“互聯(lián)網(wǎng)+課程作業(yè)”在線作業(yè)與考試系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用實踐

陳立華 賴河濤 王焰

摘要：為擺脫在工程水文學(xué)教學(xué)中，傳統(tǒng)作業(yè)布置形式單一，及學(xué)生對基本原理、基本概念知識點的鞏固上難以達(dá)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)實際需求為研究背景，基于SQLServer 2008數(shù)據(jù)庫，選擇采用B/S模式作為系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，應(yīng)用ASP.NET、ADO.NET等技術(shù)開發(fā)了一套在線作業(yè)及考試系統(tǒng)。本系統(tǒng)實現(xiàn)了題庫管理、試卷管理、評卷分析、考試自測等功能，構(gòu)建了庫表結(jié)構(gòu)、課程試題庫、手動及智能組卷等關(guān)鍵技術(shù)，通過2012～2013級學(xué)生的應(yīng)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。

關(guān)鍵詞：在線作業(yè)；功能設(shè)計；試題庫；智能組卷

中圖分類號：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1674-9324（2016）32-0239-03

在本科專業(yè)課程教學(xué)環(huán)節(jié)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)實踐中，傳統(tǒng)作業(yè)布置形式比較單一，主流教材[1，2]課后習(xí)題可供布置的作業(yè)的類型不夠全面，通常只包括計算題、作圖題。然而，工程水文學(xué)是一門內(nèi)容廣泛、概念抽象、實踐性強的學(xué)科，現(xiàn)有教材的課程課后練習(xí)在學(xué)生對基本原理、基本概念知識點鞏固上難以達(dá)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)實踐當(dāng)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)實際需求為研究背景，針對該課程的特點開發(fā)了一套符合教學(xué)需求的在線作業(yè)與考試系統(tǒng)。本系統(tǒng)的建設(shè)很好地彌補了傳統(tǒng)課程作業(yè)布置的不足，在該系統(tǒng)試題庫中，選擇題、判斷題、填空題等試題的設(shè)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(tǒng)架構(gòu)設(shè)計與功能需求

系統(tǒng)的開發(fā)環(huán)境為WINDOWS7，IIS6.0/7.0及以上版本，數(shù)據(jù)庫采用SQL SERVER 2008，選擇采用B/S模式作為系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，以ASP.NET為開發(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)課程在線作業(yè)及試題系統(tǒng)主要由用戶中心子系統(tǒng)、作業(yè)及考試子系統(tǒng)兩大部分組成。用戶中心子系統(tǒng)主要是管理工程水文學(xué)課程任課教師用戶、選課學(xué)生用戶，且不同用戶擁有不同的系統(tǒng)使用權(quán)限，及設(shè)置廣西大學(xué)需開設(shè)工程水文學(xué)學(xué)科的學(xué)院、專業(yè)、班級等信息。作業(yè)及考試子系統(tǒng)則根據(jù)用教師用戶和學(xué)生用戶登陸進(jìn)入不同頁面。任課教師用戶登陸具有個人信息修改、題庫管理、試卷管理、評卷分析、考試管理、系統(tǒng)配置等的功能模塊。而選課學(xué)生用戶登陸提供個人信息修改、考試自測功能模塊。

1.用戶中心子系統(tǒng)。①用戶權(quán)限管理：實現(xiàn)檢索、導(dǎo)入教師和學(xué)生用戶、添加用戶、批量刪除，以及啟用/禁用用戶的Ftp賬號，以及為系統(tǒng)用戶設(shè)置相應(yīng)的操作權(quán)限。②授課班級管理功能，包含學(xué)院管理、專業(yè)管理、班級管理等功能，實現(xiàn)錄入添加或批量導(dǎo)入、刪除、檢索該門課程的學(xué)院、專業(yè)、班級信息。

2.作業(yè)及考試子系統(tǒng)。①個人信息功能：主要具有作業(yè)與考試通知、修改用戶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、個人題庫、所有題庫、錯題率統(tǒng)計功能。出題是主要需要輸入題型、題干、答案、考點（可選）、解題思路（可選）、難易度、創(chuàng)建人（系統(tǒng)設(shè)定）、創(chuàng)建時間（系統(tǒng)設(shè)定）內(nèi)容。個人題庫和所有題庫的區(qū)別在于個人題庫只顯示當(dāng)前登錄用戶所創(chuàng)建或使用過的題庫，而所有題庫包含所有試題，不限制范圍。錯題率統(tǒng)計是根據(jù)所有學(xué)生回答某試題的正確數(shù)除以試題的總出現(xiàn)次數(shù)統(tǒng)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：登錄教師用戶采用手動組卷、智能組卷的方式所出的試卷管理功能。手動組卷在設(shè)置完試卷標(biāo)題、試卷課程、考試類后，即可進(jìn)入試卷添加題型、選擇相應(yīng)試題和分值的具體設(shè)置。智能組卷在設(shè)置完試卷標(biāo)題、試卷課程、考試類型后，進(jìn)一步設(shè)置題型、題量、分值和難易程度，通過系統(tǒng)自動從題庫中隨機(jī)抽題組成試卷或作業(yè)。保存試卷之后即可進(jìn)入登錄教師用戶所出的試卷列表，點擊相應(yīng)的試卷可進(jìn)行修改、刪除、導(dǎo)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(quán)限的用戶，才能對此次考試進(jìn)行閱卷。考試安排需要設(shè)置安排標(biāo)題、考試類型、試卷類型、考試試卷、及格分?jǐn)?shù)、開始時間、考試時長、是否公布成績、適用準(zhǔn)入碼、考試范圍、閱卷老師、規(guī)章制度，安排管理中選擇條件進(jìn)行搜索。當(dāng)考試開始時，則無法“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(zhí)行是否通過審核的操作。⑤評卷分析功能：當(dāng)前考試安排狀態(tài)為“考試完成”時，閱卷老師才能執(zhí)行批閱試卷，查看排名和試卷報表等操作。批閱試卷時，根據(jù)當(dāng)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存儲至信息庫中，并自動生成統(tǒng)計報表，即可查詢并打印班級及格率統(tǒng)計及各分?jǐn)?shù)段的人數(shù)統(tǒng)計，并可進(jìn)行考試分?jǐn)?shù)統(tǒng)計排名。⑥考試自測功能：主要具有錯題簿、我要考試、成績查詢功能。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(biāo)記掌握。我要考試中學(xué)生需輸入準(zhǔn)入碼進(jìn)入考試。考試成績中學(xué)生可在搜索欄內(nèi)選擇條件進(jìn)行搜索，查看試卷及其類型、開考時間、分?jǐn)?shù)、狀態(tài)。⑦系統(tǒng)配置功能：主要具有系統(tǒng)配置、公告管理功能。系統(tǒng)配置包括是否需要審核考試自測安排、是否開通注冊、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(tǒng)建設(shè)關(guān)鍵技術(shù)點

1.關(guān)鍵數(shù)據(jù)庫表。主要設(shè)計了題庫類表：題庫表、題型表、題目表、章節(jié)表、課程表、專業(yè)表、選項表、結(jié)果表等；試卷類表：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；基本信息類表：用戶信息表、菜單表、年級表等。

2.課程試題庫的建設(shè)。該工程水文學(xué)試題庫的建設(shè)，在充分考慮工程水文學(xué)課程教學(xué)特點和大綱需要，并結(jié)合本門課程所選用的《工程水文學(xué)》教材的特點的同時，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(dǎo)入題庫，分別設(shè)計了單選題、多選題、判斷題、填空題、主觀題以及復(fù)合題六大類試題EXCEL模板。題目內(nèi)容可分為三個方面來考慮。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)生分析問題和解決問題的能力[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，問答題共有240道，計算題共有241道。同時，試題庫導(dǎo)入了一整套題庫所對應(yīng)的答案。根據(jù)單選題、多選題、判斷題、填空題、主觀題等題型格式模板，可快捷地實現(xiàn)試題庫的批量導(dǎo)入[7]。

3.組卷設(shè)計。①手動組卷設(shè)計。手動組卷的設(shè)計為教師用戶根據(jù)特定的需求及大綱要求，針對工程水文學(xué)知識考點自主的進(jìn)行命題，進(jìn)行考試類型、考試題型、考試試題等的成卷設(shè)計?？稍谖业脑嚲砉δ苤兄匦戮庉?、刪除，此外可在其中導(dǎo)出或者同步試題。該組卷方式適用于對試題庫內(nèi)容較為熟悉的教員及管理人員。②智能組卷設(shè)計。智能組卷是一個多約束多目標(biāo)的規(guī)劃求解問題。本設(shè)計中試卷是由試卷標(biāo)題、試卷分類、考試類型、題型名稱、題目數(shù)量、題目分值、難易度試題總分、試題難度、教學(xué)內(nèi)容、考試大綱要求、考試目的等多個約束條件組合而成，各元素之間相互制約，相互聯(lián)系。

三、工程水文學(xué)課程在線作業(yè)和試題系統(tǒng)實例

1.教師端子系統(tǒng)。①教師進(jìn)入功能界面。在功能界面中，授權(quán)用戶可點擊“我要安排”進(jìn)行在線考試的安排，進(jìn)行試卷相關(guān)信息的填寫，包括安排標(biāo)題、考試類型、試卷類型、考試試卷的設(shè)置，考試類型分為補考、統(tǒng)考、一般考試，試卷類型分為自測、一般考試。在提示通過信息驗證后點擊下一步，進(jìn)入第二步填寫考試安排的基本信息，包括及格分?jǐn)?shù)、開始時間、考試時長、是否公開成績、是否使用準(zhǔn)入碼的設(shè)置；則可進(jìn)入第三步填寫安排的拓展信息，包括考試學(xué)生范圍、閱卷老師、規(guī)章制度的設(shè)置，確認(rèn)信息后可提交考試安排。在當(dāng)考試安排完成后，需由授權(quán)用戶進(jìn)行審核，在系統(tǒng)界面中點擊“通過”或“不通過”考試安排審核，審核通過成功后方能用于考試。②組卷功能。授權(quán)用戶可在試卷管理功能界面中選擇“手動組卷”和“智能組卷”兩種方式。點擊“手動組卷”，進(jìn)行試卷基本信息的設(shè)置，設(shè)置成功之后可點擊進(jìn)入下一步，設(shè)置作業(yè)與考試要求的題型、試題、分值，若要修改試卷標(biāo)題可點擊“返回試卷設(shè)置”按鈕，該操作不會影響已選擇的題型和試題，設(shè)置成功之后點擊“保存試卷”對試卷進(jìn)行保存。在智能組卷中，設(shè)置試題的各約束條件，設(shè)置完成之后點擊“隨機(jī)生成組卷”生成試卷。成卷之后，在“我的試卷”功能界面內(nèi)，可對生成的試卷進(jìn)行編輯、刪除、導(dǎo)出、同步等操作。其中，手動組卷操作界面如圖1所示。

2.學(xué)生端子系統(tǒng)。學(xué)生用戶登入考試系統(tǒng)之后，可在系統(tǒng)通知中查看開考時間或作業(yè)開始時間、考試時長、考試調(diào)整等考試安排信息，在考試自測中點擊“開始考試”進(jìn)行測試。進(jìn)入考試界面，界面顯示有考生用戶信息、試卷名、題型、題目及作答剩余時間，考生可根據(jù)界面試題的要求進(jìn)行作答。當(dāng)進(jìn)行選擇題、判斷題等題型的作答時，學(xué)生可直接選擇答案。當(dāng)進(jìn)行填空題、問答題、計算題等題型時，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所示為客觀題考試界面在作答完畢后，點擊“提交試卷”執(zhí)行試卷的提交，在正式提交前會有提示確定提交，提交成功后自動進(jìn)入成績查詢界面。

3.評卷分析。在考試規(guī)定時間截止之后，教師可登入系統(tǒng)在“試卷分析”功能中對學(xué)生的測試進(jìn)行評閱，當(dāng)進(jìn)入評閱界面并點擊批改試卷進(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(nèi)容，閱卷人可選擇任意題目編號，查看考生答題信息，并根據(jù)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(jī)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(rèn)識。當(dāng)教師在完成對學(xué)生試卷的批閱之后，可點擊“排名”，可查詢班級排名、學(xué)生排名、考試分?jǐn)?shù)等的信息。通過“試卷報表”功能可查詢考試或作業(yè)及格率、作業(yè)各分?jǐn)?shù)段人數(shù)統(tǒng)計信息，并在報表內(nèi)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(jié)語

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)實踐當(dāng)中，針對工程水文學(xué)的課程特點，基于SQLServer 2008數(shù)據(jù)庫，采用B/S模式，應(yīng)用ASP.NET、ADO.NET等技術(shù)開發(fā)了一套在線作業(yè)及考試系統(tǒng)。

系統(tǒng)主要由用戶中心子系統(tǒng)、作業(yè)與考試子系統(tǒng)兩大部分組成，解決了系統(tǒng)建設(shè)過程中數(shù)據(jù)庫表設(shè)計、課程試題庫建設(shè)、組卷設(shè)計等關(guān)鍵問題，實現(xiàn)了用戶權(quán)限管理、授課班級管理功能、個人信息功能、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(tǒng)配置功能模塊。

通過對2012～2013級學(xué)生在工程水文學(xué)課程教學(xué)中的應(yīng)用，彌補了課程作業(yè)形式單一、作業(yè)類型不夠全面等問題。根據(jù)教師和學(xué)生用戶的反饋，在該系統(tǒng)試題庫中，選擇題、判斷題、填空題等試題的設(shè)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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