多课程计算机考试系统的研究

张丹珏，姚炜

0 前言

随着网络技术和计算机技术的快速发展，人们越来越意识到这些技术带来的便捷，同时也愿意使用这些技术来改善生活和工作。

在学校教学过程中，考试是不可缺少的一个环节，它既能考查学生掌握知识的程度，也能从一定程度上检验教师的教学质量，最终通过考试改进教学方法课程内容，实现因材施教。随着各个学校的扩招，学生人数日益增多，传统考试的弊端也日益突出：简单性的重复劳动造成教师在时间上和精力上的浪费，试卷批阅过程中容易出现错判、漏判等情况，考试后难以对各项考试数据进行统计和分析，并且试卷质量和阅卷质量受教师主观因素的影响而难以做到客观公正等等。[2]

鉴于以上问题，实现考试自动化的计算机考试系统因需而生，与传统考试相比，它具有无可比拟的优越性，极大地提高了工作效率，它可以将传统考试过程中的试卷组织、审定印制、传送收集、登记发放、评判归档各个环节缩小到一至两个环节，几乎屏蔽了所有人工直接干预考试活动的可能性，不但能够节约大量的时间、人力、物力与财力，而且试卷可以根据试题库随机生成的，不存在试卷泄密和考试作弊的问题，保证了考试的公平性，同时还可以在考后对学生成绩、试题的答题情况进行统计和分析，从而达到客观评价教学效果、合理调整教学目标、改进教学方法等目的。

1 计算机考试系统的发展现状

迄今为止，各类考试系统层出不穷，但是，绝大部分都是针对某个考试而独立开发的，如：全国计算机等级考试系统，上海计算机等级考试系统，英语托福考试系统，交通法规考试系统等，虽然对于每种考试这些相应的考试系统都能运行良好，但是，这些考试系统都是针对单个考试开发的，没有通用性，每次考试都要安装相应的考试系统，不仅仅是对人力物力财力的浪费，也不利于各类考试信息资源的共享。[1]

目前，大多数学校都有自己的考试系统，但是，这些系统都是按照学科分类，如计算机考试有计算机考试系统，英语考试有英语考试系统，甚至于英语科目中的精读、听力等使用的系统也不相同，这对于维护人员来说是一件劳心劳力的事情，而且机房计算机中安装了各种考试系统，考试的时候学生也需要花时间去适应这些不同的考试系统，如遇到考试系统软件有冲突，还必须安装多个操作系统来分别配置这些考试软件，所以，希望能够有一个考试系统能够同时完成多门课程的考试，并且希望该考试系统在安装、使用和维护等方面能够简单方便，而这也是本次研究的主要内容。

2 多课程计算机考试系统的设计

市面上流行的考试系统不少，最常见的当属采用B/S结构的在线考试系统，利用网络互联来进行实时异地考试。但是对于全日制普通高校来说，仅在线考试的功能无法满足其考试需要。首先，全日制高校基本都是实行定时定点的考试形式，即考试时间固定，考试地点固定，所以，在线考试系统最大的优点——实时异地，便成了“鸡肋”。其次，一些考试，特别是计算机学科，如计算机文化基础等，除了客观题，主观题也占了很大的比重，通常还会有实践类的操作题，这些用文本单一的形式很难达到整个考核的需求，这类考试通常需要下发素材（含图像、音频、视频等）和各类样张样例，考试结束需要递交整个试卷文件夹。这些都不是简单的在线考试系统所能实现的。针对这些情况，我们提出了一个多课程计算机考试系统的设计模型。[3]

该系统采用客户机／服务器型（即C／S型）的架构，利用服务器上存放的试题库，按照任课教师的要求（如：考试题型、题目的难易度等）自动生成考试试卷，在学生机上安装客户端程序，利用计算机机房现有的资源（计算机和网络）进行考试，并且为了满足多门课程同时考试（可能会发生一个大机房内有多门课程同时进行考试的情况），该考试系统必须具有一定的通用性。该系统的总体框架结构如图1所示，系统分为3部分，即组卷系统、考试系统和阅卷系统。[4]

3 多课程计算机考试系统的特色

相对于目前使用较多的一些考试系统来说，本考试系统具有以下这些特色：

1) 通用性策略。

绝大多数的考试系统同一时间只能进行一门课程的考核，但是，由于种种原因，平时经常会出现在一个考场内同时进行多门课程考核，特别是每学期开学时的补考，一学期内所有课程的补考基本上都同时进行，而每门课程的补考人数却不是很多，甚至有些课程只有1～2个人，如果每门课程都开设一个考场配备一个服务器以及若干名监考，这将消耗很大的人力物力。

图1 系统的总体框架结构

因此，我们将考试系统设计为多课程的考试系统，即具有一定的通用性，可进行多门课程的考核，甚至能在同一时间同一考场进行，这在很大程度上节省了各项资源。

2) 试卷下发和上传策略。

目前在使用的很多考试系统都只有选择、填空、判断等题型，没有操作类的题型，但在很多考试中，特别是计算机类考试中，操作题是必不可少的，有些考试系统利用windows系统自带的一些素材来命题，这带来了很大的局限性；同时，由于部分操作题的特殊性，还必须提供样张给考生作为参考，而考试结束时，还必须将这些考试文件上传到服务器中供教师阅卷使用。

我们利用网络传输协议，在考生登录的同时，由服务器自动将该考生考试所需要的素材和相应的样张复制到该考生考试用的计算机中，并利用考试系统客户端将素材和样张的存储路经告知考生。而在考试结束时，考试系统将调用上传模块，将所有考试文件复制到服务器上以该考生学号命名的文件夹中，当复制成功后，考试系统将删除该考生在考试计算机中的考试文件，即清除使用痕迹，以便下一个考生使用。

3) 考生的登录策略。

大多数考试系统不限定考生的登录位置，即考试时考生可以随意挑选自己的座位，这比较容易造成关系好的考生坐在一起，以及由此引起的种种情况；或者由辅导员或监考人员为每场考试编排座位表，且最好各不相同，这又多出很多额外的工作量；并且，通常情况下，在同一时间会有大量考生进入考场考试，即同时进行登录的并发数较多，而考试系统会在考生登录成功时下载考试题目，而有些考试科目的题目、素材和样张涉及多媒体视音频文件，这就会造成瞬间网络数据流量剧增，给网络设备带来很大的压力，同时，这对考试服务器也提出了很高的要求，也使得考试系统的稳定性存在很大的隐患。例如由于网络拥塞，试题下发失败；我们曾经遇到由于同时登录的考生较多，服务器和网络负载过大，而造成整个考场的考生不能正常登陆或者试题下载不成功，最后，采取措施，每次指定两个考生登录和下载试题，成功后再指定另两个考生。而稳定性是考试系统最基本的要求。

因此，这次我们根据考试的实际情况对考生的登录策略进行改进，首先在考生进入考场时由管理机随机为该考生抽取一个座位号，即考生和考试使用的计算机进行绑定，如考生不在指定计算机上考试，登录系统将会报错。考生拿到座位号后，找到指定计算机后进行考试登录，而这当中就会有一个时间差，即考生从管理机走到指定的位置的这段时间，我们就利用这段时间，将该考生的试题及相应的素材和样张复制到指定的计算机中，经过测试，在普通的百兆局域网中，大小为50M的考试文件夹，一般该复制过程在2秒内能够完成，即在考生使用计算机考试前能复制完毕，并且该过程完全由管理机控制在后台运行，不影响前台的随机抽取座位号。如考生信息不在考生名单中，则管理机将不抽取座位号，这可以阻止一些没有在指定时间考试的考生进入考场影响正常的考试秩序。

4) 网络服务的策略。

网络考试系统最大的特点就是连网考试，即所有试题和答案都存放在服务器中，同时服务器还提供计时、监控等功能，虽然这种方式提供了很大的便利，但是过分依赖网络，给考试系统的稳定性带来很大的问题。在考试过程中，只要网络出现故障，或者产生拥堵，就会给考试带来严重的影响，甚至会造成考试无法继续。而且，当考生人数增加时，频繁的对考试服务器进行读写，也会增加服务器的负担。

为了最大限度地避免网络和服务器性能不稳定而影响考试，我们在确保考试顺利进行的情况下，尽可能少的利用网络和访问服务器。当考生随机抽取座位号后，管理机在下发考试试题、素材和样张的同时，会将该考生的相关考试信息一起下发，即考生使用的考试计算机中包含了所有必备的信息，并且这些信息都经过加密处理，密码每次考试前由服务器随机生成。因此，在考试期间除了考试文件的上传和下发外，基本上不使用网络和考试服务器。

5) 阅卷的策略。

一般，考试系统对于选择题、填空题、判断题等客观题都采用自动评分的方式，但是，在实际操作过程中发现，填空题的评分不太理想，考生答案必须与若干个标准答案进行比对，完全相同才算正确，但是，词汇的丰富性造成了答案的多样性，因此，仅靠自动评分是不能解决这个问题的，如采用人工阅卷又太浪费人力。并且，在阅卷时，公平公正性完全由阅卷教师自己掌握，有时会出现教师人为进行分数调整，至于所谓的“人情分”也不可避免。

因此，我们在设计阅卷系统时，对于选择性和判断题采用自动评分的方式，对于简答题、论述题、操作题等采用人工阅卷的方式，而填空题则使用两种方式的结合，即先自动评分，然后将不正确的答案与相应的参考答案显示出来，由阅卷教师再次对这些所谓错误的题目进行批阅，并将相应的分数输入调整框内。

同时，阅卷系统设计为匿名阅卷的模式，即阅卷过程中不显示考生的任何信息，并在阅卷的同时记录阅卷教师的信息，以促使教师对批阅的试卷做到公平公正，并且有此产生的考试成绩也是对教师和学生的教学成果的考量。

5 系统的测试与应用

计算机考试系统是传统考场的延伸，它渗入了更多的先进技术，充分利用网络和计算机软硬件，从而达到简化和完善传统考试的目的。至今为止，用于考试的计算机系统种类繁多，应该说，其中不乏较为成功的产品，为考试形式的改革和发展做出了很大的贡献，但也无可否认，也有很多系统并未达到预期的效果，尤其在多考试科目方面；并且，还需要这些考试系统能够适应学校的具体考试情况，为此，我们在对现有的多种考试系统进行分析与评估，并在此基础上提出了以上设计想法，并加以实现。

目前，该系统初步设计完成，并投入大规模的测试，已多次顺利完成大规模计算机考试，涉及多个考试科目，其中有1次为上千人的计算机文化基础考试。同时，还顺利完成两次多个科目在一个机房内同时进行补考，经过测试，该考试系统完全达到我们预期的设想。

同时，利用阅卷系统对所有考生的试卷进行匿名阅卷，以上学期组织的08级学生计算机文化基础考试为例（总共1515人），根据考试成绩（即卷面成绩，不含平时分），以及我校相应的成绩划分标准，对优秀率和不及格率进行了统计，详见图 2：［6］

图2 考试成绩统计

从图2中可以清楚地看到各个班级教学情况。由于该统计是基于匿名阅卷的，并且考试形式为统考，考题从题库中随机抽取，所以其公正公平性得到了保证，客观地体现了各班级学生的真实学习情况，同时该统计结果也有很大的参考性，可作为客观评价教学效果、合理调整课程教学的依据。

6 结束语

虽然，“多课程计算机考试系统”还不能实现全部课程的计算机考试，但是，对于大多数课程来说都是可行的，将来随着研究的继续深入，我们将努力改进，使考试系统适应更多的课程，同时，也将把各项考核功能做得更加完善。

[1]万健.构建基于 Internet的“全省计算机等级考试考务管理平台”的设想[J]. 湖北成人教育学院学报. 2008年 9月第l4卷第5期114-115.

[2]程军.大学考试的弊病及对策分析[M]. 教书育人·高教论坛 50.

[3]王爽,房鼎益,陈晓江.基于J2EE的网络考试系统设计与实现[J].计算机技术与发展. 2008年10月.第18卷第10期 156-157.

[4]石平,袁波,陈利华,朱世杰,施建辉,路又可.基于 Java 的医学网络考试系统的研制[J].中国医疗设备. 2008年23卷19期 5-7.

[5]吕庆莉,韩东法.基于XML的考试分析与评估系统[J].陕西科技大学学报. 2008年8月第26卷第4期138-141.

[6]朱明华.基于数据挖掘的考试分析系统数据预处理[J].计算机与现代化. 2008年第10期 60-62.

[7]田怀凤.局部相关性试题自适应考试题库建设的研究[J].南昌工程学院学报. 2008年8月第27卷第4期 24-27.

[8]罗贤缙,潘卫华.在线考试系统的开发与实现[J].中国电力教育.2008年9月下,85-87.