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摘要:本文闡述了網絡的應用和開發在教學環節中的意義,比較了C/S結構和B/S結構在網絡應用開發中的優缺點。在這個基礎上提出了一個基于web技術的輔助教學及考試系統,重點介紹了該系統的設計方案,所采用的主要技術,以及該系統所能實現的功能。并對系統的可擴展性作了探討。
關鍵字:WEB應用;輔助教學;考試系統;網上考試;ASP
Abstract:ThispaperdescribestheuseanddevelopmentoftheInternetintheteachingaspectofsignificance,comparedwiththeC/SandB/Sstructureofthenetwork’sstrengthsandweaknessesintheapplicationdevelopment.Onthisbasis,aWEB-basedtechnologytosupportteachingandexaminationsystem,thesystemfocusesonthedesignofthemaintechnologiesused,aswellasthesystemcanachieve.Andsystemscalabilityarediscussed.
Keyword:WEBapplication;teachingaids;examinationsystem;on-linetest;ASP
一、引言
目前,計算機和網絡的應用在各行各業已經很廣泛,尤其是在高校。校園網的建設已逐步完善,大多數學生也已經具備了利用網絡進行交流和學習的能力。但是在教學這個環節中,我們仍然過分依賴于傳統的教學模式,對于網絡的開發和應用程度遠遠不夠。即使是網絡教學系統,也是大多為靜態、無反饋的系統,很少提供在線練習與考試的功能。在教學改革工作的探討中,我們注意到了這一點,決定開發一個基于網絡的輔助教學和考試系統,用于計算機公共基礎課的教學環節。希望充分利用現有的計算機和網絡資源,提高教學效率和質量。該系統主要有以下兩個主要目的:
(1)成為學生學習"計算機公共基礎"課程的輔助工具。
在原有的教學模式中,學生只能對著書本進行上機練習,缺少相應的輔助軟件。我們的系統可以提供給學生大量的理論練習題和操作練習題,用于學生的網上練習及自我檢測知識。通過系統的交互功能,增強同學們的上機積極性;提高學習效率。
(2)用于網上考試。
在傳統的考試方式下,教師需要命題、閱卷、統計分數等等,工作量非常大。尤其當考生數量比較大時,閱卷和成績統計將十分煩瑣而且容易出錯。同時,由于"計算機公共基礎"是一門操作性十分強的課程,只憑理論考試難以檢測學生的掌握情況。本系統可用于期末等各階段的考試,不僅可以檢測學生的理論知識,還可以檢測操作水平,提高考試質量,并減輕教師的工作負擔和提高工作效率。
二、系統設計
基于數據庫和網絡應用的系統實現技術有多種,可以采用傳統的客戶機/服務器(C/S)架構,也可以采用目前流行的基于WEB的方式。
所謂客戶機/服務器(C/S)模式,即數據庫(比如,試題庫)內容放在遠程的服務器上,在客戶機上安裝相應軟件;C/S結構在技術上雖然很成熟,但該結構的程序往往只局限在在小型的局域網內部,不利于擴展。并且,該結構的每臺客戶機都需要安裝相應的客戶端程序。由于我們的系統是一個教學輔助和考試系統,擁有的用戶量比較多,因此,如果采用該結構,系統的安裝與維護工作比較繁重。同時,由于應用程序直接安裝在客戶機,客戶機直接和數據庫服務器交換數據,系統的安全性也受到一定影響。
基于WEB的方式其實是一種特殊的客戶/服務器方式,在這種方式中,客戶端是各種各樣的瀏覽器。為了區別于傳統的C/S模式,通常稱為瀏覽器/服務器(B/S)模式。B/S采用三層體系結構,即包括數據庫系統、應用服務器、客戶瀏覽器三部分。由于采用了互聯網的相關技術,B/S結構的系統開放性好,易維護、擴展??蛻魹g覽器只跟WEB服務器交換數據,數據安全性比較高。當然,B/S結構在網絡安全方面也有其弱點。在C/S結構中,應用程序是在客戶機上運行的獨立程序,如果這臺計算機安全的話,那么應用程序就是安全的。而在B/S結構中,眾多的客戶瀏覽器訪問同一個WEB服務器,WEB服務器會成為攻擊活動的對象。
根據C/S和B/S結構的特點,以及系統在教學中的實際使用情況,"計算機公共基礎"的輔助教學和考試系統的結構設計如下:面向廣大學生的功能模塊采用B/S結構,這使得系統的開放性和可擴展性相當好,系統的維護也比較方便。而且,對本系統而言,只有在考試的時候對網絡安全性要求比較高,而在考試的短時間內完成對WEB的入侵,可能性很小。
本系統的其他一些模塊(比如,評分,成績統計、打?。﹦t采用C/S結構。這主要是因為:
(1)這些工作相對來說比較集中,不需要眾多學生的參與;
(2)采用C/S結構后,學生不能通過WEB方式訪問一些非公開資料,這樣有利于系統的安全。
(3)瀏覽器的打印功能不是十分強大;某些工作(比如,評分)涉及到多種技術,用客戶機程序有一定的優勢。系統的設計思路如下:
(1)建立數據庫服務器和試題庫。在服務器上安裝NT(比如,ServicePack5)及數據庫管理系統MSSQLServer。題庫向廣大任課教師收集,具有覆蓋面廣,難易搭配合理,考核點準確等特點。試題庫匯總在服務器上,集中存儲管理,確保其可靠性。在數據庫服務器上同時存放學生的考試結果和成績。
(2)根據實際需要,應用服務器可以采用獨立的服務器,也可以與數據庫服務器共用一個物理服務器。考慮到現有機房的服務器上一般都是采用WindowsNT作為操作系統,因此我們在應用服務器上建立WEB時,采用微軟的IIS(MicrosoftInternetInformationServer4.0),為了系統的安全性,安裝微軟的ProxyServer作為服務器。當然,實際操作時更應該注重IIS本身的安全性。而IIS的安全性很大程度上依賴于NT的安全性,因此也要充分利用NT的安全特性。
(3)系統采用ASP技術作為服務器端腳本,實現與數據庫和其他應用互動的Web網頁。用戶運行環境為標準的中文瀏覽器環境(比如,IE4.0或以上版本),用戶只要具有一定的權限,并能通過瀏覽器訪問服務器上的Web站點,就可以使用題庫參加考試,以及輔助練習;練習題和試卷均按一定的組卷原則隨機抽題,并以HTML格式呈現。由于本系統涉及到操作能力的考核(比如,漢字錄入,WORD操作,Windows操作),在頁面中需要實現一些相對復雜而又獨立的功能。這些功能直接在網頁中很難實現,因此采用VisualBasic來編寫應用程序,并封裝成ActiveX控件置于頁面中,實現網頁中原本較難實現的功能。
(4)操作能力的考核也給評分和成績處理工作帶來一定的難度。考慮到只有教師有評分和成績處理的權力。同時,這些工作相對來說比較集中,因此,把
這部分功能處理成C/S結構的程序。評分部分綜合各種技術進行,以求得到較為客觀、公正的評分結果。此部分用VB和VC開發成一個獨立的客戶端程序。
(5)為了整個系統的安全和維護的方便,在系統中包含了管理模塊,設置有關參數,以及對系統進行必要的監控。只有系統管理員才有該模塊的操作權。
二、系統的主要模塊和功能
系統主要包括以下模塊:輔助教學子系統,考試子系統,評分及成績處理子系統,系統管理及維護子系統。
l輔助教學子系統:
練習題按知識點分類,以HTML格式呈現給學生。學生可以根據自己的學習要求,選取某個知識點的練習題,進行練習和自我評測。如果是理論知識題,可以查看參考答案;如果是操作練習題,可以查看操作提示。
l考試子系統
用于學生完成在線考試,只能在教師設定的考試時間啟動。學生登錄到考試子系統的網頁后,首先根據提示輸入學號/考號,。然后等待服務器抽取試題。服務器根據教師設定的考試參數,隨機抽取試題,以HTML格式呈現給學生。在考試過程中利用服務器的定時器限定考試時間,同時在頁面上動態地顯示出考試所剩時間,當考試時間到或考生點擊"交卷"按鈕時,則系統把考生答案傳送至服務器的數據庫中保存起來。本系統還提供成績查詢功能。
l評分及成績處理子系統
是一個獨立的客戶端程序。該模塊具有自動閱卷和成績統計功能,提高教師的工作效率。教師通過特定的權限登錄,選擇某場考試的試卷及答案,進行評分和成績統計,可以打印考試成績,也可以把學生的成績保存在數據庫中。其中,評分是一個難點,應結合試題特點,綜合利用各種技術,以求得到比較客觀的評分結果。
l系統管理及維護子系統
該模塊為考試過程的規范化和系統的安全性起一定的支撐作用,主要包括以下功能:
(1)設置試卷的一些整體屬性參數和題型結構參數;
(2)對考試時間、合法考生及其考號進行設置;每場考試前進行初始化操作。
(3)對一些歷史上的考試結果和成績庫進行刪除和清理工作;
(4)對用戶密碼及權限進行設置;
(5)對考試結果提供安全備份機制。
三、系統的擴展性
本系統的主要模塊采用的是B/S結構,該結構與互聯網緊密相連,擴展性十分好。如果今后的課程內容有所調整,只要對題庫和評分模塊作一些調整即可。同時,我們也可以結合其他課程的特點,對該系統作一些修改,用于其他課程的輔助教學和在線考試??梢哉f,該系統是今后教學和考試改革的一個很好的鋪墊。
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