物理课程在线考试系统的设计与研究

贺咏琴，孟大敏，董 敏

(1．合肥第四十六中学，安徽 合肥 230061;2．合肥工业大学 电子科学与应用物理学院，安徽 合肥 230009;3．华南理工大学 计算机科学与工程学院，广东 广州 510006)

大学物理是高校各工科专业的必修课程，随着考生数量的增加，传统的考试方式使得教师出卷阅卷的工作量越来越大，并且其工作十分繁琐，非常容易出错［1］。随着Internet 的迅速发展和广泛普及，通过Internet 来实现网上考试，是现代教育技术的一个具体实现，具有很重要的现实意义。可以实现教考分离以及考务工作的全自动化管理，可以有效利用校园网的软硬件资源，使其发挥最大效力，并实现考试的客观性、公正性，自动化组卷、阅卷可以减轻教师的工作强度［2－6］。

本文以Internet 为平台，研究大学物理在线考试系统的设计与开发［7－8］，包括系统功能模块设计以及数据库设计。实现了用户注册模块、用户登录模块、在线考试模块、题库管理模块、试卷管理模块、学生管理模块、成绩管理模块的设计等。系统采用XML 作为Web Service 数据交换格式，其逻辑都是在应用服务器上实现，采用Web Service 远程调用，使得系统扩展性更强、部署容易、使用更灵活。

一、大学物理在线考试系统架构

Web Service 是一种构建应用程序的普遍模型，可以在任何支持网络通信的操作系统中实施运行;它是一种新的web 应用程序分支，是自包含、自描述、模块化的应用，可以发布、定位、通过web 调用。Web Service 是一个应用组件，它逻辑性地为其他应用程序提供数据与服务，各应用程序通过网络协议和规定的一些标准数据格式(Http，XML，Soap)来访问Web Service，通过Web Service 内部执行得到所需结果。Web Service 可以执行从简单的请求到复杂商务处理的任何功能。一旦部署以后，其他Web Service 应用程序可以发现并调用它部署的服务［9］。

Web services 的工作流程图如图1 所示。

图1 Web services 的工作流程图

系统采取典型的B/S 结构设计，服务器端，我们将部署三台服务器，一台是IIS 和ASP．NET 解析服务器，它主要的工作就是接受用户浏览器发送的HTTP请求，解析请求，并将它发给ASP．NET 服务器，执行业务逻辑。第二台是WebService 部署服务器，预装Windows．NETFramework，用作Web 服务的部署和发布，并接受ASP．NET 发送的以SOAP 协议发送的Web服务请求，执行相应的处理，并返回处理结果给ASP．NET 服务器。第三台是数据库服务器，它主要用作数据库服务，WebService 服务器可以通过ADO．NET 组件实现对其访问。

图2 系统架构图

二、系统功能模块设计

大学物理在线考试系统划分为四大模块，第一个模块是登录模块，包括身份验证功能、学生注册功能、找回密码功能。身份验证可以区分是学生用户登录，还是管理员老师登录。注册功能让学生提交自己的学号、专业等信息入系统;密码找回功能依靠学生注册时填写的学号以及身份验证问题等信息实现密码的找回服务。

第二大模块是前台学生考试模块，包括试卷选择模块、答题模块、成绩查询模块。试卷选择，提供按专业和课程选择第几套试卷进行作答。答题模块提供方便的答题页面供学生考试使用，目前系统只允许进行单项选择和多项选择的功能。分别以多选框和单选钮的界面呈现，当学生作答完毕后，提交系统时，会立即计算出成绩，并将结果保存至数据库供老师管理及自己查询。查询成绩模块主要用于学生查询自己的历来的考试成绩。

第三大模块是后台管理模块，包括学生信息管理模块、专业管理模块、课程管理模块、考题信息管理模块、考生成绩管理模块。学生信息管理模块可用于管理员对注册学生身份的有效验证，剔除不合格的学生信息。专业管理模块和课程管理模块用作管理员对学科专业以及专业下面的课程的设置，有了这些信息，才能在相应的课程下面添加考试试卷。试题管理模块为管理考题、考试试卷而设，首先是管理考卷，包括模拟测试试卷(也即在线训练系统内容)，和正式考试试卷，学生登录前台时，可以选择自己所要回答的试卷类型，是模拟试卷测试还是正式试卷测试，这部分功能在这里管理。考生成绩管理模块，包括管理员验证考试信息，对可疑成绩进行数据检查，还可手动调整学生成绩，对平时表现优秀学生进行加分奖励等等。

图3 功能模块划分图

前台学生考试模块和后台管理模块的数据都可以通过信息统计模块进行数据分析、归类和统计，包括总考试学生人数、分数段分布、考题难易度系数计算等等。

三、数据库设计

主要有4 张表:

(1)考试信息表(exam_info):主要包括考试编号、考生编号、考试日期、考试时间、学生答案、分数等，用于记录系统中学生进行考试的信息。

表1 考试信息表

(2)试题信息表(question_info):主要包括试题的ID、试题题型、难易程度、试题内容、试题答案等，用于保存系统中的试题信息。

表2 试题信息表

(3)超级用户信息(super_admin):主要包括用户的ID、用户名、密码，用于保存管理员或者老师的信息。

表3 超级用户信息表

(4)用户记录表(user_info):主要包括用户的ID、用户名、是否考试、性别，生日，专业，民族，毕业院校，专业，E-mail，电话，手机等信息，用于保存系统中注册的考生信息。

表4 用户记录表

四、实验模拟与分析

本文描述的大学物理在线考试系统是在一台P4 1．8GHz 512MB 内存的PC 机上开发完成的，操作系统为Windows XP，使用的运行环境与开发工具为Microsoft ．NET Framework SDK v2．0、Microsoft Visual Studio 2008、Sql Server 2000。例子表明，用户可以以一种灵活的界面友好的方式交互远程操作，获得较为满意的结果。

五、结论

本文设计了一个基于B/S 的．Net 架构的大学物理在线考试系统，在线考试系统中题目的生成、试卷的提交、成绩的批阅等都可以在网络上完成。教师所要做的只是精心设计题目、维护题库、选择好试题就可以实现考试的自动化，从而大大减轻了教师的负担。系统采用XML 作为Web Service 数据交换格式，其逻辑都是在应用服务器上实现，采用Web Service 远程调用，使得系统扩展性更强、部署容易、使用更灵活。

［1］张与鸿．大学物理网络考试系统的开发［J］．天津商学院学报，2007，27(3):56－58．

［2］漆书青，戴海崎，丁树良．现代教育与心理测量学［M］．南昌:江西教育出版社，1998:50－63．

［3］余胜泉，何克抗．网络题库系统的设计与实现［J］．中国远程教育，2000(9):53－57．

［4］顾海根．学校心理测量学［M］．南宁:广西教育出版社，2002:30－35．

［5］George Coulouris，Jean Dollimore，Tim Kindberg．Distributed Systems Concepts and Design［M］．Beijing:China Machine Press，2003:20－33．

［6］Thanos Pateljs．An Overview of Computer－Based Testing［EB/OL］．http://www．collegeboard．com/repository/overview_of_computer__10507．pdf，2010．7．9．

［7］董 敏，毕 盛，齐德昱，等．基于网格的e－assessment 题库资源共享平台研究［J］．计算机应用研究，2008，25(1):223－225．

［8］董 敏，齐德昱，王晓蒲．IRT 题库系统的分布式体系结构研究［J］．计算机工程，2005，31(21):212－213．

［8］百度 百 科．webservice［EB/OL］．http://baike．baidu．com/view/837392．html?fromTaglist．