【毕业学位论文】（Word原稿）基于ASP.NET技术的在线考试系统设计与实现-软件工程

硕士学位论文 （专业学位） 基于 术的在线考试系统设计与实现 姓 名： 学 号： 所在院系：软件学院 职业类型：工程硕士 专业领域：软件工程 指导教师： 校外 指导教师 ： 二 一 三 年 四 月 A in 2013 ，小二，加粗 居中，单倍行距 基 于 A S P . N E T 技术的在线考试系统设计与实现 同济大学 5右 5右 学位论文版 权使用授权书 本人完全了解同济大学关于收集、保存、使用学位论文的规定，同意如下各项内容：按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本；学校有权保存学位论文的印刷本和电子版，并采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存论文；学校有权提供目录检索以及提供本学位论文全文或者部分的阅览服务；学校有权按有关规定向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版；在不以赢利为目的的前提下，学校可以适当复制论文的部分或全部内容用于学术活动。 学位论文作者签名： 年 月 日 同济大学学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本学位论文的研究成果不包含任何他人创作的、已公开发表或者没有公开发表的作品的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。 学位论文作者签名： 年 月 日同济大学 硕士学位论文 摘要 I 摘要 随着移动互联网技术的快速发展，网络已经应用到社会生活的各个方面。人们通过移动网络，在不受时空地与外界沟通进行着高效沟通。在线考试系统现代教学模式发展的一个趋势，它比传统的考试效率更高、资料更丰富、获取更方便、并且更新速度与反应速度也很快。随着校园信息化基础设施建设的极大提升，网络条件的硬件和软件设施都比较完善，无疑会为在线考试提供良好的基础。在线考试系统与传统的纸张考试相比，必定会提高考试效率， 考试的内容和形式都会更加丰富，考试结束以后，考生也能实时地知道自己的问题和薄弱环节，老师通过学生答题情况可以对以后的教学更加有针对性，这是传统纸张考试无法达到的。 本文首先介绍了在线考试系统的应用背景 ， 理论基础 ， 关键技术 。 系统主要采用的 B/S 模式的开发模型 ， 基于 开发环境 ， 开发工具 据库使用微软公司的 005。 本文详细介绍了 B/S 模型的在线考试系统的关键模块的开发 ， 设计了数据表 ， 论述了开发在线考试系统的相关理论和技术基础。对整个在线考试系统进行了需求分 析和功能设计 ， 确立了系统的体系结构 。 最后 ， 重点以前台考试主系统 、后台管理子系统为例阐述了系统的界面以及实现过程。同时 ， 给出了系统开发和设计过程中的关键技术问题和解决方案。整个系统功能完善、具有简便灵活、数据易获取、数据安全可靠等优点。该系统的运行将为校园精品网络课程的建立和应用工作带来极大的便利 。 关键词 ： 在线考试 B/S 模式 I to of As in of of of to of of a of of be be by of B/S is in on 005. of of of / S a of of of it At in of to of to B/S 硕士学位论文 目录 录 第 1 章 引言 . 1 线考试平台的发展概况 . 1 究意义 . 2 内外研究现状 . 2 线考试系统在国外的发展过程 . 3 线考试系统在国内的发展过程 . 3 统的设计目标和原则 . 5 统的设计目标 . 5 统的设计原则 . 5 论文组织结 构 . 7 第 2 章 系统建立的理论基础 . 8 育测量理论 . 8 典测量理论 (. 8 化理论 (. 10 目反映理论（ . 11 线考试系统标准与规范 . 12 外资源建设标准代表 型 . 12 代远程教育资源建设技术规范 . 13 关技术规范是本研究的参考标准 . 14 第 3 章 系统实现的关键技术 . 15 架概述 . 15 . 18 介 . 18 象模型 . 19 . 21 述 . 21 优点 . 21 数据库的访问 . 22 用 发在线考试系统优势 . 23 统开发环境配置 . 24 章小结 . 24 第 4 章 系统需求分析 . 25 统的需求分析 . 25 统设计目标 . 25 统的性能需求 . 25 统的体系结构 . 26 统的功能模型 . 27 统的设计与分析 . 29 统的用例图 . 29 统的类图 . 30 同济大学 硕士学位论文 目录 数据库设计 . 31 系统中主要表单设计 . 32 第 5 章 在线考试系统功能设计及实现 . 34 系架构设计选取 . 34 、在读期间发表的学术论文与研究成果 . 52 第 1 章 引言 1 第 1 章 引言 线考试平台的发展概况 现代网络通讯技术的应用，使知识更新日益加快，旧的知识传播途径已经满足不了人们的需求，这就迫切需要一种全新的知识传播方式。计算机技术、网络通信技术和多媒体技术的飞速发展，特别是 无线网络在全球得到迅速发展和广 泛普及，为人们提供了一个巨大的信息资源共享空间。人们越来越依靠计算机 移动互联网技术作为彼此合作、交流的主要平台。信息化社会对教育提出了新的要求，教育的终身化、全球化和高效化使基于移动互联网技术的多媒体远程教 学成为现代教育技术的一个重要研究领域。“信息高速公路”的建立将对学校的教育观念、教学内容、教学方法乃至整个教育结构产生重大而深刻的影响 1。 教育部于 1999 年启动新世纪网络课程建设工程，用面向 21 世纪教育振兴行动计划 2中现代远程教育资源建设项目的经费，重点支持若干所高等学校网络教育学院的网络课程建设和应用，并实现资源共享。新世纪网络课程建设工程在两年内重点规划建设 200 门左右基础性的网络课程；在研究方面，教育部门召开启动新世纪网络课程建设工程研讨会，提出了现代远程教育资源建设技术规范 (试行稿 )，为课程的开发提供了方向。 作为衡量教学效果的考试，其形式与内容也发生了巨大的变化，于是 基于移动 互联网技术的在线考试平台应运而生。 随着网络的普及和对教育的日趋重视，一些新兴的教学手段如远程教育、网上大学在国内越来越普及，许多的培训单位、大中专院校也建设了校园网，在这种情况下，各学科的网上考试就具有了必要的环境。 基于移 动 互联网技 术 的网上考试系统，突破了传统考试的诸多限制，可 以 通过计算机网络实现考题资源共享，计算机考试系统采用随机抽题组卷的方式，试题抽取范围相对较大，并可同时生成多套试卷，从而使试卷整体覆 盖面变大，可较全面的考察考生的实际水平，保证了考试的客观准确性；另外，计算机考试系统的客观题可自动评分，无任何人为因素，不仅能够使教师摆脱繁重的阅卷负担，提高阅卷速度，而且可以避免人为误差及人情分等问题，保证了考试的公平 、 公正 。 因而，计算机考试系统具有保密程度高、客观性强、评分迅速、公正，便于组织大规模异地实时考试等优势。使用在线考试平台，还可以更有效地实现考试结果的分析。教师进行考试的主要目的，是为了从中发现问题，从而改进教学方法，达到教学目标，以往由于时间和条件的限制，教师只能从有限的几个方面来 同济大学 硕士学位论文 基于 术的在线考试系统设计与实现 2 分析考 试，如根据最高分、最低分、平均分了解班级的整体水平，凭自己的印象寻找错误率较高的题目等，在线考试平台则可以发挥计算机速度优势，考虑各种因素和关联规则，充分挖掘考试结果，得到内容更详细和层次更高的分析结果，以便利用这些分析结果来改善教学方法，提高教学质量。 究意义 随着移动互联网络通讯技术的飞速发展和社会信息化水平的不断提高，计算机在教学领域也得到了广泛的应用，计算机辅助评价在教育、教学和学习评价过程中的应用，引发了评价内容、方法和形式的深刻变革与开发。应用能够整合教育测评理论、方法和现代信息技术手 段的网上考试系统 ,为学生个性化学习提供灵活、方便、科学、公平的个性化学习测评服务已成为教育工作者所面临的一项重要任务 3。 基于 在线考试平台为考试的无纸化和网络化提供了一套相对完整的解决方案。它提供了相当完善的功能，包括用户登录、用户信息管理、试题库管理、在线考试、阅卷管理 (计算机自动阅卷和人工阅卷 )、考试分析、自主测试、成绩查询等功能。利用这些功能，可以提高考试质量、减轻教师的工作负担和提高工作效率，也使考试更趋于公正、客观，更加激发学生的学习兴趣，有利于提高教学效果和教学质量。 基于 在 线考试平台除了可以进行远程考试，还被广泛应用于校园网的学生自学与考核。通过对题库大量题目的练习，可以提高学生的学习和应试能力。它不受时间和空间的限制，学生可以在任何闲暇时间进行练习和自我考查。学生的课外学习更显方便而且不需金钱投入；教师可以布置在线作业而不需批改就得到结果，大大减轻工作量。因此，这是对有限教育资源的高效共享 ,可以大大简化传统考试的过程。 内外研究现状 近些年，各国对教育的发展给予了前所未有的关注，都试图在未来的信息社会中使教育处于一个优势的位置，从而走在社会发展的前列，为此许多国家都 把信息技术应用于教育，作为振兴民族的重要手段。在 1996 年底，国外开始出现支持网上教学的系统和平台。美国的 国的 我们国家都是十分典型的网络教育示例 4。 第 1 章 引言 3 线考试系统在国外的发展过程 计算机网络考试在国外开发、使用的都比较早，在 20 世纪 90 年代初就己陆续投入使用了，诸如计算机考试、 试、注册建筑师考试、注册会计师考试都已经实现了计算机化。就注册建筑师考试系统为例，目前国外注册建筑师计算机考试只在美国和加拿大两个国家举行。美国注册建筑师委员会与美国教育考试服务 中心合作，经过 6 至 7 年的研究改进，己开发出注册建筑师考试软件，并于 1996 年开始试考。全美注册建筑师电脑化考试系统软件由以下四部分组成： （ 1） 册建筑师管理系统。 （ 2） 务管理系统。 （ 3）选择题题库及考题生成、判分系统。 （ 4）作图题题库及考题生成、判分系统。 在选择题方面 ， 目前美国电脑题库中已有经过预试的考题 800 个 ， 配题的选择余地比较大。为了不断更新和充实题库 ， 委员会另 外聘 请 16 位专家负责设计新题 ， 每人每年设计 10 到 20 道 题 目，每 2 至 3 年对新题进行审核、认定、预试后 ， 即可更换或充实题库。选择题的评分比较简单 ， 统计答对或答错的数量即可 。 在作图题方面 ， 美国电脑题库中己有经过预试的作图题 24 套 ， 每套 15 小题 ，共计 360 个小题 ， 为了不断更新和充实题库 ， 委员会还聘请 10 位专家负责设计新题。新题经过预试 ， 每年可更换或补充 7 ， 每隔 5 年对所有作图题作一次全面分析。作图题分场地设计、建筑设计、建筑技术三部分 ， 每部分都由若干个小题组成 ， 考试时划分成组 ， 并规定了考试时间 4。 线考试系统在国内的发展过程 1 计算机辅助考试系统的研究 与应用在国内主要经历了以下几个发展阶段 ： (l)基于单机的计算机考试系统 从 20 世纪 80 年代末到 90 年代初 ， 脑进入教育领域 ， 计算机辅助考试逐渐成为新的考试改革热点 ，当时， 研究和应用主要集中在高校 ， 当时计算机考试系统主要是单机系统 ， 基于 台和汉字系统 ， 用 为数据库软件 ， 用 者 C 编程语言作为前台程序开发。相对现在的考试系统 ， 它只是解决了出题环节的科学性和高效性 ， 试题库的可扩展性、灵活性和直观性较差 ，因此它并没有从根木上使传统考试发生质的变革。 （ 2）基于单机的带有普及意义的计 算机考试系统 自 90 年代中期起 ， 随着 脑的逐渐普及 ， 各行各业应用计算机的范围和频率越来越高 ， 计算机等级考试的出现使重能力的计算机考试改革成为一个新同济大学 硕士学位论文 基于 术的在线考试系统设计与实现 4 的热点。由于它的全面推广 ， 计算机辅助考试的研究和应用都了上一个新的台阶。 计算机等级考试采用上机考试的方式 ， 虽然不是网络考试 ， 但是它己经使得计算机考试系统由原来的只应用在教师出题环节 ， 扩展到了大规模的学生考试环节中 ， 适用对象也发生了根本转变 ， 而且功能也延伸到自动评分等环节 ， 这是最突出的进步 ， 不过 ， 这时的系统适用范围较窄 ， 通用性差。 (3)基于网络的大规模考试系 统 基于网络的计算机考试系统 ， 其传送信息、发送材料等都是通过 完成的。通过 网络服务器数据库中去提取信息 ， 然后在终端的机器上做出一定的选择 ， 再通过网络完成被测试信息的提交。在整个过程中 ， 终端机器只是一个工具而己 ， 考试结束后 ， 被试终端机器没有任何的信息残留 ， 所有被试的信息都被提交到服务器所在的数据库管理系统中 ， 然后由服务器端通过考试系统从本机数据库中提取被试信息 ， 得出考试结果 ， 有的实时考试系统会直接将考试结果通过或返回给被试的终端。 (4)计算机自适应考试系统 计算机自适应考试是在 项目反应理论基础上发展起来的。目前 用的就是这种计算机自适应考试系统 ， 而在国内 ， 计算机自适应考试的研究始自 90 年代初期 ， 全国大学英语四、六级考试委员会正一直致力于题目响应理论和 计算机 自适应考试的研究和开发。 国内计算机网络考试虽然起步较晚 ， 但由于硬件、软件条件也己比较成熟 ，所以近几年也有所发展 ， 在线考试系统目前有两类 ： 一是基于局域网的在线考试系统 ； 一是基于 在线考试系统。 基于局域网的在线考试系统通常用于比较正式的考试 ， 如计算机等级考试、职业技能考试、行业考试等 ； 基于 在线 考试系统通常用于考生自测或网络教学系统。 全美测评软件系统 (北京 )有限公司 (简称 是一家提供考试技术服务和考试内容服务的专业公司 ， 为社会提供多种内容的考试和培训服务 ， 针对中小学信 息 技术课程量身订制了校园智能化测评平台 E 考通 ， 在该系统下 ,学生可进行网上的互动练习、课外作业和提问 ， 教师可进行网上指导、网上批改作业。 鹏博士在线考试系统及题库录入系统是一套基于浏览器的易学易用的产品 ，该系统包括用户管理、试题管理、智能组卷、网上考试、成绩分析等功能 ， 主要缺点是对试卷、试题的分析不够深入 ， 对题库没有维护功能 ， 不利于标准化考试。 科教 2000 网络考试系统是成都北斗星信息技术发展有限公司推出的多功能辅助教学系统 ， 是一个练习、测试自动化全面解决方案。具有教学题库管理、自 第 1 章 引言 5 动试卷生成、网上测验、网上练习、自动成绩统计等多项功能。但该系统虽对题库进行了扩充 ， 但仍没有淘汰更新机制 ， 也没有将考生从题海战术中解放出来 ，且分析统计功能较弱。 一些高校及科研单位也开发了各类基于 在线考试系统投入实际应用。一些大规模高校的部分计算机学科 ， 特别是计算机基础学科也在制作和试用在线考试系统进行无纸化考试 ， 如华中科技大学、上海同济大学 等。 此外 ， 像清华泰豪在线考试系统、信心网上考试系统、在线考试系统 (清正专业在线考试系统、汇杰在线考试系统和计算机等级考试都是目前国内外较为典型的几种在线考试系统。 网络教育正在不断深入人心 ， 人们迫切要求利用网络技术进行在线考试 ， 来提高了考试的质量和效率 ， 突出公正和客观性 ， 减少传统考试带来的人力和物力上的损失 ， 提高工作效率 ， 促进教育的发展。 通过分析以前案例和研究文献发现 ， 目前网络考试系统已经取得较大发展 ，但是仍然存在着许多不完善的地方 ， 使得网络考试在一段时间内很难取代原有的传统考试形式。 2 现 有网络考试系统主要存在着如下问题 : (l)题目类型固定 ,不具备可修改、可扩充性 ； (2)组卷方式形式单一 ， 且科学依据不足； (3)网络考试系统开放性不强 ， 阻碍学生自学、自测、自评； (4)考生与教师之间沟通不够 ， 无法得到最新及时的考试信息及考试复习资料以及考后情况分析。 本研究针对上述问题 ， 在借鉴其它系统优点的基础上并结合教学实践和教学管理中的一些具体情况 ， 提出了基于 在线考试 系统 方案。 统的设计目标和原则 统的设计目标 本系统的设计目标为：能正确、有效快速地处理各种网上考试事务。 具有良好的实用性与通用性，提供友好的人机交互界面，具有较好的可扩充性和安全性，是校园移运网络教学系统中重要的教学手段，具有广阔的应用前景。本系统的设计完成，对规范教学管理，有着积极的现实意义。 统的设计原则 同济大学 硕士学位论文 基于 术的在线考试系统设计与实现 6 通过对现有一些在线考试系统的分析研究 ， 并详细了解了构建在线考试系统的一些要求后 ，本文所涉及的 在线考试系统 将 该满足以下设计原则 ： 1 通用性原则 系统要有广泛的通用性 ， 可以用于各类课程的远程考试。 2 满足自动组卷 系统要能够满足复杂组卷条件的要求 ， 组卷速度快 ， 成功率高 。 3 安全性原则 要保 证考试系统信息传输的安全性 ， 防止考题泄漏 ， 以及客户端和服务器端的安全性等。安全性是通过为信息的机密性、保密性、完整性和可靠性提供充分的保护来预防风险。保障系统安全 ， 是任何系统的基本要素。 4 功能完善原则 系统要具有完善的在线考试功能。例如 ， 要有完善的考试现场恢复机制 ， 包括已经生成的试卷、考生已经做过的题目的答案、考试剩余时间等 。 待考试结束后 ,考试系统应能对客观题进行自动判分 ， 将主观题的答案存入数据库 ， 待教师对主观题评阅后 ， 考试系统再对主客观题分数汇总 ， 给出总成绩 ， 并对考生给出相应的评语。 5 可扩展性原则 系统要具有良好的可扩展性。系统需要有良好的可扩展性 ， 以满足考试系统不断发展的需要。可扩展性是指系统能保证可持续增长以满足用户需求和业务复杂性要求 ， 统为动态变化的模型 ， 它们通常一开始很小 ， 但随着需求的增长而呈指数级增长。 这种增长非常迅速 ， 不仅表现在支持的用户的数量上 ， 而且表现在提供的用户服务的复杂性和集成性方面。对于考试系统而言 ， 这种扩展性就显得尤为重要 ，因为考试系统的功能完善是一个渐进的过程 ， 目前开发的这个系统需要随着 教师及 考生的要求和技术的发展而需要不断改进 ， 所以可扩展性是非常重要的。这就要求 开发者使用正确的开发方法和手段 ， 保证系统是可以扩展并容易修改的。 6 可管理性和可维护性原则 可管理性是指可以很方便地对系统进行管理 ， 确保系统的正常运作。管理和运作涉及以下几个因素 ： 维护系统 运行 及其服务正常所需的基础结构 、 工具以及管理员和技术人员。 7 可靠性和可用性原则 系统需要在一定的负荷下保持运行的可靠性和可用性。服务质量的一个重要方面是能够在期望的响应时间内访问信息 ， 对需要通过网络的应用程序或信息的单位用户来说 ， 还意味着必须在用户期望的时间内为用户提供其需要的信息 5。 第 1 章 引言 7 论文组织结构 本文 使用 术实现一个在线考试系统，整个系统将被设计成具有易修改和可扩展特性的通用考试系统。 全 文总共分为六个部分 ： 第一章介绍了网络在线考试系统 国内外的 发展现状 和本系统的总体涉及目标及原则 ； 第二章介绍了 系统设计和开发所依据的理论基础，分别从“教育测量理论过”和“在线考试系统的标准与规范”两个大的方面进行了详细的阐述 。 第三章阐述了该系统实现的关键技术。包括 架概述、 其对象模型简介，并详细介绍了 术的特点、开发优势以及系统总体开发的环境设置。 第四章 从系统设计 目标、系统性能需求、系统的体系结构和功能模型四方面论述了系统的总体需求，同时，从系统的用例图、类图、数据库设计和系统表单设计等几个方面详尽描述了在线考试系统的总体设计。 第五章全面论述了在线考试系统的功能设计及实现。包括总体体系架构的选取以及系统前台和后台的功能模块 设计 及实现。 第六章总结与展望。总结在线考试系统的研究成果、特点和不足，并提出未来继续研究的可能性方向。同济大学 硕士学位论文 基于 术的在线考试系统设计与实现 8 第 2 章 系统建立的理论基础 理论和实践是相辅相成、互相促进的，实践离不开理论的指导，而理论又需要实践来完善与发展。任何一种先进的教学模式的产 生都离不开行之有效的学习理论的指导。考试系统是一项理论性强、实际意义又非常重大的庞大工程，需要用更系统、更实际的理论和方法来指导系统的设计。 育测量理论 从广义角度讲，教育测量是根据一定的客观标准对教育领域内的事物或现象进行考核 ， 并依据特定的规则将考核的结果进行数量化描述的过程 。 从狭义 角度来看， 教育测量是指对学生在经过学科学习和训练之后 ， 所获得的知识、技能的测量。在教育活动中 ， 无论是科学研究的需要 ， 还是改革教学方法、提高教育质量的需要 ， 或者对学生的思想品德、学习成绩、健康状况的测量 ， 对教师的教学效果 的测量