基于Java的在線考試系統的研究與設計
2023-06-25 23:37柯圣
電腦知識與技術 2023年13期
柯圣
摘要：在線考試系統是一種網絡化、智能化的考核模式，該模式能節約人力資源和提高考試效率，更具有無主觀性、科學性和系統性。該設計基于B/S架構模式，選擇Eclipse+MySQL工具來分別實現代碼的編寫工作以及持久化存儲工作，前端使用layui進行設計。該系統主要實現大學計算機基礎課程的在線考試，該系統實現了修改密碼、題庫管理、管理員管理、在線考試、隨機自動組卷、客觀題自動閱卷、打印、試卷等功能，具有無紙化、網絡化、自動化等優點。
關鍵詞：在線考試系統；自動化閱卷；B/S結構；無紙化
中圖分類號：TP319? ? ? ? 文獻標識碼：A
文章編號：1009-3044（2023）13-0052-03
開放科學（資源服務）標識碼（OSID）
0 引言
考試作為檢測學生學習的重要方式，是學校與教育培訓機構的重要檢測環節，在促進學生更好地完善自己的同時，也是尋找個體之間差距的重要手段。傳統考試需要大量人工參與，操作過程較為煩瑣，勞動強度較高，成本支出較大。而在當今信息化技術日益發達的環境下，借助先進的信息化技術能夠實現無紙化考試考核以及自動化閱卷等功能[1]，能夠有效達到考核無主觀性、科學性和系統性功效。
1 研究目標與內容
本設計采用B/S架構，Maven+SpringBoot+Mybatis+MySQL的系統框架實現，使用Eclipse集成開發工具和jdk+tomcat的編譯運行環境進行設計開發，主要研究以下幾個方面：
研究目標：設計一個節約人力資源、時間并能追蹤分析學生成績、降低考核環境復雜性、無主觀性以及擁有自動化閱卷等功能的大學生計算機基礎課程在線考試系統[2]。
研究內容：在線考試系統主要能實現客觀題自動閱卷，主觀題人工閱卷并給予參考答案，能夠導出批閱完成的試卷，方便讓教師能夠了解每個學生強弱易錯點、分析其能力，提高老師工作效率。具體表現為：1） 教師設計題目和答案，包含單選題、多選題、判斷題、簡答題、應用題；2） 對于客觀題能夠自動閱卷，給出分數和正確答案；3） 對于簡答題和應用題，教師能夠設計題目給出答案，并由教師人工閱卷，在閱卷時給出題庫中的參考答案；4） 導出批閱后的試卷文件（包括分數、日期、教師批閱等）。
2 系統概述
大學生計算機基礎課程在線考試系統是基于Java語言和MySQL數據開發的在線考試系統，系統采用layui所提供的前端頁面樣式風格進行設計，模塊設計包括考試管理、試卷管理、試卷批閱、試卷打印等功能。
硬件環境：內存8G，Intel（R） Core（TM） i5-6300HQ CPU @ 2.30GHz? ?2.30 GHz，Windows 10操作系統的PC一臺。
軟件環境：Java開發版本為JDK 1.8；IDE開發工具為Eclipse 7.0；服務器為tomcat8.5；數據庫為MySQL5.0.22，使用MySQL的圖形操作工具——Navicat操作管理數據庫。
開發測試瀏覽器為Microsoft Edge，IE7.0以上版本，火狐瀏覽器和百度瀏覽器等主流瀏覽器，以保證系統能兼容各大主流瀏覽器。
開發流程：首先，詳細地對系統進行需求分析，對整個系統考核的流程有清晰的思路，根據系統不同業務模塊需求完成數據庫表結構設計，分析每個業務模塊需求，細化細節完成需求分析報告。其次，運用Eclipse、Navicat軟件開發設計，完成開發的環境和系統資源文件的配置工作的搭建。最后，根據不同頁面的需求編寫與之相關的模塊，建立數據庫建表，在百度文庫內找到合適的測試題導入數據庫；系統的控制層與業務層運用Spring Boot進行編寫，數據的持久化存儲采用MyBatis數據庫。
利用layui框架所提供的簡潔樣式實現系統前臺頁面的開發，考慮到系統的簡潔美觀易使用等方面功能，并在不同的瀏覽器上進行兼容性測試，以達到最佳效果。
3 系統需求分析與總體架構
3.1 功能需求分析
考試管理：在線考試，查看考試記錄，進行在線考試，批閱考卷給出分數，查看已經考完的試卷并能打印pdf。
我的主頁：編輯個人信息，添加頭像圖片，僅限于登錄用戶可以使用。
題庫管理：添加選擇題、判斷題、簡答題、應用題及答案，在添加考卷時，隨機抽取題庫內的主觀題和客觀題進行組卷，也能批量刪除試題。
試卷管理：添加試題，對需要添加的試卷進行編輯，也能刪除該試卷，能對所有添加的試卷進行批量刪除。
系統設置：管理所有已添加用戶，增加新用戶，編輯用戶信息，刪除用戶，禁用用戶賬號操作。
批閱試卷：客觀題自動閱卷，主觀題部分采用人工閱卷，題目下方會有參考答案給予閱卷老師幫助閱卷。
在線考試：考生進入考試界面，考試答題，分為選擇題、判斷題、簡答題和應用題?？纪挈c擊提交考卷，完成考試即可退出。
考試記錄：可以查看自己考試得分，可以點開查看自己考卷的具體錯誤點，能打印試卷的pdf。
3.2 系統總體設計
本系統采用的是MVC模式進行開發，MVC即Model-View-Controller，該模型就是將軟件系統的輸入、輸出及輸出流程以控制器、視圖以及模型方式進行分離操作[3]。從系統結構上來看，項目可以被分為視圖層、服務器層、數據服務層。視圖層供給用戶和系統之間的交互，用戶通過視圖層查看系統呈現的數據信息，也能通過視圖層將數據交予系統進行處理；視圖層借助layui來完成前端用戶界面的展示和互動。服務器層使用Tomcat，并利用Springboot框架，MyBatis數據庫進行后端程序的開發。數據服務層主要使用MySQL數據庫，服務層使用此層完成的數據的存取，為系統的服務提供數據的支撐。
4 數據庫分析與設計
數據庫的概念結構設計采用實體—聯系（E-R） 模型設計方法。使用E-R圖顯示主題在環境中所涉及的事物，屬性則是描述試題特效[4]。下面以用戶信息和試卷信息為例進行分析和設計。
用戶信息主要包含登錄名、密碼、郵箱、性別、聯系電話、班級等實體，如圖1所示。
試卷信息包含試卷名稱和考試時間兩個主要實體，如圖2所示。
5 系統功能實現
5.1 系統登錄
功能描述：為保證賬戶安全，考試公平性，系統采用分流教師用戶與學生用戶，使用不同身份，不同權限賬號登錄系統。
登錄界面模塊主要為用戶提供進入考核系統的路徑，為不同用戶進行不同操作給出了定向選擇，登錄不同賬號擁有不同權限。由于采用了新框架layui，此處使用layui-form進行身份表單驗證，layui-icon來定義圖標。無須編寫UI結構。
頁面布局jsp文件具體如下：
<%@ page language="java" import="java.util.*" pageEncoding="utf-8"%>
<%@ include file="/WEB-INF/inc/taglibs.jsp"%>
5.2 管理員功能模塊
管理員模塊設計：左側為主要功能菜單欄，主要實現五大功能模塊的動態交互，進入相關菜單后可以查看實現該功能模塊的子項功能；右邊頂部成列所執行的操作。
利用layui的css樣式和js文件，采用aside.ftl實現左側菜單欄和main.js文件，使用layui-layout進行布局。
主要實現了管理員的個人信息展示，還有主要業務功能的動態操作欄展示，以及更換用戶，修改密碼功能；使用layui-layout、layui-side實現動態操作左側菜單欄；利用layui-filter完成對指定元素的局部更新及實現該元素在菜單頂部更新。
<！--一級菜單-->
<！--側邊導航欄-->
<！-- 管理員信息-->
${user.name } 您好！歡迎登錄
5.3 考試和閱卷
在線考試模塊：右上角放置考試計時器（倒計時），主要服務于學生進行在線考試，每場考試總計時長為120分鐘，考生需要在規定時間內完成作答。
考試記錄模塊：主要對考生考試信息進行記錄，考生可以在本模塊查看考試成績，查詢考試記錄；老師通過考試記錄查看考生試卷是否已進行批閱或查看考生試卷內容。此模塊包括批閱試卷和查看試卷兩個主要功能，其中查看試卷能打印出試卷的pdf，主要是為學生提供服務，也有記錄學生學習情況，追蹤學生學習成績的作用，還能方便學生打印試卷。批閱試卷分為自動閱卷和人工閱卷兩大功能，自動閱卷主要應用于客觀題[5]?？陀^題采用了自動閱卷功能，使用了循環判斷實現自動閱卷，卷面設計采用了layui的輔助元素實現整個的考卷頁面，點開批閱試卷后，系統會自動對主觀題部分進行自動閱卷，將已經提前導入系統的正確答案匹配，得分和正確答案會標紅顯示在每個題目下方。人工閱卷部分，系統會自動給出參考答案幫助老師進行閱卷，老師還可以在左邊下拉復選框進行分數選擇給予打分，最后會統計所有分數。
5.4 試卷管理
試卷管理模塊，主要包含添加新試卷和批量刪除試卷兩大功能，其中在添加試卷后可對試卷進行編輯，后臺數據庫會自動隨機組卷生成一份試卷到在線考試模塊，學生登錄系統就能看到并進行考試。
通過添加試卷功能，能添加新試卷，由題庫題目隨機組卷形成。添加試卷會自動更新到考試管理內，只需要設置試卷名稱和考試時間即可隨機生成一份新試卷。
添加試卷后可以對試卷進行內容編輯，由于采用的是隨機組卷方式，所以編輯好試卷的試卷名（說明）和考試時間之后，系統就會自動隨機組卷，在線考試中就會生成一張試卷。編輯試卷只需編輯所需要考核的試卷名和考試時間，點擊提交之后即能隨機生成一份新試卷。
6 結束語
本系統實現無紙化在線考試和自動化閱卷等功能[6]，前端可供三個不同用戶登錄使用，學生用戶可以實現在線考試、查看考卷和打印考卷；教師用戶則可以通過系統進行考卷發布、在線批改試卷、發布成績、查看學生成績、跟進學生成績、導入試題和自動化閱卷等功能。本系統能夠實現考試的多樣化，給學生學習和教師教育帶來新模式的變革，是未來輔助教育的重要手段。
參考文獻：
[1] 劉少東.在線考試系統在高校教學管理信息化建設中的應用分析[J].中阿科技論壇（中英文），2020（5）：24-25.
[2] 楊洲權.基于B/S模式的高校無紙化考試系統設計與實現[D].沈陽：東北大學，2015.
[3] 胡山.基于網絡環境下大學計算機基礎課程教學改革與實踐[J].中國新通信，2019，21（22）： 166-167.
[4] 王新宇.基于JSP的C語言公共課在線考試系統的研究與開發[D].長春：吉林建筑大學，2019.
[5] 張恩彪.在線考試系統的研究與分析[C]//天津市電子學會、天津市儀器儀表學會.第三十一屆中國（天津）2017IT、網絡、信息技術、電子、儀器儀表創新學術會議論文集.天津市電子學會、天津市儀器儀表學會：天津市電子學會，2017.
[6] 肖華波.高校在線考試系統的設計與實現[D].南昌：南昌航空大學，2013.
【通聯編輯：代影】
