高级烟叶分级理论在线考试系统设计与实现

邵小东，方艳飞，马克波，尚志伟

(云南省烟草公司红河州公司，云南 弥勒 652399)

高级烟叶分级理论在线考试系统设计与实现

邵小东，方艳飞，马克波，尚志伟

(云南省烟草公司红河州公司，云南 弥勒 652399)

为提升红河烟草员工整体素质与职业技能水平，利用 ASP 技术设计幵开发高级烟叶分级（技师）理论在线考试系统。系统基于 B/S 模式架构，采用开放性结构，由在线考试、在线练习与后台管理等模块组成，设计数据库表 12 个，完成55 个功能模块，实现有效代码 4808 行。系统已部署运行于全州公司局域网内，实践证明，该系统具有较强实用性和应用推广价值。

烟叶分级；在线考试系统；技能鉴定；ASP

目前，行业内各级人才职业技能鉴定、法律法规知识考试、卷烟营销、烟叶分级以及专卖岗位技能竞赛等考试项目蓬勃开展，技能竞赛在技能人才培养、选拔和激励方面发挥积极作用，通过营造崇尚技能、尊重人才的良好氛围，有力地支撑了行业持续健康发展。为保证考试客观、公平、公正，考试理论部分通常采用传统纸质考试方式，并且需要介入人劳、纪检监察、相关业务等多部门参与，客观上存在着步骤繁琐、费时费力、存在舞弊可能等诸多弊端。

目前，马永等[1]利用 ASP 技术开发“中国烟草科教网”效果良好；李一山等[2]利用 ASP.NET 开发优 质 烤 烟 生 产 技 术 咨 询 系 统 ； 任 民 等[3]应 用 ASP.NET 技术开发了烟草种质资源在线实物共享系统；张兴伟等[4]采用 WEB 流行的 B/S 模式，建立了烟草种质资源管理信息系统。信息技术在现代烟草农业科研、生产上得到充分有效应用，发挥了巨大的作用。然而，烟草行业借助信息技术支撑考试应用未见相关报道，该类研究在行业内尚属空白。

针对烟草人才技能鉴定工作，国家烟草专卖局在其全国烟草行业职业技能鉴定工作报告中要求加快体系认证步伐，提升鉴定管理水平，率先实现鉴定过程标准化管理、规范化操作、信息化支撑的服务质量与管理目标，为行业“卷烟上水平”提供了坚实的技能人才保障。为此，我们开发了基于ASP 技术的在线考试系统(OES)[5]，利用计算机网络平台分发考试题给学生，可确保相邻考试试卷不同。通过随机抽选考试题，合理设置题库并采取科学组卷策略，在线考试的结果将是公正客观的，学生舞弊的可能性将降低到最小。同时，利用考卷判读功能，考生在交卷之后能及时地核对自己的答卷及得分情况，从而彻底杜绝判卷中人为失误。

1 总体结构设计

根据高级烟叶分级理论在线考试系统特点，系统设计主要分为三个部分:系统管理模块、在线考试模块和模拟考试模块。系统管理模块主要由题库管理、试题管理、用户管理、分数管理、时间控制、自动判卷、系统配置管理等功能组成；在线考试模块主要包括学生登录、智能组卷、自动下载试题、学生做题界面、上传提交答案、及时成绩查询界面等；模拟考试模块则采取匿名登录策略，无需用户登录，选择题库直接计时考试，其组卷、答题功能与在线考试模块相同。同时，该模块有针对性的增加了错误试题解答功能模块，方便考生熟练掌握考试内容。

1.1系统构架设计

根据技能考试业务流程和实际应用的需求特征，参考最新系统架构技术，高级烟叶分级理论在线考试系统采用基于标准的“数据库层”、“应用服务层”和“表示层”三层体系结构，每一层之构成单元可为其上层构成单元提供相应服务。

数据库服务器属于在线考试系统的数据访问层。它连接访问后台数据库，主要负责维护试题数据库的维护，即新增试题、修改试题与数据备份等功能。

应用服务层处理系统大部分的业务逻辑，它是系统的主服务器。负责提供后台合法性校验、智能组卷与数据交换等。在考试开始时，开始监听用户请求，等待考试客户端发出连接请求，考生输入考试要求的登录信息之后，首先对登录考生进行合法性检查，对合法考生从主服务器下载考试试题到本地，考试开始；在考试进行时，对考试过程进行计时与监督工作；待考试结束后，应用服务器要负责回收试题，并且完成自动阅卷与成绩通知，并将最终考试结果反馈到数据库服务器保存。

客户端系统就是表示层。本地客户端系统负责与用户进行交互。考生答题完成后，表示层浏览器负责将考生的答题结果传送至本地服务器，由网络服务器进行修改和分析，考生及时得到本次考试结果。系统整体设计三层模式之间相互关系构成单元如图1所示。

图1 在线考试系统软件体系结构图Fig. 1 OES software architecture

1.2 数据库逻辑设计

根据数据库设计范式要求，在线考试系统数据库表包括:考生信息、考试信息、试题试卷信息、考试成绩、系统设置信息、安全日志信息。根据系统安全性能要求，考生信息、考试信息、试题试卷信息和考试成绩等采用数据库表形式存放，而系统设置信息和安全信息采用加密文件的形式保存。数据库表间通过关键字连接，实现多表链接查询。理论在线考试系统数据库实体关系模型如图2所示。

图2 数据库实体关系模型图Fig. 2 E-R diagram of OES database

2 技术实现

高级烟叶分级理论在线考试系统核心的模块是试卷自动组卷生成算法，该算法需具备快速、高效等特点。目前常用的组卷算法包括:随机组卷算法、回溯法和遗传算法的组卷算法，根据考试要求的不同，可以采用相应的组卷算法[6]。随机组卷算法适用于题型变化不多、试题难度系数相差不大、试题分值相同的大型题库，其优点是算法简单、容易实现、计算速度快、成功率高[7]。鉴于高级烟叶分级理论在线考试系统题型分类与组卷速度要求，系统题库试题题型较为单一且难度差别不大，采用随机组卷算法得到的试卷能够满足系统要求，本文采用线性同余发生器生成随机数[8]，其工作基本原理与生成算法如(1-1):

表达式中 xn为种子，a、c、x0、m 分别为乘子、增量、初值和模，为大于零的整数。通过选择合适的参数可保证试卷按照重难点分布、知识能力层次、章节覆盖度、试题类型、难度等组卷参数实现快速搜索符合要求的试题，寻求最佳组卷方案，自动生成优质试卷。

3 实际应用效果

利用系统管理子模块，系统管理员可以完成试题试卷维护、考生信息维护、考试规格设定、系统管理与备份等一系列工作。在线考试模块则实现无纸化网络考试要求。系统题库依托国家烟草专卖局职业技能鉴定指导中心高级烟叶分级(技师)理论题库，涵盖烟草栽培、烟叶调制与加工、烟叶分级、烟叶收购以及培训指导与论文写作等 5个专题子库，考题共计 2017 题。具说来，按一定的层次结构关系，系统管理子模块可细分为以下模块:

系统管理员登录模块。该部分主要用于检测管理员的合法身份，防止考生或者其他非法人员访问试题数据库、成绩数据库等重要信息，同时允许管理员对后台数据库进行操作，进行必要的修改和维护。系统登录模块如图3所示。

图3 在线考试系统登录模块示意图Fig. 3 User Interface Module

试题管理模块。该模块主要用于试题的管理，直接维护数据库中的试题信息。通过该模块，系统管理员可以对数据库中的试题进行查看、修改，同时可以向数据库中添加新的试题，并且可以方便地对考生所用试卷的试题数量、试题内容、考生考试时间最长时间限制等内容进行修改。具体说来，该部分的主要功能包括:a)增加试题；b)查找试题；c)删除试题；d)修改试题。

考生信息管理模块。该模块主要用于考生信息数据管理，直接维护数据库中的考生信息。通过该模块，管理员可以对数据库中考生信息进行查看、修改，考前注册添加新的考生信息。管理员可以通过该模块对系统中已注册并已参加考试的考生的成绩、答题情况等信息进行查询。该部分的主要功能包括:a)查看考生信息；b)维护考生信息；c)成绩管理。

考生登录模块。该部分主要用于考生的合法身份，防止其他非法人员冒充考生进行在线考试，同时防止非法人员窃取试题数据库、成绩数据库等重要信息。为防止非法人员恶意频繁登录造成系统瘫痪，登录模块中采用验证码技术。

考生答题模块。考生通过该模块实现在线答题。在答题过程中，系统将提供计时功能，记录考生考试过程中所用时间，临近规定结束时间予以友好提示，如果超时，则考试结束。当考试结束或者考生主动退出时，该模块会负责向数据库提交试卷作答内容，并且依据数据库中预定标准答案，给出该考生最终考试成绩。

4 小 结

借助计算机网络技术改变传统的考试方式，不仅是考试本身模式的转变，而且还能促进考试结果更趋向相对合理、客观和公正。同时，在线考试系统题库可以扩容高级专卖管理师、高级卷烟营销师等理论考试题库，体现了良好的兼容性和扩展性。为适应技能鉴定改革发展需要以及未来对智能化系统操控的需求，现有系统仍需在以下方面改进:

(1)现有系统题型仅为客观型试题，包括单项选择、多项选择以及判断等题型，而主观考试试的自动评阅成为制约系统深入应用的瓶颈，进一步研究在线考试主观题自动评阅算法是系统改进的一个重要方向。

(2)为确保考试系统的科学性与合理性，使得生成试卷更具有随机性等特点，需要进一步深入研究智能组卷算法。交互环境下用户对组卷算法速度性能要求更高，如果想做到一个较完善的算法其代价则是牺牲时间，这样通常是达不到预期效果的。因此，自动组卷最关键的还是能够选择出一个合理、有效且科学的算法。回溯试探法、遗传算法等智能算法深入研究为智能组卷提供新的选择。

[1]马永，曹娟，耿百强，等. 烟草行业网站信息动态发布与管理[J]. 烟草科技，2003(2):8-11.

[2]李一山，洪丽芳，付利波，等. 基于 ASP.NET 的优质烤烟生产技术咨询系统[J]. 中国烟草科学，2011，32 (4):56-60.

[3]任民，张兴伟，张久权，等. 烟草种质资源在线共享系统的开发应用[J]. 中国烟草科学，2011，32(4):51-55.

[4]张兴伟，王志德，张久权，等. 中国烟草种质资源信息网的开发与应用[J]. 中国烟草科学，2009，30(增刊): 32-36.

[5] Tanrikulu Z. MISESS: Web-Based Examination, Evaluation, and Guidance[J]. Educause Quarterly, 2006(1): 58-62.

[6]陈荟慧，张新颜. 在线考试系统的分析与设计[J]. 计算机技术与发展，2009，19(10):214-217.

[7]王雍钧，黄毓瑜. 基于知识点题型分布和分值的智能组卷算法研究[J]. 计算机应用与软件，2004，21(8): 111-113.

[8]E H Sibley. Random Number Generators: Good Ones are hard to find[J]. Communications of the ACM, 1983, 31(10): 1192-1201.

Design and Implementation of Online Examination System for Senior Tobacco Grading Theory

SHAO Xiaodong, FANG Yanfei, MA Kebo, SHANG Zhiwei
(Honghe Tobacco Company, Mile, Yunnan 652399, China)

In order to improve Honghe tobacco company staff quality and vocational skills, we designed and developed a senior tobacco grading (technician) online examination system (OES). The system architecture was based on B/S mode, composed of online examinations, online exercises and system management module. The system contained 12 database tables, 55 function modules, 4808 line of cods, which was deployed on statewide LAN. The application result showed that the online examination system was highly practical and had great potential for further extension.

tobacco grading; online examination system; skill identification; ASP

S572

1007-5119（2014）04-0088-04 DOI：10.13496/j.issn.1007-5119.2014.04.017

中国科学院遥感与数字地球研究所项目“云南红河数字烟草 3S系统”(HX040035)

邵小东，男，博士，工程师，主要研究方向为地理信息系统理论与应用研究、数字烟草等。E-mail:shaoxiaodong@aliyun.com

2013-06-29

2013-07-18