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英语学习与实践系统论文
1引言
1.1开发背景
当今世界政治多极化、经济全球化深入发展,在此背景下,中国的经济不断发展,综合国力不断提升,为了适应当今发展的新形势,在新的形势下更好的发展自己,对我们英语水平的要求不断提高。
随着计算机的日益普及计算机技术的发展,基于WEB的在线考试与无纸化办公一样已经成为大势所趋。
基于WEB的在线考试也越来越成为学校的好帮手,它的优势不但体现在人力上也体现在物力上,基于WEB的在线考试系统的自动评阅、计分、成绩存档功能将有效地避免资源的浪费,有利于环保,减少人员,提高效率[2]。
相比传统的考试方式,基于WEB的在线考试系统的主要好处是:
一方面可以动态地管理各种考试信息,只要准备好足够大的题库,就可以按照要求自动生成各种试卷;另一方面,考试时间灵活,可以在规定的时间段内的任意时间参加考试;另外计算机化的考试的最大特点是阅卷快,系统可以在考试结束时当场给出客观题考试成绩,计算机阅卷给了考生最大的公平感。
网络考试系统极大地提高了教学的灵活性,现在在许多领域已经有了广泛的应用。
最有影响的案例就是ETS(美国教育考试中心)举办的GRE(美国研究生入学考试)的计算机化考试,它使考试由原来的每年只能有两次参加考试的机会变成了每个工作日都可以参加的考试[4]。
在当今信息时代,计算机技术与网络技术越来越广地应用于各个领域,改变着人们的学习、工作、生活乃至思维方式,也引起了教育领域的重大变革。
将计算机与网络技术应用于现代高等教育中,是现代高等教育发展的需要,也是改革教育模式,提高学校教学效果和教学效率、提高科研和管理水平的必要手段。
目前的一个发展趋势是采用大规模试题库的计算机网络考试模式。
随着计算机网络在生产生活、科技教育中的普及,传统试的考试出卷、答卷方式以及学绩管理正发生着巨大的变革,因此,如何使考试过程变得方便、高效、快捷、公正,是现代教育的一个重要课题。
1.2英语学习的现状
《纽约时报》最近以《上海正在纠正“中国式英语”》为题,列举了一些匪夷所思的英语表述方式,比如“小心滑倒”成了“slipandfalldowncarefully”(小心地滑倒),“存取款一体机”更是变成了“Cashrecyclingmachine”(钞票再生机)——不知道要诱惑多少外国人乐滋滋地把钱投进去,指望成倍地吐出来呢。
文章指出,上海世博会举办之前,上海成立专门委员会,请600名志愿者来纠正这类ChinaEnglish[11]。
英国《独立报》去年曾发文预测,“中国现拥有全世界最多说英语的人”,一个说英语大国,日常所见的英文翻译水准如此之差,归根结底还是,中国人的英语大多都是中国人自己教的这个现实。
而中国母语为英语的老师的数量很少,只有不足5000人——按照EF英孚教育统计的去年有3亿中国人在学英语这个数据,那么母语为英语的老师与学生的比例是:
1比60000。
我们都知道,英语非母语的老师只能够教授知识而非技能,这也意味着在中国公立学校学习的学生能够顺利通过知识性的测试,但是想要学会现实生活中的口语、阅读和写作方面,这种教学方法并不合格[12]。
1.3课题研究的目的和意义
1.3.1课题研究的目的
适应知识经济发展的网上远程教育和校园信息化建设已成为网络应用的新热点。
远程教育的发展将直接产生两个方面的效益:
在教育方面,将促进对已有教育方法的改进和新教育方法的发展;在技术方面,将综合利用信息和通信技术实现新的远程教育方式,即依托远程教育系统或环境来实现远程教育。
有了远程教育我们就可以自主的选择学习的时间,合适的地点,没有了以前固定的教室,可以在一个自己方便的地方学习英语,可以摆脱以前种种条件的束缚,可以使英语的学习变得更加方便、更加乐趣。
而英语水平测试一直是教育过程中不可缺少的部分,因此网上英语水平测试也将是远程教育中相当重要的一环。
网络考试系统是传统考场的延伸,它可以利用网络的无限广阔空间,随时随地对学生进行考试,加上数据库技术的利用,大大简化了传统考试的过程。
因此网络考试系统是电子化教学不可缺少的一个重要环节。
有趋势表明,考试的标准化、计算机网络化已当今考试的发展方向,当前国际上许多考试认证,例如GRE、CISCO,其出题、答卷以及评分都是在计算机上完成的。
因此,开发一套新的英语学习系统成为很有必要的事。
网上英语水平测试是建立在国际互联网上的应用系统,客户端的配置很简单,使考试不受地域的限制,一个完备的在线英语系统可以使用户在网上学习过后及时的检测自己的学习效果,以发现自己的不足,使得学习效率大大的提高。
在这套英语测试系统中题目的生成、试卷的提交、试卷的批阅等都可以在网上直接的自动完成[3]。
只要形成一套完整的题库就可以实现考试的自动化[5]。
这样一来,教师所要做的只是精心设计题目、维护题库,而不是组织考试,从而大大减轻了教师的负担,这表明其经济性和实用性是相当可观的。
1.3.2课题研究的意义
该系统的开发集于信息集成与共享的思想,以建立一个加快对操作的响应速度、降低管理成本、提高效益和应变能力为主要目标。
无纸化的考试形式有着其科学、及时、准确、公平等优点,具有传统考试形式无法替代和比拟的优势[1]。
a)实现无纸化考试。
考试结果均直接提交并存储在服务器上,无需任何纸张。
考卷也是实时下载显示在考生机器的屏幕上,当考试结束后自动批阅试卷,显示成绩。
b)安全性好。
系统通过对网络通讯数据的加密,采用系统随机产生试卷以及老师手工筛选、修改的组卷方式取代简单的题库抽题方式,能更加科学的组织试卷对考生进行考核。
试题顺序的随机性能够有效地防止考生的舞弊行为;同时采用考试监控系统和考生身份验证系统,更有效的保证了考试的安全性和公平性。
c)有效的监考。
系统拒绝其他考生用相同的学号注册进行考试,保证考生的唯一性;系统拒绝时间已经用完的考生再注册进行考试,以保证考试的有效性;监考人员可在任意一台联网的机器进行监控,查询考生的考试状态等信息。
d)通用性和可扩展性佳。
题库导入系统可以将第三方试题库转换成系统识别的试题库格式,有效地增强了试题库的扩充能力。
较为严格地按模块划分,为扩展和完善留下了余地。
软件的通用性设计方式使得本系统能够比较方便的为其它学科所使用。
2使用工具及相关知识
本系统采用的编程语言是Java,MyEclipse开发工具,MySQL数据库,把它们结合一起进行此次毕业设计的开发。
以下将对系统的开发工具和主要技术作一个简单的介绍。
2.1Java
Java,是由SunMicrosystems公司于1995年5月推出的Java程序设计语言和Java平台的总称。
用Java实现的HotJava浏览器(支持Javaapplet)显示了Java的魅力:
跨平台、动态的Web、Internet计算。
从此,Java被广泛接受并推动了Web的迅速发展,常用的浏览器现在均支持Javaapplet[6]。
Java平台由Java虚拟机(JavaVirtualMachine)和Java应用编程接口(ApplicationProgrammingInterface、简称API)构成。
Java应用编程接口为Java应用提供了一个独立于操作系统的标准接口,可分为基本部分和扩展部分。
在硬件或操作系统平台上安装一个Java平台之后,Java应用程序就可运行。
现在Java平台已经嵌入了几乎所有的操作系统。
这样Java程序可以只编译一次,就可以在各种系统中运行。
Java应用编程接口已经从1.1x版发展到1.2版。
目前常用的Java平台基于Java1.5,最近版本为Java1.7[7]。
Java分为三个体系JavaSE(Java2PlatformStandardEdition,java平台标准版),JavaEE(Java2Platform,EnterpriseEdition,java平台企业版),JavaME(Java2PlatformMicroEdition,java平台微型版)。
2.1.1语言特点
Java是一种简单的,面向对象的,分布式的,解释型的,健壮安全的,结构中立的,可移植的,性能优异、多线程的动态语言。
当1995年SUN推出Java语言之后,全世界的目光都被这个神奇的语言所吸引。
下面介绍一下Java的神奇之处。
Java语言其实最早诞生于1991年,起初被称为OAK语言,是SUN公司为一些消费性电子产品而设计的一个通用环境。
他们最初的目的只是为了开发一种独立于平台的软件技术,而且在网络出现之前,OAK可以说是默默无闻,甚至差点夭折。
但是,网络的出现改变了OAK的命运。
在Java出现以前,Internet上的信息内容都是一些乏味死板的HTML文档。
这对于那些迷恋于WEB浏览的人们来说简直不可容忍。
他们迫切希望能在WEB中看到一些交互式的内容,开发人员也极希望能够在WEB上创建一类无需考虑软硬件平台就可以执行的应用程序,当然这些程序还要有极大的安全保障。
对于用户的这种要求,传统的编程语言显得无能为力。
SUN的工程师敏锐地察觉到了这一点,从1994年起,他们开始将OAK技术应用于WEB上,并且开发出了HotJava的第一个版本。
当SUN公司1995年正式以Java这个名字推出的时候,几乎所有的WEB开发人员都佩服Java语言的神奇之处,Java由此风靡世界[8]。
2.1.2主要特性
a)Java语言是简单的
Java语言的语法与C语言和C++语言很接近,使得大多数程序员很容易学习和使用Java。
另一方面,Java丢弃了C++中很少使用的、很难理解的、令人迷惑的那些特性,如操作符重载、多继承、自动的强制类型转换。
特别地,Java语言不使用指针,并提供了自动的废料收集,使得程序员不必为内存管理而担忧[9]。
b)Java语言是一个面向对象的
Java语言提供类、接口和继承等原语,为了简单起见,只支持类之间的单继承,但支持接口之间的多继承,并支持类与接口之间的实现机制(关键字为implements)。
Java语言全面支持动态绑定,而C++语言只对虚函数使用动态绑定。
总之,Java语言是一个纯的面向对象程序设计语言。
c)Java语言是分布式的
Java语言支持Internet应用的开发,在基本的Java应用编程接口中有一个网络应用编程接口(javanet),它提供了用于网络应用编程的类库,包括URL、URLConnection、Socket、ServerSocket等。
Java的RMI(远程方法激活)机制也是开发分布式应用的重要手段。
d)Java语言是健壮的
Java的强类型机制、异常处理、废料的自动收集等是Java程序健壮性的重要保证。
对指针的丢弃是Java的明智选择。
Java的安全检查机制使得Java更具健壮性。
e)Java语言是安全的
Java通常被用在网络环境中,为此,Java提供了一个安全机制以防恶意代码的攻击。
除了Java语言具有的许多安全特性以外,Java对通过网络下载的类具有一个安全防范机制(类ClassLoader),如分配不同的名字空间以防替代本地的同名类、字节代码检查,并提供安全管理机制(类SecurityManager)让Java应用设置安全哨兵。
f)Java语言是体系结构中立的
Java程序(后缀为java的文件)在Java平台上被编译为体系结构中立的字节码格式(后缀为class的文件),然后可以在实现这个Java平台的任何系统中运行。
这种途径适合于异构的网络环境和软件的分发。
g)Java语言是可移植的
这种可移植性来源于体系结构中立性,另外,Java还严格规定了各个基本数据类型的长度。
Java系统本身也具有很强的可移植性,Java编译器是用Java实现的,Java的运行环境是用ANSIC实现的。
h)Java语言是解释型的
如前所述,Java程序在Java平台上被编译为字节码格式,然后可以在实现这个Java平台的任何系统中运行。
在运行时,Java平台中的Java解释器对这些字节码进行解释执行,执行过程中需要的类在联接阶段被载入到运行环境中。
i)Java是高性能的
与那些解释型的高级脚本语言相比,Java的确是高性能的。
事实上,Java的运行速度随着JIT(Just-In-Time)编译器技术的发展越来越接近于C++。
j)Java语言是多线程的
在Java语言中,线程是一种特殊的对象,它必须由Thread类或其子(孙)类来创建。
通常有两种方法来创建线程:
其一,使用型构为Thread(Runnable)的构造子将一个实现了Runnable接口的对象包装成一个线程,其二,从Thread类派生出子类并重写run方法,使用该子类创建的对象即为线程。
值得注意的是Thread类已经实现了Runnable接口,因此,任何一个线程均有它的run方法,而run方法中包含了线程所要运行的代码。
线程的活动由一组方法来控制。
Java语言支持多个线程的同时执行,并提供多线程之间的同步机制(关键字为synchronized)。
k)Java语言是动态的
Java语言的设计目标之一是适应于动态变化的环境。
Java程序需要的类能够动态地被载入到运行环境,也可以通过网络来载入所需要的类。
这也有利于软件的升级。
另外,Java中的类有一个运行时刻的表示,能进行运行时刻的类型检查。
Java语言的优良特性使得Java应用具有无比的健壮性和可靠性,这也减少了应用系统的维护费用。
Java对对象技术的全面支持和Java平台内嵌的API能缩短应用系统的开发时间并降低成本。
Java的编译一次,到处可运行的特性使得它能够提供一个随处可用的开放结构和在多平台之间传递信息的低成本方式。
特别是Java企业应用编程接口(JavaEnterpriseAPI)为企业计算及电子商务应用系统提供了有关技术和丰富类库[15]。
2.2MyEclipse
MyEclipse,是一个十分优秀的用于开发Java,J2EE的Eclipse插件集合,MyEclipse的功能非常强大,支持也十分广泛,尤其是对各种开元产品的支持十分不错。
MyEclipse企业级工作平台(MyEclipseEnterpriseWorkbench,简称MyEclipse)是对EclipseIDE的扩展,利用它我们可以在数据库和JavaEE的开发、发布,以及应用程序服务器的整合方面极大的提高工作效率。
它是功能丰富的JavaEE集成开发环境,包括了完备的编码、调试、测试和发布功能,完整支持HTML,Struts,JSP,CSS,Javascript,SQL,Hibernate[16]。
在结构上,MyEclipse的特征可以被分为7类:
a)JavaEE模型
b)WEB开发工具
c)EJB开发工具
d)应用程序服务器的连接器
e)JavaEE项目部署服务
f)数据库服务
g)MyEclipse整合帮助
对于以上每一种功能上的类别,在Eclipse中都有相应的功能部件,并通过一系列的插件来实现它们。
MyEclipse结构上的这种模块化,可以让我们在不影响其他模块的情况下,对任一模块进行单独的扩展和升级。
简单而言,MyEclipse是Eclipse的插件,也是一款功能强大的JavaEE集成开发环境,支持代码编写、配置、测试以及除错,MyEclipse6.0以前版本需先安装Eclipse。
MyEclipse6.0以后版本安装时不需安装Eclipse[17]。
2.3MySQL
MySQL是一个小型关系型数据库管理系统,开发者为瑞典MySQLAB公司。
在2008年1月16号被Sun公司收购。
而2009年,SUN又被Oracle收购.对于MySQL的前途,没有任何人抱乐观的态度.目前MySQL被广泛地应用在Internet上的中小型网站中。
由于其体积小、速度快、总体拥有成本低,尤其是开放源码这一特点,许多中小型网站为了降低网站总体拥有成本而选择了MySQL作为网站数据库[10]。
2.3.1自身特性[13]
a)使用C和C++编写,并使用了多种编译器进行测试,保证源代码的可移植性
b)支持AIX、FreeBSD、HP-UX、Linux、MacOS、NovellNetware、OpenBSD、OS/2Wrap、Solaris、Windows等多种操作系统
c)为多种编程语言提供了API。
这些编程语言包括C、C++、Python、Java、Perl、PHP、Eiffel、Ruby和Tcl等
d)支持多线程,充分利用CPU资源
f)优化的SQL查询算法,有效地提高查询速度
g)既能够作为一个单独的应用程序应用在客户端服务器网络环境中,也能够作为一个库而嵌入到其他的软件中提供多语言支持,常见的编码如中文的GB2312、BIG5,日文的Shift_JIS等都可以用作数据表名和数据列名
h)提供TCP/IP、ODBC和JDBC等多种数据库连接途径
i)提供用于管理、检查、优化数据库操作的管理工具
j)可以处理拥有上千万条记录的大型数据库
2.3.2应用环境[14]
与其他的大型数据库例如Oracle、DB2、SQLServer等相比,MySQL自有它的不足之处,如规模小、功能有限(MySQLCluster的功能和效率都相对比较差)等,但是这丝毫也没有减少它受欢迎的程度。
对于一般的个人使用者和中小型企业来说,MySQL提供的功能已经绰绰有余,而且由于MySQL是开放源码软件,因此可以大大降低总体拥有成本。
目前Internet上流行的网站构架方式是LAMP(Linux+Apache+MySQL+PHP),即使用Linux作为操作系统,Apache作为Web服务器,MySQL作为数据库,PHP作为服务器端脚本解释器。
由于这四个软件都是免费或开放源码软件(FLOSS),因此使用这种方式不用花一分钱(除开人工成本)就可以建立起一个稳定、免费的网站系统。
2.4JDBC数据库编程技术
JDBC(JavaDataBaseConnectivity,java数据库连接)是一种用于执行SQL语句的JavaAPI,可以为多种关系数据库提供统一访问,它由一组用Java语言编写的类和接口组成。
JDBC提供了一种基准,据此可以构建更高级的工具和接口,使数据库开发人员能够编写数据库应用程序。
JDBC(JavaDataBaseConnectivity,java数据库连接)是一种用于执行SQL语句的JavaAPI,可以为多种关系数据库提供统一访问,它由一组用Java语言编写的类和接口组成。
JDBC为工具/数据库开发人员提供了一个标准的API,据此可以构建更高级的工具和接口,使数据库开发人员能够用纯JavaAPI编写数据库应用程序,同时,JDBC也是个商标名。
有了JDBC,向各种关系数据发送SQL语句就是一件很容易的事。
换言之,有了JDBCAPI,就不必为访问Sybase数据库专门写一个程序,为访问Oracle数据库又专门写一个程序,或为访问Informix数据库又编写另一个程序等等,程序员只需用JDBCAPI写一个程序就够了,它可向相应数据库发送SQL调用。
同时,将Java语言和JDBC结合起来使程序员不必为不同的平台编写不同的应用程序,只须写一遍程序就可以让它在任何平台上运行,这也是Java语言“编写一次,处处运行”的优势。
Java数据库连接体系结构是用于Java应用程序连接数据库的标准方法。
JDBC对Java程序员而言是API,对实现与数据库连接的服务提供商而言是接口模型。
作为API,JDBC为程序开发提供标准的接口,并为数据库厂商及第三方中间件厂商实现与数据库的连接提供了标准方法。
JDBC使用已有的SQL标准并支持与其它数据库连接标准,如ODBC之间的桥接。
JDBC实现了所有这些面向标准的目标并且具有简单、严格类型定义且高性能实现的接口。
Java具有坚固、安全、易于使用、易于理解和可从网络上自动下载等特性,是编写数据库应用程序的杰出语言。
所需要的只是Java应用程序与各种不同数据库之间进行对话的方法。
而JDBC正是作为此种用途的机制。
JDBC扩展了Java的功能。
例如,用Java和JDBCAPI可以发布含有applet的网页,而该applet使用的信息可能来自远程数据库。
企业也可以用JDBC通过Intranet将所有职员连到一个或多个内部数据库中(即使这些职员所用的计算机有Windows、Macintosh和UNIX等各种不同的操作系统)。
随着越来越多的程序员开始使用Java编程语言,对从Java中便捷地访问数据库的要求也在日益增加。
MIS管理员们都喜欢Java和JDBC的结合,因为它使信息传播变得容易和经济。
企业可继续使用它们安装好的数据库,并能便捷地存取信息,即使这些信息是储存在不同数据库管理系统上。
新程序的开发期很短。
安装和版本控制将大为简化。
程序员可只编写一遍应用程序或只更新一次,然后将它放到服务器上,随后任何人就都可得到最新版本的应用程序。
对于商务上的销售信息服务,Java和JDBC可为外部客户提供获取信息更新的更好方法。
3需求分析
在系统工程及软件工程中,需求分析指的是在创建一个新的或改变一个现存的系统或产品时,确定新系统的目的、范围、定义和功能时所要做的所有工作。
需求分析是软件工程中的一个关键过程。
在这个过程中,系统分析员和软件工程师确定顾客的需要。
只有在确定了这些需要后他们才能够分析和寻求新系统的解决方法。
在软件工程的历史中,很长时间里人们一直认为需求分析是整个软件工程中最简单的一个步骤,但在过去十年中越来越多的人认识到它是整个过程中最关键的一个过程。
假如在需求分析时,分析者们未能正确地认识到顾客的需要的话,那么最后的软件实际上不可能达到顾客的需要,或者软件无法在规定的时间里完工。
需求分析之所以重要,就因为他具有决策性,方向性,策略性的作用,他在软件开发的过程中具有举足轻重的地位。
大家一定要对需求分析具有足够的重视。
在一个大型软件系统的开发中,他的作用要远远大于程序设计。
英语学习系统也不例外,要对客户的需求进行分析,对系统的可行性进行分析,并根据分析的结果进行简单的模块设计。
3.1可行性研究
网上英语水平测试是建立在国际互联网上的应用系统,客户端的配置很简单,使考试不受地域的限制,一个完备的在线英语系统可以使用户在网上学习过后及时的检测自己的学习效果,以发现自己的不足,使得学习效率大大的提高。
在这套英语测试系统中题目的生成、试卷的提交、试卷的批阅等都可以在网上直接的自动完成。
只要形成一套完整的题库就可以实现考试的自动化。
这样一来,教师所要做的只是精心设计题目、维护题库,而不是组织考试,从而大大减轻了教师的负担。
因此,开发一套新的英语学习系统成为很有必要的事。
同时还要注下列几点:
a)由于各方面的限制,如人员不够、技术缺乏等原因,开发时应本着循序渐进,逐步完善的原则,不能贪大求全,盲目开发。
b)要注意信息的准确、及时、适用、经济,只有及时、准确的信息才能保证系统开发的质量和效率。
c)从全局出发注意系统开发的整体优化,还要注意系统的可扩展性和可延伸性。
3.2系统功能需求分析
英语学习系统所具有的主要模块:
用户控制、英语测试、英语翻译、英语资料。
该系统的所实现功能是:
a)用户信息的注册、用户信息的修改、用户登录
b)从试题库中选择一套适合自己的试卷
c)每个题目都有规定的时间
d)整套试卷完成以后可
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