计算机技术与数据库技术的发展给教育注入了新的活力。无纸化考试系统，是信息时代计算机的一个重要应用。无纸化考试系统可以极大地提高考试的灵活性、公正性、可信度和工作效率。文章对现有的无纸化考试系统的设计方法进行了综述，总结了各种设计方法的优缺点及其适用范围。随着计算机技术的发展、分布式计算能力的提高，无纸化考试是未来发展的必然趋势，是实现以学生为中心的开放教育的有效途径。

　　关键词：无纸化考试 ；考试系统 ；C/S模式；B/S模式

　　中图分类号:G642 文献标识码：B

　　文章编号：1672-5913（2007）05-0012-04

　　1 计算机无纸化考试的优势

　　二十一世纪是信息化、网络化的时代,发展教育是扩大全球影响的必由之路。自从有了教育就有了考试，考试是教学过程中的一个重要环节。随着计算机技术的飞速发展，无纸化考试已经完全可以满足绝大多数考试的要求。无纸化考试是在计算机上进行的考试。由计算机从已建立的题库中调题组卷，考生一人一机一卷，根据显示的题目用键盘或鼠标输入答案，考试结束后，计算机自动阅卷、评分、统计及分析等。采用无纸化考试[1]，一则可以把除文字之外的更多的媒体形式，如图片、声音乃至必要的动画和影视，通过屏幕呈现在考生面前（这是传统考试方式所无法实现的），从而可改变考试面貌，丰富考试内容，提高考试质量。二则还可以充分利用网络的优势，通过网络来进行考试，不必在单机上逐一安装考试软件（现在很多机上考试系统仍采用这种方式），终端只作为考试平台，出题、收分、判卷和考试分析等工作均由服务器来完成，大大减轻了考试工作的劳动强度，同时也将使考试的公平性和严密性更有保障。无纸张化考试系统应具有良好的通用性，各专业和学科均可以使用无纸化考试系统实施考试。无纸化考试系统根据其范围可分为基于单机、基于局域网或者基于WEB环境的考试软件系统。

　　2 无纸化考试系统的总体设计原则

　　系统总体设计原则普遍适用所有的计算机无纸化考试系统。

　　（1）系统的通用性和扩展性强：对知识点结构的组织和维护比较灵活，能够比较方便地为其他学科所用；较为严格的按模块划分，以便将来的扩展。

　　（2） 系统可靠性强。

　　（3）易于维护：安装简单，充分利用了硬件的特性；只要满足一般的多媒体电脑的配置即可支持客户端的访问。

　　（4）意外事件处理能力强：对于意外的故障能够有抗干扰的能力和自我恢复的能力。

　　（5）安全性能高：系统通过对试题、试卷、成绩和考生信息的加密，保证了考试的公正公平。

　　（6）可推广性高：使用无纸化考试系统，教师平时可以有效收集试题，繁琐的评卷工作由计算机来承担，计算机还能通过有效地测试分析出教学的薄弱环节，大大地降低了教师的劳动强度和工作量。

　　3 无纸化考试系统结构分析

　　目前，无纸化考试系统网络应用软件体系结构主要有三类模式[2][3][4] ：C/S模式、B/S模式、混合模式。三者具有不同的特点，都有广泛应用。

　　C/S模式主要的缺点是安装、维护、使用、升级较麻烦，在Internet环境下C/S模式明显不如B/S模式具有优势，其客户端集中了大量应用软件，在每一次不同的考试进行之前都要将相关的应用程序重新安装在每台考试用机上，这样就造成了考务工作的繁琐，在C/S两层结构中，对每次的事务处理,客户机与数据库需进行多次交互；

　　而B/S模式客户端仅需要一个标准的浏览器，服务器端是Web Server,尽管考试的科目和内容随着教学过程的发展而不断变化、更新，考试系统本身也要经常地进行修改和维护，而这些升级和维护工作只需要在服务器端进行就可以了。在B/S三层结构中，事务处理在应用服务器上进行，数据的多次交互可限定在应用服务器与数据服务器之间，客户机的数据交互只需要一次，从而大大降低了通信量，减轻了网络负载。B/S模式易于管理和维护，其无须开发客户端软件、开发效率高、开放性等特点，使得这种模式的应用范围将会不断地扩大，在Internet环境下应采用B/S模式开发无纸化在线考试系统。

　　混合模式则综合了C/S与B/S的特点,采用C/S与B/S相结合的模式：在B/S模式下，实现页面的显示和与客户的交流。在C/S模式下实现试卷的评分、评析及备份等功能，快速科学的评分、评析，并把结果数据填写在本地服务器上，提供给Web显示。同时系统还提供数据的导入、导出、备份等功能。

　　4 基于Web的无纸化考试系统体系结构

　　基于Web的无纸化考试系统主要分为四个模块[5]（如图1所示），分别为系统管理组件、考试管理组件、学生考试组件和试题资料信息库。其中前三项为部署在Web服务器中的功能组件，分别实现了考试系统管理、考试信息管理和在线考试管理功能；试题资料库为保存试卷信息、学生和教师信息等信息的数据库。

　　4.1 考试管理组件

　　考试管理组件分为题库管理模块、数据统计分析模块、考生管理模块以及评分模块为考试管理员（通常为试题编写人员或试题分析人员）提供从试题编写、组织考试到试题分析等考试各个阶段所需的功能。

　　题库管理模块包括试题录入、试题分类、试题维护等子功能。试题录入可采取集中录入或随时录入；题库中的试题按知识点、题型、难度等的不同分类管理；题库维护主要包括对试题库中的试题进行添加、删除、修改、浏览、重新整理、分类统计等功能。

　　考生管理模块提供与考生相关的一些功能。考生姓名、身份证号码、出生年月等相关信息的录入、修改，并生成登录考试时候的验证信息；允许对成绩有疑问的考生向相关人员要求查看自己的答卷，答卷上显示试卷的内容、考生的答案、标准答案、评分标准等；考生成绩查询功能。

　　统计分析模块负责统计考生总体的得分情况，考生总体的最高分、最低分、各个分数段的积累人数、平均分、标准差等，用图形直观地表示出考生在各个分数段的分布情况，以及考生成绩是否符合正态分布，从而了解考生总体的掌握情况；分析单个考生各知识点的得分，了解其对于各知识点的掌握情况，分析各知识点考生的解答情况。

　　评分模块将选择、判断等客观型试题，逐一对比该题考生的答案与评分参考答案，快速准确地给出考生相应成绩，分值根据评分标准确定。对于简答、论述等无法要求明确、统一答案的主观型试题，评分时显示该道试题、该道试题考生答案、评分参考答案及评分要点、该题得分栏，由人工根据评分要点评分，将考生成绩直接填入得分栏内。

　　4.2 在线考试组件

　　图1 基于WEB的计算机无纸化考试系统体系结构

　　在线考试组件负责和实现学生远程登录考试系统，生成与其身份相应的试题，并组织出易使用的合理的试卷页面。

　　登录模块用来验证考生的有效身份，如准考证号、姓名、身份证号码等，只有与其所注册的信息相符合，才允许进入系统。该功能是确认考生身份及成绩所属的重要部分。

　　生成试卷模块在考生登录成功后，系统根据考生登录的情况，判别考生是否第一次登录，如果是第一次登录，系统则根据组卷规则产生随机数，从题库中随机抽取试题组成试卷，同时进入考生考试界面。如果不是第一次登录，说明考生可能在考试中因某种原因需要重新进入考试，在这种情况下，考生试卷已经生成并且可能已经回答了一部分试题，系统不应该重新生成试卷，而是直接恢复考生原来已经生成的试卷即可。

　　考试界面模块能够将生成的试题，以一种简单而且极具人性化的界面在屏幕上显示出来，使考生轻松操作，充分发挥考生的能力。生成的考试界面能够使得考生在不用任何人帮助的情况下完成考试。

　　4.3 系统管理组件

　　系统管理组件主要为系统管理员提供系统安全认证、权限管理、帐户管理、数据维护等功能，这部分内容与其它信息管理系统所具有的功能相似，这里不过多详述。

　　4.4 系统设计的关键技术

　　1．基于Web的CSCW技术，即计算机支持的协同工作（Computer Supported Collaborative Work）。它利用了计算机的交互性、网络的分布性以及多媒体的综合性，支持不同的地方和不同专业的群体成员共同完成协作任务。它是计算机交互性维护分布式的系统核心。在计算机技术支持的环境中（即CS）一个群件协作工作完成一项共同的任务即（CW）。它的目标是要设计各种各样的协同工作的应用系统。CSCW的目的就是在计算机环境下提供人们群体工作的支持，因此说，通信、合作、协调是CSCW的三要素。

　　2．ASP/Javascript/Vbscript/HTML技术保证系统中管理维护和降低系统维护的复杂性。

　　3．Windows 2000 server +IIS4服务器技术、数据库加密技术和利用Session等对象保障系统的安全性。

　　Session在Web技术中占有非常重要的分量，它是ASP内建的对象之一。由于网络也是一种无状态的连接程序，无法得知用户的浏览状态，因此可以使用Session对象存储特定的用户回话所需的信息。当用户在应用程序的页之间跳转时，存储在Session对象中的变量不会清除，而用户在应用程序中访问页面时，这些变量始终存在。当用户请求来自应用程序Web页时，如果该用户还没有回话，则Web服务器将自动创建一个Session对象。当会话过期或被放弃后，服务器将终止该会话。Session中注册的变量可以作为全局变量使用。通过向客户程序发送唯一的Cookie可以管理服务器上的Session对象。当用户第一次请求ASP应用程序中的某个页面时，ASP要检查HTTP头信息，查看是否有在报文中有名为ASPSESSIONID的Cookie发送过来，如果有，则服务器会启动新的会话，并为该会话生成一个全局唯一的值，把这个值作为新ASPSESSIONID Cookie的值发送到客户端，正式使用这种Cookie,可以访问存储在服务器上的属于客户程序的信息。Session对象最常见的作用就是存储用户的首选项，另外其还经常被用在鉴别客户身份的程序中。要注意的是，会话状态仅在支持Cookie的浏览器中保存，如果客户关闭了Cookie选项，Session也就不能发挥作用了。

　　4．加密技术，保障试题传输的安全性。

　　5．组合参数索引技术和试卷的随机抽取技术，保证试题的随机性和试题的全面性。

　　4.5 关键功能实现

　　1．随机生成的试题的处理

　　根据教师设置的试卷组成信息，即题型、题量、题的分值等，系统将题库中的试题均匀分布、随机生成N套试题，分别保存在服务器端以客户机机号命名的文件夹下，试题在服务器端考试系统运行后自动生成。考试客户端IP地址不同，试题就不同。考试所用的客户机不同，考试时所抽取的试题也不同；考试场次不同，同台客户机的试题也不同。

　　2．注册模块的管理

　　各种用户的注册都必须通过管理员，只有管理员将教师或者考生的个人信息输入信息库后，他们才可以注册。考虑到考生的信息量较大，程序中增加了考生信息导入功能，可以将Execl、Access、FoxPro等其他形式的表的数据导入考试系统。

　　3．课程的动态管理

　　在教师进行试题的录入或设置试卷组成信息时，课程信息是可变的，教师可以增加课程信息内容到课程信息库，系统运行时从数据库的课程信息表中读取课程名，将这些信息绑定到下拉列表框中，供教师从中进行选择。

　　4．映射盘的动态管理

　　考生输入考号即可登录并打开私有网络影射盘进行各种文件操作。考生退出考试后，影射连接自动断开。整个考生的帐号和文件访问控制权限全部采取动态管理，映射盘的动态管理包括三部分：一、自动建立、删除、更改帐号；二、自动设置共享权限；三、创建对应的文件夹及赋予访问控制权。

　　5 总结

　　无纸化考试系统的使用性广，只要更改其数据库中的试题内容，就可以应用于其他学科的无纸化考试。如果具有完全的题库，该系统还可以改造成模拟考试系统，学生自测系统和作业评阅系统。另外，还可以进一步扩展与其他教学管理系统数据库（如学生成绩管理和考试管理）进行数据传输，高效地实现学校学籍管理的网络化和自动化。

　　随着Internet的高速发展，网络课程的教学已经开始实施，无纸化考试系统是网络课程建设的一个组成部分。基于Web的系统可以扩充和发展成远程教育中的远程考试系统，还可以扩充其它相应的功能。例如，试题导入题库功能、个人组卷功能。学生可根据自己的需要，针对自己的知识缺陷，组出符合自己的练习试卷。另外增加试题的统计分析功能（包括学生分析，试卷分析和试题分析）。统计分析功能就是分析学生考试成绩，将隐含于其中的教育过程信息明细化。学生分析是通过分析学生历次考试成绩及考卷中各题的得分，了解学生的进步情况、学习障碍、知识要点的掌握情况、考试的难度、得分分布等信息。这样的考试系统不只是一个管理试题和组卷的工具，而且应该能够应用于教学过程中进行测量和评价，以促进师生之间进行更好地交流。在此基础上，还可以利用VB和ASP、ASP与Java相结合开发一种适合非客观题考试的系统，设计成具有清晰、方便的管理页面。因此无纸化考试系统具有相当的推广应用价值。

　　参考文献

　　[1] 张心猛，周安宁，李月梅.网上考试自测系统及题库的设计与实现[J]，计算机工程，2000，26:691-694.

　　[2] 张江，黄迪明，廖建明.通用考试系统的设计与实现[J],电子科技大学学报，2001,30(2):157-161.

　　[3] 陈小禾.通用选择题考试系统[J]，计算机工程，2004，30(24):195-197.

　　[4] Jeffrey Richter: Programming Applications for Microsoft Windows. Microsoft Press，2000.

　　[5] Wim J，Van de Linden，Cees A W Glas. Computerized Adaptive Testing:Theory and Practice. Kluwer Academic Publisher，Dordrecht，The Netherlands，2000.

　　收稿日期：2007-2-1

　　作者简介：陈明(1949-），男，吉林省长春市人，教授，博士生导师，主要研究方向为计算智能、分布并行计算。

标签：考试系统试题