【正文】 網(wǎng)絡(luò)考試正以其不 可比擬的優(yōu)勢融入到當(dāng)今社會中來，相信在不久的將來隨著各種技術(shù)的不斷完善，網(wǎng)絡(luò)考試將會向著主觀題自動閱卷，根據(jù)考生的水平自動制定相應(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)計得好壞將直接關(guān)系到網(wǎng)絡(luò)考試系統(tǒng)在社會上被接受的程度 ，相信在不遠的將來更加先進、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。 由于時間的關(guān)系，還有一些技術(shù)并沒有被用到這個系統(tǒng)中，這是系統(tǒng)下一步需要改進的地方 ，以后還需要考慮采用 更先進有效的 算法 （如：遺傳算法 、線性規(guī)劃算法 等） 對組卷模塊進行修改，提高組卷的質(zhì)量和速度， 同時， 還 需 要在考試系統(tǒng)的安全性，提高考試系統(tǒng)的自適應(yīng)能力，實現(xiàn)多媒體考試等方面 做 進一步的研究。該系統(tǒng)使用了目前先進并被廣泛應(yīng)用的 Struts 架構(gòu)， 這為以后 系統(tǒng)的擴展和維護 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，可以對業(yè)務(wù)規(guī)則和數(shù)據(jù)的物理表示進行改進而不用修改任何的 教師 界面代碼。 ? 系統(tǒng)的容錯能力還需要進一步提高，由于目前知識水平的限制，對于一些技術(shù)的應(yīng)用和理解能力還需要進一步提高，因此，在程序的容錯 ，極端情況下的穩(wěn)定性方面還有待進一步測試與改進。 ? 目前系統(tǒng)的評價體系還不夠完善，由于時間和該系統(tǒng)目前需求的原因，該系統(tǒng)的評價體系主要還是依靠每個考生的成績和閱卷教師給出的相應(yīng)評語來評價，未來可以進一步引進一些統(tǒng)計學(xué)方面的理論來對考生 和考試進行更準確細致的評價。但是，這個系統(tǒng)還是有一些可以提高的地方： ? 系統(tǒng)中的打字題當(dāng)初設(shè)想是要實現(xiàn)電腦自動評判正確率，可是由于目前自身技術(shù)力量和該系統(tǒng)是基于 web 框架的限制，這一塊還沒有完全實現(xiàn)成功。 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)置上需要對其進行專門的設(shè)置。 由于我采用基于 Java EE 的 技術(shù)來構(gòu)建 無紙化試卷管理 系統(tǒng)，因此，在數(shù)據(jù)庫連接方面采用的是 JDBC（ Java Database Connectivity）接口來訪問數(shù)據(jù)庫的。 2. 環(huán)境因素，該系統(tǒng)目前的使用范圍 限于學(xué)校 ， 因此題庫不會很大，所以沒有必要采用很復(fù)雜的算法來實現(xiàn)。 但是遺傳算法也有一些不足的地方，如其采用二進制編碼，代碼冗長，而且二進制編碼不能 有效的拓展搜索空間，其次，基本遺傳算法在搜索后期會出現(xiàn)效率低和形成未成熟收斂的情況。 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，遺傳過程簡單， 這個算法 也為其他的遺傳算法提供了一個基本的框架。 遺傳算法中通常 具 有一個目標(biāo)函數(shù)與生存環(huán)境相對應(yīng)，由 這個目標(biāo)函數(shù) 來確定各個個體的適應(yīng)度。 它是一種模擬自然界的 遺傳和進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)性的進行隨機化的搜索， 適用 于解決復(fù)雜目標(biāo)的非線性問題。 啟發(fā)式 搜索法的組卷成功率高，能夠滿足較復(fù)雜的組卷要求，但是其程序設(shè)計復(fù)雜，組卷速度慢。 4. 啟發(fā)式搜索法 隨機化啟發(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 。組卷時，用戶輸入組卷參數(shù)， 使用 推理機 制進行推理匹配，從 組卷知識庫中獲得試卷模型，并按產(chǎn)生的隨機數(shù)在同一類試題中選擇試題，最后輸出組卷結(jié)果 [20]。專家系統(tǒng)的特點 之一就是 能夠進行符號操作，用符號來表示知識，它把問題概念表示成符號集合。讀取 N 記錄，并對該記錄作選取標(biāo)志，抽取下一道題目時，有選取標(biāo)志的記錄不再 被選??； 3) 若 T(x)≠ 0，則 T(x)=T(x)1，重復(fù) 2)； 4) 若 List 表未滿，則轉(zhuǎn)向 1)，否則組卷成功 ； 5) 算法結(jié)束 回溯算法在理論上可以遍歷每一種狀態(tài)組成，但是當(dāng)試題庫中試題很多時這種狀態(tài) 的 組成就會很復(fù)雜，而且該方法在空間復(fù)雜度和程序設(shè)計方面都很復(fù)雜，所選的試題沒有隨機性，組卷效率低。 該算法的具體實現(xiàn)步驟是： 1) 建立 2 個數(shù)組 U(r)、 T(x)及線性表 List，含義同隨機抽題 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。此算法適用于小型題庫系統(tǒng)和組卷 約束 條件較少的場合。讀取 N 記錄，比對該記錄作選取標(biāo)志，抽取下一道題目時，有選取標(biāo)志的記錄將不再被選取。 T(x)為 用戶要求該狀態(tài)的試題數(shù)目， T(x)構(gòu)成的全部狀態(tài)的集合構(gòu)成一個線性表 List。 組卷算法介紹 目前在組卷方面有以下幾種算法： 1. 隨機抽題法 隨機抽題算法 [19]根據(jù)狀態(tài)空間的控制指標(biāo)，由系統(tǒng)隨機的自動的向題庫抽出一道試題加入到試卷中，這個過程不斷重復(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。 如何能保證生成的試卷能夠最大程度的滿足使用者的不同需要， 并具有隨機性、合理性和科學(xué)性等是 自動組卷 在實現(xiàn)方面的一個難點。 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。 2) 添加教師：添加可以管理科目的教師。 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 。 圖 54 管理科目系統(tǒng)流程圖 2. 學(xué)生管理： 包括如下功能： 1) 查詢考生： 在本系統(tǒng)中主要用于驗證考生的合法性，同時，還用于管理員或教師查詢考生的信息。 3) 修改科目：可以修改科目的名字 。 1. 科目管理 ，如圖 54 所示 ： 包括如下功能： 1) 查詢科目：將會返回目前已存在數(shù)據(jù)庫中的科目信息。 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 該子系統(tǒng)模塊將主要被管理員使用，我 們 認為在該系統(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。 圖 5２ 管理試題系統(tǒng)流程圖 3. 閱卷與考生評價，如圖 53 所示： 1) 閱卷：閱卷功能將包括相應(yīng)主觀題目的顯示、 考生 答案的顯示 、 標(biāo)準答案的顯示和教師填寫分數(shù)等子功能，其中，為保證分數(shù)的準確性，教師的判分可以精確到小數(shù)的數(shù)量級。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算機自動生成一套試卷，通過計算機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，通過計算機自動組卷也將大大降低教師的工作負擔(dān)，提高教師的工作效率。 3) 試題刪除：若教師覺得該試題已不再需要時可以刪除。 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， 在添加試題時可以設(shè)定相應(yīng)的題目來源和難度等信息。 該子系統(tǒng)將主要包括以下功能： 1. 教師登錄：通過教師登錄來進入相應(yīng)的科目管理頁面，這是保證系統(tǒng)安全性的一個部分。 ? 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。 ? 管理員設(shè)置， 包括管理 考生，管理教師，管理科目三個部分 ： ? 管理 考生 ：頁面將 考生 的基本信息 羅列出來，并 允許添加，刪除和修改考生的信息。 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，只有登錄才能進入其內(nèi)部。 ? 同時有兩個欄目：填寫分數(shù)欄和填寫評語欄 。 ? 組卷：設(shè)定 試題 總體難度，題目范圍，各種題型比例，考試時間，總分， 選擇考生等內(nèi)容。 ? 修改 試題：主要包括修改題型、 難度等信息。 登錄界面包括：編號， 科目，密碼 等 ， 其中 編號、 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 。如圖 42 所示。 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 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，這 樣做的目的主要是為編程提供方便，如表 315 所示。 表 312 統(tǒng)計表 記錄名 含義 數(shù)據(jù)類型 Tix 題型 tinyint Kem 科目 tinyint Tis 該題型已有試題數(shù) int Fens 該題型每題分數(shù) tinyint 5. 有關(guān)用戶管理的表 1) user 該表記錄了考生的信息，考生 登錄 需要在這里驗證，考生的成績也在這個表中記錄， 未來需要升級系統(tǒng)的時候可以擴展這個表，如表 313 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 int Source 試題來源（章節(jié)） smallint Difficulty 試題難度 tinyint Content 試題題目內(nèi)容 mediumtext OpA 選項 A內(nèi)容 mediumtext OpB 選項 B 內(nèi)容 mediumtext OpC 選項 C 內(nèi)容 mediumtext OpD 選項 D 內(nèi)容 mediumtext Ans 標(biāo)準答案 set 4. 有關(guān)各類試題統(tǒng)計的表 1) tongj 統(tǒng)計表的設(shè)計有兩個作用： 統(tǒng)計目前該科目的該種 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 個試題生成一個獨一無二的試題號； 記錄教師為這種題型所設(shè)定的分數(shù)，這樣主要是為了 在計算機閱卷的時候能夠根據(jù)所設(shè)定的分數(shù)自動完成閱卷工作。該表中的一個特殊之處就是需要教師設(shè)定每一道填空題的空格數(shù)，這是為了在 生成考試的試卷 時方便顯示空格 讓考生填寫， 如表 310 所示。 標(biāo)準答案（ Ans）的存儲是為了在進行自動閱卷時有據(jù)可依，如表 39 所示。 以下列舉了 具有代表性的一部分數(shù)據(jù)庫表： 1) tk_danx 題庫單選題表 記錄了 無紙化試卷管理 系統(tǒng)中所有科目的單選題的信息，在該表中 Kem和 Tid 是 該 表的 主 關(guān)鍵字 ，唯一標(biāo)示了一條記錄。 表 38 評價表 記 錄 名 含 義 數(shù)據(jù)類型 Uid 考生考號 int Kem 考試科目 tinyint Comment 考生評價 mediumtext 3. 有關(guān)題庫的數(shù)據(jù)庫： 有關(guān)題庫的表存儲了考試系統(tǒng)中各種試題的信息，這個數(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。 表 36 考生客觀題成績表 記 錄 名 含 義 數(shù)據(jù)類型 Uid 考生考號 int Kem 考試科目 tinyint Grade 客觀題成績 int 2) ks_zhugcj 考生的主觀題成績表保留了試題編號信息，這使得萬一考生對成績有異議時有據(jù)可查，同時，主觀題成績可能會保留到小數(shù)位，所以，這里我們采用的是 float 型作為主觀題成績的數(shù)據(jù)類型，如表 37 所示。 在這個表中考生的考號（ Uid）和 考試科目（ Kem）是主關(guān)鍵字。 表 33 有關(guān)題庫的表 數(shù)據(jù)庫中的表 說 明 tk_danx 題庫單選題表 tk_daz 題庫 打字題表 tk_duox 題庫 多選題表 tk_jiand 題庫 簡答題表 tk_pand 題庫 判斷題表 tk_tiank 題庫 填空題表 表 34 有關(guān)各類試題統(tǒng)計的表 數(shù)據(jù)庫中的表 說 明 tongj 各類型試題數(shù)統(tǒng)計表 5. 有關(guān)用戶 和科目 管理的 數(shù)據(jù)庫 這個數(shù)據(jù)庫記錄的是用戶（包括教師、學(xué)生和管理員）的信息，未來 如有需要可以通過升級將該數(shù)據(jù)庫的信息擴展，從而可以包括更多的用戶信息，如表35 所示。 該數(shù)據(jù)庫的詳細表單 設(shè)計 如表 33 所示。 表 31 有關(guān)成績的表 數(shù)據(jù)庫中的表 說 明 ks_kegcj 考生客觀題成績表 ks_zhugcj 考生主觀題成績表 2. 有關(guān)評價的 數(shù)據(jù)庫 ： 這張表將要記錄考生的評價信息，這 個信息是每一個考生的每一門課程設(shè)定一條記錄，而每門課程的教師將是這個記錄的填寫者，因此這個數(shù)據(jù)庫將主要會在教 師管理模塊中用到。 數(shù)