自开课在线考试系统的设计与实现

摘要：该文主要针对电大开放教育的特点，全面分析了在线考试系统开发的必要性以及管理员、教师和学生有关考试等业务的需求，提出了在线考试系统的业务流程以及考试管理、用户权限管理、相关数据库管理等系统方面的统一管理内容，论述了自开课在线考试系统的实现过程。为了实现在线考试系统的需求，该系统设计了三大功能模块，即系统管理员模块、教师管理模块、学生考试模块。系统在设计的时候特别考虑了学生学号贯穿始终的特性，以方便考试数据的跟踪和操作。

关键词：开放教育;在线考试;自开课

中图分类号：TP311        文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2022）07-0047-04

目前，中国特色社会主义已经进入了新的时代，开启了新的征程，国家的经济发展和社会的发展对新时代的人才提出了新的要求，特别是大数据技术、信息技术和人工智能等高新技术正在对教育教学的改革产生极大的影响与推动作用，高等教育越来越得到广泛普及，全民学习与终身学习的学习型社会正在快速形成，从国家开放大学到省市各级开放大学的发展迎来了新的历史机遇。只有通过应用新的信息技术手段，不断深化教育教学改革，才能更好地发挥各级开放大学在新时代建设全民学习的教育体系中的重要作用，才能更好地服务于开放大学的学员，真正体现出开放的含义。随着内蒙古开放大学办学模式的整体转型，标志着开放大学承担高等教育、职业教育、全民学习和继续教育多种教育形式的融合发展进入了新的阶段。

当今的社会是一个网络信息技术高度发达的时代，借助信息技术手段创新开展教育教学在教学应用中将变得越来越普遍和重要，利用信息技术手段来进行在线考试将变得更加流行和有效。与传统的使用纸质版形式考试相比，开发适用于电大开放教育的自开课在线考试系统有多方面的优势。采用基于网络的无纸化的考试形式有着其科学、及时、准确、公平等优点，具有传统考试形式无法替代和比拟的优势，这些特点都是研究和开发在线考试系统的重要因素。采用在线考试系统可以省去每学期试卷重复印刷的费用，减轻老师批量阅卷、手工统计成绩的负担，不仅节约了学校教育资源，加快了各科目考试进程，还可以充分发挥计算机在信息处理方面的优势，例如建立大量的题库随机出题，对试题、考试结果进行分析等， 既节省了人力、 物力和财力，又提高了劳动效率。总之，在线考试系统的应用远远超越了传统考试形式的固定时间，固定地点的考试模式的限制，将给学生和老师带来极大的便利，从而使整个考试过程变得更加科学和公正。

1 业务需求介绍

《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》和《教育信息化十年发展规划（2011-2020年）》《教育信息化“十三五”规划》《教育信息化2.0行动计划》等确定的教育信息化目标任务中强调教育信息化要融入教育教学的改革发展，为学校的教育教学与全过程管理增加更多的形式和手段，从而促进教育信息化的深入应用。将信息技术与教育教学相结合，创新管理模式，相互融合、相互发展，从而达到更好的教学效果。

在线考试系统主要面向电大系统自开课考试的在线考试工作，在传统考试形式的基础上，通过信息化教学条件提升在线考试的效果，提高考试环节的整体工作效率。开发在线考试系统需要进行多方面的整体设计和规划，需要满足以下基本要求：

一是考试形式的灵活性，学生能够通过互联网随时随地参加考试。

二是学生的学号和教师账号在系统中具有唯一性，通过学号和教师账号记录和保存所有的数据，并且能多种形式导出学生的考试数据。

三是多级管理层级，通过管理员、教师和学生进行系统的三级管理。

四是用户管理要具有便捷性，用户可以找回密码，可以自行注册等。

2 在线考试系统整体设计

在充分掌握教师与学生在线考试整个流程的基础上，设计开发一个完善的自开课在线考试系统，系统通过用户管理、题库管理、组织考试、发布试卷、成绩统计等模块来完成无纸化在线考试。整个考试系统采用.NET 开发平台[1]和SQL server数据库[2]开发，系统采用B/S模式，彻底解决学生随时随地都可以参与自开课考试的问题，在线考试系统框架设计的层次分为三个层次：

一是系统管理员具有操作权限的管理界面，主要设置模块分为系统管理、用户管理、题库管理、试卷管理、考试管理、成绩管理等模块。

系统管理：系统管理模块主要分为三个功能模块，分别是功能模块管理、操作日志和角色权限管理。功能模块管理的主要功能是对学校各层级进行管理，如学校下设的教学点等，可以进行统一的层级管理，主要包括新建、加同级和子级、编辑、删除、下移、注销等功能[3]。操作日志模块主要是记录管理员对系统进行各种操作管理的行为记录，方便后期对系统的维护管理。角色权限管理模块是对学校目前的组织机构下的各类角色进行权限管理，包括权限管理、账号管理和编辑操作，是整个系统管理的一个重要功能模块，通过添加管理员账户，设置相应的管理权限，达到层级管理系统的目的。如图1所示为系统管理界面截图。

用户管理：该模块主要是对管理员、教师和学生三类账户进行管理。包括对管理员数据信息集中管理，包括管理员的添加、编辑、删除、重置密码[4];对教师数据信息集中管理，包括教师的增加、编辑、删除、模拟教师登录、重置密码;对学生数据信息集中管理，包括学生的增加、导出、编辑、移除、重置密码、学生详情。管理员需要导入或者添加本学期对应的任课教师信息，任课教师导入后可以根据每学期的信息动态调整，一次导入后，后续考试可以直接使用教师的信息。如图2所示为用户管理界面截图。

题库管理：该模块首先进行题库分类管理，包括题库类型的添加、排序、编辑、移除以及添加子分类[5]。考试前期，管理员需要把本学期考试的所有科目进行录入，也可以批量导入，管理员需要导入本学期的自开课考试科目，可以单独添加，也可以批量导入考试科目。考试科目设置完成后，管理员需要把每一个教师与其对应的任课信息对应起来，这样教师在登录系统后可以直接看到本学期其对应的需要开展考试的科目信息。考试科目录入完成后，后期就可以增加对应的考试试题。其次是题库建设，分别是创建题库、导入试题和试题编辑修改，试题的导入可以通过模板来进行，点击模板下载，根据模板填写，然后点击模板导入，选择做好的模板即可，检查无误后，点击导入题目，导入题库，完成快速导入。题库导入模板分为Word类型和Excel类型，教师根据不同的试题格式选择不同的导入方式进行数据导入。如图3所示为题库管理界面截图。

学期管理：在该界面需要学校考务管理员设置本学期的考试信息，主要是设置本学期考试对应的时间段，每年设置两次，两个学期。

成绩管理：可以查看考试批次、考试批次类型、系部、专业、班级、所属年级、所属学期、学号、姓名、课程名称、课程编号、考试成绩、成绩状态。管理员可以点击显示成绩同步，可以同步考试成绩（根据学校规定选择同步最后一次成绩还是取最高成绩）。

学生管理：管理员通过本模块可以批量导入本学期参加在线考试的学生信息，也可以单独添加考生信息，如果管理员不统一导入学生信息，则需要任课教师自己导入对应考试科目的学生信息。

考试管理：在该模块管理员可以直接查看所有考试科目的考试信息，包括学生的考试成绩等，管理员可以全局查看整个考试内容信息。管理员设置完考试信息后，剩余的操作则需要任课教师来完成。

二是任课教师登录操作界面，任课教师登录操作界面是整个考试系统的核心部分，几乎全部的考试操作都需要任课教师来完成。

首先是题库管理，教师需要先建立考试科目的题库信息，题库分为单选题、多选题、填空题、简答题和判断题等多种题型，教师需要每个学期不断地更新题库内容，采用多种题型组卷。试题可以单独录入也可以通过模板的方式进行导入，试题录入完成后接下来需要组卷，组卷可以使用自动随机组卷也可以手工组卷，组卷的过程中需要对试卷进行设置，如考试的次数、及格的分数，需不需要多次考试取最高分还是最近一次考试成绩，学生提交答案后是否可以看正确的答案，答题过程中是否可以进行粘贴操作等，这些信息都需要在考试组卷的过程中进行设置，组卷完成后还可以对组卷的信息进行修改操作。如图4为教师端题库管理界面截图。

题库管理通过整合公共试题资源、教师个人试题资源和考试反馈数据，帮助教师快速命制高质量试卷，及时调整教学策略，把控教学质量，追踪教学成果，同时为实现分层教学、分层作业提供坚实的数据基础和实用工具。

其次是试卷管理，试卷管理是题库管理的后续操作，教师可以对试卷进行数据信息集中管理，包括试卷的预览、编辑、导出、复制、发布考试、删除、分配其他的管理教师、删除和发布考试操作，发布考试操作执行后对应的试卷将同步到学生端。如图5所示为教师端试卷管理界面截图。

最后是考试管理，学生在规定的时间内参加完考试后，教师可以在考试管理模块进行批阅以及考生管理等操作，在批阅界面中可以看到已参加考试的学生和未参加考试的学生信息以及学生考试成绩的正确率、考试时间、分数等考试信息。教师可以把学生成绩进行批量导出，这种采用自动批阅的操作节省了教师的时间，提高了考试效率。组卷并发布试卷后，相关的考试信息会同步发放到学生考试端，学生登录考试系统后看到相应的考试提醒。如图6所示为教师端考试管理界面截图。

三是学生登录考试界面，学生登录在线考试系统后会看到自己所有需要考试的科目，每一个未参加考试的科目都会显示提醒标志，提示学生该科目还没有参加过考试，学生点击需要参加考试的科目按照考试题型参加考试，这个过程较为容易，答题结束后点击提交试卷即可。

四是浏览器端设计，浏览器端的功能实现采用目前流行的Web技术HTML5、CSS和JavaScript结合实现，其中HTML5负责浏览器的显示内容，CSS负责界面的美化，JavaScript负责浏览器的提示操作提示信息。浏览器通过http请求发送到服务器端，服务器端Tomcat对收到的请求进行业务处理后做出响应，把响应的结果返回给浏览器供用户查看。

3 系统登录流程介绍

根据需求分析，系统的角色分为管理员和考试学员，因此系统登录功能模块需要为这两个角色提供进入本系统的统一入口。登录模块的具体实现思想是取出输入的用户名、密码与选择的角色类型，依据角色类查询数据库服务器中对应的数据表中是否存在有与输入用户名和密码相一致的记录。如果有就重定向进入相应的管理页面;如果没有就携带失败参数重定向到登录页面，由登录页面在加载时对参数的信息进行合理的信息提示。系统登录模块采用多种方式进行登录，学员可以使用手机号进行注册登录，也可以通过扫描二维码的方式进行登录，学员可以选择任一种方式登录系统。

4 数据库设计

数据库的设计对整个系统来说至关重要，特别是需要保存大量数据的考试系统，那么就需要保证数据的安全性，数据库要能够进行多机备份并能够安全地恢复数据库，所以数据库的设计从三个方面进行设计，分别是备份数据库、压缩数据库、恢复数据库。数据库备份主要是将整个数据库进行备份操作，备份数据库对于确保数据的安全性起到了重要的保障作用。数据库压缩这一功能是如果数据库中数据信息量大，那么可以对数据库进行压缩操作。数据库恢复功能主要是系统发生意外后可以使用备份后的数据库进行恢复操作，这样可以确保不因系统的崩溃而影响数据的正常使用。

5 系统部署环境

硬件环境：该系统所需要的硬件包括数据库服务器一台、WEB服务器一台、路由器、交换机、网线等。对于服务器计算机而言，可以去安装Windows server 2016操作系统，对于客户端系统，就可以安装当前流行的操作系统Windows 10，服务器计算机应采用配置相对较高的计算机，具体配置为：Windows server 2016操作系统，500GB 硬盘，16GB内存，配有光驱，USB接口等。系统所需要的网络为：星形拓扑结构的企业内部局域网。

软件环境：该系统所需要的软件条件包括浏览器，IE 11.0以上。

6 系统测试

测试环境：

服务器：正睿SNB-E架构的双路四核服务器;型号：I2TS2-4696;处理器：Xeon E5-2609;内存：16G DDR4;硬盘：SSD 1T。

7 测试结果

围绕该考试系统的界面、功能、数据进行了在线测试，主要测试内容为数据的录入修改，上传控件的应用、数据准确性、数据并发性、性能和数据安全性测试，由用户和测试人员共同完成。同时就代码进行了测试，包括前台javascript、html和css代码，后台代码的规范和优化以及数据库主键、外键、表、视图的规范，存储过程和备份维护计划是否合理。

通过对以上测试点的测试结果来看，该系统可以正常完成管理的各项功能，具有较好的健壮性和可维护性，完全可以正常使用，说明了设计方法的正确性，同时也发现了系统在设计上的不足之处：数据量太大时查询较慢。

8 系统应用

自开课在线考试系统从上线测试到目前的运行情况来看，整体上提高了教务管理部门和业务部门的考试效率，减少了大量的人力资源，同时还为学校节约了纸张、耗材等一系列相关费用。该考试系统对自开课考试的管理更为清晰明确，例如在成绩导出或打印这一块缩短了时间，之前是通过纸质试卷进行统计成绩，现在可以直接导出成绩，只要有网络就可以保证系统运行正常。此外，用户可以查看自己考试成绩，确认成绩的正确性。

参考文献：

[1] 软件开发技术联盟.ASP.NET开发实例大全-提高卷[M].北京：清华大学出版社，2016.

[2] 周频.SQL Server 2016数据库边做边学-微课视频版[M].北京：清华大学出版社，2020.

[3] 明日科技.ASP.NET从入门到精通[M].5版.北京：清华大学出版社，2019.

[4] 明日科技.ASP.NET从入门到精通[M].5版.北京：清华大学出版社，2019.

[5] 张剑桥.ASP.NET Core项目开发实战入门[M].北京：电子工业出版社，2020.

【通联编辑：代影】

收稿日期：2021-09-24

作者简介：李蒋平（1981—），男，内蒙古乌兰察布人，高级讲师，学士，主要研究方向为信息技术。