（计算机应用技术专业论文）基于web的计算机辅助考试系统设计研究.pdf

硕士学位论文m a s t e r st h e s i s摘要考试作为教学中一个非常重要的环节，如何让考试适应现代教育的特点，如何更好的为教学服务，成为了刻不容缓急需解决的问题。基于w e b 的计算机辅助考试系统以- 其特有的优势成为了关键的解决手段。本文首先分析了当前基于w e b 的考试系统所采用的技术，确立了目前广泛采用的b s 三层模式结构作为系统开发的体系结构，给出了系统的功能模块结构。其次，文章分析了相关的测试理论，根据本系统的特点以及要达成的现阶段的任务目标，确立了以经典测试理论c t t 为指导，结合项目反映理论i r t的题库设计思路。同时，给出了题库设计原则，从题库的有效性、试题类型选择等方面探讨了题库质量控制。并且详细分析了作为本系统后台数据库服务器系统的s q ls e r v e r2 0 0 0 技术，并在此基础上给出了题库的逻辑设计。文章最后给出了组卷、阕卷以及浏览器端考试界面显示的实现。设计了用户可以根据课程要求，自定义定制试卷的规则，完成了定制试卷的算法实现。采用了x m l 形式存放试卷。考试时由后台服务器将x m l 格式的试卷传递到前台。同时，为了提供人性化的考试界面，方便考生随时获取考试信息，用j a v a s c r i p t 技术设计完成了可以实现数据交互的浮动面板。考生可以通过其所设置的树状目录，方便地得到试卷的答题信息( 已做还是没做) ，并可以通过其所设置的链接功能，方便的定位到目标试题。特别分析了w o r d 操作题的特点和对于阅卷的要求，用v b 语言实现了w o r d 的在线机器自动阅卷。本文还对本系统的不足做出了分析，并提供了一些建议，为将来通用考试系统的设计打下基础。i 关键词】基于w e b 的计算机辅助考试系统( w e b c a t s ) b s 题库s q ls e r v e r2 0 0 0 组卷阅卷x m l 浮动面板硕士学位论文m a s t e r st h e s i sa b s t r a c te x a m i n a t i o ni st h ei m p o r t a n ts e g m e n to ft e a c h i n g h o wd o e st h ee x a m i n a t i o nf i tt h es p e c i a l t yo fm o d e me d u c a t i o na n dp r o v i d em u c hb e t t e rs e r v i c ef o rt e a c h i n g ?t h ew e b c a t si st h ek e ym e t h o dt or e s o l v et h ep r o b l e mb e c a u s eo fi t ss p e c i a la d v a n t a g e s t h i st h e s i sa n a l y s e st h et e c h n o l o g i e su s e di nc u r r e n tw e b - b a s e dt e s ts y s t e m a n dc o n f i r m st ou s eb sm o d e la st h ed a t a b a s es y s t e ms t r u c t u r ef o rt h ew e b c a t s ，g i v e st h ef u n c t i o nm o d e ls t r u c t u r eo f t h es y s t e m t h et h e s i sa n a l y s e st h et e s tt h e o r y , c o n f i r m st h ed e s i g nw a yt h a tm e e t sc l a s s i c a lt e s tt h e o r yc o m b i n e di t e mr e s p o n s et h e o r ya c c o r d i n gt ot h es p e c i a l t ya n dt a r g e to ft h es y s t e m a tt h es a m et i m e ，t h i st h e s i sg i v e st h er u l eo fi t e mb a n kd e s i g n ，d i s c u s s e st h eq u a l i t yc o n t r o lo fi t e mb a n kt h r o u g ht h ev a l i d i t ya n dt h ec h o i c eo ft e s tq u e s t i o n st y p e i ta l s oa n a l y s e ss q ls e r v e r2 0 0 0t h a ti st h et e c h n o l o g yo fb a c k g r o u n dd a t a b a s es e r v e rs y s t e mi nd e t a i l s a n dg i v e st h el o g i c a ld e s i g no fi t e mb a n k a tl a s t ，t h et h e s i sg i v e st h er e a l i z a t i o no fm a k ep a p e r s i tu s e sx m lt os t o r et e s tp a p e r sa n dt r a n s f e rp a p e r sf r o mb a c k g r o u n ds e w e rt ob r o w s e r i no r d e rt op r o v i d et h ef r i e n d l yi n t e r f a c e ，u s i n gj a v a s c r i p t ，w ed e s i g nt h ef l o a t i n gb o a r d c l i e n t sc a ng e tt h ei n f o r m a t i o no fw h i c hi sd o n eo rn o td o n ec o n v e n i e n t l ya n da l s om e e tt h et a r g e tq u e s t i o nc o n v e n i e n t l yt h r o u g ht h el i n kf u n c t i o np r o v i d e db yt h et r e el i s ti nf l o a t i n gb o a r d t h et h e s i ss p e c i a l l ya n a l y s e st h ec h a r a c t e r i s t i c so fw o r do p e r a t i o nq u e s t i o n s u s i n gv b ，t h et h e s i si m p l e m e n t sc o r r e c t i n gp a p e r so n - l i n ea u t o m a t i c a l l y t h et h e s i sa l s oa n a l y s e st h es h o r t a g eo f t h ew e b c a t sa n dg i v e ss o m ea d v i c e sf o rt h ef o t u r ed e s i g n k e y w o r d s lw e b c a t sb si t e mb a n ks q ls e r v e r2 0 0 0m a k ep a p e r sc o r r e c tp a p e r sx m lf l o a t i n gb o a r d硕士学位论文b , t a s t e r st i i e s i s郑重声明本人的学位论文是在导师的指导下撰写的，学位论文没有剽窃、抄袭、造假等违反学术道德、学术规范和侵权行为，本人愿意承担由此产生的法律责任和法律后果，特此郑重声明学位论文作者c 硌翻溅，2 - - 椰p ， 。2 , o 、硕士学位论文m a s t e r st h e s i s第一章概述十年树木，百年树人，人才是一个国家最大的资源，是国家繁荣进步的动力。重视教育历来是一个国家繁荣昌盛的标志，发展教育、培养人才，是促进国家发展的根本。教学测评是教学过程中的一个重要环节，也是教育质量保证体系中的一个重要组成部分，而考试作为教学测评的一种最主要的手段，其规范性、科学性以及考试工作的组织、管理等，直接关系到教学测评的准确性和客观性，从而也影响到教学质量的好坏。考试环节中教师要花费大量的时间命题出卷，然后是组织考试、阅卷、评分，接着登记分数。传统的做法全部由手工完成，数据重复抄写，工作效率低下，浪费大量的人力和财力。由于现在许多高等院校都已经实现了教务管理的信息化和网络化，教师又要花费大量的时间把纸上的成绩登录到教务网上去，再次重复劳动，使得每学期结束的时候，大量的时间浪费在一些机械的重复劳动上。同时，在进行教学评估和教学统计时，由于手工计算量太大，只能进行一些初级计算，难以做到全面、客观的评估分析。所以，如何让考试适应现代教育的特点，如何更好的为教学服务，成为了刻不容缓急需解决的问题。基于w e b 的计算机辅助考试系统以其特有的优势成为了关键的解决手段。1 1 基于w e b 的计算机辅助考试系统设计研究的意义基于w e b 的计算机辅助考试系统是以计算机网络为基础，利用先进的计算机技术，网络技术、数据库技术、认证技术和数据加密技术等，通过计算机和网络来完成考试报名、身份认证、抽题组卷、下传考题、上传考试过程和结果，学生的全部考试过程全部在计算机上进行，并由计算机自动或在人工干预下完成试题的评阅，能自动进行试卷分析、数据统计，还可以根据需要生成试卷和练习等等。它不仅能实现计算机类课程考试的需求还能实现其他各类课程考试的需求，试题类型可以是客观题，也可以是主观题。基于w e b 的计算机辅助考试是一种全新的、开放的考试模式。其优势和特点表现在以下几个方面：1 为广大求学者提供个性化的考试服务由于网络化考试极大地简化了传统考试方式中的命题、试卷印刷、考试组织、试题评阅等各个环节，考试信息的传递都是通过计算机网络来完成的，从而使得考生随报随考，当场评分成为可能。通过基于w e b 的计算机辅助考试提供的辅助教学功能，学生很快就可以知道自己的学习情况，便于其合理科学地安排学习。2 大大地减轻了繁重的考务管理工作，提高工作效率和管理水平使用基于w e b 的计算机辅助考试系统，利用系统提供的题库，考试前无须命题、印刷试卷，各个环节的管理工作大大简化，考试成本大大降低，使得大规模、大范围、多场次的考试组织变的轻松，而且整个周期缩短，考后也无须组织大量的教师和工作人员完成考后的阅卷、登分、统计汇总和数据分析的工作，这些工作都可以由计算机来完成。3 提高了考试的公平性基于w e b 的计算机辅助考试无需专门组织试卷命题，考试时系统可根据统一设定的试卷难易标准从试题库中随机自动抽题组卷，杜绝了考试前的试卷泄密、提高了考试的公平性，也提高了考试的信度和效度。每个考生考试的试题不尽相同，便于老师监控：对考试过程中的一些舞弊行为也可起到一定的遏制作用。另外，由于试题库是基于w e b 的计算机辅助考试的核心，因此，实现基于w e b 的计算机辅助考试，也将促进各个学校的相对滞后的试题库的建设。4 技术先进，适应性强基于w e b 的计算机辅助考试支持主观、客观、操作等各类考试题型，可以适用于多种考试科目。基于w e b 的计算机辅助考试系统采用科学的评估手段，评判标准统一、准确、全面：评卷过程快捷，结果公平、客观。对一些主观性试题，也可在人工干预下。由教师在计算机上完成试题的评阅，尽可能地排除了传统考试方式人工评阅试卷中的各种人为因素的干扰。基于w e b 的计算机辅助考试系统中，以往由人工花费大量的时间精力完成的考试数据统计工作，如合格率、合格人数统计、成绩分布等都可以交由2硕士学位论文m a s t e r st h e s i s计算机来完成。数据统计快捷、准确、详细、全面。同时，还可将考试成绩数据自动转入学校教务管理系统，极大方便了补考安排、教学审核等环节的工作。5 容错性强、可靠性高基于w e b 的计算机辅助考试系统采用多服务器结构，系统设计时考虑了考试过程中可能出现的各种问题，如：断电、服务器死机、考试机死机、人为误操作、文件丢失等等，设置了自动修复等各种应急处理功能。在软件和数据安全方面，通过身份验证系统、多重加密算法等技术保障数据的安全：试题信息采用点到点的传输方式以及制订相应的规章制度，最大可能地防止各种试题的泄密现象，以保证考试的顺利进行。1 2 基于w e b 的计算机辅助考试系统的研究现状及其发展前景世界上所有的国家都是采用考试作为测量和评价人的知识水平和实际能力的一种最重要的手段。各个院校和考试机构都为如何能正确评价考生的真实水平而对考试系统进行了非常深入的研究。基于w e b 的计算机辅助考试系统的分类有很多种，随着技术的不断提高，目前的考试系统基本上都是采用基于题库的系统，所采用的测量理论为经典测量理论和项目反映理论，按照考试模式分为传统的自动组卷考试和自适应考试。基于w e b 的计算机辅助考试系统6 0 年代初在美国诞生，目前在美国，各种认证资格考试和e t s ( 美国教育考试服务中心) 组织的各类考试中都采用的是基于w e b 的计算机辅助考试系统，采用的是自适应的考试模式。在我国，由国家教育部组织的全国计算机等级考试也采用笔试与上机考试相结合的方式，并逐步缩小笔试，扩大机考。其所采用的是自动组卷的考试模式。自适应模式的基于w e b 的计算机辅助考试系统在我国也开始应用。自适应考试系统代表了今后教育考试发展的方向与重点。1 3 本课题简介笔者所在的中南财经政法大学是国家教育部直属的一所以经济学、法学、管理学为主干，兼有文学、史学、哲学、理学、工学等八大学科门类的普通高等学校。为培养适应现代社会发展的复合型高等教育人才，学校在制定各专业本科全程教学计划时，将计算机应用基础和数据库及其应用作为全校所有非计算机专业学生的基础必修课。一直采用的都是传统的笔试考试模式，由教师出具a 、b 两份试卷，然后再由教务处随机抽取其中的一套作为期末考试试卷。由于要执行教考分离的原则，每次出题人都不尽相同，因此试卷的难易程度多多少少都会有一些差别，从考试的一致性上来说，很难满足要求。同时由于全校学生人数众多，导致教师批改试卷的工作量极大，也为阅卷结束之后的试卷分析带来了很大的难度。而目前市面上还没有适合我们教学和考试要求的考试系统，所以我们决定自己开发计算机基础必修课程的基于w e b 的计算机辅助考试系统。现阶段的任务是开发计算机应用基础课程的基于w e b 的计算机辅助考试系统。考试因其各自不同的目标和用途，考试的性质也随之相应改变。一般分为常模参照性考试( 即水平考试) 和标准参照性考试( 即达标考试) 。鉴于本课题所研究的是必修课程的考试系统，需要得出学生得最终水平值( 即分数) ，顾而选取的是第一种( 水平考试) 的考试方式。本课题的实现不仅需要考试学的相关理论，更为重要的是数据库技术和网络技术的应用。随着本课题的顺利实施，也将为其他课程的考试系统的设计起到指导性的作用。1 4 本文内容简介本文介绍了中南财经政法大学计算机应用基础课程计算机辅助考试系统的设计与实现。第一章介绍了基于w 曲的计算机辅助考试系统的意义、状和发展趋势，简要介绍了本系统。第二章介绍了基于w e b 的计算机辅助考试系统的目的、以及本系统的特点。国内外研究的现所要达成的目标第三章介绍了基于w e b 的计算机辅助考试系统的系统结构与主要功能模块的设计。第四章介绍了基于w e b 的计算机辅助考试系统的题库设计理论与原则、4硕士学位论文m a s t e r st h e s i s题库试题的构成以及题库相关的数据库设计。第五章提出了基于w e b 的计算机辅助考试系统的具体功能的设计实现。第六章是对基于w e b 的计算机辅助考试系统的总结与展望。本文作者作为该课题的发起人和组织者，完成了系统的总体设计。具体负责题库系统的设计与组织，定制试卷的算法以及操作界面环境的实现。目前系统功能已基本实现，正处于系统网络调试阶段。在网络调试阶段完成之后，还有网络安全功能的实现。第二章w e b c a t s 的分析操作性较强的计算机类课程，传统的以笔试为主的考试方法，对于计算机类课程来讲，不利于考察学生的动手能力，不利于学生应用知识能力的提离。为此要研制开发以大型题库为基础，融练习、测试和考试于一体的计算机考试系统，该系统满足大批学生的课后练习、自测，以及教师组卷、测验、考试、改卷以及成绩分析的要求。本章给出了w e b c a t s 要实现的主要目的、要达到的主要目标和特点。分析了相关的考试理论和所采用的考试系统模型结构，然后在此基础上给出了w e b c a t s 的系统结构，并且分析了该w 曲c a t s 所采用的主要技术。2 1 基于w e b 的计算机辅助考试系统要达到的主要目的1 成为学生学习计算机应用基础课程的辅助工具由于计算机应用基础课程是一门实践性很强的课程，在原有的教学模式中，学生只能对着书本进行上机练习，缺少相应的辅助软件。该系统可以提供给学生大量的理论练习题和操作练习题，用于学生的网上练习及自我检测知识。同时可以通过系统的交互功能，增强同学们的上机积极性，提高学习效率。2 用干网上考试在传统的考试方式下，教师需要命题、阅卷、统计分数，迸行考试数据分析等等，工作量非常大。尤其是当考生数量比较大时，阅卷和成绩统计将十分烦琐而且容易出错。而我校的课程是全校的公共必修课，每一年都有5 0 0 0 多人同时修读这门课程，工作量之大可想而知。同时，由于计算机应用基础是- i 1 操作性十分强的课程，只凭理论考试难以检测学生的掌握情况以及对于本课程的实际掌握能力。因此，开发一个适合于我校实际情况的考试系统势在必行。本系统可用于课程练习、水平测试、期末等各阶段的考试，不仅可以检测学生的理论知识，还可以检测操作水平，提高考试质量，并减轻教师的工作负担和提高工作效率，同时，对提高该门课程的教学水平起到推动的作用。2 2 基于w e b 的计算机辅助考试系统要达到的主要目标系统通用性积可扩展性强6硕士学位论文m a s t e r st h e s i s本系统基于x m lw e b 平台，能够适用于各种类别和科目的考试：严格地按模块划分，如果课程内容有所调整，只需要对题库和评分模块做一些调整即可，系统的扩展和完善非常方便。2 易维护性采用b s 模式，避免了服务器与考生客户机之间的频繁数据交换，不会使网络堵塞造成考试失败：同时，在维护时，省略客户机需要重装考试系统的工作程序，简化维护工作量。3 安全性高通过相关的身份验证系统，避免非法用户对系统的非法访问；通过定制试卷系统，随机地为每一位考生生成试卷，防止考试作弊；通过数据库系统安全模块，保障数据库中的信息不被破坏；通过监考模块，及时恢复因死机、误操作等原因造成的考试意外中断。4 高效率性自动阅卷、快速成绩查询、考后自动评估，提供详细的统计结果，提高考务工作效率。5 可推广性可以在该系统的基础上，推广应用到各类培训和水平考试系统中，带来更大的社会效益。2 3 本系统的特点1 实现无软盘、无纸化考试考试结果均直接提交并存储在服务器上，无需上交软盘，考卷也是实时下载显示在考生机器的屏幕上，无需卷子。2 题型多样可以进行多选题、单选题、填空题、判断题、问答题、论述题、简答题、w o r d 操作题、w i n d o w s 操作题和e x c e l 操作题的考试。其中多选题、单选题、填空题的选项数和填空数可任意；每套试卷可在这些题型中任意组卷。组卷方式：可指定章节内容比例、题型、难度系数、难度和分值分布、预期通过率等。7硕士学位论文m a s t e r st h e s i s3 有效的监考对正在考试的考生，系统将拒绝其他考生用相同的学号注册进行考试，保证考生的唯一性：对已交卷的考生，系统将拒绝其再注册进行考试，以保证考试的有效性；监考人员可对任一台联网的机器进行监控，查询考生的考试状态等信息：考生注册的学号、姓名，始终显示在考试主菜单上，以便监考人员查验。4 异常处理对于因死机、误操作等原因造成考试意外中断而需重新注册考试，通过监考模块的恢复处理即可恢复重新考试，并恢复到死机前的状态：若确需延长考试时间可方便地延长考试总时间。5 定时交卷控制考试时间到时，系统会自动将所有题目的答案( 包括w i n d o w s 操作题、w o r d 操作题、e x c e l 操作题) 存盘并上传到服务器中。6 个性化的考试系统可对每个考生单独生成试卷；也可对一组考生生成同一套试卷，而在客户端可将多选题、单选题、填空题、判断题、问答题、论述题、简答题的题目顺序和选项顺序随机打乱显示，从而使每个考生看到的卷面都不一样。这同时也起到防止作弊的作用。7 方便的题库维护对多选题、单选题、填空题、判断题、问答题、论述题、简答题、打字题、w o r d 操作题、w i n d o w s 操作题、e x c e l 操作题通过数据库可方便地维护，也可方便地维护知识点数量和内容控制考生需做的题型和题目数量。8 快速的成绩查询、统计、打印阋卷一结束即可分别按姓名、学号范围查询和统计学生的单项分和平均分以及考试时间等信息，并可打印输出。9 快速的自动阅卷考试的答案全部存储在服务器中，利用自动阅卷系统可快速地对所有的考生答案进行阅卷，其中多选题、单选题、判断题、填空题、w o r d 操作题、e x c e l制表题、w i n d o w s 操作题用程序自动阅卷，问答题、论述题、简答题采用人机e交互式阅卷，各单项分和总分全部登录到数据库中。1 0 考后自动评估考试后系统可对学生的通过率、考试难点、章节内容的及格率等分布进行统计，并给出统计图表和相应的改进措施。1 1 用户管理和权限控制包括系统管理员、教师和考生三种权限：系统管理员拥有所有权限，主要是对考生、题库和试卷的管理。教师：可以查看该试卷韵考试和作业的成绩并进行各种统计分析，并能够对客观题的试卷进行手工判卷。用户可以在e x c e l 中输入，并导入到系统中去。系统管理员可以建立用户组，将用户任意分组管理，例如按照单位分组等。1 2 其它内容排行榜j 可由管理员对某场考试、作业或竞赛设定排行榜，在主页面中列出成绩前十名的考生。热点调查：热点调查针对一个问题进行调查，显示在主页面，用于调查某个大众关心的热点问题。每个人都可以参加调查( 可以不允许重复参加) 和查看调查结果。通知：由管理员在系统中发布各种通知，如考试通知、培训通知等。考试信息：在主界面中列出当前登录用户可以参加的考试、作业、练习、竞赛和问卷调查等。充分利用w e b 的功能，用户可以在本校的校园网络或者远程访问到本系统随时可以进行在线的模拟考试，为学生提供最大的方便。9硕士学位论文m a s t e r st h e s i s第三章w e b c a t 的设计3 1 系统结构与相关技术背景3 1 1 系统结构系统结构如图3 1 所示。埔圈3 1 系统结构示意圈3 1 2 体系结构本考试系统采用的是b s 结构，其基本结构如图3 2 所示。一蓑黧笋薏i 臻妒q 曩卜鬻鞣黼戮嘲髓缫徽赞躐黼嚣圈3 2b s 三层结构b s 体系结构即b r o w s e r s e r v e r ( 浏览器，服务器) 结构，是对传统的c s( c l i e n t s e r v e r ，即客户端浏览器) 结构进行相应的改进而产生的新型体系结构。传统的c s 结构基于两层结构，业务处理的程序集中在客户机( 终端机) 。两层的c s 结构使得用可视化编程快速开发应用程序成为可能。但是随着应用规模的不断扩大，两层c s 结构逐渐显出了它的不适应性。在两层结构的数据硕士学位论文m a s t e r st h e s i s库访问模式下，应用逻辑要么处在客户端，要么由数据库服务器来完成。为了访问资料，客户端必须知道资料在服务器上是如何组织和存储的。由于网络技术的迅速发展，两层c s 结构演变为三层b s 结构。即服务方是w e b 服务器，接受客户端的请求，并按照要求传送相应的文档，如文本、图像、声音和影像等：而客户端则统一为浏览器，用户通过浏览器指定待请求文档的u r l 。向服务器发送请求。采用a s p 技术，增加了w e b 页面的动态性和交互性。三层结构中把用户界面和业务逻辑分成不同的层次。用户界面仍在客户端运行，业务逻辑可用组件存放于某中心位置，易于维护，也减轻重新分布的工作量。在这种结构下，客户端得到了简单化和标准化，用户所需要的仅仅是一种浏览器，而不需要对每一种应用都安装和熟悉相应的客户软件。在b s 结构下，只有一小部分事务逻辑在客户端实现，主要事务逻辑都在服务器端实现，形成了三层结构。在三层结构中，客户端接受用户的请求，并将此请求以某种形式提交给应用服务，应用服务则从数据库服务中获得数据，然后对所获得的数据进行计算并将结果提交给客户端，用户在客户端就可以获得期望的结果。c s 结构基于局域网可连接的用户数量有限，而基于广域网的b s 结构支持更多的用户可以根据访问量动态配置服务器以保证服务质量。c s 结构中所有的客户端都必须安装和配置复杂的应用程序软件，而在b s 结构中，客户端只需安装标准的浏览器。从系统维护的角度分析b s 结构只需维护服务器，因此费用较小，且升级容易：而c s 结构的维护和升级涉及到所有的客户机和服务器，代价巨大。考虑到基于w e b 的考试系统需要不断更新内容，支持的用户数量巨大，且如果应用于网络教育的话，地域较为分散，因此基于b s 结构设计考试系统是较为理想的选择。3 1 3 a s p ( a c t i v es e r v e rp a g e s 活动服务器页面)在本考试系统中，应用程序服务器的功能由微软的i i s ( i n t e m e t i n f o r m a t i o ns e r v e r ) 和a s p ( a c t i v es e r v e rp a g e s ) 技术实现。i i s 是一种功能强大的w e b 服务器，通过使用超文本传输协议传输信息。i i s 是a s p 引擎的宿主环境a s p 是微软公司推出的一种服务器端命令执行环境，它使用户可以轻松地l i结合h t m lw 曲页面、脚本( s c r i p t ) 程序和a c t i v ex 组件建立或执行动态、交互式的w e b 服务器应用程序。其处理工作完全在服务器端进行，从而消除了对于客户测览器的依赖性。在w e b 环境下，应用程序的开发者不希望客户直接连接到后台资料源。其中一个理由就是“每客户”的连接不具有很好的伸缩性，但更为重要的原因是：如果允许某些随机的i n t e m e t 用户访问后台数据库，可能会带来安全性问题。因此，在构造i n t e m e t 应用程序时，如果生成的h t m l 页面中包含有数据库中的资料，那么通常会使用服务器端的应用程序来生成这样的h t m l 页面。每当w e b 客户需要资料时，即向w e b 服务器发送一个请求，并由服务器端应用程序根据这一请求。根据数据库中的资料生成一个页面，发送到客户端。随着诸多新工具的出现，已经能够编写客户端w e b 应用程序了这些应用程序维持独占到服务器的某个连接。这些应用程序采用的办法不是仅当需要更多的资料时才向服务器发出请求，而是让资料在客户端应用程序与服务器应用程序之间直接传输。传统上，为了开发服务器端i n t e m e t 应用程序，要利用一个网关接口( 如c g i ) 或者i n t e m e t 服务器应用程序编程接口( i s a p i ) 来进行。使用通用网关接口有一个不便之处。就是需要在页面中显示的内容实际上是嵌入到一段编译过的程序内部。如果想修改页面的内容或格式，就需要读源代码，找到h t m l输出语句。而且一旦被修改。就需要重新编译。这就使得服务器端应用程序的维护变得很困难。另外，当调用一个c g i 程序时，他都作为一个独立的进程运行，因此这些应用程序会消耗较多的系统资源。a s p 解决了这些问题。a s p 具有开发简单、功能强大等许多优点，可以非常直观简易地实现复杂的w e b 应用。而且一个a s p 页面可以将服务器端脚本和客户端的内容混合在一起。a s p 重的命令和操作都是由服务器解释执行的。执行结果产生动态生成的w e b 页面并送到客户端浏览器；而客户端技术的脚本语言则是由网络浏览器来解释执行的。由于a s p 是在服务器端解释执行，开发者可以不必考虑客户端测览器是否支持a s p 同时开发者也不必担心别人下载程序从而窃取编程代码。a s p 具有以下特点：1 2硕士学位论文m a s t e r st h e s i s完全和h t m l 集成；易于生成，无需手工编译和链接：面向对象，可以使用服务器组件。a s p 提供了五个内建对象来提供更高一级的w e b 功能，他们是：r e q u e s t ：获取客户信息：r e s p o n s e ：将信息发送给客户；s e r v e r ：提供w 曲s e r v e r 工具；s e s s i o n ：存储在一个s e s s i o n 内使用韵信息。a p p l i c a t i o n ：在一个a s p 应用内让不同使用者共享信息。3 1 4 开发平台基于中南财经政法大学校园网提供的蹰络平台( 可扩展用于t c p i p 协议组建的各类局域网和广域网上) ，考试用的学生机与考试服务器可以跨网段，可通过代理服务器连接或直接连接。考试服务器和数据库服务器使用专用服务器，服务器采用w i n d o w s2 0 0 0s e r v e r ，客户机采用w i n d o w s 个人p c 操作系统均可。w e b 服务器选用i i s4 0 加装n e t 框架，数据库服务器选用s q ls e r v e r2 0 0 0 。客户机浏览器i e4 0 以上版本均可。3 1 5 开发环境m i c r o s o f t n e t 是微软的x m l w e b 服务平台，包含了建立和运行基于x m l的软件所需要的全部部件。n e t 依靠x m l 消除了数据共享和软件集成的障碍，使应用程序的互操作性、集成性和应用程序的可扩展性得以容易地解决。n e t 是建立在一个开放的标准上的，它包含了几乎所有的编程语言。x m l 使数据交换变得更加容易，n e t 软件可以使得用户只要一得到数据就能对它们进行操作。在n e t 中，程序员设计编写的是x m lw e b 服务，而不再是服务器或客户端的独立应用程序。他们把这些服务组合成松散耦合、相互协作的软件群，x m lw e b 服务之间使用x m lm e s s a g e 进行通信。硕士学位论文m a s t e r st h e s i s3 2 考试系统的主要功能模块本考试系统基于校园网，面向全校修读计算机应用基础课程的全部本科生。考虑到本考试系统的功能需求，综合考虑安全性与易用性等因素，本系统采用如图3 3 所图3 3 考试系统的结构模型由系统管理员提供整个系统的管理。对于访问权限，最高的是系统管理员，拥有整个考试系统的绝对权限，可以设置考试科目、管理教师和学生的账号并负责整个考试系统的正常运行；各个考试课程的主管教师拥有考试设置、修改题库、查询成绩和管理考生等权限；权限最低的是考生，仅被允许参加考试1 4硕士学位论文m a s t e r st t l e s i s和查询成绩。这样既满足了不同对象的功能需求，有效提高了系统的安全性，也保障了计算机辅助考试系统的正常运行与管理分工明确。本系统的所有功能均采用或集成到w e b 模式。3 2 1 登录系统本考试系统为丌放式系统，为保证数据库的安全性和信息的一致性，设置了登录系统。我们将用户分为了三类：教师、学生和管理员，并授予不同用户不同的数据库访问权限。学生用户可以以学生身份访问在线练习和考试系统；教师可以访问成绩数据库，可以登记成绩并提交：管理员具有最高权限等级，可以访问系统内任意数据库。登录系统负责对w e b c a t s 的各类使用人员进行身份确认，根据确认信息结果，由系统管理部分提供相应的目标对象。其工作流程如图34 所示。一选择登录人员类别信息学生臀录是否考试竺竺：监输入学号和密码教师脊录ii 管理员替录输入学吁学号是正确?g玉x 磊鬲5 五i i 乱蜞入在线练习界粤图3 4 登录系统流程图根据需要可扩展一个模块：报名管理系统。提供对参考考生的报名管理和1 5娶蚤维护功能，报名的信息包括所属班级、姓名、学号、密码等，可单个或批量进行报名，若考生有相片还可上载相片文件( g i f 格式) 。考生信息可以进行学生账号数据库转换、批量输入等。3 2 2 在线考试系统全新的在线考试界面，使用方便的浮动面板、仿照传统考试布局的页面-允许检查试卷并自动提醒未答的题目。通过它考生可下载题目和考试需要的素材文件。答案可手工和i 鲁动上传到考试服务器中；同时提供考试的操作指南，以供使用者参考。包括了定制试卷、阅卷管理、监考管理以及成绩管理。1 定制试卷：可以采用两种方法：随机抽题。利用随机抽题算法，自定义出题策略，根据试题分布，按题型、知识点、难度、区分度等参数定义出出题数量，从题库中抽出符合要求的试题，组成满足考试要求的附带有考生信息的试卷，并以数据库表文件的形式存储在服务器上，防止考试中出现意外，造成试题丢失。由管理员提供若干固定试题，采取考试时打乱试题顺序的方式定制试卷。抽题结束之后应该给出试卷表和试卷所对应的标准答案表。定制的试卷可以用于在线考试，也可以导出生成w o r d 试卷，满足传统的考试和作业模式。生成w o r d 试卷时，自动生成两份试卷，一份不包含答案，一份包含答案，而且w o r d 试卷加盖密封线，更加规范，直接可用。试卷的题层可以导出到e x c e l 文件中，从而将题库中的题目按策略取到e x c e l 中，进行加工或修改，然后由e x c e l 生成新的试卷。试卷分值可以由题库的题目产生并换算到1 0 0 分，也可以按照题型指定分值抽取一定数量题目组成。例如所有填空题1 分、多选题2 分、问答题1 0 分等。试卷可以指定有效时间和允许参加的考生，只有在规定的时问有权限的考生才能参加考试或作业。练习试卷中可以定义允许考生查看试题正确答案和对错。该模块分成两个都分：1 6硕士学位论文m a s t e r st h e s i s( 1 ) 在线练习系统：采用的是随机抽题的方法，学生可自主生成试卷的组卷规则，然后根据此规则组成临时试卷表，当学生练习完毕之后，允许其查询答案和成绩，退出系统时以及系统死机时自动注销其在操作过程中产生的所有文件。其流程如图35 所示。触目l 生j j 笠试卷试卷生成规则读取每种题型抽题数量到对心题型试题表中抽取一道试题将该题加入试卷表中该类试题生成n足奇完毕7 厂y 爵磊而鬲w题型 _ 1 描? 一了r 一试卷生成完毕幽3 5 随机抽题流栏幽r 2 ) 在线考试系统由系统管理员生成试卷的组奄规则，然后按照该规则从题库中抽取与一次考试人数等量的试卷总数存入试卷库中，同时生成对应的标准答案表存入对应的答案库中。考生随机抽取试卷库中的一套试卷作为其考试试卷( 要求每套试卷只能被抽中一次) 。考试时生成的试卷库、标准答案库以及考生答题信息库按照管理员的设定要求保留一段时间，在相应的成绩管理系统得到成绩之后和统计汇总分析信息获取之后，注销上述库。其系统流程图如图3 6 所示。17生成试卷库定制试卷生成捌则读歌每种题型抽题数量到对成题型试题表中抽取一道试题将该遂加 试卷表中该类试题生成n是否完毕? y 是青完成所有、上题型 i 描? _ y 上试卷生成完毕篓堡二y卷生成完毕?y 士丽赢翮幽3 6试卷厍抽匙流栏2 阅卷管理模块对考生的答案进行阅卷判分，其中，客观试题、多选题、单选题、判断题、填空题、w o r d 操作题、w i n d o w s 操作题和e x c e l 操作题均采用程序自动阅卷，多选题、单选题、判断题、填空题直接与题库中所提供的标准答案直接比对的方式，给出相应题目的得分：对于w o r d 操作题和w i n d o w s 操作题，采用专门的阅卷算法，与保存正确操作的相应格式文件进行比对，给出得分；名词解释、论述题、简答题等主观性很强的题目采用交互式人工阅卷方式或e m a i l 远程阅卷；汇总总分之后放入考生成绩表中存储，提交给成绩管理系统。最后，还应对阅卷结果信息进行统计分析，以形成试卷分析数据。3 监考模块监考模块的主要功能有：提供考试环节的监考功能，服务器可以随时监控任一i p ：意外所导致的死机、掉电等情况的现场恢复功能，考试时间的控制管理( 在本地恢复：开辟临时文件夹t e m p ，每5 分钟写一次，从t e m p 中恢复，时间延长5 分钟) ；试卷提交之后的数据库调用和存储：报警功能：管理系统接受报警并处理：提供监考日志。记录异常情况。4 成绩管理提供考生成绩的存储、查询、打印等功能。特别是对于练习试卷的使用者，提供现场评分和现场成绩提交；并根据考生试卷生成各种统计数据，随后随同考生的成绩、试卷等信息转存入历史数据库中。同时，与学校教务管理系统相衔接，提供教务管理系统所需求的任意形式的成绩输出。主要包括以下几个方面的功能：个人成绩查询：考生允许查看自己的成绩和答卷，答卷中包含正确答案和答案要点说明，重要考试也可以不允许查看正确答案。考生也可以查看答卷的知识点正确率分布，了解自己的薄弱环节。管理者查询：管理员和教师可以对该考试的所有成绩进行查询，可以按单位、部门、职务、工作类型等进行条件组合查询。成绩分析：管理员和教师可以对考生分数、参加考试人数、及格率等进行分析，可以按照单位、部门、职务和工作类型进行各种统计分析，而且分析数据可以图表显示。知识点分析：按照知识点、题型、难度等进行答题正确率统计分析而且分析数据可以图表显示。正确率分析：可查看每道题的正确率，了解考生答题情况。成绩导出到e x c e l - 管理员可以将成绩导出到e x c e l 文件中，以对成绩进行更多的统计分析。1 9硕士学位论文m a s t e r st h e s i s说明：考生不得通过本系统查阅相应考试科目成绩；教师可以并仅仅可以浏览所教课堂成绩信息( 不允许其对考试结果作修改) 。提供教师对所教谋堂平时成绩和总评成绩的录入功能。为完成教师这一块的成绩提交管理功能，提供教师授课信息表，记录教师授课课堂编号，以备核对。3 2 3 题库管理系统1 题库生成题库建设是一项系统工程，其一般工作流程如图3 7 所示：编确等辑建定采试值和立命集题化组试题试分处织题规题析理试库则题图3 7 题库建设流程2 题库维护允许高级别教师和系统管理员对题库进行增加、删除和修改的操作。3 目种类分为：单选、多选、判断、填空、w o r d 操作、w i n d o w s 操作、e x c e l 操作。数量如表3 1 所示。要求对每一道题要做具体分析，不能使题目产生任何二义性，按照试题命题细则的要求确定相应参数。3 2 4 系统管理完成对用户账号的统一调度与管理，根据权限管理的规定，确认在什么时候什么用户可以做什么。对整个w e b c a t s 系统的安全性能提供保障，提供数据流量控制，确保大规模考试的顺利进行。系统管理员和教师登录后的日志管理，放在最高级管理员的管理目录下，隐藏不可查看。该模块为考试过程的规范化和系统的安全性起一定的支撑作用，主要包括以下功能：设置试卷的一些整体属性参数和题型结构参数：2 0硕士学位论文m a s t e r st h e s i s对考试时间、合法考生及其账号进行设置每场考试前进行初始化操作。对一些历史上的考试结果和成绩库进行删除和清理工作；对用户密码及权限进行设置；对考试结果提供安全备份机制。对整个w e b c a t s 系统的安全性能提供保障。提供数据流量控制，确保大规模考试的顺利进行。表3 1 试卷试题数量控制表题目类型每题分值卷内题目总数题库内题目总数单选l2 03 0 0多选21 01 5 0判断ll o2 0 0填空l2 02 0 0w o r d 操作l ol5 0w i n d o w s 操作525 0e x c e l 操作l ol5 02 l第四章w e b c a t s 的题库设计基于w e b 的计算机辅助考试系统的基础是一个完善的题库系统。题库( i t e mb a n k ) ：一个容易取得测验题目的相对大的项目集合。【l j 按照现代考试理论，题库定义为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有序集合。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的教育测量工具。题库在教学实践中有两个独特的优越性：第一是管理上的优势，体现在使用题库的高效、经济、灵活、稳定和保密：第二是测试上的优势，体现在由题库生成的试卷具有高质量、可预控和等值可比等特点。4 1 题库设计所依据的测试理论所谓测试是指对通过一定的仪器和试题所引起的受测者的行为样本进行测试的系统程序。考试作为种教育测试与评价的术语，是用于较正式场合下的测试，完全适用测试理论。较为突出，且被广泛应用的测试理论主要有两种：经典测试理论( c l a s s i c a lt e s tt h e o r y ) 和项目反映理论( i t e mr e s p o n s et h e o r y ) 。4 1 1 经典测试理论( c l a s s i c a lt e s tt h e o r y )经典测试理论，是通过长期的测验时间逐渐形成的传统测试理论，它被广泛使用。传统考试主要是以它为基础的。l ，经典测试理论的基本内容经典测试理论是建立在以下三条假设之上的：- 测试误差服从正态分布，其平均数为零。误差与其分数间彼此独立，相关为零。- 在所讨论的范围内，个体真分数不变。由以上假设得出的基本结论是，多次测试的平均分数接近真分数。基本假设