李慧新，孫建竹，包文莉

(1.本溪市機(jī)電工程學(xué)校 遼寧 本溪，117009；2.遼寧科技學(xué)院 管理學(xué)院 遼寧 本溪，117004)

在線考試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)主要是基于B/S(瀏覽器和服務(wù)器)結(jié)構(gòu)，并通過(guò)局域網(wǎng)訪問(wèn)以Web形式實(shí)現(xiàn)在線考試，建立符合職業(yè)能力考試標(biāo)準(zhǔn)專業(yè)課程試題庫(kù)，優(yōu)化自動(dòng)組卷及自動(dòng)閱卷算法，實(shí)現(xiàn)在線考試系統(tǒng)的智能化組卷及對(duì)主客觀試題成績(jī)的自動(dòng)評(píng)定功能，最后實(shí)現(xiàn)對(duì)整個(gè)考核系統(tǒng)考核結(jié)果的統(tǒng)計(jì)和分析等功能，真正實(shí)現(xiàn)專業(yè)課程考試的網(wǎng)絡(luò)化，提高考試的工作效率。

1 職業(yè)院校在線考試系統(tǒng)需求分析

在線考試系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)，不僅可以滿足現(xiàn)今職業(yè)院校專業(yè)課程考核要求，還可以真正實(shí)現(xiàn)考試網(wǎng)絡(luò)化，從而推動(dòng)職業(yè)教育的健康發(fā)展，尤其是在疫情防控常態(tài)化情況下，在線考試系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)對(duì)于職業(yè)院校教學(xué)工作的正常運(yùn)行具有重要的現(xiàn)實(shí)意義和實(shí)用價(jià)值。本溪市機(jī)電工程學(xué)校是本溪地區(qū)具有代表性的中職學(xué)校，學(xué)校開(kāi)設(shè)了機(jī)械制造與控制、汽車制造與維修、焊接、機(jī)電技術(shù)與應(yīng)用、數(shù)控技術(shù)與應(yīng)用等專業(yè)。在期末進(jìn)行的專業(yè)課程考試中，要求每個(gè)專業(yè)至少三門(mén)課程必考，而每個(gè)專業(yè)三個(gè)年級(jí)，每個(gè)年級(jí)又有若干班級(jí)，所以需要考試的課程繁多，各項(xiàng)參數(shù)變化很大，給考核工作帶來(lái)很大的困難。由于學(xué)校的新校區(qū)尚處于建設(shè)之中，致使學(xué)校的教育教學(xué)工作分在兩個(gè)校區(qū)進(jìn)行，所以本校急需實(shí)行考試與考核的網(wǎng)絡(luò)化，以彌補(bǔ)職業(yè)學(xué)校專業(yè)課程考核試題庫(kù)及考核手段匱乏、滯后的問(wèn)題。

依據(jù)考試需求，要求開(kāi)發(fā)的系統(tǒng)能夠?qū)Σ煌瑢I(yè)、不同年級(jí)進(jìn)行數(shù)據(jù)維護(hù)，人工設(shè)置組卷參數(shù)，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)組卷和自動(dòng)閱卷，服務(wù)器自動(dòng)生成動(dòng)態(tài)試卷并完成自動(dòng)評(píng)分，以保障考試工作的嚴(yán)肅性、公平性及合理性，實(shí)現(xiàn)在線考試的規(guī)范化、科學(xué)化、標(biāo)準(zhǔn)化。根據(jù)在線考試系統(tǒng)的需求，系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)按下列步驟進(jìn)行：

(1)在系統(tǒng)設(shè)計(jì)方面，主要根據(jù)不同的功能需求，采用模塊化設(shè)計(jì)方法，通過(guò)自上而下、逐步細(xì)化的設(shè)計(jì)過(guò)程，先將系統(tǒng)進(jìn)行細(xì)分為多個(gè)具有不同角色功能的子系統(tǒng)，然后將每個(gè)子系統(tǒng)劃分為不同的模塊，再對(duì)每個(gè)模塊的功能進(jìn)行重新設(shè)計(jì)[1]。

(2)組卷算法的研究方面，對(duì)傳統(tǒng)的組卷算法進(jìn)行分析和研究，進(jìn)一步對(duì)組卷算法進(jìn)行優(yōu)化，提出了自動(dòng)組卷策略。按照組卷過(guò)程中設(shè)置相關(guān)參數(shù)、控制指標(biāo)和約束條件進(jìn)行抽題，生成標(biāo)準(zhǔn)試卷，實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的自動(dòng)組卷。

(3)主觀題成績(jī)?cè)u(píng)定算法研究方面，主要是通過(guò)引入的模式識(shí)別概念，判斷學(xué)生回答中關(guān)鍵詞的數(shù)量來(lái)計(jì)算的，用模糊數(shù)學(xué)中的單向貼近度概念來(lái)描述答案相似度的修正。

2 在線考試系統(tǒng)開(kāi)發(fā)目標(biāo)和設(shè)計(jì)原則

2.1 系統(tǒng)開(kāi)發(fā)目標(biāo)

建立職業(yè)院校專業(yè)課程在線考試系統(tǒng)，構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)考試平臺(tái)，制定在線考試專業(yè)課程標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)職業(yè)院校學(xué)生專業(yè)課程考試的網(wǎng)絡(luò)化。建立動(dòng)態(tài)專業(yè)課程試題庫(kù)，設(shè)置組卷參數(shù)及控制指標(biāo)，制定組卷約束條件，按組卷策略自動(dòng)生成符合標(biāo)準(zhǔn)的試卷，依據(jù)主觀題成績(jī)?cè)u(píng)定算法實(shí)現(xiàn)對(duì)主客觀試題的自動(dòng)批改，并實(shí)現(xiàn)考核結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分析和查詢等功能。

2.2 系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則

系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則主要是考慮系統(tǒng)的開(kāi)放性、通用性、可擴(kuò)展性及安全性等諸多原則，設(shè)計(jì)過(guò)程中要嚴(yán)格遵守這些原則，以確保在線考試系統(tǒng)設(shè)計(jì)的科學(xué)性、合理性。系統(tǒng)設(shè)計(jì)需要考慮如下原則：

(1)通用性和開(kāi)放性：由于課程不同，試題的內(nèi)容和形式也會(huì)存在差別，這就要求設(shè)計(jì)一個(gè)通用的在線考試系統(tǒng)，能夠根據(jù)用戶需求而自動(dòng)選擇對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)庫(kù)；由于在線考試的實(shí)現(xiàn)是基于Web瀏覽器，只要有網(wǎng)絡(luò)，就可以通過(guò)瀏覽器登錄到考試系統(tǒng)進(jìn)行考試或進(jìn)行相應(yīng)的管理維護(hù)，方便快捷[2]。

(2)準(zhǔn)確性和可靠性：在考試、計(jì)時(shí)、評(píng)分等諸多環(huán)節(jié)中，要確保準(zhǔn)確無(wú)誤，否則將直接影響到考試的客觀性和公正性；在線考試系統(tǒng)是依賴于計(jì)算機(jī)和網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)的考試，意外斷電、死機(jī)、網(wǎng)絡(luò)故障等問(wèn)題的出現(xiàn)不可避免，系統(tǒng)設(shè)計(jì)過(guò)程中采用冗余設(shè)計(jì)原則，保證系統(tǒng)在出現(xiàn)故障時(shí)能夠自動(dòng)恢復(fù)，將故障造成的損失降到最低；在應(yīng)對(duì)各種攻擊或突然增加的訪問(wèn)時(shí)，系統(tǒng)可以為用戶提供所需要的預(yù)期的訪問(wèn)響應(yīng)，以防止網(wǎng)絡(luò)阻塞或間歇現(xiàn)象，或延遲時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，從而保證系統(tǒng)可以正常工作。

(3)安全性和容錯(cuò)性：由于在線考試系統(tǒng)基于網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，所以數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)的安全性就非常重要，可以通過(guò)保護(hù)系統(tǒng)信息的機(jī)密性、完整性、可靠性來(lái)達(dá)到安全防護(hù)的目的；當(dāng)用戶出現(xiàn)錯(cuò)誤操作時(shí)，系統(tǒng)能進(jìn)行相應(yīng)的錯(cuò)誤處理，給予提示或預(yù)警，不能影響系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

(4)界面友好性和可維護(hù)性：系統(tǒng)在界面設(shè)計(jì)上要力求簡(jiǎn)單、易用，在安裝、配置、維護(hù)各方面要簡(jiǎn)單方便，具有良好的用戶接口；系統(tǒng)必須具備遠(yuǎn)程監(jiān)控、維護(hù)、管理的能力，通過(guò)對(duì)系統(tǒng)有效、方便地管理和維護(hù)，以確保系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

(5)可擴(kuò)展性：可擴(kuò)展性是指在遵循接入計(jì)算機(jī)規(guī)模的擴(kuò)展和使用功能的擴(kuò)展的前提下，系統(tǒng)保證可持續(xù)增長(zhǎng)，以滿足用戶的需求。系統(tǒng)開(kāi)發(fā)過(guò)程中，需要長(zhǎng)遠(yuǎn)規(guī)劃，采用模塊設(shè)計(jì)。當(dāng)系統(tǒng)規(guī)模變化時(shí)(如用戶增加、課程變化等)，系統(tǒng)能夠進(jìn)行相應(yīng)的擴(kuò)展，以保證系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

3 在線考試系統(tǒng)的功能需求

系統(tǒng)主要采用模塊化設(shè)計(jì)，根據(jù)不同的功能需求，在線考試系統(tǒng)分為系統(tǒng)管理員、教師和學(xué)生三個(gè)子系統(tǒng)[3]。

(1)管理員子系統(tǒng):整個(gè)考試系統(tǒng)的核心，負(fù)責(zé)整個(gè)考試系統(tǒng)的管理，管理老師和學(xué)生的賬號(hào)，負(fù)責(zé)整個(gè)考試系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

(2)教師子系統(tǒng):具體考試工作的執(zhí)行，負(fù)責(zé)教師賬號(hào)和課程的管理，考試科目的設(shè)置，題庫(kù)的修改，試卷的評(píng)價(jià)，成績(jī)的查詢。

(3)學(xué)生子系統(tǒng):參加考試和檢查成績(jī)。

本在線考試系統(tǒng)功能清晰，分工明確，能滿足不同對(duì)象的功能需求，有效地提高了安全性，保證了在線考試系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

4 在線考試系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)

本系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)主要是基于B/S結(jié)構(gòu)模式，服務(wù)器端主要實(shí)現(xiàn)管理數(shù)據(jù)庫(kù)、發(fā)布信息等功能，通過(guò)客戶端安裝操作系統(tǒng)和瀏覽器來(lái)完成。運(yùn)行過(guò)程中，整個(gè)系統(tǒng)由Web服務(wù)器統(tǒng)一進(jìn)行管理和發(fā)送，用戶通過(guò)瀏覽器以HTTP協(xié)議向Server發(fā)出請(qǐng)求[4]。服務(wù)器端運(yùn)行SQL命令和標(biāo)準(zhǔn)的Web標(biāo)準(zhǔn)HTML代碼，通過(guò)ODBC程序連接到支持ODBC的數(shù)據(jù)庫(kù)來(lái)存取網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)。整個(gè)系統(tǒng)分為五層，第一層為客戶端，第二至第五層為服務(wù)器端，其網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)如圖 1所示。

圖1 系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)

其中，用戶層：它面向最終用戶，主要是用戶操作系統(tǒng)和瀏覽器，用戶通過(guò)頁(yè)面與系統(tǒng)交換信息；服務(wù)層:即在線考試系統(tǒng)通過(guò)ASP與應(yīng)用服務(wù)器交換信息，通過(guò)HTTP與瀏覽器交換信息；數(shù)據(jù)庫(kù)接口層:通過(guò)應(yīng)用服務(wù)器將數(shù)據(jù)信息收集到各個(gè)接口系統(tǒng)；數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)層:主要是數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器層；操作系統(tǒng)層：Windows 2000 Advanced Server。

5 在線考試系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)思路

5.1 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

系統(tǒng)由系統(tǒng)管理員、教師和學(xué)生三層結(jié)構(gòu)組成的考核系統(tǒng)，設(shè)計(jì)過(guò)程，根據(jù)不同的功能需求，采用模塊化設(shè)計(jì)方法，通過(guò)自上而下、逐步細(xì)化的設(shè)計(jì)過(guò)程，先將系統(tǒng)劃分為多個(gè)子系統(tǒng)，然后將每個(gè)子系統(tǒng)劃分為不同的模塊，再對(duì)每個(gè)模塊的功能進(jìn)行重新設(shè)計(jì)[5]。

5.2 系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)

系統(tǒng)采用Microsoft SQL Server 2000作為后臺(tái)開(kāi)發(fā)工具，數(shù)據(jù)庫(kù)中表結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如下表1、表2、表3、表4、表5所示，包括管理員信息表、科目數(shù)據(jù)信息表、試卷信息表、學(xué)生答卷表等，以滿足學(xué)生、教師和管理員實(shí)現(xiàn)其各自的操作功能。本考試系統(tǒng)支持判斷題、單選題、填空題和簡(jiǎn)答題等四種題型，每一類型的試題都有一個(gè)表結(jié)構(gòu)，都有一個(gè)唯一的試題編號(hào)可供檢索，并含有標(biāo)準(zhǔn)答案作為考試后評(píng)卷的依據(jù)。

表1 管理員信息表

表2 教師信息表

表3 學(xué)生信息表

表4 試題庫(kù)信息表

表5 試卷信息表

(1)管理員信息表(Admin_Info)：用于存放系統(tǒng)管理員的注冊(cè)信息。

(2)教師信息表(Teacher_Info)：用于存放教師相關(guān)信息。

(3)學(xué)生信息表(Student_Info)：用于存放考生相關(guān)信息。

(4)試題庫(kù)信息表(db_Info)：用于存放試題相關(guān)信息內(nèi)容。

(5)試卷信息表(Exam_Info)：用于存放試卷的相關(guān)信息。

6 結(jié)語(yǔ)

本文針對(duì)當(dāng)前職業(yè)教育考試目標(biāo)，從系統(tǒng)需求分析出發(fā)，對(duì)系統(tǒng)的模型結(jié)構(gòu)和各功能模塊進(jìn)行了分析，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了總體設(shè)計(jì)，建立了本系統(tǒng)的功能流程和系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)，確立了系統(tǒng)的總體框架，最后對(duì)本系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)方面進(jìn)行了詳細(xì)的設(shè)計(jì)。本在線考試系統(tǒng)結(jié)構(gòu)清晰，分工明確，能滿足不同對(duì)象的功能需求，有效地提高了安全性，保證了在線考試系統(tǒng)的正常運(yùn)行，尤其是在疫情防控常態(tài)化情況下，在線考試系統(tǒng)的建設(shè)對(duì)職業(yè)院校的考試工作具有重要的意義。