在線實(shí)驗(yàn)報(bào)告管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

歐陽(yáng)習(xí)彪，徐寶林，蔣 謹(jǐn)

（廣東白云學(xué)院大數(shù)據(jù)與計(jì)算機(jī)學(xué)院，廣州510000）

0 引言

實(shí)踐教學(xué)在應(yīng)用型本科院校中尤為重要，而實(shí)驗(yàn)報(bào)告通常是實(shí)踐環(huán)節(jié)評(píng)分的重要組成部分，能夠比較直接有效地反映學(xué)生對(duì)相關(guān)理論知識(shí)的理解和掌握程度。目前高校實(shí)驗(yàn)教學(xué)中，對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)報(bào)告提交、收集和管理方式較為繁瑣，主要有郵件收集、U 盤拷貝、FTP 方式、共享文件夾以及紙質(zhì)實(shí)驗(yàn)報(bào)告等幾種主要方式［1］。這些方式普遍存在教師需花費(fèi)大量的時(shí)間去批閱每一個(gè)學(xué)生的實(shí)驗(yàn)報(bào)告文檔，學(xué)生需要花費(fèi)大量時(shí)間去整理格式，工作效率非常低；完全靠人工閱讀進(jìn)行考評(píng)，主觀性較大等問(wèn)題，針對(duì)以上弊端，本文設(shè)計(jì)研發(fā)一種實(shí)驗(yàn)報(bào)告在線自動(dòng)生成、提交、批改以及管理的方案［2］。

1 需求分析

系統(tǒng)分為學(xué)生端和教師端，學(xué)生端包括學(xué)生基本信息和報(bào)告管理兩部分，學(xué)生基本信息中學(xué)生登錄后需要綁定手機(jī)號(hào)或者郵箱才能使用報(bào)告管理功能，學(xué)生可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)報(bào)告管理部分選擇對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)任務(wù)進(jìn)行編輯提交，提交后自動(dòng)生成帶格式的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，學(xué)生只需編輯對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容并不需要關(guān)注報(bào)告格式；教師端包括實(shí)驗(yàn)參數(shù)設(shè)置、實(shí)驗(yàn)管理、報(bào)告管理、學(xué)生管理、教師管理五部分，分為管理員和教師兩個(gè)角色。先由管理員負(fù)責(zé)錄入學(xué)生管理和教師管理的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，教師進(jìn)入系統(tǒng)設(shè)置實(shí)驗(yàn)參數(shù)、創(chuàng)建實(shí)驗(yàn)任務(wù)并發(fā)布，學(xué)生通過(guò)賬號(hào)密碼登錄系統(tǒng)后便可看到剛創(chuàng)建的實(shí)驗(yàn)任務(wù)，學(xué)生編輯任務(wù)提交，在教師端的報(bào)告管理列表中生成一條實(shí)驗(yàn)報(bào)告記錄，如果創(chuàng)建實(shí)驗(yàn)室設(shè)置的自動(dòng)閱卷、系統(tǒng)通過(guò)定時(shí)任務(wù)，每一小時(shí)自動(dòng)批閱一次所有未批閱的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，未啟動(dòng)自動(dòng)閱卷功能則需教師手動(dòng)閱卷打分，閱卷后學(xué)生端便生成一份實(shí)驗(yàn)報(bào)告檔案［3］。

2 研究的技術(shù)路線

該系統(tǒng)采用B/S架構(gòu)，使用PHP語(yǔ)言進(jìn)行開發(fā)，采用Nginx 作為反向代理服務(wù)器，選用MySQL 作為數(shù)據(jù)庫(kù)，系統(tǒng)前后端分離，前端界面采用Bootstrap 框架，使用Ajax 進(jìn)行前后端交互，后端基于THINKPHP6 框架MVC 架構(gòu)進(jìn)行開發(fā)，系統(tǒng)中大量使用redis 作為緩存來(lái)提高訪問(wèn)速度［4-5］，利用Jieba 第三方中文分詞工具實(shí)現(xiàn)自動(dòng)閱卷功能。

3 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)中主要?jiǎng)?chuàng)建了如下表：

（1）實(shí)驗(yàn)參數(shù)表（名為es_arctype）：主要包括實(shí)驗(yàn)名稱（typename）、截止時(shí)間（deadline）、是否開啟自動(dòng)閱卷（is_auto_decided）、指定發(fā)送班級(jí)（class_ids）。

（2）字段表（es_channelfield）：該表的字段在設(shè)置實(shí)驗(yàn)參數(shù)時(shí)產(chǎn)生，主要包括字段名稱（name）、字段類型（dtype）、默認(rèn)值（dfvalue）。

（3）教師表（es_admin）：主要字段有用戶名（user_name）、用戶密碼（password）、手機(jī)號(hào)（mobile）、郵箱（email）。

（4）學(xué)生表（es_users）：主要字段有用戶名（username）、用戶密碼（password）、手機(jī)號(hào)（mobile）、郵箱（email）、學(xué)生等級(jí)（level）。

（5）學(xué)生實(shí)驗(yàn)報(bào)告記錄表（es_archives）：該表不保存具體的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，主要記錄學(xué)生實(shí)驗(yàn)報(bào)告分?jǐn)?shù)及教師評(píng)語(yǔ)，主要字段有報(bào)告作者（author）、實(shí)驗(yàn)報(bào)告分?jǐn)?shù)（fraction）、教師評(píng)語(yǔ)（remark）。數(shù)據(jù)庫(kù)中各字段及屬性見表1。

表1 學(xué)生實(shí)驗(yàn)報(bào)告記錄

（6）學(xué)生實(shí)驗(yàn)報(bào)告內(nèi)容表（es_article_content）：該表與實(shí)驗(yàn)報(bào)告表關(guān)聯(lián)，記錄學(xué)生的實(shí)驗(yàn)報(bào)告的詳細(xì)信息，該表字段由程序控制進(jìn)行動(dòng)態(tài)擴(kuò)建，后臺(tái)每新增一個(gè)實(shí)驗(yàn)參數(shù)，會(huì)在此表生成一個(gè)實(shí)驗(yàn)參數(shù)及其對(duì)應(yīng)的分?jǐn)?shù)字段。數(shù)據(jù)庫(kù)中各字段及屬性見表2。

表2 實(shí)驗(yàn)報(bào)告內(nèi)容

4 系統(tǒng)核心功能實(shí)現(xiàn)

4.1 實(shí)驗(yàn)參數(shù)設(shè)置

系統(tǒng)管理員在系統(tǒng)中錄入教師和學(xué)生賬號(hào)信息后，教師方可進(jìn)行實(shí)驗(yàn)任務(wù)的相關(guān)操作。實(shí)驗(yàn)報(bào)告是由一系列參數(shù)組構(gòu)成，教師創(chuàng)建實(shí)驗(yàn)任務(wù)的第一步是設(shè)置實(shí)驗(yàn)報(bào)告參數(shù)。在參數(shù)管理中點(diǎn)擊新增實(shí)驗(yàn)參數(shù)，參數(shù)中字段類型支持各種輸入框類型（各輸入框類型已經(jīng)提前在配置文件中配置好），參數(shù)可以選擇是否有分?jǐn)?shù)，比如學(xué)生姓名、班級(jí)等信息是不需要配置分?jǐn)?shù)，但如實(shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)步驟等參數(shù)則需要配置分?jǐn)?shù)，界面如圖1所示。

圖1 實(shí)驗(yàn)參數(shù)設(shè)置

4.2 教師創(chuàng)建實(shí)驗(yàn)任務(wù)

實(shí)驗(yàn)參數(shù)設(shè)置好之后教師可在實(shí)驗(yàn)管理模塊中選擇增加實(shí)驗(yàn)、擬定實(shí)驗(yàn)名稱、設(shè)置實(shí)驗(yàn)截止時(shí)間和超時(shí)扣分?jǐn)?shù)值，設(shè)置好相關(guān)參數(shù)確認(rèn)提交后會(huì)發(fā)郵件提醒相關(guān)學(xué)生有實(shí)驗(yàn)任務(wù)發(fā)布，在截止時(shí)間的前兩天會(huì)自動(dòng)發(fā)送郵件提醒相對(duì)應(yīng)的學(xué)生及時(shí)提交，系統(tǒng)支持自動(dòng)閱卷功能，默認(rèn)關(guān)閉自動(dòng)閱卷功能，教師必須選擇實(shí)驗(yàn)參數(shù)，實(shí)驗(yàn)參數(shù)從設(shè)置好的參數(shù)列表中進(jìn)行選擇，每個(gè)參數(shù)配置對(duì)應(yīng)的分?jǐn)?shù)、排序值、參考答案（供自動(dòng)閱卷功能使用，參考答案要求精簡(jiǎn)，不能有重復(fù)的內(nèi)容以方便計(jì)算分?jǐn)?shù)），指定發(fā)送班級(jí)，提交后學(xué)生登錄系統(tǒng)自動(dòng)生成一份實(shí)驗(yàn)任務(wù)。界面如圖2所示。

圖2 創(chuàng)建實(shí)驗(yàn)任務(wù)

4.3 學(xué)生在線制作實(shí)驗(yàn)報(bào)告

學(xué)生通過(guò)賬號(hào)密碼登錄實(shí)驗(yàn)報(bào)告學(xué)生端，初次登錄需要在學(xué)生信息中綁定手機(jī)號(hào)和郵箱。進(jìn)入報(bào)告管理界面，學(xué)生在所屬欄目中選擇教師布置的任務(wù)進(jìn)行編輯內(nèi)容提交；在線制作實(shí)驗(yàn)報(bào)告時(shí)學(xué)生只需在對(duì)應(yīng)框中填入實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，并不需要關(guān)注實(shí)驗(yàn)報(bào)告格式，極大提高了寫作效率。在線制作實(shí)驗(yàn)報(bào)告如圖3所示，提交后實(shí)驗(yàn)報(bào)告效果圖如圖4所示。

圖3 在線制作實(shí)驗(yàn)報(bào)告

圖4 實(shí)驗(yàn)報(bào)告預(yù)覽效果

4.4 教師批改實(shí)驗(yàn)報(bào)告或自動(dòng)閱卷

教師在報(bào)告管理中可按實(shí)驗(yàn)任務(wù)或其他查詢條件，逐篇查看學(xué)生提交的實(shí)驗(yàn)報(bào)告。教師可以依據(jù)分類（已批改、未批改或全部）等查詢條件篩選相應(yīng)的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，對(duì)尚未批改的實(shí)驗(yàn)報(bào)告進(jìn)行批改，實(shí)驗(yàn)報(bào)告列表如圖5所示，批閱實(shí)驗(yàn)報(bào)告的界面如圖6所示。

圖5 教師查看并批改實(shí)驗(yàn)報(bào)告

圖6 教師批閱實(shí)驗(yàn)報(bào)告

若教師在創(chuàng)建實(shí)驗(yàn)任務(wù)時(shí)開啟自動(dòng)閱卷功能，利用定時(shí)任務(wù)每隔一個(gè)小時(shí)執(zhí)行一次自動(dòng)閱卷功能的腳本。自動(dòng)閱卷功能執(zhí)行流程如下：

（1）從數(shù)據(jù)實(shí)驗(yàn)參數(shù)表（名為es_arctype）中取出當(dāng)天所有未批閱的數(shù)據(jù)。

（2）循環(huán)處理每一條實(shí)驗(yàn)報(bào)告記錄，調(diào)用Jieba中文分詞cutForSearch 方法，將實(shí)驗(yàn)報(bào)告內(nèi)容進(jìn)行中文分詞，由于分詞后可能有重復(fù)，需要去重處理。

（3）從數(shù)據(jù)庫(kù)中取出當(dāng)前循環(huán)實(shí)驗(yàn)報(bào)告任務(wù)對(duì)應(yīng)的參考答案，每個(gè)參考答案分值平均處理。

（4）將分詞后去重的實(shí)驗(yàn)報(bào)告內(nèi)容與參考答案進(jìn)行匹配，匹配上就累加分值，最終分值就為實(shí)驗(yàn)報(bào)告分?jǐn)?shù)。

程序核心代碼如下：

5 結(jié)語(yǔ)

筆者結(jié)合自己所在學(xué)校的開放實(shí)驗(yàn)教學(xué)改革思路與開放實(shí)驗(yàn)室的定位、功能和目標(biāo)，以及實(shí)驗(yàn)管理的實(shí)際需求，充分借鑒、吸收和融合當(dāng)前在線作業(yè)系統(tǒng)的優(yōu)點(diǎn)，開發(fā)了一套具備學(xué)校特色的在線實(shí)驗(yàn)報(bào)告管理系統(tǒng)，本系統(tǒng)功能齊全，支持在線創(chuàng)建實(shí)驗(yàn)報(bào)告任務(wù)、自動(dòng)閱卷、批量導(dǎo)出實(shí)驗(yàn)報(bào)告和分?jǐn)?shù)等功能；學(xué)生在線制作實(shí)驗(yàn)報(bào)告并不需要關(guān)心報(bào)告格式；極大提高了教師和學(xué)生的效率，提升了實(shí)驗(yàn)教學(xué)效果。