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摘要:本文阐述了网络的应用和开发在教学环节中的意义,比较了C/S结构和B/S结构在网络应用开发中的优缺点。在这个基础上提出了一个基于web技术的辅助教学及考试系统,重点介绍了该系统的设计方案,所采用的主要技术,以及该系统所能实现的功能。并对系统的可扩展性作了探讨。
关键字:WEB应用;辅助教学;考试系统;网上考试;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,计算机和网络的应用在各行各业已经很广泛,尤其是在高校。校园网的建设已逐步完善,大多数学生也已经具备了利用网络进行交流和学习的能力。但是在教学这个环节中,我们仍然过分依赖于传统的教学模式,对于网络的开发和应用程度远远不够。即使是网络教学系统,也是大多为静态、无反馈的系统,很少提供在线练习与考试的功能。在教学改革工作的探讨中,我们注意到了这一点,决定开发一个基于网络的辅助教学和考试系统,用于计算机公共基础课的教学环节。希望充分利用现有的计算机和网络资源,提高教学效率和质量。该系统主要有以下两个主要目的:
(1)成为学生学习"计算机公共基础"课程的辅助工具。
在原有的教学模式中,学生只能对着书本进行上机练习,缺少相应的辅助软件。我们的系统可以提供给学生大量的理论练习题和操作练习题,用于学生的网上练习及自我检测知识。通过系统的交互功能,增强同学们的上机积极性;提高学习效率。
(2)用于网上考试。
在传统的考试方式下,教师需要命题、阅卷、统计分数等等,工作量非常大。尤其当考生数量比较大时,阅卷和成绩统计将十分烦琐而且容易出错。同时,由于"计算机公共基础"是一门操作性十分强的课程,只凭理论考试难以检测学生的掌握情况。本系统可用于期末等各阶段的考试,不仅可以检测学生的理论知识,还可以检测操作水平,提高考试质量,并减轻教师的工作负担和提高工作效率。
二、系统设计
基于数据库和网络应用的系统实现技术有多种,可以采用传统的客户机/服务器(C/S)架构,也可以采用目前流行的基于WEB的方式。
所谓客户机/服务器(C/S)模式,即数据库(比如,试题库)内容放在远程的服务器上,在客户机上安装相应软件;C/S结构在技术上虽然很成熟,但该结构的程序往往只局限在在小型的局域网内部,不利于扩展。并且,该结构的每台客户机都需要安装相应的客户端程序。由于我们的系统是一个教学辅助和考试系统,拥有的用户量比较多,因此,如果采用该结构,系统的安装与维护工作比较繁重。同时,由于应用程序直接安装在客户机,客户机直接和数据库服务器交换数据,系统的安全性也受到一定影响。
基于WEB的方式其实是一种特殊的客户/服务器方式,在这种方式中,客户端是各种各样的浏览器。为了区别于传统的C/S模式,通常称为浏览器/服务器(B/S)模式。B/S采用三层体系结构,即包括数据库系统、应用服务器、客户浏览器三部分。由于采用了互联网的相关技术,B/S结构的系统开放性好,易维护、扩展。客户浏览器只跟WEB服务器交换数据,数据安全性比较高。当然,B/S结构在网络安全方面也有其弱点。在C/S结构中,应用程序是在客户机上运行的独立程序,如果这台计算机安全的话,那么应用程序就是安全的。而在B/S结构中,众多的客户浏览器访问同一个WEB服务器,WEB服务器会成为攻击活动的对象。
根据C/S和B/S结构的特点,以及系统在教学中的实际使用情况,"计算机公共基础"的辅助教学和考试系统的结构设计如下:面向广大学生的功能模块采用B/S结构,这使得系统的开放性和可扩展性相当好,系统的维护也比较方便。而且,对本系统而言,只有在考试的时候对网络安全性要求比较高,而在考试的短时间内完成对WEB的入侵,可能性很小。
本系统的其他一些模块(比如,评分,成绩统计、打印)则采用C/S结构。这主要是因为:
(1)这些工作相对来说比较集中,不需要众多学生的参与;
(2)采用C/S结构后,学生不能通过WEB方式访问一些非公开资料,这样有利于系统的安全。
(3)浏览器的打印功能不是十分强大;某些工作(比如,评分)涉及到多种技术,用客户机程序有一定的优势。系统的设计思路如下:
(1)建立数据库服务器和试题库。在服务器上安装NT(比如,ServicePack5)及数据库管理系统MSSQLServer。题库向广大任课教师收集,具有覆盖面广,难易搭配合理,考核点准确等特点。试题库汇总在服务器上,集中存储管理,确保其可靠性。在数据库服务器上同时存放学生的考试结果和成绩。
(2)根据实际需要,应用服务器可以采用独立的服务器,也可以与数据库服务器共用一个物理服务器。考虑到现有机房的服务器上一般都是采用WindowsNT作为操作系统,因此我们在应用服务器上建立WEB时,采用微软的IIS(MicrosoftInternetInformationServer4.0),为了系统的安全性,安装微软的ProxyServer作为服务器。当然,实际操作时更应该注重IIS本身的安全性。而IIS的安全性很大程度上依赖于NT的安全性,因此也要充分利用NT的安全特性。
(3)系统采用ASP技术作为服务器端脚本,实现与数据库和其他应用互动的Web网页。用户运行环境为标准的中文浏览器环境(比如,IE4.0或以上版本),用户只要具有一定的权限,并能通过浏览器访问服务器上的Web站点,就可以使用题库参加考试,以及辅助练习;练习题和试卷均按一定的组卷原则随机抽题,并以HTML格式呈现。由于本系统涉及到操作能力的考核(比如,汉字录入,WORD操作,Windows操作),在页面中需要实现一些相对复杂而又独立的功能。这些功能直接在网页中很难实现,因此采用VisualBasic来编写应用程序,并封装成ActiveX控件置于页面中,实现网页中原本较难实现的功能。
(4)操作能力的考核也给评分和成绩处理工作带来一定的难度。考虑到只有教师有评分和成绩处理的权力。同时,这些工作相对来说比较集中,因此,把
这部分功能处理成C/S结构的程序。评分部分综合各种技术进行,以求得到较为客观、公正的评分结果。此部分用VB和VC开发成一个独立的客户端程序。
(5)为了整个系统的安全和维护的方便,在系统中包含了管理模块,设置有关参数,以及对系统进行必要的监控。只有系统管理员才有该模块的操作权。
二、系统的主要模块和功能
系统主要包括以下模块:辅助教学子系统,考试子系统,评分及成绩处理子系统,系统管理及维护子系统。
l辅助教学子系统:
练习题按知识点分类,以HTML格式呈现给学生。学生可以根据自己的学习要求,选取某个知识点的练习题,进行练习和自我评测。如果是理论知识题,可以查看参考答案;如果是操作练习题,可以查看操作提示。
l考试子系统
用于学生完成在线考试,只能在教师设定的考试时间启动。学生登录到考试子系统的网页后,首先根据提示输入学号/考号,。然后等待服务器抽取试题。服务器根据教师设定的考试参数,随机抽取试题,以HTML格式呈现给学生。在考试过程中利用服务器的定时器限定考试时间,同时在页面上动态地显示出考试所剩时间,当考试时间到或考生点击"交卷"按钮时,则系统把考生答案传送至服务器的数据库中保存起来。本系统还提供成绩查询功能。
l评分及成绩处理子系统
是一个独立的客户端程序。该模块具有自动阅卷和成绩统计功能,提高教师的工作效率。教师通过特定的权限登录,选择某场考试的试卷及答案,进行评分和成绩统计,可以打印考试成绩,也可以把学生的成绩保存在数据库中。其中,评分是一个难点,应结合试题特点,综合利用各种技术,以求得到比较客观的评分结果。
l系统管理及维护子系统
该模块为考试过程的规范化和系统的安全性起一定的支撑作用,主要包括以下功能:
(1)设置试卷的一些整体属性参数和题型结构参数;
(2)对考试时间、合法考生及其考号进行设置;每场考试前进行初始化操作。
(3)对一些历史上的考试结果和成绩库进行删除和清理工作;
(4)对用户密码及权限进行设置;
(5)对考试结果提供安全备份机制。
三、系统的扩展性
本系统的主要模块采用的是B/S结构,该结构与互联网紧密相连,扩展性十分好。如果今后的课程内容有所调整,只要对题库和评分模块作一些调整即可。同时,我们也可以结合其他课程的特点,对该系统作一些修改,用于其他课程的辅助教学和在线考试。可以说,该系统是今后教学和考试改革的一个很好的铺垫。
参考文献:
1.JeffR.Dillon,StevenW.Linthicum,《IIS4.0MCSE学习指南》,清华大学出版社,1999年6月
2.书生,《ASP教程》,/netstudy/aspteach/,1999~2001
3.EvangelosPetroutsos著,周予滨等译,《使用VisualBasic5开发ActiveX》,水利电力出版社,1998年9月
4.叶凌伟,陈雁,邓亚平,计算机考试系统的研究与建设,《网络世界》,1999.10,第40期