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srp论文初稿
基础物理实验的无纸化考试系统的开发研究
李雄张巍王胜光
(石河子大学理学院数学系,石河子832000)
摘要:
网络的迅速发展为传统考试提供了电子考试的新途径,也解决了传统的纸化考试速度慢、步骤多、阅卷工作量大和存在不公平因素等不足之处,并提高了教学的灵活性。
一个完善的在线考试系统可以使学生及时检测自己的学习效果,发现自己的不足,从而查漏补缺,更好的提高学习效率。
本在线考试系统,题目自动生成、试卷的提交、成绩的批阅等都是在网上自动完成的,为本专业物理实验考试提供了便捷的途径。
系统采用VisualBasic6.0+SQLServer2000开发设计的,界面友好,数据库管理简便。
关键词:
无纸化考试;数据库设计;基础物理实验;VisualBasic6.0
ThePaperlessExaminationSystemofBasicPhysicalExperiments
LiXiong,Zhangwei,WangShengGuang
(collegeofshihezi,shihezi832000)
Abstract:
Thenetworkrapidlyexpandhasprovidedtheelectronictestnewwayforthetraditionaltest,alsosolvedthetraditionalpapertestspeedtobeslow,thestepmany,examinedtestpaperstheworkloadtobebiganddeficienciesandsoonexistenceunfairfactor,andenhancedtheteachingflexibility.Aperfectonlinetestsystemmaycausethestudenttoexamineownstudyeffectpromptly,discoversowninsufficiency,thustheleakfindingfillsavacancy,betterenhancementstudyefficiency.Thisonlinetestsystem,thetopicautomaticproduction,theexaminationpapersubmission,theresultreviewandsoonareon-linecompleteautomatically,hasprovidedtheconvenientwayforthisspecializedphysicaltest.ThesystemisdesignedintheframeworkofVisualBasic6.0+SQLServer2000,thecontactsurfaceisfriendly,andthedatabankadministrationissimple.
Keywords:
Paperlessexamination;Database;basicexperimentofphysics;VisualBasic6.0
1.引言
1.1研究背景
随着社会经济的迅速发展和科学技术的全面进步,以计算机与通信技术为基础的信息系统正处于蓬勃发展的时期。
随着经济文化水平的日以提高,人们对生活质量及工作环境的要求也越来越高。
信息和数据的利用与处理作为人们生活中的必不可少的一部分在人类的社会生产活动中有着举足轻重的作用,并且在现代社会中越来越受到广泛的重视。
与此同时,人们对信息和数据的利用与处理也已进入自动化、网络化、社会化阶段。
因此,开发各种智能管理系统已成为各行各业的共同需求。
其中,各种考试的计算机自动化管理早就引起人们的关注。
随着我国高校的普遍扩招,在校生数量日渐庞大,如何应对相应增长的考试工作量,如何有效利用计算机自动化管理潜力,从而实现各种考试的全程自动化控制与管理,成为一个大众化的课题。
在计算机飞速发展的今天,将计算机这一信息处理应用于日常考试中已经是势在必行,而且这也将为考务管理带来前所未有的改变,它可以带来意想不到的效果,它给各类学校带来诸多便利,节省了大量的人力物力,同时也使考试更加公平公正,带来了明显的经济效益和社会效益。
传统的计算机考试方法是考生上机考试,存盘,交盘,阅卷老师在阅卷的时候一份一份从磁盘里把卷子调出来然后进行批阅。
从其中工作流程来看传统的方法存在着信息录入录出过程烦琐,速度慢、效率低、出错率高、无法及时更改信息等缺点。
从技术上来分析,老式的计算机考试是单机操作的,不适宜大量考生同时考试,没有实现在线考试。
随着参加计算机技术考试的人员增多,传统考试的工作量也越来越大。
想要继续完全依靠人工手段及时地对大量信息进行收集、处理、分析已经越来越困难。
因此,改变传统的考试模式,实现考试中的自动出题、大量考生同时在线考试、答案自动上传服务器和服务器端自动进行相关处理的一系列自动化管理已势在必行。
1.2目前无纸化考试的发展状况
在国外,计算机辅助考试方面的研究开展得很早,无纸化考试作为计算机辅助考试的发展方向已经得到了广泛的应用。
计算机辅助考试自20世纪60年代初在美国诞生至今已经过了40多年的发展。
早期的计算机考试系统其操作平台多为DOS系统,所支持的考试和评分也是处理基于DOS的各种应用程序和数据。
后来,随着微机操作系统由DOS转向Windows平台,对考试系统也提出了新的要求,即考试系统应该支持Windows平台下的考试、评分处理。
此外,对考试系统的整体功能也提出了更高的要求,要求考试系统对考试的全过程实行全部的管理和控制,即从考前的数据处理如考生的数据录入、考号生成和编排考场,到考试的实施与评分,直到最后的分数处理,全部由计算机管理和控制,从而实现考试的无纸化及全计算机化,无纸化考试系统已经成为计算机辅助考试系统的发展趋势。
近年来,随着计算机及通信技术为代表的信息技术进一步发展,各种各样的无纸化考试系统也应运而生,但整个考试流程仍然基本相同,大致分为:
命题、考生报名、考生登录、获取试题、开始考试、提交试卷和系统评分等。
由于各种考试系统都有很强的针对性,所以其考试模式各不相同。
根据考试系统模式的不同可以分为两大类:
单机模式和网络模式,而网络模式又可分为B/S模式和C/S模式。
(1)单机模式:
考试在单机上进行,分为两种方法。
第一种方法,将整个系统(包括系统管理和考试系统)都安装在单机中,参与考试的所有机器都要安装同样的系统。
这种方法的缺点是重复安装系统耗费大量时间,而且对系统安全性和成绩回收都有较高的要求,考务管理的工作量以及系统升级维护工作量都相当大,而优点则是保持了系统的完整性。
全国计算机等级考试的单机版就是这样实现的。
第二种方法,将系统管理模块安装在管理员的一台专用计算机中,由它来生成考卷。
将己经生成的考卷和考试系统安装在考试计算机中。
这时,通常用一块软盘存储考试系统和相关考卷。
考生的答卷就存放在软盘中,考生考完以后,收回软盘,再由管理员的专用计算机进行改卷。
这种方法在考务管理的工作量、信息安全和成绩回收上都存在重大缺陷,但其优点是组织考试比较灵活,管理人员不需要特别严格的培训,且系统使用的地域范围广。
因此,这种方法还大量存在于一般的中、小型考试中。
某些地方的机动车驾驶员上机考试和某些高校学生计算机考试常采用这种模式。
(2)网络模式:
考试通过互联网(Internet)或者局域网(LAN)进行,根据考试系统的软件架构分为C/S模式和B/S模式。
C/S模式主要由客户应用程序、服务器管理程序和中间件三个部分组成。
在服务器上安装考试服务器端的软件及数据服务器,为学生分配考试试题;在客户机上安装客户端软件,考生在客户机上考试,从服务器上获取试题,数据保存在数据服务器上。
C/S模式具有较强的交互性,在C/S模式中,客户端有一套完整应用程序,在出错提示和在线帮助等方面都有强大的功能;其次,C/S模式提供了更安全的存取模式。
全国计算机等级考试网络版、全国计算机职业技能考试等都采用了这种模式。
这种模式的考试系统中具有代表性的是由美国Prometric公司提供的通用考试平台,它开创了计算机化考试技术和管理标准,在世界的6大洲141个国家建立认证考试网络,可用25种不同语言提供2400多种考试,涉及IT领域证书认证、学业考试和职业证书考试等。
B/S模式是一种以Web技术为基础的系统平台模式,它把传统C/S模式中的客户端用网络浏览器来代替,服务器部分则分解为一个数据服务器与一个或多个应用服务器(Web服务器),从而构成一个三层结构的客户/服务器体系。
B/S模式的考试系统及题库的维护工作几乎全部集中在服务器端,提高了系统管理的效率。
B/S模式采用点对多点、多点对多点这种开放的结构模式,并采用TCP/IP这一类运用于Internet的开放性协议,其安全性只能由数据服务器上管理密码的数据库来保证。
因此对数据安全性没有很高要求的考试系统都适合采用这种模式,例如一些学科的课程考试系统和部分专业的网上测试系统。
2.系统需求
2.1需求分析
在线考试系统具有多用户同时在线考试、考试时间控制、自动判卷、题库维护以及用户管理等功能。
本系统主要针对我校的物理实验理论考试,可以帮助学校的考试事务提高工作效率,实现考试信息管理以及考试流程的系统化、规范化和自动化。
本系统采用集中式的信息数据库,考生随机制取考试题目,对高等学校作弊成风的坏习惯起到一定的遏制作用,同时减轻了监考、判卷人员的工作任务,减少了人员配置,降低了管理成本,方便教师及时统计考试结果。
与此同时提高了考试的质量,从而使考试更趋于公证、客观,更加激发学生的学习兴趣。
例如,目前许多国际著名的计算机公司所举办的各种认证考试绝大部分采用这种方式。
主要研究内容包括以下几个方面:
(1)无纸化考试系统总体设计。
(2)试题库的建立和维护。
(3)实现以指定策略自动组卷。
(4)实现计算机辅助完成考生报名、考场安排和考场监控等考务管理过程。
(5)开发适应多种题型的考试客户端,实现考试过程的无纸化。
(6)实现系统自动评分和结果统计。
2.2可行性分析
一、经济可行性分析
在线考试系统中题目的生成、试卷的提交、成绩的批阅等都可以在网上自动完成。
只要形成一套成熟的题库就可以实现考试的自动化。
这样一来,教师所要做的工作只是精心设计题目、维护题库,而不是组织考试,从而大大减轻了教师的负担,也减少了财政支出,这表明其经济是相当可观的。
二、技术可行性分析
我院物理重点实验室已建成,局域网已经相当完备,正符合微软开发的SQLServer2000使用环境,而VisualBasic与SQLServer2000数据库紧密结合,给应用程序的开发和使用提供了很好的软硬件环境。
本系统以VisualBasic作为前台开发语言,以SQLServer2000作为后台数据库。
在技术上实现了在线考试系统的开发是可行的。
3.系统设计
3.1系统设计目标
本考试系统是本着经济、适用、便捷、高效的原则,为考试管理者和考生提供一个高效工、便捷而又轻松的考试环境,具体实现目标如下:
一、系统设计:
采用人机对话方式,界面友好,使用简便、快捷,数据存储安全又可靠。
二、实现题库的维护:
添加、删除、修改试题等功能,只有管理员才有这个权限。
三、用户的维护:
用户的添加、删除、修改等功能,其中管理员可以对用户的信息进行管理,考生可以修改自己的密码。
四、考试的管理:
管理人员可以对考试时间、考试试题类型比例进行设置。
只有没有参加过考试的考生才可以进行考试界面参加考试。
五、分数查询:
管理员可以对一个学生的成绩进行查询,考生可以查询自己的考试成绩。
3.2系统模块
根据系统的功能需求和系统目标,本系统设计的模块如图3.1所示。
图3.1系统功能模块图
3.2.1登陆模块
根据不同的用户权限赋予用户不同的操作,考生只允许进入考生界面,管理员只允许进入管理员界面。
3.2.2考生模块
考生可以修改密码、参加考试、查询成绩,没有参加考试的考生可以参加考试,参加过考试的考生可以查询自己的考试成绩。
图3.2 流程
3.2.3考试模块
考生可以根据自己的答题爱好选择题目类型,在考试过程中可以修改已提交过的答案,系统显示必要的时间,时间到了以
后强制考生交卷。
3.2.4管理模块
管理员可以进行维护题库、设定与考试有关的参数、管理用户、查分等操作。
流程图如图3.2所示。
4.构建开发环境
4.1前台开发工具
我们选用的前台开发工具是VisualBasic(简称VB),是一个可视化的开发平台。
VisualBasic是1998年微软在推出的一整套可视化平台VisualStudio6.0的基础上推出的一个套件,其版本为6.0.
VisualBasic6.0并不是简单的开发数据系统的工具,而是一个综合性的开发Windows操作系统下的应用程序的平台。
由于其简单易学、功能强大,无论是初学者还是专业的开发人员,都可以在很短的时间内掌握该平台的开发方法。
编写出功能强大的应用系统,这也是本系统选择该平台的原因。
VisualBasic6.0提供了3种版本:
一、学习版:
最简单的版本。
二、专业版:
功能比学习版更强大的版本。
三、企业版:
功能最强大的版本,包括了专业版的全部功能。
本系统选择的VisualBasic6.0企业版。
4.2SQLServer2000客户机和服务器
在VB所在的开发计算机上必须同时安装SQLServer2000客户机软件。
SQLServer2000客户机软件表现为一组SQLServer2000服务器的图形管理工具,如企业管理器、查询分析器等。
SQLServer2000服务器在网络中提供数据库访问和管理服务。
本系统的开发环境所有的3个逻辑部分都位于物理上同一台计算机上,但其结构仍然遵循严格的3层结构。
VB只能先和SQLServer2000客户机通信,SQLServer2000客户机然后和SQLServer2000服务器通信,VB不能直接和SQLServer2000服务器通信。
这是因为SQLServer2000网络之间采用特殊的TBS(表格数据流)协议的缘故。
SQLServer2000的全名是MicrosoftSQLServer2000,是大名鼎鼎的微软公司于2000年推出的一款数据库软件产品中,2000是其版本号。
SQLServer2000是一个系列产品。
微软根据不同的用户需求量身打造了4个不同的版本,用户选择什么样的版本主要根据经济实力、技术要求和软硬件来决定。
SQLServer2000的4个版本如下表4.1所示。
版本名称
功能特点
主要用途
企业版
支持所有可用功能,最多32个CPU、64GB内存
企业级商业应用
标准版
功能次之,最大4个CPU、2GB内存
工作组/部门中小商业应用
个人版
包含全部管理工具和标准版的大多功能
个人或小型的工作组应用
开发版
开发版上增加了对终端用户的授权许可验证功能
适合开发技术人员应用
4.3安装需求
一、OS环境需求如表4.2所示。
版本名称
最低需求
企业版
WindowsNT4.0Server(SP5)、Windows2000AdvancedServer、Windows2000Data
CenterServer、WindowsServer2003
标准版
WindowsNT4.0Server(SP5)、Windows2000AdvancedServer、Windows2000Data
CenterServer、WindowsServer2003、Windows2000Server
个人版
Windows98、WindowsMe、WindowsNTWorkstation4.0(SP5)、Windows2000Professional、
WindowsXPHome/Professional、所有更高级的Windows版本
开发版
WindowsNTWorkstation4.0(SP5)、Windows2000Professional、WindowsXPProfessional、所有更高级的Windows版本
客户机
Windows98、WindowsMe、Windows2000Professional、WindowsXPHome/Professional、所有更高级的Windows版本
二、硬件环境需求如表4.3所示。
硬件
最低需求
CPU
Intel或兼容机,Pentium166MHz或更高
内存
至少64MB,建议128MB或更多
硬盘
SQLServer数据库组件:
95MB—270MB,一般为250MB
监视器
VGA或更高,图形工具要求800×600像素或更高分辨率
光驱
基本配置
网卡
10/100Mbps兼容网卡
三、网络环境需求如表4.5所示。
网络组件
最低需求
IE浏览器
5.0及以上版本
IIS
编写XML程序才需要
SQLServer2000简单易学,功能强大,与Windows平台紧密集成,也是本系统选择此数据库的原因。
4.4本系统开发的具体环境
一、操作系统:
WindowsXPProfessional中文版。
二、网络参数:
IP地址为192.168.100.89。
三、计算机NetBIOS名称:
apple。
四、开发平台:
VisualBasic6.0中文企业版。
五、数据库:
SQLServer2000中文个人版,安装补丁ServicePack3。
前台开发工具(VB)与后台数据库(SQLServer2000)的连接。
4.5ADO控件的简介
在VB数据库程序中,首先要通过ADO控件来连接SQLServer2000数据库,然后通过显示数据的控件来显示数据。
ADO,是ActiveXDataObject(ActiveX数据对象)的英文简写。
ADO是微软公司开发的数据库访问组件。
包括VisualBasic、VisualC、VisualC++及最新的.NET开发平台等都支持利用ADO组件来访问数据库。
因此我们就可以在VB程序中使用ADO对象来访问数据库。
ADO好比一个工具箱,工具就是各种ADO对象。
只需要了解ADO的属性、方法和事件,就可以快速开发出数据库应用程序。
ADO控件的属性、方法和事件就好比是积木上的各种接口,我们只需要熟悉这些接口和前台数据库程序中的ActiveX控件的接口如何衔接就可以了。
如果我们把SQLServer2000服务器比喻为水库,把数据比喻为水的话,那么ADO对象就是铺设的自来水管道。
ADO连接字符串:
Provider=SQLOLEDB.1;IntegratedSecurity=SSPI;PersistSecurityInfo=False;InitialCatalog=Northwind;DataSource=mynetserver
字符串参数含义如表4.6所示。
参数
参数含义
Provider
使用的驱动程序
IntegratedSecurity
是否集成了安全,表示使用Windows身份验证模式来验证用户的身份和密码,SSPI(SecuritySupportProviderInterface)即安全支持提供者接口
PersistSecurityInfo
是否永久保存安全性信息
InitialCatalog
初始数据库
DataSource
数据源,即服务器名称
ADO的分类,ADO技术在实现上又分为ADODC和ADODB两种。
两者的功能几乎完全一样,只是在实现的具体方式上有所不同。
ADODC是一个图形化的ActiveX控件,而ADODB不以图形化控件的方式出现。
ADODC控件提供了有限的一些接口参数、属性和方法,通过简单的配置后就可以掌握该控件的使用方法,但灵活性有限。
要通过ADO技术开发出强大的、灵活的数据库项目,就需要要ADODB编程技术。
如果把ADO技术比喻为相机的话,ADODC就好比是傻瓜的相机,而ADODB好比是可以自动调节焦距和光圈的高级相机。
本系统使用了ADODB与ADODC二者的灵活结合,使开发过程方便,快速。
5.数据库设计
分析本系统的数据量,因为系统管理考生考试方面的数据比较多,试题库、考生考试时生成的考生试卷、考生考试的答卷等数据量都比较大,要占用大量的数据空间,因此选用MicrosoftSQLServer2000数据库存储这些信息,数据库命名为DB_TEST,在数据库中创建七个数据表用于存储不同的信息。
在数据库DB_TEST中创建各表,数据表的结构如下。
一、TB_User(用户信息表5.1)
此表用来存放用户登陆的一些基本信息,包括用户的账号和密码、是否已经登录、考生是否已经参加了考试等信息。
字段名
数据类型
长度
主键
功能
UserType
varchar
20
是
用户类型
UserId
varchar
20
是
用户账号
UserName
varchar
20
用户名称
UsrPsw
varchar
20
用户密码
HaveIn
bit
1
是否已经登录
HaveTest
bit
1
是否已经提交试卷
二、TB_TestType(试题类型表5.2)
试题类型表用于存储试题的类型编号和类型名称。
字段名
数据类型
长度
主键
功能
TypeId
Int
4
是
试题类型编号
TypeName
Varchar
80
试题类型名称
三、TB_TopicStor(题库表5.3)
题库表是本系统中非常重要的一个表,是考试试题的来源,题库的健全性关系到整个系统的健全性。
字段名
数据类型
长度
主键
功能
TypeId
int
4
是
试题类型编号
TopicId
int
4
是
试题题目编号
TopicName
varchar
800
试题题目
TopicAnswer
varchar
400
试题答案
A
varchar
400
选项A
B
varchar
400
选项B
C
varchar
400
选项C
D
varchar
400
选项D
四、TB_Param(系统参数表5.4)
系统参数表是考试试卷中试题个数的生成依据,表中包含试卷中试题的比例和分值。
字段名
数据类型
长度
主键
功能
Id
int
4
是
参数编号
XZT_BL
int
4
选择题比例
XZT_FZ
int
4
选择题分值
PDT_BL
int
4
判断题比例
PDT_FZ
int
4
判断题分值
TKT_BL
int
4
填空题比例
TKT_FZ
int
4
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