基于J2EE多層整合框架的遠程在線考試系統(tǒng)研究

張婧

摘要：將教育考試系統(tǒng)與先進的網(wǎng)絡技術相結合，采用B/S模式的多層體系結構，將Struts、Spring及Hibernate有機融合，設計開發(fā)基于J2EE多層整合框架的在線考試系統(tǒng)。經(jīng)驗證，本系統(tǒng)能夠實現(xiàn)考試的規(guī)范化、無紙化，體現(xiàn)考試的公平性，節(jié)約資源，提高考試的效率。

關鍵詞：J2EE；整合框架；遠程考試系統(tǒng)

中圖分類號：TP311.52文獻標識碼：A文章編號：1007-9599 (2013) 06-0000-03

1引言

傳統(tǒng)的考試通常都是由人工方式組織進行，采用教師統(tǒng)一命題的方式，需要在固定的時間組織學生利用紙質試卷筆試完成的方式進行。即使在目前的高等學校課程考試中，這種工作效率很低的考試方式仍在普遍的使用[1]。在其發(fā)揮作用的同時，也有很多不容忽視的弊端。

互聯(lián)網(wǎng)的迅速發(fā)展帶動了遠程教育應用的發(fā)展，遠程教育不僅從手段和形式上改變了傳統(tǒng)教學模式，更從觀念、過程、方法以及師生角色等諸多深層面賦予教學以新的含義[2]，它能夠提供個性化的教學環(huán)境，多元化的教學資源，實現(xiàn)交互式教學和群體化協(xié)作教學，并且能夠提供具有創(chuàng)造性且易修改的教學內(nèi)容。遠程考試系統(tǒng)是現(xiàn)代遠程教育過程中的一個重要實踐，它擔負著因材施教、選拔人才、診斷補救、評價教學、就業(yè)指導等眾多功能，已經(jīng)漸漸成為教育測量學中的一個重要內(nèi)容。開發(fā)和完善遠程考試系統(tǒng)對于減輕教師工作負擔，推動教育教學網(wǎng)絡化、社會化，教育資源建設和共享，提高教育教學效果和質量，都有著深遠的實踐意義。

Struts、Spring及Hibernate是基于J2EE的開源應用框架[3]，本文在充分分析了三種構架的特點及優(yōu)勢后，采用B/S模式的多層體系結構設計開發(fā)基于Struts、Spring及Hibernate融合框架的在線考試系統(tǒng)，從而實現(xiàn)了考試中的規(guī)范化、無紙化，節(jié)約資源，提高考試的效率。

2遠程在線考試系統(tǒng)

各種課程考試一直是學校非常重要的一個教學組成部分，考試作為一種重要的教學檢查手段，主要是為了考察教師的教學質量和學生的學習效果。相比傳統(tǒng)的考試方式方法，本課題所實現(xiàn)的遠程在線考試系統(tǒng)是建立在國際互聯(lián)網(wǎng)上的應用系統(tǒng)，能夠合理地整合考試資源、提高考核效率和科學性，同時具有如下意義[4]：

2.1節(jié)約教育資源，減少人力、物力、財力的消耗。將教育考試與基于Web的計算機軟件系統(tǒng)有機結合起來，可以實現(xiàn)在線組題、考生考試、在線閱讀、自動評分、實時統(tǒng)計等功能，優(yōu)化了傳統(tǒng)考試的運行模式，可以節(jié)約大量的出題時間，閱卷時間，成績統(tǒng)計分析時間，減輕老師的負擔。

2.2可以加強考試過程中的保密性，避免了人為因素對評判的影響，使考試公正，客觀，成績準確無誤。

2.3考生不受時間地點的限制，可以靈活，方便的安排學習和考試時間。

2.4公正地評價教學水平，推動教學方法的改革。本系統(tǒng)以其準確、公正、快速、簡捷等特點，有效實現(xiàn)了考務管理、考試、試題生成及評閱自動化考試，真正實現(xiàn)了教考分離，教學資源共享，降低考試成本，解決繁重的考務工作等，推動了教學改革。

2.5反饋能力強?？荚囀强己撕驮u估教學和學習的一種手段。通過對“教”與“學”的雙邊檢測，能發(fā)現(xiàn)教學中存在的問題，進而改進課程教學方法和手段，不斷提高教學質量。教育界把考試對教學和學習的影響稱為反撥效應。科學的、合理的考試會對教學起到積極的反撥作用，反之則會帶來負面影響。因此，系統(tǒng)可以通過網(wǎng)上考試提高正面反撥效應，達到了對學生知識、能力、素質的綜合測試，所以能給學生一個客觀的評價，對教學起到積極的促進作用。

3基于J2EE的多層整合架構

3.1Struts架構。Struts[5]是實現(xiàn)Model-View-Controller (MVC)模式的應用最廣的通用框架，對Model、view和Controller都提供了對應的實現(xiàn)組件。其工作原理見圖1。

圖1Struts工作原理

Struts框架有比較完備的標簽庫，基本可以滿足開發(fā)視圖所需要的JSP標簽的需要，且標簽庫提供通用功能，但JSP實現(xiàn)視圖組件只能借助一些基本的包含和轉發(fā)功能，限制了視圖的靈活性，且struts action組件和web容器強耦合，無法對ACTION進行輕量級單元測試，從測試驅動的角度來看，不利于系統(tǒng)的開發(fā)。

3.2Spring架構。Spring是一個以依賴注入原則和面向方面編程思想為基礎的輕量級框架。既是一個AOP框架，也是一個IoC容器。AOP主要是用來創(chuàng)建CrosscuttingConcerns(橫切關注點)，將其插入代碼中，可使代碼具有良好的可重用性。IoC容器允許在需要生成對象的地方創(chuàng)建一個應用上下文，然后裝飾這些對象傳遞給它們的合作對象，可很容易地替換業(yè)務對象，實現(xiàn)對EJB技術的替代和更好的組件重用性。

3.3Hibernate架構。對于MVC模式中的Model，Struts可以使用標準數(shù)據(jù)庫訪問技術，也可以使用第三方工具Hibernate。Hibernate是用來完成數(shù)據(jù)的持久化操作的優(yōu)秀組件之一。它在數(shù)據(jù)庫外包裝了一層面向對象的外殼，可為系統(tǒng)自動生成SQL語句操作數(shù)據(jù)庫，把系統(tǒng)的開發(fā)從數(shù)據(jù)庫編程中解放出來。其體系結構如圖2：

圖2Hibernate體系結構圖

3.4基于Struts、Spring和Hibernate的整合架構。本文根據(jù)J2EE的分層結構，結合Web應用的特點，整合Struts、Spring和Hibernate這三種框架[6]，設計出一個適合在線考試系統(tǒng)應用的J2EE通用架構。實現(xiàn)了各層次之間的松散耦合，具有跨平臺、可移植、良好的擴展性和可維護性等特點。其中表示層用Struts框架描述，業(yè)務層用Spring的IoC容器協(xié)助完成，持久層用Hibernate框架的對象關系映射來完成與數(shù)據(jù)庫的交互。表示層與業(yè)務層通過域模型層的VO來進行數(shù)據(jù)傳遞，業(yè)務層和持久層通過域模型層的VO來描述對象之間的關系。集成框架技術的模型見圖3。

圖3集成框架技術的應用模型

4系統(tǒng)設計及實現(xiàn)

4.1需求分析。通過對傳統(tǒng)考試過程中組卷、學生考試和教師閱卷等一系列環(huán)節(jié)進行分析，本系統(tǒng)從實用性、合理性、可靠性等方面作了如下要求：

（1）用戶操作簡易性?；贘2EE平臺開發(fā)，所有用戶操作遵循J2EE軟件通則。客戶端不用加裝任何軟件，只需通過瀏覽器即可使用本系統(tǒng)。

（2）獨特的用戶定制機制。采用積木搭建概念，可由用戶自定義科目，考試或學習內(nèi)容，考試題庫，考試試卷，真正意義上實現(xiàn)“所見即所得”系統(tǒng)設計理念。整個系統(tǒng)支持在線考試、在線競賽功能，可根據(jù)機構內(nèi)實際情況及外部環(huán)境變化，隨時自行修改完善。

（3）考試試卷定制。通過科目、知識點、難易程度和題型任意相結合的組卷模式，定義不同的抽題規(guī)則或所占百分比等，根據(jù)當時考試情況可自由人工組卷或隨機組卷。從而實現(xiàn)所有考生考試內(nèi)容完全一樣、所有考生考試內(nèi)容一樣但順序不一樣、所有考生考試內(nèi)容完全不一樣等三種方式。充分體現(xiàn)考試學習系統(tǒng)的智能化。支持A3傳統(tǒng)紙張試卷打印。

（4）考試安全保護機制。整個系統(tǒng)除多種試卷組合機制外，還支持斷電、死機等處理方案，系統(tǒng)還提供在線檢查試卷，在線監(jiān)考等多種功能。

（5）管理角色定制。整個系統(tǒng)分考生、老師、管理員三種角色級別。考生可以在線報名，在線競賽、在線正規(guī)或模擬考試等。老師可以在線編輯學習內(nèi)容，編輯考試內(nèi)容，進行科目管理，試卷管理，監(jiān)考等操作。管理員可以實現(xiàn)整個系統(tǒng)的設置，數(shù)據(jù)分析，數(shù)據(jù)歸檔等等操作。