浅析在线考试系统的设计思路

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摘要：阐述了在线考试系统的结构分析、模块功能；以及在线考试的关键性技术，包括组卷策略、题库安全、考试安全、防作弊等技术环节。

关键词：结构分析；功能模块；组卷策略；安全；防作弊

中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2012）28-6719-02

1 概述

随着信息技术的飞速发展，利用先进的技术可以使许多繁重冗长的工作简单快捷，而传统的考试方式已经不能适应现代化考试的需求。信息技术的发展为在线考试提供了平台，在线考试是通过计算机和网络实施对学生的考核，极大限度的排除了人为因素的作用，保证了考试的客观、公正。

2 在线考试系统的结构分析

在线考试系统开发前期需要进行架构分析，目前大多数考试系统结构主要分为3大类：基于C/S（客户机/服务器）结构的应用程序开发、基于B/S（浏览器/服务器）结构的动态网页技术、基于C/S和Web技术相结合的复合应用程序。以下将分析3类技术的优缺点：

1） C/S技术本身是一种分布处理技术，一般以数据库和客户端两层结构实现，也有少许加入中间件的三层或多成结构，早期是标准的系统模式，但随着信息技术和网络的发展，C/S技术很难满足现代远程网络和移动控制，在被逐渐取代。

2） B/S技术结构，用户工作界面是通过WWW浏览器来实现，极少部分事务逻辑在前端（Browser）实现，但是主要事务逻辑在服务器端（Server）实现，形成所谓三层3-tier结构。这样就大大简化了客户端载荷，减轻了系统维护与升级的成本和工作量，完全适应网络控制和移动控制需求，也是现代网络自动化系统的首选技术。

3） C/S和Web技术，随着网络化进程越来越快，C/S技术已经难以满足远程数据获取需求，在原C/S技术基础上加入Web技术，可以轻松实现远程数据获取，但也有一定的局限性，如数据及时更新升级等问题。

通过3类系统结构分析，看出B/S结构技术的优点，通过Internet/Intranet模式下数据库应用，很容易实现不同人员，不同地点，以不同方式的接入，来操作同一数据库。

3 在线考试系统的功能模块

在线考试系统采用人机对话方式，界面友好，使用简便、快捷，数据存储安全可靠。基于可视化的在线考试系统

报名管理：包括考生单独报名和考点批量报名，考生可以修改自己的报名信息及打印准考证等操作，考点核对审核考生报名信息，审核确认后考生将不得更改信息。

题库管理：题库由命题专家进行操作，设置试题的难度等级、知识点等，以便组卷更加科学化，并且可以新增、删除、修改题目。

试卷管理：设定组卷策略，根据考试大纲的要求、难度系数、试题覆盖面、题型比例进行科学化组卷，可以由自动组卷和手动组卷，组卷完成后由命题专家进行试卷的修改和审核，保证不重题，难易适当。

考务管理：包括考场及考试端的数量安排、考试计划、监考老师安排、考场编排查询打印，设定多科目同一场次考试，考生座位号设定等功能。

考试管理： 主要由监考端和考试端组成，监考端主要功能包括：设定统一考试、延时（个别和集体）、违纪作弊处理、收卷、监控考试机、实时备份等；考试端主要有考生信息、时间提示、标记等功能。

考生考试：考生登陆界面满屏显示，输入准考证号后可验证相关考生信息，登陆后可显示考生须知并等待考试指令，正式开考后有时间提示，考试完成提交试卷后，考试端对主观题或部分客观题进行系统评分，可当场显示考生的成绩。

统计分析：针对试卷和成绩分别统计和分析，主要包括抽题概率、试题难度、通过率、成绩分布等，并把结果以报表形式导出。

阅卷管理： 主要针对主观题阅卷，可以分为若干小组，设定组长，按流程、组别阅卷，最后具有审阅功能。

4 在线考试系统的关键技术

实现在线考试系统，涉及到一些关键技术，如组卷策略、题库系统的安全保障、考试安全策略、防考生作弊等。

4.1试卷的组卷策略

组卷过程是在线考试中一个重要环节，因为考试是通过考题来考查学生的掌握情况，出题水平的高低直接关系到考试的成功与否。组卷策略就是根据考试大纲的要求、试题覆盖面、掌握程度、难度系数、题型比例等约束条件而制定的。目前，应用比较广泛的组卷策略有交互式组卷策略（手动加自动组卷）和系统自动组卷策略。

交互式组卷策略：出卷教师浏览题库或在题库检索中，在选中的试题上做上标记，最后系统将把由标志位的试题抽取出来生成试卷，或者是设定一个组卷策略模版，由模版先自动生成试卷，老师再进行局部试题的调整。系统自动组卷策略：教师设定组卷策略模版或者方案，系统根据组卷模版（方案）自动生成试卷，在组卷模版（方案）中设置了试题的覆盖面、题型、数量、分数比例、难度系数等指标，系统根据这些参数的要求在题库中检索出符合要求的试题，最后，随机抽取制定数目的试题组成试卷。组卷完成后，应由专门的审卷老师进行审题，以保证试卷的科学性、公平性。两种方法各有利弊，在实际应用中要考虑效率和试卷规范的关系。

4.2 题库系统的安全保障机制

数据库系统种类繁多，数据库的安全直接影响到题库乃至考试平台的安全，选择一款安全稳定的数据库是首要任务。大多数数据库管理系统已经有比较完善的安全保护机制，因此只要能够保证用户名及密码不被泄漏，那么题库系统的安全性是相对比较高的。登录题库的用户名、密码以及试题内容是保存在数据库中的，如果对数据表中的记录不进行必要的加密措施，那么这些内容很容易泄露，因此需要一个加密算法对用户名、密码及试题内容进行加密。可以采用MD5（Message-DigestAlgorithm 5）算法加密用户名和密码，它是一种不可逆的字符串变换算法，广泛应用于各种加密和解密技术上，经理论证明，采用MD5加密管理员的用户名和密码是十分难以攻破的。为了保证数据库更加安全，还可以应用分布式防火墙，分布式防火墙不同于传统的边界防火墙，传统的边界防火墙是基于假设：内部的所有人都是可信任的，而网络外部是不可信的为，这样可以基本杜绝了外部入侵内部的可能，而在我们的在线考试系统中，这样的防火墙策略显然是不合适的。而分布式防火墙把内部和外部网络均假设为不可信任的，它对所有的内外网的信息流都进行分析过滤和限制，分布式防火墙对每个服务器都能进行专门的保护。系统安全管理员能够设定个别的使用访问等权限，只开放服务器上所必须使用的端口及服务协议，从而大大降低了非法入侵的机会。

4.3考试安全策略

在正式考试阶段，可以采取纵横2种加密措施，首先可以在规定的时间规定的监考机上下载题库，这样保证了题库或者试卷不会提前在考场监考机上；其次可以采用具有一定存储和运算能力的硬件（USB加密锁）可以加载考试信息接口的部分信息，通过硬件和软件结合的方式，验证用户的身份，防止系统的非法使用，从而加强了系统的安全性。为了解决监考机临时故障的问题，可以采用增加备份机的策略，备份机在考试阶段实时与监考机连接，阶段性的把监考机的数据备份过来，如遇到监考机故障，可以第一时间使用备份机作为监考机，保证考试的正常进行。

4.4 防止考生作弊技术

防止考生旁窥答案最有效的解决办法是让相邻考生之间的题目及题序大部分不相同，或者同一场次同一考场内可以有多类考试，使得考生之间相互窥看变得毫无意义；防止考生利用网络传送答案解决方法有多种，如可以通过网络服务器封闭某些端口号或者关闭考试机某些服务，让考试机只能与监考机通信，以此来禁止考生使用QQ、MSN等通讯程序和利用局域网传送答案等；还可以通过限制试题页面的复制、粘贴等功能防止考生作弊。

5 结束语

在线考试系统的设计思想基于现代信息化考试的实用性，通过在线考试系统的实现，有利于推动教学改革，实现教育教学管理的科学化、规范化，为最大限度地减轻了命题、组卷、考试和阅卷等繁重的工作量，在能够代替传统考试的前提下，极大的排除了人为因素，做到了考试的客观公正，还大大节约了传统考试中的人力和物力。

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