關(guān)于網(wǎng)上實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)的論文
1、引言 在傳統(tǒng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，實(shí)驗(yàn)教師要求學(xué)生在每次實(shí)驗(yàn)前對(duì)將要做的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行預(yù)習(xí)，并完成實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告。在實(shí)際教學(xué)中教師發(fā)現(xiàn)，有很多同學(xué)雖然預(yù)習(xí)報(bào)告寫(xiě)得很好，但對(duì)實(shí)驗(yàn)的基本知識(shí)和內(nèi)容并不了解，原因是部分學(xué)生的實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告是抄襲實(shí)驗(yàn)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(yàn)前的預(yù)習(xí)，達(dá)到真正的實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)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(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，進(jìn)行網(wǎng)上預(yù)習(xí)測(cè)試的方法來(lái)解決這一難題。具體的做法是：在每次實(shí)驗(yàn)前，學(xué)生通過(guò)IE瀏覽器驗(yàn)證登錄到網(wǎng)上實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)測(cè)試系統(tǒng)中，完成網(wǎng)上測(cè)試并由計(jì)算機(jī)立即給出成績(jī)。這樣就能輕松完成測(cè)試任務(wù)。
2、網(wǎng)上實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)測(cè)試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
網(wǎng)上實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)測(cè)試系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)必須考慮以下因素：一是系統(tǒng)要簡(jiǎn)單易操作。該系統(tǒng)只是考查學(xué)生的實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)情況，如是否了解本次實(shí)驗(yàn)所需儀器、實(shí)驗(yàn)的基本原理、基本概念等，所以考題要求簡(jiǎn)單、明了，系統(tǒng)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(jì)算機(jī)能夠立即自動(dòng)評(píng)卷；四是要求考試系統(tǒng)能隨機(jī)組題，并產(chǎn)生多套試卷；五是考試系統(tǒng)要有一定的安全性、平臺(tái)通用等。
2.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)
本系統(tǒng)在體系結(jié)構(gòu)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(jī)上運(yùn)行的應(yīng)用程序是IE瀏覽器，中間層是Web服務(wù)器和服務(wù)器擴(kuò)展程序，底層是數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器。當(dāng)用戶(hù)通過(guò)瀏覽器向網(wǎng)絡(luò)上的服務(wù)器發(fā)出請(qǐng)求時(shí)，Web服務(wù)器將其轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器能夠接受的形式，再通過(guò)數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)與數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的'訪問(wèn)和應(yīng)用程序的執(zhí)行在服務(wù)器上完成。在B/S三層體系結(jié)構(gòu)下,表示層、應(yīng)用邏輯層、數(shù)據(jù)服務(wù)層被分為三個(gè)相對(duì)獨(dú)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(qǐng)求， Web服務(wù)器對(duì)用戶(hù)進(jìn)行身份驗(yàn)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(yīng)用邏輯層(BusinessLogic)即具有應(yīng)用程序擴(kuò)展功能的Web服務(wù)器。該層中包含系統(tǒng)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(qǐng)求。其過(guò)程是：首先執(zhí)行相應(yīng)的擴(kuò)展應(yīng)用程序與數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行連接，通過(guò)SQL等方式向數(shù)據(jù)庫(kù)提出數(shù)據(jù)處理申請(qǐng)，然后等待數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器將數(shù)據(jù)處理的結(jié)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(shù)據(jù)服務(wù)層(DataService)即數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器。該層位于數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器端。它的任務(wù)是接受Web服務(wù)器對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)操作的請(qǐng)求，實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)查詢(xún)、修改、更新等操作，把運(yùn)行結(jié)果提交給Web服務(wù)器。
2.2功能設(shè)計(jì)
本系統(tǒng)在功能上要求簡(jiǎn)單方便，系統(tǒng)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(yàn)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(kù)管理、隨機(jī)組卷、修改密碼四個(gè)模塊構(gòu)成。系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)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(tǒng)的一個(gè)核心模塊，其功能對(duì)登錄的學(xué)生進(jìn)行驗(yàn)證，驗(yàn)證后允許其參加考試，并由系統(tǒng)自動(dòng)進(jìn)行倒計(jì)時(shí)，時(shí)間一到立即鎖定計(jì)算機(jī)，不允許考生繼續(xù)答題；另一個(gè)重要功能是實(shí)現(xiàn)考生的考試結(jié)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(píng)分功能。自動(dòng)評(píng)分過(guò)程是：系統(tǒng)收到考生提交的答卷后，根據(jù)題目在試題庫(kù)中的編號(hào)找出其標(biāo)準(zhǔn)答案，對(duì)照標(biāo)準(zhǔn)答案對(duì)考生答卷進(jìn)行批改并計(jì)分，把成績(jī)返回給考生。
教師模塊中的重要模塊有題庫(kù)管理、隨機(jī)組卷、用戶(hù)管理三個(gè)模塊。用戶(hù)管理模塊主要實(shí)現(xiàn)用戶(hù)的添加、查詢(xún)、瀏覽、編輯、刪除功能。題庫(kù)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(shí)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(shí)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(jī)組卷功能經(jīng)過(guò)設(shè)定考試名稱(chēng)、總分、題型分布、分值分布、知識(shí)點(diǎn)范圍、考試時(shí)間和試卷有效期，再設(shè)定參加考試的學(xué)生就可以為每個(gè)考生隨機(jī)組出一套試卷。
2.3數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)
考試系統(tǒng)中數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)是考試系統(tǒng)開(kāi)發(fā)成功關(guān)鍵。根據(jù)前面提出的要求，在分析考試系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流后，經(jīng)過(guò)認(rèn)真的數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)，得出了一系列高效的、明確的數(shù)據(jù)表。其中對(duì)于題庫(kù)的設(shè)計(jì)是按一種題型一個(gè)表的方案來(lái)設(shè)計(jì)的，由于自動(dòng)評(píng)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(tǒng)中只采用了答案唯一的選擇題和填空題表。本系統(tǒng)中用到的重要的數(shù)據(jù)表有：題庫(kù)表、試卷表、考生表、知識(shí)點(diǎn)表、試卷考生表、教師表等六種數(shù)據(jù)表。主要數(shù)據(jù)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(shí)點(diǎn)字段關(guān)聯(lián)不同題型的數(shù)據(jù)表如表2中的知識(shí)點(diǎn)字段，通過(guò)該字段，對(duì)考題抽取范圍的知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行限制；表3試卷表中不同題型的知識(shí)點(diǎn)范圍字段也分別與不同題型表中的知識(shí)點(diǎn)字段字段進(jìn)行關(guān)聯(lián)，系統(tǒng)出卷時(shí)受這些關(guān)聯(lián)字段的條件限制。表3中試卷號(hào)字段與表4中試卷號(hào)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(hào)字段與表5學(xué)生表中的學(xué)號(hào)字段關(guān)聯(lián)，以此獲得學(xué)生信息。
2.4安全設(shè)計(jì)
考試系統(tǒng)安全設(shè)計(jì)十分重要，在設(shè)計(jì)時(shí)從以下幾個(gè)方面考慮了系統(tǒng)的安全性。
登錄驗(yàn)證。本系統(tǒng)在考生登錄和管理員登錄時(shí)都必須經(jīng)過(guò)密碼驗(yàn)證，只有驗(yàn)證通過(guò)方可登錄，否則不允許登錄。用戶(hù)登錄后，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)記錄用戶(hù)的登陸時(shí)間、IP地址，以及離線時(shí)間等信息。
數(shù)據(jù)庫(kù)安全考慮。為了防止題庫(kù)文件被非法下載，采用數(shù)據(jù)庫(kù)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)話級(jí)變量session(“l(fā)ogon”)驗(yàn)證是否為合法用戶(hù)，如果不合法，則自動(dòng)轉(zhuǎn)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(tǒng)。另外，還進(jìn)行響應(yīng)時(shí)間控制等。
3、網(wǎng)上預(yù)習(xí)測(cè)試系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)技術(shù)
網(wǎng)上預(yù)習(xí)測(cè)試系統(tǒng)主要采用ASP加數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)采用動(dòng)態(tài)網(wǎng)站編程語(yǔ)言ASP內(nèi)嵌VBScript、JavaScript腳本，查詢(xún)語(yǔ)言采用通用SQL查詢(xún)語(yǔ)句。后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)選用了微軟的ACCESS，因?yàn)楸鞠到y(tǒng)數(shù)據(jù)量不大，ACCESS數(shù)據(jù)庫(kù)可以滿(mǎn)該系統(tǒng)需要。可視化網(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(duì)象技術(shù)，用戶(hù)可以直接使用ActiveX組件調(diào)用對(duì)象方法和屬性，以簡(jiǎn)單的方式實(shí)現(xiàn)強(qiáng)大功能、動(dòng)態(tài)、交互的高性能WEB應(yīng)用程序。并且ASP程序運(yùn)行在服務(wù)器端，安全性好。運(yùn)用ASP提供的對(duì)象,可輕松實(shí)現(xiàn)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ASP程序中，使用ADO組件來(lái)訪問(wèn)后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)。運(yùn)用結(jié)構(gòu)化查詢(xún)語(yǔ)言SQL(Structured Query Language)來(lái)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行各種編輯、插入、更新、創(chuàng)建等操作。
4、結(jié)束語(yǔ)
實(shí)驗(yàn)教學(xué)中還存在著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(yàn)教學(xué)研究，把一些理論研究的成果與方法運(yùn)用于實(shí)驗(yàn)教學(xué)上，一定能大大促進(jìn)實(shí)驗(yàn)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(cè)試系統(tǒng)運(yùn)用于實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，提高了實(shí)驗(yàn)教學(xué)效率與管理水平。同時(shí)，該測(cè)試系統(tǒng)的應(yīng)用還減輕了教師批閱預(yù)習(xí)報(bào)告的工作量，學(xué)生也節(jié)約了抄寫(xiě)預(yù)習(xí)報(bào)告的時(shí)間，具有較大的實(shí)際意義。從我校實(shí)際運(yùn)用情況看，收到了良好的效果。
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