【正文】 網絡考試正以其不 可比擬的優(yōu)勢融入到當今社會中來，相信在不久的將來隨著各種技術的不斷完善，網絡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的考試方向等自適應、智能化的方向發(fā)展， 而試卷管理系統(tǒng)設計得好壞將直接關系到網絡考試系統(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。 由于時間的關系，還有一些技術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用的 Struts 架構， 這為以后 系統(tǒng)的擴展和維護 打下了良好的基礎， 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)務邏輯，可以對業(yè)務規(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，對于一些技術的應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評語來評價，未來可以進一步引進一些統(tǒng)計學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)中的打字題當初設想是要實現(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，因此這里的設置上需要對其進行專門的設置。 由于我采用基于 Java EE 的 技術來構建 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 限于學校 ， 因此題庫不會很大，所以沒有必要采用很復雜的算法來實現(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 有一個目標函數(shù)與生存環(huán)境相對應，由 這個目標函數(shù) 來確定各個個體的適應度。 它是一種模擬自然界的 遺傳和進化而形成的一種自適應的啟發(fā)式的蒙特卡羅反演算法，它能有指導性的進行隨機化的搜索， 適用 于解決復雜目標的非線性問題。 啟發(fā)式 搜索法的組卷成功率高，能夠滿足較復雜的組卷要求，但是其程序設計復雜，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，并按產生的隨機數(shù)在同一類試題中選擇試題，最后輸出組卷結果 [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志，抽取下一道題目時，有選取標志的記錄不再 被選??； 3) 若 T(x)≠ 0，則 T(x)=T(x)1，重復 2)； 4) 若 List 表未滿，則轉向 1)，否則組卷成功 ； 5) 算法結束 回溯算法在理論上可以遍歷每一種狀態(tài)組成，但是當試題庫中試題很多時這種狀態(tài) 的 組成就會很復雜，而且該方法在空間復雜度和程序設計方面都很復雜，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志，抽取下一道題目時，有選取標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)構成的全部狀態(tài)的集合構成一個線性表 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，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，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 ，如該考生已經畢業(yè)離校等之類的 。 圖 54 管理科目系統(tǒng)流程圖 2. 學生管理： 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主觀題目的顯示、 考生 答案的顯示 、 標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，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的試題， 在添加試題時可以設定相應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部。 ? 同時有兩個欄目：填寫分數(shù)欄和填寫評語欄 。 ? 組卷：設定 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換為 相應的科目編號，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 試題題目內容 mediumtext OpA 選項 A內容 mediumtext OpB 選項 B 內容 mediumtext OpC 選項 C 內容 mediumtext OpD 選項 D 內容 mediumtext Ans 標準答案 set 4. 有關各類試題統(tǒng)計的表 1) tongj 統(tǒng)計表的設計有兩個作用： 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 關鍵字 ，唯一標示了一條記錄。 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. 有關題庫的數(shù)據(jù)庫： 有關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， 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）是主關鍵字。 表 33 有關題庫的表 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 設計 如表 33 所示。 表 31 有關成績的表 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)