智慧考试系统的设计与实现

郑亮亮 王志明

摘要：随着智慧校园的高速发展，作为智慧校园的重要组成部分—智慧考试也愈受关注。该文针对传统考试的缺陷和不足，讨论了智慧考试系统开发的可行性和功能模块。然后利用Laravel框架、Google Material Design、以及LAMP平台技术实现了出题、考试、管理等诸多模块功能。该系统具有良好的可维护性和可扩展性，基本满足高校对学生考试的信息化、无纸化管理的需求，提高了考试管理工作的效率，为智慧校园下的智慧考试实现提供了新的解决方法。

关键词：智慧校园；智慧考试；Laravel；LAMP

中图分类号：TP393 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2018）12-0086-03

Abstract： As an important part of smart campus， the smart test is attracting some interests with the increasing development of smart campus. In view of some flaws and insufficiency of non-smart tests， this paper discusses its the feasibility and function modules， then realize these function modules based on the Laravel framework， Google Material Design and LAMP. The smart test system ensures the high maintainability and extendibility， can meet the requirements of testing informatization and paperless for universities and improve efficiency of testing service. This system provides a new solution for smart test based on smart campus.

Key words： smart campus； smart test； Laravel； LAMP

1 背景

隨着云计算、物联网、移动技术、社交网络等信息技术的发展，国内越来越多的高校逐渐从数字校园向智慧校园转变。智慧校园是基于智慧地球的概念提出来的，是高校信息化发展的高级阶段。它充分运用云计算、物联网、移动互联、大数据、知识管理、社交网络等新兴信息技术，无缝衔接校园物理环境和数字空间，运用人工智能技术识别师生群体，为师生建立智能开放的教育教学环境和便利舒适的生活环境，改变师生与学校资源、环境的交互方式，实现以人为本的个性化创新服务[1]。

国内外不少专家学者在智慧校园的理论建设和应用方面做了一定工作。黄荣怀提出了数字校园的“四代”建设过程，其中最新一代即为智慧校园[2]；沈洁等认为，智慧校园是以物联网为基础的一种高度有机整合的独特校园，是更为智能化的校园[3]；吴颖骏详细说明了浙江大学提出的建设一个“令人激动” 的智慧校园的“十二五”规划[4]；朱洪波从三个层面论述了南京大学建立智慧校园的核心特征。这些专家学者无论是从理论上还是在实际应用中均对智慧校园做出了较为深入的研究。

智慧校园建设包括智慧型人才培养、智慧型科学研究、智慧型社会服务、智慧型文化传承创新、智慧型管理决策、智慧型生活服务等[1]。并且其外含有逐渐扩大趋势。尽管智慧校园建设内容丰富，但迄今很少有学者讨论智慧考试的概念与应用。我们认为智慧考试应属智慧校园的重要组成部分。所谓智慧考试我们简单认为是指利用云计算、物联网以及虚拟化等技术，在智慧校园基础上，通过监测、分析、融合、智能响应的方式，融合各类软硬件条件，以实现实时、实地在线测试、智能组卷、智慧训练等，为高校的教学管理、人才培养提供智慧决策服务。

智慧考试源自无纸化考试。由于信息技术的发展，无纸化考试得到极大普及。随着远程教育和新媒体教学在国内外的发展，无纸化的考试系统这几年亦在各认证考试中广泛投入使用。然而不管是传统的考试还是无纸化考试，随着智慧校园的发展，均有其自身的局限性。即组考依然耗费人力物力，教师出题、学生考试、教师监考、教师改卷等这一系列的步骤异常繁琐、成绩统计麻烦等。因此，我们在充分利用智慧校园的基础上提出了如上的智慧考试概念，进一步我们拟开发一款智慧考试系统，该系统集智慧出题、智慧组考、智慧成绩分析等诸多功能，以期待成为智慧校园的重要组成部分。

2 智慧考试系统

2.1 系统设计

智慧考试平台采用（LAMP）搭建，即Linux（Ubuntu）操作系统、Apache作为web服务器、数据库是Mysql、以及利用PHP进行开发。为了后续维护和扩展，利用Laravel框架基于MVC模式进行开发。Laravel框架[6]语法优雅，文档齐全，安全高效，插件扩展丰富，逐渐成为最为流行的PHP框架。另外，采用LAMP平台的系统更为安全稳定可靠，校园网内外均可访问，易于维护，用户体验良好。

智慧考试系统的需求如下：

1） 满足教师出题，可满足教师进行题库试卷管理和成绩管理；

2） 学生进行答题，在线进行练习与成绩查询；

3） 管理员进行权限管理；

4）学生成绩的统计分析。

如图1，在智慧考试系统的数据库设计中，我们充分考虑了数据的可扩展性和安全性[7]。利用Question表对题目中的内容，选项，答案和题目类型进行存储，利用控制器对question进行CRUD操作。利用Paper表存储试卷名称，开始结束时间，而后对Question和Paper表进行关联，存储在Question_Paper表中，系统可明细到特定试卷中的题号。利用User表进行存储用户信息，包括学号id和密码pwd。利用Laravel中的方法进行加密和认证，然后利用控制器对用户进行CRUD操作。关联User和Paper表，用User_Score明确学生对应某张试卷的成绩。其设计的UML见图2。

2.2系统功能

该系统具有5个子系统，分别为登錄系统、成绩统计系统、学生子系统、教师子系统、超级管理员子系统[8]。各个子系统之间的关联流程图见图3。

1）登录子系统。该系统利用了Laravel中Validation功能，定义login界面，利用Login控制器进行渲染，Laravel框架中已集成了很全面和安全的验证机制，这既避免了二次开发，也使系统更加高效。开发过程中，利用登录系统与学校信息库进行对接，学生老师只需要拥有校园网的账号和密码才可登录，登录后可显示学生的姓名，学号，院系，专业等信息。这保持了数据的一致性。

2）成绩统计子系统。当学生答题完毕之后，系统可对成绩进行分析处理，利用数据库的数据及Highcharts图表库插件对学生的成绩进行分析，动态展现学生的成绩分布，平均分等数据，主要的呈现形式有饼状图，表格，直方图，曲线图。该部分的开发使得教师可全面地对学生的成绩进行分析和管理，这也会成为今后教学方式变更的重要依据。

3）学生子系统。学生数据与教务系统对接，所有登录所需要的信息如学号、姓名、专业、密码等均来自教务系统。学生登录系统之后，可进行考前热身，主页设定学生练习模块，让学生进行选择科目进行练习。正式考试中，学生必须要在规定是时间内进行作答，否则系统自动提交试卷，该系统题型有选择题，填空题，判断题，主观题四种。考试之后，学生可立即得到自己的选择题与判断题成绩报告，并且在错题附近会显示正确答案。这与现在的无纸化等级在管理上一致。

4）教师子系统。教师数据也和学校人事系统、教务系统对接，所有登录需要的信息如教工号、职称、工作学院、所讲授的课程、密码等均来自人事系统和教务系统。教师登录之后会有题库模块，试卷模块，出题模块和成绩管理模块。系统可以根据教师的出题标准进行对选择题判断题填空题的分值、考试开始结束时间进行规定，除此之外，有遍历试卷进行搜索功能，教师可方便地对试卷进行整合，挑选题目进试卷进行创建试卷这一操作。当考试结束之后，教师可进行在线改主观题的答案，给定分值，系统之后可进行成绩统计。之后教师可对学生的成绩进行整体的量化分析。

5）管理员子系统。管理员可进行用户授权管理，可以创建新的教师权限的用户供教师使用；导入学生数据，确定本次考试的学生名单，对曾经舞弊或者缓考等考生的处理，对此次考试的舞弊或者缓考等学生的记录等。公示也是管理员的主要功能之一。例如在考试主界面，需进行考试安排公示，公布练习次数多或者考试分数高的优秀学生，这一功能是管理员在后台进行修改提交的；另一功能是进行学生试卷和试题的归档操作。除此之外，管理员可以控制整个系统的子模块，当系统被恶意攻击时关闭系统进行维护工作。

3 结束语

该文简要介绍了智慧考试系统的概念和基本功能模块。并利用Laravel框架初步实现了各个功能模块。与传统在线考试对比，该系统安全检测、系统维护、与高校其他智能系统无缝对接等会方面具有一定优势。用户不仅可以在电脑上进行操作，也可以在移动平台上使用。作为智慧校园的重要组成部分，本智慧考试系统将会在高校教学和管理中发挥较为重要的作用。

参考文献：

[1] 蒋东兴， 付小龙， 袁芳， 等. 大数据背景下的高校智慧校园建设探讨[J]. 华东师范大学学报： 自然科学版， 2015（s1）： 119-131.

[2] 黄荣怀. 中小学数字校园的建设内容及战略重点[J]. 北京教育： 普教版， 2009（8）： 60-61.

[3] 沈洁， 黄宇星. 智慧校园及其构建初探[J]. 福建教育学院学报， 2011（6）： 122-125.

[4] 吴颖骏. 浙江大学： 基于“云”的智慧校园[J]. 中国教育网络， 2010（7）： 25-26.

[5] 朱洪波， 张登银， 杨龙祥， 等. 基于物联技术的智慧校园建设与规划[J]. 中国教育网络， 2011（11）： 18-19.

[6] 施建华. Laravel框架下电商威客平台设计及实现[J]. 宜宾学院学报， 2017， 17（6）： 52-53.

[7] 刘洪江. 在线考试系统的数据库设计与实现[J]. 电脑知识与技术， 2012（3）： 508-511.

[8] 张桂英. 标准化在线考试系统的设计与数据库建设[J]. 内蒙古农业大学学报： 自然科学版， 2012（Z1）： 222-225.