel文档”来打开所对应的excel文档并开始答题.打开excel文档以后的界面如图9所示.

图9 Excel文档打开界面

(4)主观题：主观题的答题界面跟打字题比较相似，上方是主观题的题目，本考试系统中主观题为三道简答题，当考生在正常登录考试系统，单击“开始考试”按钮的时候，系统会自动组卷，随机从主观题的题库里面按照抽题的算法抽取三道简答题.考试作答的时候直接在答题界面的下方给出该试题的答案就可以了.主观题答题界面如图10所示.

图10 主观题答题界面

3 小结

本文主要根据《大学计算机基础课程》在线考试系统应该具有的功能，详细的从试题管理模块、试卷的自动生成以及考生考试三个方面详细的阐述了系统各部分的功能以及具体实现.本系统通过多次细致的测试及鉴定，证明平台完全具有可行性与可扩充性.但是平台还有待进一步升级，如设计结构上不太科学，窗口界面和系统功能不够完善，用户界面不够美观等，今后还要实现课程内容的客观题部分和作业习题库.因此，仍有大量的工作需要开展.

[1] Lan Sommerville.Software Engineering.(Seventh Edition). England: Pearson Edueation Limited，2013，266-283.

[2] C.Chou，Construeting a Computer-assisted Testing and Evaluation System on the World Wide Web-the CATES Experience[J].IEEE Transaetions on Edueation 43，2000:266-272.

[3] 刘 畅.《大学计算机基础》无纸化考试系统的设计与实现[D].黑龙江大学硕士学位论文，2010：37-38.

[4] 陆垂伟，周松林，李 芳,等.基于JZEE 的网络考试系统的设计与实现[J].计算机应用与软件，2011，23(10):139-141.

[5] 王育勤，朱卫东，陈楚湘,等.基于NET 的考试平台管理系统的设计与实现[J].计算机工程与设计，2012，28(10):2475-2477.

[6] 许海燕，张小东.软件需求分析中的用例建模研究与应用[J].计算机工程与设计，2012,28(18):404-406.

[7] 谢树煌.程序员教程同步辅导[M].北京:清华大学出版社，2012:136-137.

[8] 吴 彦.网上作业系统的设计与实现[J].电脑与信息技术，2004,14(8):1-4.

Design and Realization of Online Examination System Based on JSP Technology

SONG Xue-ya， WANG Chuan-an

(College of Information and Network Engineering, Anhui Science and Technology University, Fengyang 233100， China)

In order to reduce the workload of teachers, this article designs an online examination system based on the JSP technology, this paper mainly expounds the main modules of the online examination system and the specific methods of each module. Experiments show that the system is able to meet the normal needs of the college entrance examination, reducing the workload of teachers effectively.

online examination system; module implementation

2016-11-22

安徽科技学院教学研究资助项目(X2016072).

宋雪亚(1983-),女，硕士，讲师，研究方向：计算机科学与技术.

TP39

A

1671-119X(2017)02-0033-06