Web的辅助教学及考试系统探究

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: This paper describes the use and development of the Internet in the teaching aspect of significance, compared with the C / S and B / S structure of the network’s strengths and weaknesses in the application development. On this basis, a WEB-based technology to support teaching and examination system, the system focuses on the design of the main technologies used, as well as the system can achieve. And system scalability are discussed. 
Keyword: WEB application; teaching aids; examination system; on-line test; 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，Service Pack 5）及数据库管理系统MS SQL Server。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Windows NT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（Microsoft Internet Information Server4.0）,为了系统的安全性，安装微软的Proxy Server  作为代理服务器。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Visual Basic 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，本文来自范文中国网www.fw789.com。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．   Jeff R.Dillon,Steven W.Linthicum,《IIS 4.0 MCSE 学习指南》，清华大学出版社，1999年6月
2．   书生，《ASP教程》，http://chinese.pku.edu.cn/netstudy/aspteach/ , 1999~2001
3．   Evangelos Petroutsos著，周予滨等译，《使用Visual Basic 5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