關(guān)于網(wǎng)上實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)測試系統(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)報告寫得很好，但對實(shí)驗(yàn)的基本知識和內(nèi)容并不了解，原因是部分學(xué)生的實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報告是抄襲實(shí)驗(yàn)講義或其它同學(xué)而來的。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)目的就是一個急需解決的難題。筆者提出了一個利用現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，進(jìn)行網(wǎng)上預(yù)習(xí)測試的方法來解決這一難題。具體的做法是：在每次實(shí)驗(yàn)前，學(xué)生通過IE瀏覽器驗(yàn)證登錄到網(wǎng)上實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)測試系統(tǒng)中，完成網(wǎng)上測試并由計(jì)算機(jī)立即給出成績。這樣就能輕松完成測試任務(wù)。
2、網(wǎng)上實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)測試系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
網(wǎng)上實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)測試系統(tǒng)設(shè)計(jì)時必須考慮以下因素：一是系統(tǒng)要簡單易操作。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，所以考題要求簡單、明了，系統(tǒng)也要簡單易操作。二是要進(jìn)行時間限定。要求每位學(xué)生的考試不超過二十分鐘；三是要求計(jì)算機(jī)能夠立即自動評卷；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)庫服務(wù)器。當(dāng)用戶通過瀏覽器向網(wǎng)絡(luò)上的服務(wù)器發(fā)出請求時，Web服務(wù)器將其轉(zhuǎn)換成數(shù)據(jù)庫服務(wù)器能夠接受的形式，再通過數(shù)據(jù)網(wǎng)關(guān)與數(shù)據(jù)庫進(jìn)行數(shù)據(jù)交換，對數(shù)據(jù)庫的'訪問和應(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)層被分為三個相對獨(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)器對用戶進(jìn)行身份驗(yàn)證后用HTTP協(xié)議把所需的主頁傳送給客戶端，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)是接受用戶的請求。其過程是：首先執(zhí)行相應(yīng)的擴(kuò)展應(yīng)用程序與數(shù)據(jù)庫進(jìn)行連接，通過SQL等方式向數(shù)據(jù)庫提出數(shù)據(jù)處理申請，然后等待數(shù)據(jù)庫服務(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)器傳送回客戶端。
數(shù)據(jù)服務(wù)層(DataService)即數(shù)據(jù)庫服務(wù)器。該層位于數(shù)據(jù)庫服務(wù)器端。它的任務(wù)是接受Web服務(wù)器對數(shù)據(jù)庫操作的請求，實(shí)現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫查詢、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)在功能上要求簡單方便，系統(tǒng)分為學(xué)生和教師兩個模塊。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。教師模塊由用戶管理、題庫管理、隨機(jī)組卷、修改密碼四個模塊構(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)的一個核心模塊，其功能對登錄的學(xué)生進(jìn)行驗(yàn)證，驗(yàn)證后允許其參加考試，并由系統(tǒng)自動進(jìn)行倒計(jì)時，時間一到立即鎖定計(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，在這個功能中，考生只要確定自己答卷完畢，按一個確定鍵即可完成提交和自動評分功能。自動評分過程是：系統(tǒng)收到考生提交的答卷后，根據(jù)題目在試題庫中的編號找出其標(biāo)準(zhǔn)答案，對照標(biāo)準(zhǔn)答案對考生答卷進(jìn)行批改并計(jì)分，把成績返回給考生。
教師模塊中的重要模塊有題庫管理、隨機(jī)組卷、用戶管理三個模塊。用戶管理模塊主要實(shí)現(xiàn)用戶的添加、查詢、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(jī)組卷功能經(jīng)過設(shè)定考試名稱、總分、題型分布、分值分布、知識點(diǎn)范圍、考試時間和試卷有效期，再設(shè)定參加考試的學(xué)生就可以為每個考生隨機(jī)組出一套試卷。
2.3數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)
考試系統(tǒng)中數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)是考試系統(tǒng)開發(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)過認(rèn)真的數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)，得出了一系列高效的、明確的數(shù)據(jù)表。其中對于題庫的設(shè)計(jì)是按一種題型一個表的方案來設(shè)計(jì)的，由于自動評分、考試時間等條件的限制以及功能簡化的要求，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：題庫表、試卷表、考生表、知識點(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中的知識點(diǎn)字段，通過該字段，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(tǒng)出卷時受這些關(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(shè)計(jì)
考試系統(tǒng)安全設(shè)計(jì)十分重要，在設(shè)計(jì)時從以下幾個方面考慮了系統(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都必須經(jīng)過密碼驗(yàn)證，只有驗(yàn)證通過方可登錄，否則不允許登錄。用戶登錄后，系統(tǒng)會自動記錄用戶的登陸時間、IP地址，以及離線時間等信息。
數(shù)據(jù)庫安全考慮。為了防止題庫文件被非法下載，采用數(shù)據(jù)庫改名方法來控制。
頁面安全控制。每一個頁面通過一個會話級變量session(“l(fā)ogon”)驗(yàn)證是否為合法用戶，如果不合法，則自動轉(zhuǎn)到登陸頁面。通過程序控制服務(wù)器緩存頁面的讀取，這樣保證用戶離開考試后，非法用戶不能利用服務(wù)器緩存的頁面非法進(jìn)入系統(tǒng)。另外，還進(jìn)行響應(yīng)時間控制等。
3、網(wǎng)上預(yù)習(xí)測試系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)技術(shù)
網(wǎng)上預(yù)習(xí)測試系統(tǒng)主要采用ASP加數(shù)據(jù)庫技術(shù)來實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)采用動態(tài)網(wǎng)站編程語言ASP內(nèi)嵌VBScript、JavaScript腳本，查詢語言采用通用SQL查詢語句。后臺數(shù)據(jù)庫選用了微軟的ACCESS，因?yàn)楸鞠到y(tǒng)數(shù)據(jù)量不大，ACCESS數(shù)據(jù)庫可以滿該系統(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)站開發(fā)中常用的并為編程者所熟知的一種技術(shù)，通過使用ASP的組件和對象技術(shù)，用戶可以直接使用ActiveX組件調(diào)用對象方法和屬性，以簡單的方式實(shí)現(xiàn)強(qiáng)大功能、動態(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提供的對象,可輕松實(shí)現(xiàn)服務(wù)器與客戶端的信息交換、客戶端之間的信息交換等。在ASP程序中，使用ADO組件來訪問后臺數(shù)據(jù)庫。運(yùn)用結(jié)構(gòu)化查詢語言SQL(Structured Query Language)來對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行各種編輯、插入、更新、創(chuàng)建等操作。
4、結(jié)束語
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，該測試系統(tǒng)的應(yīng)用還減輕了教師批閱預(yù)習(xí)報告的工作量，學(xué)生也節(jié)約了抄寫預(yù)習(xí)報告的時間，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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