關於網上實驗預習測試系統設計與實現的論文
關於網上實驗預習測試系統設計與實現的論文
1、引言 在傳統的實驗教學中，實驗教師要求學生在每次實驗前對將要做的實驗進行預習，並完成實驗預習報告。在實際教學中教師發現，有很多同學雖然預習報告寫得很好，但對實驗的基本知識和內容並不瞭解，原因是部分學生的實驗預習報告是抄襲實驗講義或其它同學而來的。那麼如何有效地督促學生進行實驗前的預習，達到真正的實驗預習目的就是一個急需解決的難題。筆者提出了一個利用現代網路技術，進行網上預習測試的方法來解決這一難題。具體的做法是：在每次實驗前，學生透過IE瀏覽器驗證登入到網上實驗預習測試系統中，完成網上測試並由計算機立即給出成績。這樣就能輕鬆完成測試任務。
2、網上實驗預習測試系統的設計
網上實驗預習測試系統設計時必須考慮以下因素：一是系統要簡單易操作。該系統只是考查學生的實驗預習情況，如是否瞭解本次實驗所需儀器、實驗的基本原理、基本概念等，所以考題要求簡單、明瞭，系統也要簡單易操作。二是要進行時間限定。要求每位學生的考試不超過二十分鐘；三是要求計算機能夠立即自動評卷；四是要求考試系統能隨機組題，併產生多套試卷；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採用了基於B/S方式的Web三層模型：在此模型中，客戶機上執行的應用程式是IE瀏覽器，中間層是Web伺服器和伺服器擴充套件程式，底層是資料庫伺服器。當用戶透過瀏覽器向網路上的伺服器發出請求時，Web伺服器將其轉換成資料庫伺服器能夠接受的形式，再透過資料閘道器與資料庫進行資料交換，對資料庫的'訪問和應用程式的執行在伺服器上完成。在B/S三層體系結構下,表示層、應用邏輯層、資料服務層被分為三個相對獨立的單元，如圖1所示。
表示層(Presentation)即Web瀏覽器。該層位於客戶端，它的任務是向Web伺服器提出服務請求， Web伺服器對使用者進行身份驗證後用HTTP協議把所需的主頁傳送給客戶端，並把它顯示在Web瀏覽器上。
應用邏輯層(BusinessLogic)即具有應用程式擴充套件功能的Web伺服器。該層中包含系統的事務處理邏輯，位於Web伺服器端。它的任務是接受使用者的請求。其過程是：首先執行相應的擴充套件應用程式與資料庫進行連線，透過SQL等方式向資料庫提出資料處理申請，然後等待資料庫伺服器將資料處理的結果提交給Web伺服器，最後由Web伺服器傳送回客戶端。
資料服務層(DataService)即資料庫伺服器。該層位於資料庫伺服器端。它的任務是接受Web伺服器對資料庫操作的請求，實現對資料庫查詢、修改、更新等操作，把執行結果提交給Web伺服器。
2.2功能設計
本系統在功能上要求簡單方便，系統分為學生和教師兩個模組。學生模組完成學生登入驗證、密碼修改、網上考試的功能。教師模組由使用者管理、題庫管理、隨機組卷、修改密碼四個模組構成。系統功能結構如圖2所示。主要模組功能介紹如下：
學生模組是考試系統的一個核心模組，其功能對登入的學生進行驗證，驗證後允許其參加考試，並由系統自動進行倒計時，時間一到立即鎖定計算機，不允許考生繼續答題；另一個重要功能是實現考生的考試結果的提交功能，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：系統收到考生提交的答卷後，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行批改並計分，把成績返回給考生。
教師模組中的重要模組有題庫管理、隨機組卷、使用者管理三個模組。使用者管理模組主要實現使用者的新增、查詢、瀏覽、編輯、刪除功能。題庫管理模組是教師模組中的核心模組之一，主要由試題檢索、知識點管理、選擇題管理和填空題管理模組組成。完成試題檢索功能，知識點的新增、刪除、編輯、瀏覽功能，選擇題和填空題的新增、刪除、編輯、瀏覽功能等。隨機組卷功能經過設定考試名稱、總分、題型分佈、分值分佈、知識點範圍、考試時間和試卷有效期，再設定參加考試的學生就可以為每個考生隨機組出一套試卷。
2.3資料庫設計
考試系統中資料庫設計是考試系統開發成功關鍵。根據前面提出的要求，在分析考試系統的資料流後，經過認真的資料庫設計，得出了一系列高效的、明確的資料表。其中對於題庫的設計是按一種題型一個表的方案來設計的，由於自動評分、考試時間等條件的限制以及功能簡化的要求，本系統中只採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資料表有：題庫表、試卷表、考生表、知識點表、試卷考生表、教師表等六種資料表。主要資料表字段意義及關聯關係如圖3所示：
該圖中表1中的知識點欄位關聯不同題型的資料表如表2中的知識點欄位，透過該欄位，對考題抽取範圍的知識點進行限制；表3試卷表中不同題型的知識點範圍欄位也分別與不同題型表中的知識點欄位欄位進行關聯，系統出卷時受這些關聯欄位的條件限制。表3中試卷號欄位與表4中試卷號欄位關聯，將抽取的試卷分配給不同考生。表4試卷考生表中的學號欄位與表5學生表中的學號欄位關聯，以此獲得學生資訊。
2.4安全設計
考試系統安全設計十分重要，在設計時從以下幾個方面考慮了系統的安全性。
登入驗證。本系統在考生登入和管理員登入時都必須經過密碼驗證，只有驗證透過方可登入，否則不允許登入。使用者登入後，系統會自動記錄使用者的登陸時間、IP地址，以及離線時間等資訊。
資料庫安全考慮。為了防止題庫檔案被非法下載，採用資料庫改名方法來控制。
頁面安全控制。每一個頁面透過一個會話級變數session(“logon”)驗證是否為合法使用者，如果不合法，則自動轉到登陸頁面。透過程式控制伺服器快取頁面的讀取，這樣保證使用者離開考試後，非法使用者不能利用伺服器快取的頁面非法進入系統。另外，還進行響應時間控制等。
3、網上預習測試系統的實現技術
網上預習測試系統主要採用ASP加資料庫技術來實現。系統採用動態網站程式語言ASP內嵌VBScript、JavaScript指令碼，查詢語言採用通用SQL查詢語句。後臺資料庫選用了微軟的ACCESS，因為本系統資料量不大，ACCESS資料庫可以滿該系統需要。視覺化網站製作工具採用流行的Dreamweaver4.0軟體。
ASP技術是目前網站開發中常用的併為程式設計者所熟知的一種技術，透過使用ASP的元件和物件技術，使用者可以直接使用ActiveX元件呼叫物件方法和屬性，以簡單的方式實現強大功能、動態、互動的高效能WEB應用程式。並且ASP程式執行在伺服器端，安全性好。運用ASP提供的物件,可輕鬆實現伺服器與客戶端的資訊交換、客戶端之間的資訊交換等。在ASP程式中，使用ADO元件來訪問後臺資料庫。運用結構化查詢語言SQL(Structured Query Language)來對資料庫進行各種編輯、插入、更新、建立等操作。
4、結束語
實驗教學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驗教學研究，把一些理論研究的成果與方法運用於實驗教學上，一定能大大促進實驗教學與管理的進步。本文就是一種將理論教學上常用的網上測試系統運用於實驗教學中，提高了實驗教學效率與管理水平。同時，該測試系統的應用還減輕了教師批閱預習報告的工作量，學生也節約了抄寫預習報告的時間，具有較大的實際意義。從我校實際運用情況看，收到了良好的效果。