關(guān)于網(wǎng)上實(shí)驗預習測試系統設計與實(shí)現的論文
1、引言 在傳統的實(shí)驗教學(xué)中，實(shí)驗教師要求學(xué)生在每次實(shí)驗前對將要做的實(shí)驗進(jìn)行預習，并完成實(shí)驗預習報告。在實(shí)際教學(xué)中教師發(fā)現，有很多同學(xué)雖然預習報告寫(xiě)得很好，但對實(shí)驗的基本知識和內容并不了解，原因是部分學(xué)生的實(shí)驗預習報告是抄襲實(shí)驗講義或其它同學(xué)而來(lái)的。那么如何有效地督促學(xué)生進(jìn)行實(shí)驗前的預習，達到真正的實(shí)驗預習目的就是一個(gè)急需解決的難題。筆者提出了一個(gè)利用現代網(wǎng)絡(luò )技術(shù)，進(jìn)行網(wǎng)上預習測試的方法來(lái)解決這一難題。具體的做法是：在每次實(shí)驗前，學(xué)生通過(guò)IE瀏覽器驗證登錄到網(wǎng)上實(shí)驗預習測試系統中，完成網(wǎng)上測試并由計算機立即給出成績(jì)。這樣就能輕松完成測試任務(wù)。
2、網(wǎng)上實(shí)驗預習測試系統的設計
網(wǎng)上實(shí)驗預習測試系統設計時(shí)必須考慮以下因素：一是系統要簡(jiǎn)單易操作。該系統只是考查學(xué)生的實(shí)驗預習情況，如是否了解本次實(shí)驗所需儀器、實(shí)驗的基本原理、基本概念等，所以考題要求簡(jiǎn)單、明了，系統也要簡(jiǎn)單易操作。二是要進(jìn)行時(shí)間限定。要求每位學(xué)生的考試不超過(guò)二十分鐘；三是要求計算機能夠立即自動(dòng)評卷；四是要求考試系統能隨機組題，并產(chǎn)生多套試卷；五是考試系統要有一定的安全性、平臺通用等。
2.1系統設計
本系統在體系結構上采用了基于B/S方式的Web三層模型：在此模型中，客戶(hù)機上運行的應用程序是IE瀏覽器，中間層是Web服務(wù)器和服務(wù)器擴展程序，底層是數據庫服務(wù)器。當用戶(hù)通過(guò)瀏覽器向網(wǎng)絡(luò )上的服務(wù)器發(fā)出請求時(shí)，Web服務(wù)器將其轉換成數據庫服務(wù)器能夠接受的形式，再通過(guò)數據網(wǎng)關(guān)與數據庫進(jìn)行數據交換，對數據庫的'訪(fǎng)問(wèn)和應用程序的執行在服務(wù)器上完成。在B/S三層體系結構下,表示層、應用邏輯層、數據服務(wù)層被分為三個(gè)相對獨立的單元，如圖1所示。
表示層(Presentation)即Web瀏覽器。該層位于客戶(hù)端，它的任務(wù)是向Web服務(wù)器提出服務(wù)請求， Web服務(wù)器對用戶(hù)進(jìn)行身份驗證后用HTTP協(xié)議把所需的主頁(yè)傳送給客戶(hù)端，并把它顯示在Web瀏覽器上。
應用邏輯層(BusinessLogic)即具有應用程序擴展功能的Web服務(wù)器。該層中包含系統的事務(wù)處理邏輯，位于Web服務(wù)器端。它的任務(wù)是接受用戶(hù)的請求。其過(guò)程是：首先執行相應的擴展應用程序與數據庫進(jìn)行連接，通過(guò)SQL等方式向數據庫提出數據處理申請，然后等待數據庫服務(wù)器將數據處理的結果提交給Web服務(wù)器，最后由Web服務(wù)器傳送回客戶(hù)端。
數據服務(wù)層(DataService)即數據庫服務(wù)器。該層位于數據庫服務(wù)器端。它的任務(wù)是接受Web服務(wù)器對數據庫操作的請求，實(shí)現對數據庫查詢(xún)、修改、更新等操作，把運行結果提交給Web服務(wù)器。
2.2功能設計
本系統在功能上要求簡(jiǎn)單方便，系統分為學(xué)生和教師兩個(gè)模塊。學(xué)生模塊完成學(xué)生登錄驗證、密碼修改、網(wǎng)上考試的功能。教師模塊由用戶(hù)管理、題庫管理、隨機組卷、修改密碼四個(gè)模塊構成。系統功能結構如圖2所示。主要模塊功能介紹如下：
學(xué)生模塊是考試系統的一個(gè)核心模塊，其功能對登錄的學(xué)生進(jìn)行驗證，驗證后允許其參加考試，并由系統自動(dòng)進(jìn)行倒計時(shí)，時(shí)間一到立即鎖定計算機，不允許考生繼續答題；另一個(gè)重要功能是實(shí)現考生的考試結果的提交功能，在這個(gè)功能中，考生只要確定自己答卷完畢，按一個(gè)確定鍵即可完成提交和自動(dòng)評分功能。自動(dòng)評分過(guò)程是：系統收到考生提交的答卷后，根據題目在試題庫中的編號找出其標準答案，對照標準答案對考生答卷進(jìn)行批改并計分，把成績(jì)返回給考生。
教師模塊中的重要模塊有題庫管理、隨機組卷、用戶(hù)管理三個(gè)模塊。用戶(hù)管理模塊主要實(shí)現用戶(hù)的添加、查詢(xún)、瀏覽、編輯、刪除功能。題庫管理模塊是教師模塊中的核心模塊之一，主要由試題檢索、知識點(diǎn)管理、選擇題管理和填空題管理模塊組成。完成試題檢索功能，知識點(diǎn)的添加、刪除、編輯、瀏覽功能，選擇題和填空題的添加、刪除、編輯、瀏覽功能等。隨機組卷功能經(jīng)過(guò)設定考試名稱(chēng)、總分、題型分布、分值分布、知識點(diǎn)范圍、考試時(shí)間和試卷有效期，再設定參加考試的學(xué)生就可以為每個(gè)考生隨機組出一套試卷。
2.3數據庫設計
考試系統中數據庫設計是考試系統開(kāi)發(fā)成功關(guān)鍵。根據前面提出的要求，在分析考試系統的數據流后，經(jīng)過(guò)認真的數據庫設計，得出了一系列高效的、明確的數據表。其中對于題庫的設計是按一種題型一個(gè)表的方案來(lái)設計的，由于自動(dòng)評分、考試時(shí)間等條件的限制以及功能簡(jiǎn)化的要求，本系統中只采用了答案唯一的選擇題和填空題表。本系統中用到的重要的數據表有：題庫表、試卷表、考生表、知識點(diǎn)表、試卷考生表、教師表等六種數據表。主要數據表字段意義及關(guān)聯(lián)關(guān)系如圖3所示：
該圖中表1中的知識點(diǎn)字段關(guān)聯(lián)不同題型的數據表如表2中的知識點(diǎn)字段，通過(guò)該字段，對考題抽取范圍的知識點(diǎn)進(jìn)行限制；表3試卷表中不同題型的知識點(diǎn)范圍字段也分別與不同題型表中的知識點(diǎn)字段字段進(jìn)行關(guān)聯(lián)，系統出卷時(shí)受這些關(guān)聯(lián)字段的條件限制。表3中試卷號字段與表4中試卷號字段關(guān)聯(lián)，將抽取的試卷分配給不同考生。表4試卷考生表中的學(xué)號字段與表5學(xué)生表中的學(xué)號字段關(guān)聯(lián)，以此獲得學(xué)生信息。
2.4安全設計
考試系統安全設計十分重要，在設計時(shí)從以下幾個(gè)方面考慮了系統的安全性。
登錄驗證。本系統在考生登錄和管理員登錄時(shí)都必須經(jīng)過(guò)密碼驗證，只有驗證通過(guò)方可登錄，否則不允許登錄。用戶(hù)登錄后，系統會(huì )自動(dòng)記錄用戶(hù)的登陸時(shí)間、IP地址，以及離線(xiàn)時(shí)間等信息。
數據庫安全考慮。為了防止題庫文件被非法下載，采用數據庫改名方法來(lái)控制。
頁(yè)面安全控制。每一個(gè)頁(yè)面通過(guò)一個(gè)會(huì )話(huà)級變量session(“l(fā)ogon”)驗證是否為合法用戶(hù)，如果不合法，則自動(dòng)轉到登陸頁(yè)面。通過(guò)程序控制服務(wù)器緩存頁(yè)面的讀取，這樣保證用戶(hù)離開(kāi)考試后，非法用戶(hù)不能利用服務(wù)器緩存的頁(yè)面非法進(jìn)入系統。另外，還進(jìn)行響應時(shí)間控制等。
3、網(wǎng)上預習測試系統的實(shí)現技術(shù)
網(wǎng)上預習測試系統主要采用ASP加數據庫技術(shù)來(lái)實(shí)現。系統采用動(dòng)態(tài)網(wǎng)站編程語(yǔ)言ASP內嵌VBScript、JavaScript腳本，查詢(xún)語(yǔ)言采用通用SQL查詢(xún)語(yǔ)句。后臺數據庫選用了微軟的ACCESS，因為本系統數據量不大，ACCESS數據庫可以滿(mǎn)該系統需要�？梢暬W(wǎng)站制作工具采用流行的Dreamweaver4.0軟件。
ASP技術(shù)是目前網(wǎng)站開(kāi)發(fā)中常用的并為編程者所熟知的一種技術(shù)，通過(guò)使用ASP的組件和對象技術(shù)，用戶(hù)可以直接使用ActiveX組件調用對象方法和屬性，以簡(jiǎn)單的方式實(shí)現強大功能、動(dòng)態(tài)、交互的高性能WEB應用程序。并且ASP程序運行在服務(wù)器端，安全性好。運用ASP提供的對象,可輕松實(shí)現服務(wù)器與客戶(hù)端的信息交換、客戶(hù)端之間的信息交換等。在A(yíng)SP程序中，使用ADO組件來(lái)訪(fǎng)問(wèn)后臺數據庫。運用結構化查詢(xún)語(yǔ)言SQL(Structured Query Language)來(lái)對數據庫進(jìn)行各種編輯、插入、更新、創(chuàng )建等操作。
4、結束語(yǔ)
實(shí)驗教學(xué)中還存在著(zhù)許多值得研究的和極需解決的問(wèn)題，只要我們能夠重視實(shí)驗教學(xué)研究，把一些理論研究的成果與方法運用于實(shí)驗教學(xué)上，一定能大大促進(jìn)實(shí)驗教學(xué)與管理的進(jìn)步。本文就是一種將理論教學(xué)上常用的網(wǎng)上測試系統運用于實(shí)驗教學(xué)中，提高了實(shí)驗教學(xué)效率與管理水平。同時(shí)，該測試系統的應用還減輕了教師批閱預習報告的工作量，學(xué)生也節約了抄寫(xiě)預習報告的時(shí)間，具有較大的實(shí)際意義。從我校實(shí)際運用情況看，收到了良好的效果。
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