网络试题库系统的分析与设计.doc

基于B/S结构的网络试题库系统的分析与设计摘要 本文介绍了网络试题库的一般结构、开发工具和功能模块，举例介绍了网络试题库的几种开发方法，并介绍了自己设计试题库的方案，对网络试题库的发展方向提出几点看法。关键词 B/S结构 网络试题库 Access DAO一、 引言 随着计算机的普及和Internet 的广泛应用，网络教学也已成为教学的一种发展趋势，试题库系统是辅助教学和信息化建设的重要内容，是公平、公正、合理检验学生真实水平的依据，它可以大大的减轻教师的工作负担，提高工作效率，可以增加考试的科学性与客观性。试题库系统一般由试卷库和试题库两部分组成。使用试题库进行组卷的优点在于：首先，有利于实现教考分离，任课教师需要按照教学大纲的要求，不断改进和完善教学方法，切实提高教学水平；其次，杜绝学生依赖任课教师划分考试范围的惰性学习心理；最后，减轻任课教师组织试卷的工作负担，避免人工组卷过程的主观性和片面性，保证同一教学大纲指导下多班级考试的公平性1。标准化考试是当前我国考试改革的一个趋势，在许多高校的许多课程上相继建立了一些小型题库。各类试题库系统正在不断的改进，功能不断地完善，正由局部化向整体化发展，由集中式向分布式发展。二、 系统结构在网络环境下，实现考试系统的主要方法有两种: C/S（Client/Server）模式与B/S(Browser/Server)模式2。C/S模式是典型的两层体系结构，它由客户机和服务器组成，服务器上运行着系统所需的数据库等系统软件，客户机则运行相应的客户端应用软件。B/S模式是目前信息系统建设的主要发展方向，也可称为B/W/S（Browser/Web/Server）模式。它属于三层体系结构，有浏览器、Web 服务器和数据库服务器组成。B/S结构具有客户机简单，便于系统维护，界面统一，数据安全性高等优点3，故现在的网络试题库系统多为B/S结构。2.1 B/S结构概述第1层是客户层，为不同用户设计了相应的接口，学生可进行网上测试，管理员可以管理试题。用户通过浏览器向网络某一Web 服务器提出服务请求，Web 服务器对用户验证身份后把所需的主页传送给客户端。第2 层是应用服务层，负责试题的生成、分发和接收。当Web 服务器接到用户请求时，首先要执行相应的扩展应用程序与数据库连接，通过SQL 方式向数据库发出数据处理申请，数据库将处理结果交给Web 服务器，再由其送到客户端。第3层是数据层，实现用户管理和试题管理。数据库服务器接受来自Web 服务器的请求，实现对数据库的操作和存储，并将处理结果返回Web 服务器4 。2.2 B/S结构工作原理2B/S 模式的工作原理是将各类数据组织成数据库的形式，存储在后台数据库服务器，由在后台数据库服务器上运行的数据库系统对其进行安全存储、管理和检索等操作。Web 服务器在前台运行，由安装在Web服务器上的应用程序执行对后台数据库的操作（如查询数据库）和响应浏览器的请求。当用户在客户端通过客户端浏览器向Web服务器发出请求时，Web服务器运行一个应用程序接收用户服务请求，执行对数据库的操作并将结果返回客户端，客户端的浏览器得到数据后将结果显示给用户。三、 开发工具网络试题库的开发工具有很多种， 网络编程语言可以采用ASP、JaveScript、VBscript、VB、PHP、ColdFusion 、CGI等5， 数据库可以采用Oracle 、SQL Server、mySQL、Access等，数据库访问接口可以采用ADO或DAO。3.1 网络编程语言ASP6是Active Server Page的缩写，意为“动态服务器页面”。ASP是微软公司开发的代替CGI脚本程序的一种应用,它可以与数据库和其它程序进行交互，是一种简单、方便的编程工具。ASP的网页文件的格式是.asp，现在常用于各种动态网站中。 ASP是一种服务器端脚本编写环境，可以用来创建和运行动态网页或Web应用程序。ASP网页可以包含HTML标记、普通文本、脚本命令以及COM组件等。利用ASP可以向网页中添加交互式内容（如在线表单），也可以创建使用HTML网页作为用户界面的web应用程序。VBScript7网站3是Visual Basic Script的简称，即 Visual Basic 脚本语言，有时也被缩写为VBS。是asp动态网页默认的编程语言，配合asp内建对象和ADO对象，目前这种语言广泛应用于网页和ASP程序制作，同时还可以直接作为一个可执行程序，用于调试简单的VB语句非常方便。 PHP 8，一个嵌套的缩写名称，是英文超级文本预处理语言（PHP:Hypertext Preprocessor）的缩写。PHP 是一种HTML内嵌式的语言，其独特的语法混合了C、Java、Perl 以及 PHP 自创新的语法，它可以比CGI 或者Perl 更快速的执行动态网页。PHP具有非常强大的功能，所有的CGI或者JavaScript的功能PHP都能实现，而且支持几乎所有流行的数据库以及操作系统。3.2 数据库Microsoft SQL Server9，它具有功能强大、使用方便、可伸缩性强与相关软件高度集成等特点，目前已经成为中、小型企业较为常用的一个数据库管理系统。并且由于目前Windows 操作系统的用户群比较大,选择SQL Server2000 在兼容性方面将会取得一些优势。另外,SQL Server 2000 除了具有扩展性,可靠性以外,还具有可以迅速开发新的因特网系统的功能。Microsoft Office Access10是由微软发布的关联式数据库管理系统,它结合了Microsoft Jet Database Engine和图形用户界面两项特点，是Microsoft Office的成员之一。能够存取Access/Jet、Microsoft SQL Server、Oracle(甲骨文软件公司)，或者任何 ODBC 兼容数据库内的资料。它比较容易掌握，而且占用空间较小，适合创建小型的数据库。3.3 数据访问接口DAO11（数据访问对象）是一种应用程序编程接口（API），存在于微软的Visual Basic中，它允许程序员请求对微软的Access数据库的访问。DAO是微软的第一个面向对象的数据库接口。DAO对象封闭了Access的Jet函数。通过Jet函数，它还可以访问其他的结构化查询语言（SQL）数据库。ADO12的全称是ActiveX Data Objects,是一组优化的访问数据库的专用对象集, 其主要优点是易于使用、高速度、低内存支出和占用磁盘空间较少。ADO 主要包括Connection , Recordset 和Commnd 三个对象,其功能分别如下:( 1 ) Connection 对象: 负责打开或连接数据库文件;( 2 ) Recordset 对象: 存取数据库的内容;( 3 ) Command 对象: 对数据库发出操纵指令。四、 功能模块一般试题库的功能包括数据库库设计、登陆模块、题库管理模块、试卷生成模块、在线测试模块、考试信息反馈模块。4.1 数据库设计数据库中应包含各类试题表、学生信息表、科目选择表、试卷表、成绩表。试题表中应包含试题的编号、题型、知识点、难度系数、分值；学生信息表中应包含考生的姓名、性别、专业、班级、学号、密码；科目选择表包含考试的科目，以供考生选择；试卷表中包含试卷ID、科目ID、试卷试题ID、试题类型、试题内容、参考答案；成绩表中包含考生答题的情况和分值，以便考生进行成绩查询13。4.1.1 试题设计原则14（1)目的性原则:将全部试题作为一个整体,应该符合考试的目的要求,即通过解答或完成这些题目,应该能够测出预定需要测定的知识和能力水平。试题内容、形式、难度等均应服从于考试的目的。(2)科学性原则：试题表述要科学准确。客观性试题的答案应该确切唯一，研究型、讨论型题目研讨方向应该清晰，即学生可以使用不同的方法，但要解决的应该是同一个问题；非探讨性问题所给条件要做到既不多余也不欠缺。(3)考试与教学要求相一致原则：考核内容及试题难度应该与教学大纲要求为准，教学的重点和难点也是考试的重点。考题设计的形式和难度要求可以在教学大纲范围之内根据学生的学习情况稍微变动。(4)知识与能力并重原则：不仅要考核学生对知识的掌握程度，更应该考核学生对所学知识的理解程度和应用能力。在试题设计时不能忽略能力的测试，否则无法有效实现教学目标。4.1.2 试题设计方法14试题库中包含单项选择题、多项选择题、填空题、判断题、简答题、算法分析题等六种题型。在试题设计之前先根据教学目标和教学大纲以及考试目的，设计不同难度要求的试题，供以后抽题组卷时选用。(1)选择题的编写应注意：每一选择题的选择项数应保持一致，单选题以4项，多选题可设4项；选择支的位置安排要具有逻辑性，正确支的位置要具有随机性和相对均衡性；正确支与干扰支要具有相似性，干扰支与题干的联系要与正确支与题干的联系同样密切，不能生搬硬凑，人为臆造。(2)填空题的编写应注意：填充的内容应该是关键字词，并要求与上下文有密切联系；一道填空题中不宜有过多、过长的空白，而且空白处所能填充的内容应该是唯一的；如果填充的内容是计算的结果，当为概念、法则等常规运算时，则计算不宜复杂。若是根据某些性质进行计算，则所用性质应该是重要的或简单的，不宜过分要求解题技巧，不能将综合题变成填空题。(3)判断题的编写应注意：每个题面最好只包含一个重要概念，尽量避免两个或多个概念同时出现；试题措辞必须含义清晰，语句简练，避免用较长的复合语句命题；尽量不用否定式语句，尤其不要用双重否定语句故意制造难点；不要用“可能”、“有时”、“通常”等“特加限定词”。(4)算法题的编写人们比较熟悉，这里只强调以下三点：为考核学生对概念、法则的理解而编写的计算题，主要是考查学生对方法而不是对技巧的掌握，因此计算量不要过大，数字不要复杂；要注意一题多解，如果一个题目有多种解法，且几种解法的难度差异较大，则可注明要求学生使用的解题方法，以避免学生回避所要考核的知识点；尽量少出为计算而计算的题目，要把计算和实际应用结合起来。4.2 登陆模块15用户登陆时要进行账号和密码的验证，如果账号或密码出现错误，系统会弹出提示信息。用户登陆时，系统会根据用户的账号信息，登陆到不同界面，分配不同的权限。4.3 题库管理模块管理员向题库中添加题目，也可以删除题目和对考生信息进行管理。管理员应对试题的类型、知识点、难度系数给予注明，以便考生平时进行自测时可以根据自己的要求合理选择试题。4.4 试卷生成模块试卷生成有手动组卷和自动组卷两种方式。手动组卷是管理员从试题库中手动选择试题组成试卷，而自动组卷是系统根据用户的条件自动生成试卷，现在的试题库多采用自动组卷的方式16-17。常用的自动成卷的选题算法主要有三种:一般的选题算法、逻辑型数组的选题算法和哈希(HASH)函数算法18。设计好组卷方案后，教师可以进行自动组卷操作，一般先编制组卷方案，然后根据组卷方案进行组卷。教师自动组卷时首先输入组卷条件，包括试题类型、知识点、分值，让后让系统自动生成试卷。抽题完毕，教师根据整份试卷中每道试题的分数值和难度系数，计算这份试卷的总分和难度系数，并存入试卷信息表中。最后，将组完的试卷以Web页的方式显示出来。若试卷不满意，可将其删除后重新进行组卷19。4.5 在线测试模块考生在平时可以进行在线测试，测试时可以根据自己的需要自动选择试题，选题后进行自测，测试后系统可以对客观题进行评分。计时功能是本模块的重要功能，它的实现使考试成为可能，是保证考试顺利进行的前提条件。它采用倒计时的方式，由系统默认的考试总时间开始，以一秒为单位递减，直至交卷或考试时间结束。交卷功能又分为提前交卷和强行交卷。当用户按下“交卷”按钮时，系统保存试卷的相关信息以及学生的学号、姓名、班级等。然后显示“试卷已保存，考试结束”字样；当计时器显示为零时，“进行强行交卷”20。4.6 考试信息反馈模块考试结束后，系统会对客观题自动打分，并将结果反馈给用户。结果应包含考生的答题情况，每题所得分和总分。教师可以根据考生的答题情况了解考生对知识的掌握情况，为下一部的教学计划提供参考。五、 试题库设计示例5.1 基于PHP 技术设计网络试题库权晓红21基于PHP 技术设计了一个三层的试题库，顶层客户层是基于Web 的应用程序HTML 浏览器，底层是DBMS (数据库管理系统) 和数据库，中间层用来处理浏览器发来的请求。浏览器送出HTTP 请求到中间层，中间层从底层数据库取得数据,对数据进行处理后，返回给顶层的客户端Web 浏览器。系统以linux 作为服务器操作系统,Mysql 为数据库平台,采用PHP 技术开发。该系统构思新颖,使用灵活方便,便于维护,并在计算机文化基础课程中得到实际应用。5.2 基于VB的计算机考试系统张烨22基于VB设计了一个计算机考试系统，该系统可以自动生成试卷，以供考生进行自我测试，而且可以自动评分。该系统的数据库采用Access,，Access具有易于操作，使用方便的特点，而且占用的空间比较小。该系统的技术较成熟，使用方便，可以把老师把教师从大量重复性命题、阅卷、成绩统计分析任务中解脱出来,对提高教师的工作效率有着重要意义。5.3 用ASP设计考试系统陈升，黄银强23等用ASP 技术和SQL Server 数据库设计了一个电力企业培训考试系统，该系统包括培训练习、考试和后台考试管理两个部分, 这两个子系统分别可以通过局域网运行于联网计算机, 并与数据库服务器协同工作。该系统可以实现同时多人在线考试，组卷采用统一考试, 由系统管理员( 教师) 在后台进行组卷供考生考试。考生一旦进入考试界面, 就不允许再次登录和重新考试, 并为每个考生设置考试状态标志。考试完毕, 考试结果存放在数据库服务器上。考试结束后, 系统会自动评判出客观题成绩(主观题由教师在线批改) , 考生可以成绩查询模块查看考试, 同时也可以看到自己的答题的原始试卷。六、 题库的安全性问题试题库中的试题本身凝聚了教师的心血,是创造性思维的结晶,是一种需要严格保护的知识产权。同时,为保护已有教学资源的需要,试题与试卷只能在非常有限的范围内扩散,因此试题与试卷的安全性问题是需要重点考虑的问题之一24。6.1 权限管理登陆系统的用户只有在自己的权限范围之内进行操作,才能保证系统操作上的安全性.。系统应根据不同的用户，让其登陆到不同的界面。36.2 避免绕过登陆窗口25为了避免用户知道了登陆窗口下一步连接的文件名,直接在地址栏输入该文件名而绕过登陆窗口,在编程时在除登陆窗口文件外每个文件的开头检查REQREST(“HTTP - REFENCE”) 项的IP地址,看其是否由系统内部的文件跳转而来,如是则跳转到登陆窗口。6.3 数字水印技术26 基于电子资源的版权保护设计主要采用数字水印技术。数字水印技术通过一定算法将水印信息(如公司标志、版权序列号等)嵌入到媒体中，又不影响媒体的使用。数字水印利用数据隐藏原理使版权标志不可见或不可听，既不损害原作品，又达到了版权保护的目的。数字水印技术是在数字内容中嵌入隐蔽的标记，这种标记通常是不可见的，只有通过专用的检测工具才能提取。七、 我的设计方案我准备建立一个C/S结构的仪器分析试题库，仪器分析试题库用于存储仪器分析试题，对存储空间要求不是太高，可以采用Access数据库。我用Microsoft Access 2003作为试题库开发软件，题型包括单项选择题、多项选择题、判断题、填空题、问答题、计算题。在设计数据库中的表时，采用从XML文档导入数据的方法来创建表。Microsoft Access 2003对XML提供了全面的支持，使用XML，可以很轻松地在各种不同的数据库之间交换数据。在设计数据库的窗体时，主要使用ADO的Recordset对象完成数据访问。根据国家教育资源建设技术规范(CELTS一41.1)的定义，题库(Item Bank)是“按照一定的教育测量理论，在计算机系统中实现的某个学科题目的集合，它是严格遵循教育测量理论，在精确的数学模型基础上建立起来教育测量工具” 27。为了保证试题的科学性和有效性，我征求老师的意见，重点收集那些能体现出出所学内容重点的习题，而且进行抽样测试，让部分学生通过亲自测试对试题提出意见，以便对试题进行更改和校正。完整意义上的题库，除了具有录入存储试题的功能，还应具备查询功能、智能组卷、分析反馈功能。我所设计的试题库具有上述功能，通过编写VBA代码可实现上述功能。在创建试题录入窗体时，我给窗体设计了公式编辑器，可以插入公式和各种特殊符号。窗体中还有格式编辑器，可以定义字形、字号及行间距。考试页面设计采用Dreamweaver CS3软件，利用VBScript编程语言完成对登陆页面、考试页面、试题管理页面、成绩查询页面的设计(该项工作主要由刘聪同学完成)。Web服务器是IIS7.0,开发程序时运行的系统是Windows Vista 2.0。该试题库主要用于应用化学专业学生的在线测试，包括平时自测和期末考试。该系统可以提供自动组卷的功能，也便于老师平时对学生进行考查，了解学生对知识点的掌握情况，便于老师制定下一步的教学计划。八、 总结目前网络试题库还没有在高校得到大范围的推广，本文探讨了在网络试题库的基本功能，具有较强的实用性，可有效地解决传统考试的弊端，推动教学改革，实现无纸化考试，节省了人力物力，确保了试卷的覆盖范围和正确性，可以实现交互性强且内容不断更新的考试方式。 但是网上测试还不能完全代替传统考试，随着对考试系统的不断完善，技术不断推陈出新，基于网络的考试系统必将成为考试系统的发展主流，网络试题库也会得到更广泛的应用。参考文献：1 刘志海，通用试题库系统的设计与实现. 信息化建设，计算机与信息技术：95-982 黄红丹，“计算机文化基础”网上考试系统的开发与实现. 科技广场，2007.7，157-1593 陈清利、刘琳，基于B/S结构的网络考试系统的分析与设计. 信息技术与信息化，2008（2）：30-344 左毅、先强，基于Web 的网络课程考试系统的研究与设计.大众科技，2007.12（100 ）： 133-1345 ./xuab/blog/item/246d5359701d342e2834f019.html ，几种常见的网络编程语言简介，2008-03-25 22:036 /view/2616.htm，百度百科ASP，2009-03-077 /view/24920.htm，百度百科VBScript,2009-03-07.8 /view/99.htm，百度百科PHP，2009-03-079 吕静、陈春晓，基于B/ S 结构的网上考试系统. 浙江气象，27（4）：37-4210 /view/355.htm，百度百科Access,2009-03-0711 http:/baik