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互聯(lián)網(wǎng)課程作業(yè)在線(xiàn)作業(yè)與考試系統開(kāi)發(fā)與應用實(shí)踐論文
為擺脫在工程水文學(xué)教學(xué)中，傳統作業(yè)布置形式單一，及學(xué)生對基本原理、基本概念知識點(diǎn)的鞏固上難以達到理想教學(xué)效果的情況，以廣西大學(xué)土木建筑工程學(xué)院水利系工程水文學(xué)實(shí)際需求為研究背景，基于SQLServer 2008數據庫，選擇采用B/S模式作為系統結構，應用ASP.NET、ADO.NET等技術(shù)開(kāi)發(fā)了一套在線(xiàn)作業(yè)及考試系統。本系統實(shí)現了題庫管理、試卷管理、評卷分析、考試自測等功能，構建了庫表結構、課程試題庫、手動(dòng)及智能組卷等關(guān)鍵技術(shù)，通過(guò)2012～2013級學(xué)生的應用，不僅有效地與考試題型相銜接便于學(xué)生自測，還提高了教師批改作業(yè)的效率，提升了教學(xué)效果。
在本科專(zhuān)業(yè)課程教學(xué)環(huán)節中，科學(xué)地布置課程作業(yè)，提高學(xué)生對知識的掌握能力十分關(guān)鍵。在工程水文學(xué)教學(xué)實(shí)踐中，傳統作業(yè)布置形式比較單一，主流教材[1，2]課后習題可供布置的作業(yè)的類(lèi)型不夠全面，通常只包括計算題、作圖題。然而，工程水文學(xué)是一門(mén)內容廣泛、概念抽象、實(shí)踐性強的學(xué)科，現有教材的課程課后練習在學(xué)生對基本原理、基本概念知識點(diǎn)鞏固上難以達到理想的教學(xué)效果[3，4]。將“互聯(lián)網(wǎng)+課程作業(yè)”教學(xué)模式融入到工程水文學(xué)的教學(xué)實(shí)踐當中，以廣西大學(xué)土木建筑工程學(xué)院水利系工程水文學(xué)實(shí)際需求為研究背景，針對該課程的特點(diǎn)開(kāi)發(fā)了一套符合教學(xué)需求的在線(xiàn)作業(yè)與考試系統。本系統的建設很好地彌補了傳統課程作業(yè)布置的不足，在該系統試題庫中，選擇題、判斷題、填空題等試題的設定能很好地考察學(xué)生對基本概念及基本原理的掌握程度。
一、系統架構設計與功能需求
系統的開(kāi)發(fā)環(huán)境為WINDOWS7，IIS6.0/7.0及以上版本，數據庫采用SQL SERVER 2008，選擇采用B/S模式作為系統結構，以ASP.NET為開(kāi)發(fā)工具。以“互聯(lián)網(wǎng)+課程作業(yè)”教學(xué)模式的工程水文學(xué)課程在線(xiàn)作業(yè)及試題系統主要由用戶(hù)中心子系統、作業(yè)及考試子系統兩大部分組成。用戶(hù)中心子系統主要是管理工程水文學(xué)課程任課教師用戶(hù)、選課學(xué)生用戶(hù)，且不同用戶(hù)擁有不同的系統使用權限，及設置廣西大學(xué)需開(kāi)設工程水文學(xué)學(xué)科的學(xué)院、專(zhuān)業(yè)、班級等信息。作業(yè)及考試子系統則根據用教師用戶(hù)和學(xué)生用戶(hù)登陸進(jìn)入不同頁(yè)面。任課教師用戶(hù)登陸具有個(gè)人信息修改、題庫管理、試卷管理、評卷分析、考試管理、系統配置等的功能模塊。而選課學(xué)生用戶(hù)登陸提供個(gè)人信息修改、考試自測功能模塊。
1.用戶(hù)中心子系統。①用戶(hù)權限管理：實(shí)現檢索、導入教師和學(xué)生用戶(hù)、添加用戶(hù)、批量刪除，以及啟用/禁用用戶(hù)的Ftp賬號，以及為系統用戶(hù)設置相應的操作權限。②授課班級管理功能，包含學(xué)院管理、專(zhuān)業(yè)管理、班級管理等功能，實(shí)現錄入添加或批量導入、刪除、檢索該門(mén)課程的學(xué)院、專(zhuān)業(yè)、班級信息。
2.作業(yè)及考試子系統。①個(gè)人信息功能：主要具有作業(yè)與考試通知、修改用戶(hù)信息和修改密碼功能，以及關(guān)于作業(yè)和考試通知信息。②題庫管理功能：主要具有出題、個(gè)人題庫、所有題庫、錯題率統計功能。出題是主要需要輸入題型、題干、答案、考點(diǎn)(可選)、解題思路(可選)、難易度、創(chuàng )建人(系統設定)、創(chuàng )建時(shí)間(系統設定)內容。個(gè)人題庫和所有題庫的區別在于個(gè)人題庫只顯示當前登錄用戶(hù)所創(chuàng )建或使用過(guò)的題庫，而所有題庫包含所有試題，不限制范圍。錯題率統計是根據所有學(xué)生回答某試題的正確數除以試題的總出現次數統計出試題的錯題率，并可按照進(jìn)行錯題率升序或降序顯示題庫。③試卷管理功能：登錄教師用戶(hù)采用手動(dòng)組卷、智能組卷的方式所出的試卷管理功能。手動(dòng)組卷在設置完試卷標題、試卷課程、考試類(lèi)后，即可進(jìn)入試卷添加題型、選擇相應試題和分值的具體設置。智能組卷在設置完試卷標題、試卷課程、考試類(lèi)型后，進(jìn)一步設置題型、題量、分值和難易程度，通過(guò)系統自動(dòng)從題庫中隨機抽題組成試卷或作業(yè)。保存試卷之后即可進(jìn)入登錄教師用戶(hù)所出的試卷列表，點(diǎn)擊相應的試卷可進(jìn)行修改、刪除、導出WORD格式試卷等操作功能。④考試管理功能：主要具有考試安排、安排管理、安排審核功能。只有出題教師選擇的有“閱卷老師”權限的用戶(hù)，才能對此次考試進(jìn)行閱卷�？荚嚢才判枰O置安排標題、考試類(lèi)型、試卷類(lèi)型、考試試卷、及格分數、開(kāi)始時(shí)間、考試時(shí)長(cháng)、是否公布成績(jì)、適用準入碼、考試范圍、閱卷老師、規章制度，安排管理中選擇條件進(jìn)行搜索。當考試開(kāi)始時(shí)，則無(wú)法“修改”和 “刪除”考試安排信息。安排審核中在選擇條件進(jìn)行安排信息搜索之后，進(jìn)而選擇對該考試安排執行是否通過(guò)審核的操作。⑤評卷分析功能：當前考試安排狀態(tài)為 “考試完成”時(shí)，閱卷老師才能執行批閱試卷，查看排名和試卷報表等操作。批閱試卷時(shí)，根據當前試卷的題目編號，查看題目信息和給該題打分，提交之后考試信息自動(dòng)存儲至信息庫中，并自動(dòng)生成統計報表，即可查詢(xún)并打印班級及格率統計及各分數段的人數統計，并可進(jìn)行考試分數統計排名。⑥考試自測功能：主要具有錯題簿、我要考試、成績(jì)查詢(xún)功能。在錯題簿中選擇條件進(jìn)行搜索后，顯示所收集學(xué)生在所有考試中的錯誤的試題集，可查看試題的詳情，標記掌握。我要考試中學(xué)生需輸入準入碼進(jìn)入考試�？荚嚦煽�(jì)中學(xué)生可在搜索欄內選擇條件進(jìn)行搜索，查看試卷及其類(lèi)型、開(kāi)考時(shí)間、分數、狀態(tài)。⑦系統配置功能：主要具有系統配置、公告管理功能。系統配置包括是否需要審核考試自測安排、是否開(kāi)通注冊、能夠進(jìn)入考試的分鐘限制。公告管理包括公告列表、啟用公告、修改、刪除等。
二、系統建設關(guān)鍵技術(shù)點(diǎn)
1.關(guān)鍵數據庫表。主要設計了題庫類(lèi)表：題庫表、題型表、題目表、章節表、課程表、專(zhuān)業(yè)表、選項表、結果表等;試卷類(lèi)表：目錄表、考試表、考試安排表、考試記錄表、考試題目表、考試題型表、考試答案表、試卷表、試卷提交表等;基本信息類(lèi)表：用戶(hù)信息表、菜單表、年級表等。
2.課程試題庫的建設。該工程水文學(xué)試題庫的建設，在充分考慮工程水文學(xué)課程教學(xué)特點(diǎn)和大綱需要，并結合本門(mén)課程所選用的《工程水文學(xué)》教材的特點(diǎn)的同時(shí)，主要采用了武漢大學(xué)工程水文學(xué)試題庫[5]教材。為了方便教師批量導入題庫，分別設計了單選題、多選題、判斷題、填空題、主觀(guān)題以及復合題六大類(lèi)試題EXCEL模板。題目?jì)热菘煞譃槿齻�(gè)方面來(lái)考慮。①概念題：主要考察學(xué)生對工程水文學(xué)基本概念抽象概念的理解及運用。②事實(shí)型題：考察學(xué)生有關(guān)本學(xué)科的知識。③分析型試題：考察學(xué)生分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力[6]。在本課程試題庫中，填空題共有289道，選擇題共有287道，判斷題共有233 道，問(wèn)答題共有240道，計算題共有241道。同時(shí)，試題庫導入了一整套題庫所對應的答案。根據單選題、多選題、判斷題、填空題、主觀(guān)題等題型格式模板，可快捷地實(shí)現試題庫的批量導入[7]。
3.組卷設計。①手動(dòng)組卷設計。手動(dòng)組卷的設計為教師用戶(hù)根據特定的需求及大綱要求，針對工程水文學(xué)知識考點(diǎn)自主的進(jìn)行命題，進(jìn)行考試類(lèi)型、考試題型、考試試題等的成卷設計�？稍谖业脑嚲砉δ苤兄匦戮庉�、刪除，此外可在其中導出或者同步試題。該組卷方式適用于對試題庫內容較為熟悉的教員及管理人員。②智能組卷設計。智能組卷是一個(gè)多約束多目標的規劃求解問(wèn)題。本設計中試卷是由試卷標題、試卷分類(lèi)、考試類(lèi)型、題型名稱(chēng)、題目數量、題目分值、難易度試題總分、試題難度、教學(xué)內容、考試大綱要求、考試目的等多個(gè)約束條件組合而成，各元素之間相互制約，相互聯(lián)系。
三、工程水文學(xué)課程在線(xiàn)作業(yè)和試題系統實(shí)例
1.教師端子系統。①教師進(jìn)入功能界面。在功能界面中，授權用戶(hù)可點(diǎn)擊“我要安排”進(jìn)行在線(xiàn)考試的安排，進(jìn)行試卷相關(guān)信息的填寫(xiě)，包括安排標題、考試類(lèi)型、試卷類(lèi)型、考試試卷的設置，考試類(lèi)型分為補考、統考、一般考試，試卷類(lèi)型分為自測、一般考試。在提示通過(guò)信息驗證后點(diǎn)擊下一步，進(jìn)入第二步填寫(xiě)考試安排的基本信息，包括及格分數、開(kāi)始時(shí)間、考試時(shí)長(cháng)、是否公開(kāi)成績(jì)、是否使用準入碼的設置;則可進(jìn)入第三步填寫(xiě)安排的拓展信息，包括考試學(xué)生范圍、閱卷老師、規章制度的設置，確認信息后可提交考試安排。在當考試安排完成后，需由授權用戶(hù)進(jìn)行審核，在系統界面中點(diǎn)擊“通過(guò)”或“不通過(guò)”考試安排審核，審核通過(guò)成功后方能用于考試。②組卷功能。授權用戶(hù)可在試卷管理功能界面中選擇“手動(dòng)組卷”和“智能組卷”兩種方式。點(diǎn)擊“手動(dòng)組卷”，進(jìn)行試卷基本信息的設置，設置成功之后可點(diǎn)擊進(jìn)入下一步，設置作業(yè)與考試要求的題型、試題、分值，若要修改試卷標題可點(diǎn)擊“返回試卷設置”按鈕，該操作不會(huì )影響已選擇的題型和試題，設置成功之后點(diǎn)擊“保存試卷”對試卷進(jìn)行保存。在智能組卷中，設置試題的各約束條件，設置完成之后點(diǎn)擊“隨機生成組卷”生成試卷。成卷之后，在“我的試卷”功能界面內，可對生成的試卷進(jìn)行編輯、刪除、導出、同步等操作。其中，手動(dòng)組卷操作界面如圖1所示。
2.學(xué)生端子系統。學(xué)生用戶(hù)登入考試系統之后，可在系統通知中查看開(kāi)考時(shí)間或作業(yè)開(kāi)始時(shí)間、考試時(shí)長(cháng)、考試調整等考試安排信息，在考試自測中點(diǎn)擊“開(kāi)始考試”進(jìn)行測試。進(jìn)入考試界面，界面顯示有考生用戶(hù)信息、試卷名、題型、題目及作答剩余時(shí)間，考生可根據界面試題的要求進(jìn)行作答。當進(jìn)行選擇題、判斷題等題型的作答時(shí)，學(xué)生可直接選擇答案。當進(jìn)行填空題、問(wèn)答題、計算題等題型時(shí)，需將作答文字或解答步驟直接輸入在答案文本框中。如圖2所示為客觀(guān)題考試界面在作答完畢后，點(diǎn)擊“提交試卷”執行試卷的提交，在正式提交前會(huì )有提示確定提交，提交成功后自動(dòng)進(jìn)入成績(jì)查詢(xún)界面。
3.評卷分析。在考試規定時(shí)間截止之后，教師可登入系統在“試卷分析”功能中對學(xué)生的測試進(jìn)行評閱，當進(jìn)入評閱界面并點(diǎn)擊批改試卷進(jìn)行批閱，在試卷評分中包含有正確答案、學(xué)生答案、回答是否正確、得分等內容，閱卷人可選擇任意題目編號，查看考生答題信息，并根據參考答案做出判斷和給出評分，批閱完成后可進(jìn)行提交。由于試卷采用人機交互評卷形式，教師可以非常高效地批閱試卷，大大提高了教師改卷的效率和分析學(xué)生對自身知識掌握情況的認識。當教師在完成對學(xué)生試卷的批閱之后，可點(diǎn)擊“排名”，可查詢(xún)班級排名、學(xué)生排名、考試分數等的信息。通過(guò)“試卷報表”功能可查詢(xún)考試或作業(yè)及格率、作業(yè)各分數段人數統計信息，并在報表內的考試情況中可查看考試最高分、平均分、及格率等信息。
四、結語(yǔ)
將“互聯(lián)網(wǎng)+課程作業(yè)”教學(xué)模式融入到工程水文學(xué)的教學(xué)實(shí)踐當中，針對工程水文學(xué)的課程特點(diǎn)，基于SQLServer 2008數據庫，采用B/S模式，應用ASP.NET、ADO.NET等技術(shù)開(kāi)發(fā)了一套在線(xiàn)作業(yè)及考試系統。
系統主要由用戶(hù)中心子系統、作業(yè)與考試子系統兩大部分組成，解決了系統建設過(guò)程中數據庫表設計、課程試題庫建設、組卷設計等關(guān)鍵問(wèn)題，實(shí)現了用戶(hù)權限管理、授課班級管理功能、個(gè)人信息功能、題庫管理功能、試卷管理功能、評卷分析功能、考試管理功能、考試自測功能、系統配置功能模塊。
通過(guò)對2012～2013級學(xué)生在工程水文學(xué)課程教學(xué)中的應用，彌補了課程作業(yè)形式單一、作業(yè)類(lèi)型不夠全面等問(wèn)題。根據教師和學(xué)生用戶(hù)的反饋，在該系統試題庫中，選擇題、判斷題、填空題等試題的設定能很好地考察學(xué)生對基本概念及基本原理的掌握程度。
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