在线练习及考试系统的设计与实现

左匡天　韩露男

摘要：随着计算机及网络技术的日益发展，传统的课堂教学面授模式、纸质化考试的形式已逐渐被网络教学、在线考试所取代。在线练习及考试系统作为网络教学和培训的一个重要环节，能充分利用资源、及时得到教学成果的反馈，进而针对性地对教学、考试做出适当地改进。该文基于PHP + MySQL技术论述在线练习及考试系统的设计与实现。

关键词：在线考试；在线阅卷；PHP5

中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2018）11-0112-03

在传统的教学模式下，要求必须将学生几种在固定的地点，然后才能进行教学。同样的，在传统的纸质化考试，需要经过人工出题、学生考试、人工判卷、成绩评价和试题分析等多个步骤[1]，并且需要规范化的考点和考场。复杂的考务流程让考务工作量越来越大，同时人工阅卷的方式也比较容易出错，由于人的天性，发生错误也很难被发现。只有充分利用现代网络、充分发挥计算机的优越性，才能将传统的考试模式所带来的人力物力财力的巨大投入降到最低。在线考试是当今教育普及和发展的必然要求，也是必然趋势。

目前，已经有很多教学机构选择网络教育作为传统教学的补充教学方式。网络教育逐渐普及，传统考试模式逐渐向在线考试转变。该文讨论利用PHP + MySQL技术搭建在线练习及考试系统平台，从系统结构、基本功能、考试流程、关键技术等方面进行论述。

1 系统结构的选择

C/S（Client/Server）模式和B/S（Browser/Server）模式是常见的开发模式[2]。C/S模式响应速度快，安全性高、操作界面丰富，但是在该模式下，用户必须在打电脑上运行程序，如遇到升级，所有安装有该客户端的都必须升级，较为繁琐。而B/S模式是以WEB技术为基础的新型模式，该模式简化客户端的操作，系统维护简单，用户操作也简单，仅需要熟悉浏览器即可。因为使用本系统的用户较为分散，所以选择B/S模式。

2 系统的基本功能

该考试系统的主要功能结构如图2所示。

其中，该系统的角色主要分为管理员、教师和考生三种角色，每种角色均需要对应的学号或工号和密码才能登录系统。管理员可对所有的用户信息进行维护；参加考试的学生或教师也可以自行修改自己的信息；教师用户或管理员用户均可以对试题库进行维护，试题库包括科目、章节、知识点等信息，教师或者管理员也可以对题型进行设置、修改和删除等，也可以对题目进行增加、删除、修改等操作，题目可以被导入与导出。系统还为题目的增加、删除、修改功能都提供了个别和批量操作功能。导入导出功能支持Excel，方便管理者对题目的编辑。

该系统考试管理包含四个部分的内容，管理员或者教师预先从题库中抽取题目，然后组成试卷，试卷管理含有三种组卷方式，分别为随机组卷、手工组卷、即时组卷，组卷时可以细化章节和知识点；考试设计包含考场管理、专业设置、科目管理、题型管理，其中考场管理可以对考试模式、试题排序、考试范围、模拟试卷与正式试卷绑定、考试模板、考试时间、正式考试次数、分数显示方式等管理；课程开通可以对考试开通情况进行管理；试题管理负责对试题的增加、删除、修改，包括对普通试题、题帽题管理和错题反馈。

3 考试流程与策略

3.1 考试流程

该系统最重要的部分之一是在线考试，另一重要部分是在线练习。考生登录系统后，开通考场，选择正式考试，然后系统会调出试卷，接着考生进行在线考试。考生在考试结束后，可以自主交卷，也可以到規定时间系统自动交卷并给予考生提示。该系统能够在很大程度上提高教师及教学管理人员的工作效率，也可以使考试变得更加公平、公正。此外，该系统还具有一定程度上的可扩充性，可以对考试科目进行设置及按照考试实际进行灵活地管理。该系统在线考试的整个流程如图3所示。

由于是在线考试，万一出现网络的不稳定或者计算机故障等问题，该系统在设计过程中充分考虑并处理了。该系统采用瘦服务端胖服务端的设计模式，该模式的处理主要思想是用JavaScript语言将相关数据保存到本地，用户在考试过程中只是对本地数据进行操作，这样就不存在网络中断导致无法考试的问题，同时将考生答案保存到本地，并每隔60秒上传到服务器，那么即使客户端司机，考生的答案还是存在的，在考试结束后，再将答案完整的写入数据库。

3.2 考试策略

该系统采用了较好的考试策略和安全策略，这样做，既能够保证系统的安全性和可靠性，也能够保证考试的公平性和公正性。

1）该系统采用考生端计算时间的方法，以此来减少服务器的负担，但这样的话，考生可以不断刷新页面来延迟考试结束时间。为了避免这种现象发生，当页面刷新时，考生电脑就会向数据库中的x2_examsession表中添加examsessionid、examsessionstarttime、examsessiontime项，并保留此次记录，系统默认成绩为0分，当考生将试卷提交后再对成绩进行修改。这样一来，就能避免考生通过刷新延迟提交试卷。

2）系统在考试时间结束时会自动提交试卷并且会提醒考生考试结束，这样做能够保证考生在规定时间完成考试。

3）为了防止考生在正规的考试时相互偷看试卷，系统在为每一位考生生成试卷时采取了随机组卷策略，可以打乱试题顺序，也可以选择难度系数相同的试题。这样也能够在一定限度上避免作弊行为发生，同时也能够在一定程度上保证考试的公平性[3]。

4 系统开发的关键技术

4.1 MVC设计模式概述

MVC是由Trygve Reenskaug提出，是“Model-View-Controller”的缩写，翻译成中文是“模式-视图-控制器”[4]。对于需求是界面设计可变的，这种设计模式将交互系统的组成分解为Model（模型）、View（视图）、Controller（控制器）三种部件。

模型是MVC设计模式的核心，封装了与程序的业务处理逻辑相关的数据和对数据处理的方法。模型享有对数据直接访问的权限，它独立于界面表达和I/O操作，例如它可以直接对对数据库进行操作。它不会依赖视图和控制器，不关心它是如何被显示或者是被操作的。但是，模型中的数据变化一般会被通过刷新机制来显示。

视图能够实现有目的显示数据，但是在理论上，这个不是必须的。在视图上一般不存在程序上的逻辑，但对于相同的信息可以有多个不同的显示形式或者视图，为了实现视图的刷新功能，视图需要现在数据模型上进行注册，然后才能访问。视图接收来自用户输入的数据和向用户显示相关的数据，但是它不会进行任何业务处理。

控制器在不同层面均起到组织作用，用于控制业务的流程。它需要先进行事件的处理，然后再做出回应。“事件”指的是用户的请求和变化了的數据模型。首先一个请求被用户输入，然后该请求被控制器接收到，控制器决定给哪个模型处理，然后模型通过业务逻辑处理被用户发送的请求，紧接着模型返回给视图需要的数据，视图根据设置好的显示样式呈现给用户页面。如图4是的模型、视图和控制三个模块各自的功能以及它们之间的关系。

4.2 设计数据库

根据上文的在线考试的功能需求，该系统需要在MySQL中建立用户信息表（x2_user）（见表1）和考试信息表（x2_examsession）（见表2）

4.3 访问WEB数据库

该系统采用MySQL数据库，是一个小型关系型数据库，由瑞典MySQL AB公司开发。MySQL支持多线程、多用户，由于体积小、访问速度快和开源的特点，使得许多中小型网站因为节约成本的需要而选择MySQL作为他们网站的数据库，甚至在中大型应用上，MySQL也能够胜任。

PHP实现对MySQL数据库的访问有三种方法：

1）使用PHP原生的方式去连接数据库，语法如下：

mysql_connect（$host， $username， $password）；

2）使用mysqli拓展连接数据库，语法如下：

new mysqli（$host， $username， $password， $database）；

3）使用PDO的方式连接数据库，语法如下：

new PDO（"mysql：host=$host；dbname=$database"， $username， $password）；

其中host是服务器地址，可以是本地服务器也可以是远程服务器；username和password是数据库的账号和密码；dataname是数据库名。

PHP连接MySQL数据库的方式有两种，一种是永久连接，另外一种是非永久连接[5]。

永久连接是指在脚本结束之前不被关闭的连接。该连接的优势，当客户端与MySQL数据库请求非常频繁时，这种连接方式就会显得非常高效。

而非永久连接是，当客户端向服务器请求时，服务器一次性将所有的数据全部发送给用户浏览器，直到下一次客户端发送请求前，连接都会被断开。

该系统采用第一种连接方法，原因是PHP直接调用自身函数在时间上最短；该系统采用非永久连接，因为虽然永久连接的效率要比及时连接效率高的多，但是非永久连接可以避免永久连接带来的安全问题，也能够承载数据服务器的压力。

4.4 JavaScript技术

JavaScript是一种描述语言，它可以配合html语言直接在客户端运行，也可以在浏览器中运行；它配合CSS可以改变页面显示效果，能够十分华丽的显示，它是如今网页技术异步处理机制的基础，也就是不用整个页面刷新，可以提交部分数据到服务器，取得服务器的数据后再刷新页面。它有自己的引擎，引擎是内置在浏览器中的，大部分情况下都是配合HTML（一种标准标记语言）使用，完成HTML无法完成的页面效果，JavaScript被归类为直译语言。

该系统使用JavaScript主要用于动态修改浏览器页面、使用各种函数回应键盘鼠标对浏览器的操作、动态修改CSS样式、对用户输入数据进行限制、提取用户相关访问资料。

5 结束语

总而言之，成功的在线练习及考试系统离不开教学评价理论的指导，该文设计的基于PHP的在线练习及考试系统实现了真正的无纸化在线练习与考试，能满足不同科目的在线练习与考试需求，已经实现了随机抽题、组题、控制考试时间、恢复考试现场和计算机自动阅卷等功能。由于该系统是采用B/S的结构，系统具有良好的可维护性和可扩充性。如果对于考试科目和考试专业进行调整，只需要对试卷进行调整即可。与此同时，教师可以通过系统对章节、知识点进行统计分析，能够有效地对学生提供辅导。

参考文献：

[1] 赵跃欣. 在线考试系统的设计与实现[D]. 广州： 华南理工大学， 2015.

[2] 杨盛苑. B/S和C/S结合模式下在线考试系统的设计与实现[J]. 电子世界， 2015（21）： 34-35.

[3] 郭飞军. 基于B/S的航海类函授在线考试系统的设计[J]. 中国成人教育， 2011（2）： 47-48.

[4] 任广震， 侯进， 王献. MVC模式在B/S结构政务系统的应用研究[J]. 计算机应用与软件， 2014（8）： 54-58，74.

[5] 赵鹤芹. 设计动态网站的最佳方案：Apache+PHP+MySQL[J]. 计算机工程与设计， 2007（4）：933-934，938.