基于多媒体的考试系统的设计与实现

任重贵，白雪峰，李红岩，李学沧

（哈尔滨医科大学大庆校区，大庆,163319）

0 引言

目前各高校使用的考试系统已经很多了，虽然通过有经验的专家、优秀教师不断地完善题库建设，但多数考试题型只局限于文字描述为主的判断、选择、填空、简答、计算、综述等题型，这样信息方式单一的考试系统不能够使辅助教学的作用最大化。尤其是对于实践性强的课程，学生需要掌握的技能很多都不能通过文字直接进行描述。学校要培养的人才除了理论知识扎实外，实践动手能力也要强，因此需要有更好的考试系统来辅助教学。当然最好的测试系统应该是使用仿真技术实现的虚拟现实测试系统，但专门为一门课程开发，技术难度大、成本高。因此本文介绍的是采用技术难度小、成本低廉的方法，使用除了文字以外的声音、图片、视频、动画等多媒体信息形式，使考试更接近于现实情况，更能通过考试从多个角度综合测试学生知识掌握的情况。

1 需求分析

系统开发模式主要有c/s模式和b/s模式，b/s模式客户端只需要浏览器即可，但是b/s模式最大的缺点正是无法对客户端本地文件进行操作。考虑到本系统需要对整个考试过程进行监控保证考试正常进行，因此本系统的开发采用c/s模式。要求系统具有以下功能：

（1）题库及素材管理。授课老师可以对题库进行管理，可以添加新题型，可以添加、修改、删除所有类型的题，可以对题库进行备份，可以添加、删除考试相关的素材。

（2）自动组卷及试卷分配。每次考试时，授课教师通过考试系统设置考试方案，考试试卷由计算机根据考试方案从题库中随机抽题自动生成，每份试卷的内容都不完全相同。考试时自动传输并显示在客户端，保证了整个考试过程没有纸质试卷和其他存储介质的介入。

（3）试题使用除文字以外的其他多媒体信息形式的考试素材，包括声音、图像、视频、动画。

（4）监控整个考试过程。开始考试后系统开始计时并显示，所有题初始状态标记为“未答”，当学生答过后标记为“已答”，方便检查或重答。每当学生答完一道类型题单击保存后系统保存学生的答案并上传至教师机，系统也可以设置自动保存时间。整个考试过程学生机始终显示考试系统界面，禁止窗口切换、打开任务管理器等操作，防止学生使用电子设备作弊。考试时间到时自动保存答案并交卷，系统显示交卷成功等提示信息，可以提前交卷。

（5）自动阅卷。对于客观题如判断、选择题，系统能够自动参照题库中的正确答案进行批阅并给出成绩。对于如填空、简答题，教师可以设置答案关键字及匹配率，系统通过比较学生的答案和正确答案关键字给分。

（6）考试材料整理。考试是大学教务工作的重要组成部分，很多资料都要上交教务处存档，因此需要系统能自动生成相关的材料。系统能够根据教师的考试方案设置自动生成考试方案文档，并以文档的形式生成学生试卷、成绩单、成绩分析。同时能够对考试中所用到的题，针对学生的答题情况进行统计分析。

2 系统设计

2.1 开发环境与开发工具

目前很多高校机房的计算机都安装的windows操作系统，因此本系统采用Microsoft功能强大的visual studio 2010作为开发平台，用vb.net作为开发语言，数据库采用ms sql server 2005进行存储。

2.2 数据库表设计

本系统增加了多种媒体素材的使用，因此数据库表设计和其他考试系统主要区别在于题库表多了“是否用素材、素材类型、素材名称”等字段名称，以及在教师机指定文件夹中保存素材文件。数据库表的设计如下：

（1）题库表：如果把所有类型的试题全部放到一个表里，会造成数据库冗余、资源浪费。因此每种题型单独建一个数据库表。包括题型编号、试题编号、课程编号、知识点关键字、难度、题干、答案、是否用素材、素材类型、素材名称等信息。

（2）组卷方案表：描述组卷的相关信息，包括方案名称、方案编号、课程名称、题型组成、难度、数量、每题分值、知识点关键字、组卷教师编号。

（3）试卷表：描述试卷的信息，包括试卷编号、方案编号、试题组成、试卷答案、素材。

（4）考生表：描述当前场次的考生信息，包括姓名、学号、考号、班级、性别、状态等信息。

（5）试卷分配表：描述试卷分配的信息，包括试卷编号、考号。

（6）考生答案表：描述考生答案的信息，包括考号、试卷答案。

（7）成绩表：描述考生的成绩信息，包括考生的考号、各题得分、总分。

（8）试题统计分析表：描述统计相关的信息，包括试题编号、知识点关键字、使用次数、答对次数。

3 系统模块设计

系统由即教师机系统和学生机系统两部分组成。

3.1 教师机系统

系统的大部分功能都包含在教师机系统中，教师机功能模块：

（1）题库管理模块：主要功能有各类型题表的增删改查、导入导出，素材的增删改。

（2）考生管理：主要功能有考生信息的增删改查、导入导出，状态转换，排座。

（3）考试管理模块：主要功能有考试方案的增删改查，试卷增删改查及分配，考试开始停止。

（4）考试监控模块：主要功能有查看所有或指定条件考生的考试状态，剩余时间，网络状态。

（5）教师课程管理模块：教师和课程信息的增删改查、导入导出。

（6）成绩管理模块：主要功能有自动阅卷，手动阅卷及教师分配，试卷、试卷分析、成绩单、成绩分析文档的生成、导出及打印。

3.2 学生机系统

包括登录和考试界面，但最主要的是后台的数据的接收和发送功能的实现。

4 实现技术难点及解决方案

本系统的最大特点是充分使用多种媒体形式考试素材，在考试过程中教师机能实时对学生机进行监控。在设计时需要解决几个技术问题。

4.1 多媒体考试素材在学生机上的显示

解决方案是：当试卷分配好后，系统会把试卷信息和素材同时发送到学生机，素材保存在指定文件夹中，在学生机试题界面上显示小图片，鼠标指向时自动放大。显示图片使用picturebox控件，显示动画使用Shockwave Flash.ocx控件。由于windows media player支持的音频、视频文件格式有限，本系统使用com控件中的qvodctrl class控件，前提是学生机要安装qvod player 软件。

4.2 教师机和学生机之间的数据传输

解决方案是：教师机和学生机之间传输的数据主要有试卷、素材、考生信息、考生答案。VB.NET的socket类提供了极其方便的访问网络的途径，本系统使用socket类完成教师机和学生机的数据传输，所有对数据库的操作由教师机完成。

4.3 学生机端的安全监控

①屏蔽任务管理器。解决方案是在任务管理器未打开时，用文件流打开，导致系统调用该文件无效。代码：

②隐藏任务栏，考试窗口最大化。解决方案是调用api函数，窗口的topmost属性设置为true。

5 结论

多媒体技术在考试系统中的应用使得考试内容更加丰富，既能激发学生的答题兴趣和吸引学生的注意力，同时又能提高考试的效果，最大限度地发挥考试系统的作用，使考试系统能更好地为教学服务。

[1]景青山,刘雨.基于VB的会计电算化无纸化考试系统[J].煤炭技术, 2009,28(11):166-168.

[2]陈青青.递归随机分割算法在考试系统中的应用[J].计算机工程,2011,37(14):268-270.

[3]陈姝雨,申燕.基于局域网的实验考试系统[J].实验技术与管理,2011,28(5):119-121.

[4]吴英,刘俊熙.计算机考试数据分析中数据挖掘技术的应用[J].制造业自动化,2010,32(9):136-139.

[5]刘毅.人工智能在自动组卷建模中应用研究[J].计算机仿真,2011,28(8):385-388.

[6]余秋冬,华旭峰.水产养殖知识考试系统随机组卷算法的实现[J].安徽农业科学,2011,39(9):5559-5562