【正文】 功能， 本系統(tǒng) 是一個(gè)基于 B/S 模式的管理 系統(tǒng)，它的 實(shí)現(xiàn)結(jié)合了網(wǎng)絡(luò)技術(shù)和數(shù)據(jù)庫技術(shù)，利用當(dāng)前的校園網(wǎng)絡(luò)資源，可以實(shí)現(xiàn)本校范圍內(nèi)各種可以進(jìn)行 試卷管理 和 測(cè)試，能夠切實(shí)的減輕教師和考生的負(fù)擔(dān)，提高教學(xué)效率。 5 試卷管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)的相關(guān)原理 10 系統(tǒng)需要解決的主要問題 23 第五章 無紙化試卷管理系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn) 24 用戶與科目管理子系統(tǒng)模塊設(shè)計(jì) 在這些紅火的考試背后無一不有著試卷管理系統(tǒng)的重要作用，只有通過這個(gè)系統(tǒng)對(duì)試題和生成的試卷進(jìn)行良好的管理才能保證考試的順利進(jìn)行。顯然，隨著考試 種類 的不斷增加 和 考試要求的不斷提高，教師的工作量將會(huì)越來越大，其工作將 會(huì) 是一件十分 繁 瑣和 容易出錯(cuò)的事情， 同時(shí)，一次考試 所能得到 的反饋較弱， 組卷 的隨意性大，全憑教師的主觀感覺來評(píng)價(jià)一套試卷的難易程度，對(duì)成績(jī)的分析停留在平均分，及格率的表面層次上 ，難以統(tǒng)計(jì)出學(xué)生對(duì)于各 個(gè) 知識(shí) 點(diǎn) 的掌握程度，再者，成績(jī)公布前考生為查看成績(jī)而給教師 和教務(wù)部門帶來的麻煩也不小，人情分的情況難免出現(xiàn)， 因此， 可以說傳統(tǒng)的考試方式已經(jīng)不能適應(yīng)現(xiàn)代 教育 的需要。前者 需要在客戶端上安裝相應(yīng)的軟件， 這樣可以減少服務(wù)器與客戶端的通訊負(fù)擔(dān)，但同時(shí)在 維護(hù)、升級(jí) 方面 也會(huì)變得很 麻煩，后者是近幾年伴隨 著互聯(lián)網(wǎng) 迅速發(fā)展起來的一種技術(shù) ， 它的出現(xiàn)大大減輕了客戶端的負(fù)擔(dān)， 客戶端是一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的瀏覽器， 如 IE, Mozilla Firefox 等瀏覽器，服務(wù)器端是 Web Server， 而 Web Server 與數(shù)據(jù)庫和應(yīng)用服務(wù)器的緊密結(jié)合，使得這種模式的 應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，它已不僅僅用于網(wǎng)上查詢，有很多部門的業(yè)務(wù)系統(tǒng)、企業(yè)的 MIS 系統(tǒng)紛紛采用這種模式， 其 主要優(yōu)點(diǎn) 在于 便于擴(kuò)充應(yīng)用 ， 便于升級(jí)維護(hù) ，降低了用戶的總體成本。 同時(shí)，由 于采用了當(dāng)前先進(jìn)的開發(fā)技術(shù)和架構(gòu)，這套考試系統(tǒng)能夠很方便的增加新功能，為將來的升級(jí)打下了良好的基礎(chǔ)。系統(tǒng)的客戶端只需要一個(gè)瀏覽器即可。 如果選用了本系統(tǒng)，老師和領(lǐng)導(dǎo)將可以通過互聯(lián)網(wǎng)輕松地 組織試卷、 安 排 考試，大大節(jié)省了時(shí)間， 目前 本系統(tǒng)包括六種考試 題型 ：?jiǎn)芜x題、多選題、判斷題、打字題、填空題、簡(jiǎn)答題 等 ， 其中前三種題型可以通過系統(tǒng)自動(dòng)完成閱卷工作，這可以大大加快教師 和領(lǐng)導(dǎo) 的工作效率，減少負(fù)擔(dān)，這六種題型已經(jīng)基本覆蓋了當(dāng)前大多數(shù)考試的題型，因此能夠 很容易滿足學(xué)校、企事業(yè)單位的考核要求，具有很強(qiáng)的實(shí)際意義和利用價(jià)值。簡(jiǎn)述 該系統(tǒng) 研究概況、存在的問題和國內(nèi)外 發(fā)展現(xiàn)狀，以及與系統(tǒng)設(shè)計(jì)相關(guān)原理。簡(jiǎn)述系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)圖及其子系統(tǒng)。 提出目前本系統(tǒng)需要進(jìn)一步完善的地方，以及 對(duì)整個(gè)系統(tǒng) 的 研究、開發(fā)工作進(jìn)行歸納 和綜合?？忌梢赃x擇就近的考點(diǎn)和合適的時(shí)間來完成考試，這樣有利于杜絕客觀因素對(duì)考試的影響，有利于考生發(fā)揮出自己的真實(shí)水平。 考試正走向標(biāo)準(zhǔn)化和全球化，計(jì)算機(jī)考試的應(yīng)用打破了傳統(tǒng)的考試模式，通過計(jì)算機(jī)考試能夠保證考試的嚴(yán)謹(jǐn)性，也使得授權(quán)認(rèn)證能夠得到廣泛的認(rèn)可。而無紙化的試卷管理系統(tǒng)又是實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)考試的關(guān)鍵一環(huán)，它將直接決定網(wǎng)絡(luò)考試的適應(yīng)性、穩(wěn)定性 以及其所能具有的功能。 MVC應(yīng)用程序總是由這三個(gè)部分組成。 MVC 模式最早是 smalltalk 語言研究團(tuán)提出的，應(yīng)用于用戶交互應(yīng)用程序中。 圖 21 MVC 組件類型的關(guān)系和功能 Java 是由 Sun 微系統(tǒng)公司所發(fā)展出來的程序語言，它本身是一種 面向?qū)ο螅?ObjectOriented）的程序語言。 Applets 類似于應(yīng)用程序，但 是它們不能單獨(dú)運(yùn)行 ， Applets 可以在支持 Java的瀏覽器中運(yùn)行 ， Applets 主要是內(nèi)置于 HTML 網(wǎng)頁中，在瀏覽時(shí)發(fā)揮作用 [4]。 JavaBean 是描述 Java 的軟件組件模型，有 些 類似于 Microsoft 的 COM 組件 概念。它允許網(wǎng)頁制作人建立文本與圖片相結(jié)合的復(fù)雜頁面，這些頁面可以被 用戶通過瀏覽器 瀏覽到，無論 他 使用的是什么類型的電腦或 操作系統(tǒng) [7]。 Spring 是一種優(yōu)秀的輕量級(jí)企業(yè)應(yīng)用開發(fā)框架，它同時(shí)擁有自己的 Web 框架，能夠提供諸如自動(dòng)表單數(shù)據(jù)綁定和驗(yàn)證等功能，但是在本系統(tǒng)中，我們主要采用 Struts 框架，是基于如下的考慮： Struts 可以說已經(jīng)是 MVC 框架的事實(shí)上的標(biāo)準(zhǔn)，有很多關(guān)于 Struts 的資源和應(yīng)用可以很容易地得到 ，因此， Spring 在本系統(tǒng)中起到一個(gè)補(bǔ)充的作用 [10]。就其本身 而言，它只是一個(gè)框架和一組服務(wù)，用于通過插件組件構(gòu)建開發(fā)環(huán)境。 開發(fā)工具的編程特點(diǎn) 在本項(xiàng)目中我們基于如下的原因而采用 Java 語言 ： Java 語言是一種面向?qū)ο蟮恼Z言 ，尤其適合 web 應(yīng)用的開發(fā) ； Java 具有跨平臺(tái)的特性，因此，我們可以將我們編譯的程序運(yùn)用到別的平臺(tái)上，這可以做到“一次編譯，多次運(yùn)行”； Java 直接支持分布式的網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用，這也為我們以后項(xiàng)目的升級(jí)提供了良好的基礎(chǔ)； Java 具有很強(qiáng)的安全性和健壯性，這使得我們寫出的代碼能夠經(jīng)受住時(shí)間的考驗(yàn) [15]。另一方面， 由于在線考試的考試環(huán)境一般為機(jī)房，考試者之間的距離很近，為了做到考試的公正性 ，對(duì)于每個(gè)應(yīng)試者來說，試卷的試題 類型 和題量都應(yīng)是相同的，但試題 的內(nèi)容卻不能相同 ， 而且 在線考 試基于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，試卷應(yīng) 該從服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫隨機(jī)抽取試題后動(dòng)態(tài)生成 ，所以，這將是組卷模塊需要解決的主要問題。 2) 技術(shù)上的可行性： 軟件方面， 該 考試系統(tǒng)采用了當(dāng)前流行 的Browser/Server 模式進(jìn)行開發(fā)。硬件方面，科技飛速發(fā)展的 現(xiàn)在，硬件更新的速度越來越快，可靠性越來越高，價(jià)格越來越低，因此， 硬件平臺(tái)完全能滿足此系統(tǒng)的需要 。 綜上所述，此系統(tǒng)開發(fā)目標(biāo) 已 明確，在技術(shù)和經(jīng)濟(jì)等方面都可行，并且投入少、見效快。 評(píng)語：要求能針對(duì)每個(gè)考生寫評(píng)語。 數(shù)據(jù)庫表分析 本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫根據(jù)不同的試題類型 、 不同的用戶類型設(shè)計(jì)了多張數(shù)據(jù)庫表，同時(shí)，圍繞著考試的相關(guān)附屬設(shè)計(jì)了考試成績(jī)表，考生評(píng)價(jià)表等。 該數(shù)據(jù)庫的詳細(xì)表單 設(shè)計(jì) 如表 33 所示。 在這個(gè)表中考生的考號(hào)（ Uid）和 考試科目（ Kem）是主關(guān)鍵字。 表 38 評(píng)價(jià)表 記 錄 名 含 義 數(shù)據(jù)類型 Uid 考生考號(hào) int Kem 考試科目 tinyint Comment 考生評(píng)價(jià) mediumtext 3. 有關(guān)題庫的數(shù)據(jù)庫： 有關(guān)題庫的表存儲(chǔ)了考試系統(tǒng)中各種試題的信息，這個(gè)數(shù)據(jù)庫是 試卷管理 系統(tǒng)的中樞和基礎(chǔ)， 題庫數(shù)據(jù)庫表直接不是面向考 生的，因此，在題庫數(shù) 據(jù)庫中沒有記錄任何關(guān)于考生的信息。 標(biāo)準(zhǔn)答案（ Ans）的存儲(chǔ)是為了在進(jìn)行自動(dòng)閱卷時(shí)有據(jù)可依，如表 39 所示。 表 311 題庫多選題表 記 錄 名 含 義 數(shù)據(jù)類型 Kem 考試科目 tinyint Tid 題庫中試題編號(hào) int Source 試題來源（章節(jié)） smallint Difficulty 試題難度 tinyint Content 試題題目?jī)?nèi)容 mediumtext OpA 選項(xiàng) A內(nèi)容 mediumtext OpB 選項(xiàng) B 內(nèi)容 mediumtext OpC 選項(xiàng) C 內(nèi)容 mediumtext OpD 選項(xiàng) D 內(nèi)容 mediumtext Ans 標(biāo)準(zhǔn)答案 set 4. 有關(guān)各類試題統(tǒng)計(jì)的表 1) tongj 統(tǒng)計(jì)表的設(shè)計(jì)有兩個(gè)作用： 統(tǒng)計(jì)目前該科目的該種 類型的 試題 已 保存的試題數(shù)，這樣做的目的是為了為每一 個(gè)試題生成一個(gè)獨(dú)一無二的試題號(hào)； 記錄教師為這種題型所設(shè)定的分?jǐn)?shù)，這樣主要是為了 在計(jì)算機(jī)閱卷的時(shí)候能夠根據(jù)所設(shè)定的分?jǐn)?shù)自動(dòng)完成閱卷工作。 表 314 教師和管理員表 記錄名 含義 數(shù)據(jù)類型 Id 教師編號(hào) int Pwd 密碼 varchar Kem 教師管理科目 tinyint 3) kem 科目表主要是將教師或考生輸入的科目選擇信息轉(zhuǎn)換為 相應(yīng)的科目編號(hào)，這 樣做的目的主要是為編程提供方便，如表 315 所示。 登錄界面包括：編號(hào)， 科目，密碼 等 ， 其中 編號(hào)、 密碼為 教師 輸入 ，科目以及選擇登錄者類型為通過下拉列表框選擇 。 ? 組卷：設(shè)定 試題 總體難度，題目范圍，各種題型比例，考試時(shí)間，總分， 選擇考生等內(nèi)容。 科目與用戶管理子系統(tǒng) 圖 44 科目與用戶管理子系統(tǒng) 模塊劃分圖 科目與用戶管理 模塊的功能 ： ? 登錄 試卷管理 系統(tǒng)： 科目與用戶管理 的首頁，只有登錄才能進(jìn)入其內(nèi)部。 ? 管理 科目 ： 將顯示當(dāng)前科目的信息，并允許添加，刪除和修改科目的信息。 圖 5１ 試卷管理與閱卷子系統(tǒng)流程圖 2. 試題管理， 該功能還將包括以下 子 功能，如圖 52 所示： 1) 試題添加：教師可以根據(jù)科目的需要來添加相應(yīng)的試題， 在添加試題時(shí)可以設(shè)定相應(yīng)的題目來源和難度等信息。教師通過設(shè)定試卷中題目的來源，試卷所需的試題類型，每種類型試題所需要的數(shù)量等信息就可以由計(jì)算機(jī)自動(dòng)生成一套試卷，通過計(jì)算機(jī)可以保證每名考生試卷的難度一 樣，這是手工組卷所做不到的，同時(shí)，通過計(jì)算機(jī)自動(dòng)組卷也將大大降低教師的工作負(fù)擔(dān)，提高教師的工作效率。 圖 53 閱卷系統(tǒng)流程圖 用戶與科目管理子系統(tǒng)模塊設(shè)計(jì) 該子系統(tǒng)模塊將主要被管理員使用，我 們 認(rèn)為在該系統(tǒng)中管理員也是一名老師，因此管理員的信息 也將保存到數(shù)據(jù)庫的 teacher 表中。 3) 修改科目：可以修改科目的名字 。 3) 刪除考生：用于去除無效考生 ，如該考生已經(jīng)畢業(yè)離校等之類的 。 4) 刪除教師：取消不再管理相關(guān)科目的教師的信息，這也是系統(tǒng)安全性的一部分。 組卷算法介紹 目前在組卷方面有以下幾種算法： 1. 隨機(jī)抽題法 隨機(jī)抽題算法 [19]根據(jù)狀態(tài)空間的控制指標(biāo)，由系統(tǒng)隨機(jī)的自動(dòng)的向題庫抽出一道試題加入到試卷中，這個(gè)過程不斷重復(fù)，直到試卷生成完畢，或者無法再從試題庫中抽取出滿足狀態(tài)空間控制指標(biāo)的試題為止。讀取 N 記錄，比對(duì)該記錄作選取標(biāo)志，抽取下一道題目時(shí)，有選取標(biāo)志的記錄將不再被選取。 該算法的具體實(shí)現(xiàn)步驟是： 1) 建立 2 個(gè)數(shù)組 U(r)、 T(x)及線性表 List，含義同隨機(jī)抽題 算法 2) 如果 T(x)U(r)，則先按一定的策略減少狀態(tài) r 的 T(x)的值 ； 然后增加與之相接近的另一狀態(tài) U(x)的值。專家系統(tǒng)的特點(diǎn) 之一就是 能夠進(jìn)行符號(hào)操作，用符號(hào)來表示知識(shí)，它把問題概念表示成符號(hào)集合。 4. 啟發(fā)式搜索法 隨機(jī)化啟發(fā)式搜索法 [19]是建立在人工智能和一定的概率模型基礎(chǔ)上的一種有效算法 。 它是一種模擬自然界的 遺傳和進(jìn)化而形成的一種自適應(yīng)的啟發(fā)式的蒙特卡羅反演算法，它能有指導(dǎo)性的進(jìn)行隨機(jī)化的搜索， 適用 于解決復(fù)雜目標(biāo)的非線性問題。 Goldberg 總結(jié)了一套基本遺傳算法 （ Simple Geic Algorithm） ，這套算法只使用選擇算子、 交叉算子和變異算子等三種基本遺傳算子，遺傳過程簡(jiǎn)單， 這個(gè)算法 也為其他的遺傳算法提供了一個(gè)基本的框架。 2. 環(huán)境因素，該系統(tǒng)目前的使用范圍 限于學(xué)校 ， 因此題庫不會(huì)很大，所以沒有必要采用很復(fù)雜的算法來實(shí)現(xiàn)。 在此系統(tǒng)中，我 們 采用的是 Mysql 數(shù)據(jù)庫，因此這里的設(shè)置上需要對(duì)其進(jìn)行專門的設(shè)置。 ? 目前系統(tǒng)的評(píng)價(jià)體系還不夠完善，由于時(shí)間和該系統(tǒng)目前需求的原因，該系統(tǒng)的評(píng)價(jià)體系主要還是依靠每個(gè)考生的成績(jī)和閱卷教師給出的相應(yīng)評(píng)語來評(píng)價(jià)，未來可以進(jìn)一步引進(jìn)一些統(tǒng)計(jì)學(xué)方面的理論來對(duì)考生 和考試進(jìn)行更準(zhǔn)確細(xì)致的評(píng)價(jià)。該系統(tǒng)使用了目前先進(jìn)并被廣泛應(yīng)用的 Struts 架構(gòu)， 這為以后 系統(tǒng)的擴(kuò)展和維護(hù) 打下了良好的基礎(chǔ)， 例如，系統(tǒng)可以很方便的改變 試題管理 界面而不用修改任何的業(yè)務(wù)邏輯，可以對(duì)業(yè)務(wù)規(guī)則和數(shù)據(jù)的物理表示進(jìn)行改進(jìn)而不用修改任何的 教師 界面代碼。 網(wǎng)絡(luò)考試正以其不 可比擬的優(yōu)勢(shì)融入到當(dāng)今社會(huì)中來，相信在不久的將來隨著各種技術(shù)的不斷完善，網(wǎng)絡(luò)考試將會(huì)向著主觀題自動(dòng)閱卷，根據(jù)考生的水平自動(dòng)制定相應(yīng)的考試方向等自適應(yīng)、智能化的方向發(fā)展， 而試卷管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)得好壞將直接關(guān)系到網(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng)在社會(huì)上被接受的程度 ，相信在不遠(yuǎn)的將來更加先進(jìn)、更具人性化的試卷管理系統(tǒng)將越來越多的融入到人們的生活中。 由于時(shí)間的關(guān)系，還有一些技術(shù)并沒有被用到這個(gè)系統(tǒng)中，這是系統(tǒng)下一步需要改進(jìn)的地方 ，以后還需要考慮采用 更先進(jìn)有效的 算法 （如：遺傳算法 、線性規(guī)劃算法 等） 對(duì)組卷模塊進(jìn)行修改，提高組卷的質(zhì)量和速度， 同時(shí)， 還 需 要在考