基于ＪＳＰ的“實(shí)驗(yàn)室”題庫系統(tǒng)的開發(fā)研究

傅　健　楊　雪　黃海林　周淑紅

摘要：隨著教育信息化的推進(jìn)，實(shí)驗(yàn)教學(xué)中以實(shí)驗(yàn)報(bào)告為主要輔助依據(jù)的實(shí)驗(yàn)考核方法已不能滿足高效、可跟蹤學(xué)生學(xué)習(xí)進(jìn)展等需求，本文以吉林大學(xué)“機(jī)械工程綜合實(shí)驗(yàn)”題庫系統(tǒng)開發(fā)為例，介紹了基于JSP的支持實(shí)驗(yàn)前測和后測兩種測試、可跟蹤學(xué)生學(xué)習(xí)情況的實(shí)驗(yàn)室題庫系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)，為用于實(shí)驗(yàn)教學(xué)的題庫系統(tǒng)開發(fā)提供參考。

關(guān)鍵詞：題庫 設(shè)計(jì)與開發(fā) JSP 前測 后測

中圖分類號：TP311.52 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B 文章編號：1673-8454（2009）07-0037-03

吉林大學(xué)機(jī)械科學(xué)與工程學(xué)院學(xué)生需要參加的實(shí)驗(yàn)很多，學(xué)生實(shí)驗(yàn)考核的主要輔助依據(jù)仍多以紙質(zhì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告為主，過多的報(bào)告帶來了評價(jià)、管理上的諸多不便，而且也造成了紙張資源及人力的浪費(fèi)。教育信息化的推進(jìn)，不僅要求對于學(xué)生成績進(jìn)行信息化管理，而且要求對每個(gè)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)掌握程度能進(jìn)行跟蹤和記錄：了解學(xué)生實(shí)驗(yàn)前的預(yù)習(xí)情況或?qū)W生第一次實(shí)驗(yàn)的掌握程度，以及經(jīng)過反復(fù)實(shí)驗(yàn)后的成績變化；能對學(xué)生進(jìn)行信息化考核并存檔作為評價(jià)學(xué)生成績的部分依據(jù)。因此，結(jié)合實(shí)驗(yàn)教學(xué)特點(diǎn)針對所有機(jī)械工程等專業(yè)都需參加的綜合實(shí)驗(yàn)，開發(fā)了實(shí)驗(yàn)室題庫系統(tǒng)，區(qū)別于普通題庫，該題庫分成兩部分：前測題庫，以客觀題為主，測試實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)情況或初次實(shí)驗(yàn)的掌握程度：后測題庫，以主觀題為主，測試經(jīng)過實(shí)驗(yàn)訓(xùn)練后的理解和掌握程度等。

一、比較測試系統(tǒng)的需求分析及功能規(guī)劃

根據(jù)以上背景，結(jié)合機(jī)械工程綜合實(shí)驗(yàn)?zāi)繕?biāo)、學(xué)生特點(diǎn)、軟硬件環(huán)境等具體情況，對學(xué)生及教師的需求可做以下歸納：

1.對于實(shí)驗(yàn)學(xué)生

（１）學(xué)生可以查看教師發(fā)布的教學(xué)實(shí)驗(yàn)要求、實(shí)驗(yàn)組安排、考試具體要求等教學(xué)公告信息；

（２）學(xué)生可以參加兩種測試：前測和后測，前后測試皆由系統(tǒng)隨機(jī)抽題自動(dòng)組卷，自動(dòng)計(jì)時(shí)，考試結(jié)束后客觀題即時(shí)給出答案，主觀題則由教師手動(dòng)評分；

（３）學(xué)生可以查詢自己的考試答題情況以及具體到每個(gè)題目的教師批閱信息，教師閱卷完成后還可查詢考試成績。

通過學(xué)生角色功能需求分析，可用建模工具Power-Designer將學(xué)生UML用例圖規(guī)劃如圖1所示。

圖1注冊實(shí)驗(yàn)學(xué)生的用例圖

2.對于實(shí)驗(yàn)教師

（１）教師能對多個(gè)專業(yè)、班級、學(xué)生進(jìn)行集中管理，其中包括對注冊學(xué)生身份的審核，以防止惡意注冊；

（２）教師可以維護(hù)前測和后測兩套題庫，支持批量添加、更新、刪除試題等維護(hù)功能；

（３）教師可通過“考試控制臺”設(shè)置重新測試，以使系統(tǒng)能重復(fù)使用，同時(shí)也可以設(shè)置個(gè)別學(xué)生的重新考核，并對考試時(shí)間進(jìn)行控制；

（４）教師對于主觀題可手動(dòng)評分，客觀題則由系統(tǒng)自動(dòng)判分；教師還可按專業(yè)或班級等多種形式瀏覽考試成績等信息，也可以查詢個(gè)別學(xué)生答題情況及成績；

（５）教師能夠在后臺發(fā)布實(shí)驗(yàn)考試要求、上機(jī)時(shí)間等教學(xué)、教務(wù)公告信息。

同樣，通過以上的教師角色功能分析，可將實(shí)驗(yàn)教師的UML用例圖規(guī)劃如圖2所示。

圖2實(shí)驗(yàn)教師的用例圖

二、在線測試系統(tǒng)的開發(fā)方案確定

對于該題庫系統(tǒng)的開發(fā)，選擇跨平臺性較好的JSP為網(wǎng)絡(luò)編程語言，MyEclipse6.0為開發(fā)平臺，按照 MVC-Model2模式實(shí)現(xiàn)：

MVC（Model-View-Controller），即模型－視圖－控制器，是起源于20世紀(jì)80年代的一種設(shè)計(jì)模式，現(xiàn)已成為SUN公司J2EE平臺的主要設(shè)計(jì)模式，它把應(yīng)用程序分成三個(gè)模塊（模型、視圖和控制器）來分擔(dān)不同任務(wù)，從而利于組件復(fù)用和開發(fā)分工。[1] 而MVC-Model2具體是指JSP+Servlet+JavaBean的技術(shù)方案：Model層實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)邏輯，這里使用DAO模式封裝對數(shù)據(jù)的操作；View層用于與用戶的界面交互，使用JSP實(shí)現(xiàn)；Controller層是Model層與View層之間的紐帶，使用Servlet來完成控制，具體如圖3所示。

圖3系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境及MVC-Model2模式

三、在線比較測試系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

1.后臺數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)與連接實(shí)現(xiàn)

（１）后臺數(shù)據(jù)的設(shè)計(jì)：學(xué)生、試題、成績以及教務(wù)等信息都需要用后臺數(shù)據(jù)庫來存取，這里可選用SUN公司的MySQL做為數(shù)據(jù)庫。系統(tǒng)涉及學(xué)生信息表、試題庫表、學(xué)生成績表等多張表，本文重點(diǎn)介紹試題庫表的設(shè)計(jì)，為了快速生成題庫表itempool，可直接使用SQL語句或調(diào)用執(zhí)行SQL文件生成，SQL具體代碼如下：

CREATE TABLE itempool (

Pool_Type bit，//歸屬于前測還是后測題庫的邏輯判斷

Item_ID int(10)，//試題編號

Item_Style int(3)，//試題“表示”風(fēng)格：包括選擇題、判斷題和主觀題(含簡答、分析題等)三種

diffculty varchar(3)，//試題難度

content text，//試題內(nèi)容

answer text，//試題答案

value int(3)，//試題分?jǐn)?shù)

picture varchar(100) default NULL，//試題內(nèi)容中包含圖片的存儲地址，默認(rèn)為無圖片

) ENGINE=InnoDB DEFAULT CHARSET=GBK;// 表使用innodb引擎，數(shù)據(jù)編碼選擇中文

（２）后臺數(shù)據(jù)庫的連接：應(yīng)用程序訪問數(shù)據(jù)庫一般是通過ODBC（開發(fā)數(shù)據(jù)庫連接）或程序自帶的驅(qū)動(dòng)，其中后者較快，JSP中的數(shù)據(jù)庫連接一般使用JDBC（JAVA數(shù)據(jù)庫連接）方式，它支持以上兩種方式。[2] 對于該系統(tǒng)的開發(fā)，可通過建立ConnectionManager類來提供對數(shù)據(jù)庫的連接，該類關(guān)鍵代碼如下：

public class ConnectionManager {

String DBurl="jdbc:mysql://localhost:3306/item?user=root&password=fujian";

public static Connection getConnection() { //取得對數(shù)據(jù)庫Item連接

Class.forName("com.mysql.jdbc.Driver");

Connection dbConnection = DriverManager.getConnection(DBurl);

……

}

2.關(guān)鍵技術(shù)及代碼詳解

（１）隨機(jī)抽題的實(shí)現(xiàn)：為了保證測試的公正，系統(tǒng)使用隨機(jī)抽題的方式為學(xué)生自動(dòng)組卷(前測試卷或后測試卷)，實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵是使用JAVA的Random對象進(jìn)行隨機(jī)抽題，用法示例：

<%

Random random = new Random();

int id = random.nextInt(new DAO().maxBeforeId()); //范圍為[0，最大數(shù)），maxBeforeId()取前測試題最大編號

String maxid = x+1+""; //調(diào)整范圍為[1，最大數(shù)]，即為前測試題庫編號范圍

%>

（２）查看答題情況的實(shí)現(xiàn)：對學(xué)生的答題情況進(jìn)行記錄，可方便以后教師或?qū)W生自己查看，也為了解學(xué)生實(shí)驗(yàn)掌握程度提供依據(jù)?？墒褂肑AVA的Split方法來取出數(shù)據(jù)庫記錄的答題情況：在提交測試試卷后，系統(tǒng)可以“A@B@C@”形式記錄答題情況，在查看答題情況時(shí)，使用split方法取出答案，放進(jìn)指定數(shù)組以便操作，用法示例：

＜%

String str=new DAO().getAnswer(classid， userid，testtype);// 得到形如"A@B@C@"的答案

String[] answer = Str.split("@"); // 將答案保存到數(shù)組answer，分隔符若是"| "、"*"等特殊字符， split方法加\轉(zhuǎn)義寫成Str.split("\|")形式

……

%＞

（３）前后測試邏輯判斷：為了保證學(xué)生前測準(zhǔn)確，要求系統(tǒng)在學(xué)生進(jìn)行前測后自動(dòng)關(guān)閉前測，直至教師在后臺重新開考或針對個(gè)人重新考核，因此在學(xué)生點(diǎn)擊“進(jìn)入測試”后，系統(tǒng)應(yīng)對為每個(gè)學(xué)生提供前測試卷還是后測試卷做邏輯判斷，關(guān)鍵代碼：

＜%

String classid=(String)(session.getAttribute("classid"));

String userid=(String)session.getAttribute("userid");String testurl="";

if(new DAO().hasBefore(classid， userid)) // hasBefore()方法檢測某學(xué)生是否已進(jìn)行前測

str="AfterTest.jsp";else str="BeforeTest.jsp";%＞

＜a href=＜%=testurl%＞ ＞進(jìn)行測試＜/a＞＜!--點(diǎn)擊“進(jìn)行測試”，系統(tǒng)自動(dòng)判斷提供前測還是后測--＞

（４）定時(shí)交卷功能的實(shí)現(xiàn)：為了保證學(xué)生的測試的準(zhǔn)確性，系統(tǒng)提供手動(dòng)交卷功能的同時(shí)應(yīng)自動(dòng)計(jì)時(shí)，考試時(shí)間結(jié)束自動(dòng)交卷，以保證測試公平，這里使用JavaScript實(shí)現(xiàn)，關(guān)鍵代碼：

＜script language="JavaScript" type="text/JavaScript"＞

var test_time=＜%=(new DAO().getTestTime()%＞;//獲取考試時(shí)間

window.setTimeout("document.textfrm.submit()",test_time);//定時(shí)提交答題表單testfrm

alert("考試時(shí)間為" + test_time/60000 +"分鐘，" + "時(shí)間結(jié)束，自動(dòng)交卷!");

＜/script＞

3.小結(jié)

通過上面的數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)以及關(guān)鍵技術(shù)實(shí)現(xiàn)，即可完成實(shí)驗(yàn)室題庫系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)，開發(fā)時(shí)還應(yīng)注意結(jié)合XML、CSS等技術(shù)使頁面美觀，以便于以后頁面風(fēng)格的快速調(diào)整，同時(shí)在對數(shù)據(jù)庫的連接上，要注意調(diào)用后關(guān)閉，以減少數(shù)據(jù)庫操作異常，另外在具體操作語句書寫上，應(yīng)始終以預(yù)處理PreparedStatement代替Statement，以防止SQL注入，提高系統(tǒng)安全性。

四、系統(tǒng)部署與測試

系統(tǒng)可以選擇以開源操作系統(tǒng)Red Hat Enterprise Linux 5＋Apache Tomcat 5.5或微軟Windows server 2008+IIS 6.0任一方式部署，部署地點(diǎn)可選在計(jì)算機(jī)機(jī)房或者實(shí)驗(yàn)室，部署成功后，學(xué)生在機(jī)房或?qū)嬍叶伎梢酝ㄟ^校園網(wǎng)來訪問服務(wù)器進(jìn)行在線測試；同時(shí)，教師可通過后臺實(shí)現(xiàn)考試管理，了解學(xué)生掌握情況。學(xué)生登錄后的主界面見圖4，教師后臺管理主界面見圖5。

圖4學(xué)生登錄系統(tǒng)后主界面

圖5教師后臺管理主界面

五、結(jié)束語

通過以上設(shè)計(jì)與開發(fā)，即可完成支持前測和后測兩種測試、能跟蹤學(xué)生實(shí)驗(yàn)掌握情況及變化的B/S結(jié)構(gòu)的實(shí)驗(yàn)室在線測試題庫系統(tǒng)，為實(shí)驗(yàn)室的成績評估以及了解學(xué)生的實(shí)驗(yàn)掌握情況提供了一定依據(jù)，同時(shí)也為實(shí)驗(yàn)技能的輔助考察提供了一種高效的信息化手段，而且該系統(tǒng)具有一定的通用性，可用作其他學(xué)科考核使用，至于系統(tǒng)的穩(wěn)定性與安全性有待進(jìn)一步研究。

參考文獻(xiàn)：

[1]孫衛(wèi)琴.精通Struts：基于MVC的Java Web設(shè)計(jì)與開發(fā)[M].北京：電子工業(yè)出版社，2004：9-10．

[2]朱敏,朱晴婷等.JSP Web應(yīng)用教程 [M].北京：清華大學(xué)出版社,2004:141．