王大東，侯 錕，英昌盛，呂 凱，王洪君

(吉林師范大學(xué) 計(jì)算機(jī)學(xué)院，吉林 四平 136000)

在最近十幾年中，萬(wàn)維網(wǎng)(World Wide Web)使人們的日常生活發(fā)生了翻天覆地的變化，從新聞、娛樂到購(gòu)物，人們已經(jīng)習(xí)慣于利用Web做各種事情.掌握Web基礎(chǔ)知識(shí)及Web程序設(shè)計(jì)技能已成為計(jì)算機(jī)及相關(guān)學(xué)科本科生的必備素質(zhì).Web程序設(shè)計(jì)課程在整個(gè)計(jì)算機(jī)教學(xué)體系中所占的地位日益重要，Web程序設(shè)計(jì)能力已成為計(jì)算機(jī)相關(guān)專業(yè)學(xué)生核心專業(yè)能力之一.由于Web程序設(shè)計(jì)涉及Html、Css、Javasript、Dom編程等多種語(yǔ)言和技術(shù)，學(xué)習(xí)Web程序設(shè)計(jì)必須進(jìn)行大量的編程練習(xí)、頁(yè)面制作練習(xí).Web頁(yè)面設(shè)計(jì)涉及的語(yǔ)法多，難于記憶，瀏覽器的調(diào)試功能弱，傳統(tǒng)的考試方式并不適合考核學(xué)生的Web設(shè)計(jì)能力，本文介紹一種將練習(xí)與考試相結(jié)合，基于XML的Web程序設(shè)計(jì)考核系統(tǒng).

1 系統(tǒng)文件結(jié)構(gòu)

一個(gè)典型的Web頁(yè)面包括若干個(gè)文本文件(html文件、腳本文件、樣式文件)和二進(jìn)制文件(圖像文件、音頻/視頻文件).考試過(guò)程中，由于考生設(shè)計(jì)的頁(yè)面涉及的文件數(shù)量多，需要為每位考生創(chuàng)建文件夾，存儲(chǔ)這些文件.系統(tǒng)在每位考生登錄時(shí)，動(dòng)態(tài)為其用學(xué)號(hào)創(chuàng)建文件夾，并將隨機(jī)抽取的考試文件拷貝到文件夾下，相關(guān)文件包括：XML格式試卷文件、用戶IP地址列表文件、圖片文件、音頻/視頻文件.試卷XML格式定義如圖1所示.

圖1表示出了系統(tǒng)中使用了三種不同的試題存儲(chǔ)形式.(1)文本試題：以圖1(a)中所示的文本格式存儲(chǔ).文本試題庫(kù)可以用任何文本編輯器進(jìn)行編輯.

(2)試題數(shù)據(jù)庫(kù)：SQL Server數(shù)據(jù)表字段如圖1(b)所示，試題數(shù)據(jù)庫(kù)內(nèi)容由文本試題文件導(dǎo)入生成，由系統(tǒng)頁(yè)面維護(hù)，也可以導(dǎo)出為文本試題.

(3)XML格式試卷.根據(jù)抽題方案從試題數(shù)據(jù)庫(kù)中抽取生成.

系統(tǒng)使用多種形式存儲(chǔ)試題，具有如下優(yōu)點(diǎn)：試題庫(kù)易于編輯、維護(hù)；發(fā)揮了數(shù)據(jù)庫(kù)的強(qiáng)大功能，簡(jiǎn)化了試題統(tǒng)計(jì)、抽題代碼量；XML格式試卷文件小，讀取速度快，對(duì)服務(wù)器的壓力小，使用鏈路帶寬低，提高了服務(wù)器負(fù)載能力；考試過(guò)程中服務(wù)器不需要數(shù)據(jù)庫(kù)支持，服務(wù)器易于布置.

圖1 XML格式試卷

2 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)與功能

2.1 系統(tǒng)硬件組成

考核系統(tǒng)采用B/S結(jié)構(gòu)模式，由客戶端和服務(wù)器組成.學(xué)生的作業(yè)、試題庫(kù)、考試試題、程序等都放置在服務(wù)器上.客戶端只需要安裝操作系統(tǒng)、瀏覽器、文本編輯器后就可以工作，簡(jiǎn)化了客戶端的安裝和配置過(guò)程.系統(tǒng)的硬件組成如圖2所示.

2.2 系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)

考核系統(tǒng)分為作業(yè)提交前端、考試前端、后臺(tái)管理等部分.系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)采用SQL Server 2005 Express.主要包括試題庫(kù)表、試題分布表、試卷庫(kù)表、學(xué)生信息表、學(xué)生試卷表等(如圖3所示).

圖2 上機(jī)考試系統(tǒng)硬件組成

圖3 數(shù)據(jù)表

系統(tǒng)用戶權(quán)限分為兩級(jí)：教師和學(xué)生.以教師帳號(hào)登錄后進(jìn)入教師后臺(tái)管理，可以進(jìn)行文本試題導(dǎo)入、學(xué)生信息導(dǎo)入、試題庫(kù)維護(hù)、修改試題分布表、生成試卷等操作，如圖4所示.

圖4 系統(tǒng)功能圖

(1)試題屬性.系統(tǒng)定義試題屬性包括知識(shí)點(diǎn)、題型、難度、是否包含圖像、圖像文件名列表、內(nèi)容、答案等屬性.題型包括填空、選擇、判斷、設(shè)計(jì).

(2)試題分布表.試題分布表定義了某一<知識(shí)點(diǎn)，題型，難度>的出題數(shù)量.根據(jù)試題分布表定義數(shù)量，在滿足條件的試題中隨機(jī)抽取試題，最后將所抽試題轉(zhuǎn)化為XML格式后生成試卷.

(3)學(xué)生信息.考試前需要先將學(xué)生信息(學(xué)號(hào)、姓名、身份證號(hào)、專業(yè)、教師)錄入系統(tǒng)或以Excel表形式批量導(dǎo)入.

(4)XML試卷.XML格式試題由編號(hào)、題型、內(nèi)容、答案、學(xué)生答案、分值等標(biāo)記組成，其中，答案和學(xué)生答案為原始數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)兩種不同的變換加密所得結(jié)果，主觀試題(設(shè)計(jì)題)答案為文件名.

(5)考試前端.考試前端本質(zhì)上是一個(gè)XML文件讀寫器.學(xué)生通過(guò)客戶端瀏覽器登錄考試系統(tǒng)，經(jīng)過(guò)身份驗(yàn)證無(wú)誤后隨機(jī)抽取一套試題后答題.考試開始后啟動(dòng)系統(tǒng)倒計(jì)時(shí)，計(jì)時(shí)時(shí)間為0時(shí)終止考試.客觀性試題和主觀性試題(操作性試題)均以Web頁(yè)面形式呈現(xiàn)，如圖5所示.

選擇、判斷等客觀性試題答案經(jīng)過(guò)變換加密后寫到試卷標(biāo)記中.設(shè)計(jì)題以文件形式存儲(chǔ)在服務(wù)器考生目錄中，文件名寫到標(biāo)記中.

(6)作業(yè)提交前端.提供文件上傳功能，相當(dāng)于學(xué)生維護(hù)自己的一個(gè)小網(wǎng)站.

3 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵技術(shù)

3.1 安全性問題

系統(tǒng)采取了如下安全防范措施：

圖5 程序設(shè)計(jì)題

(1)防止多點(diǎn)登錄.由于瀏覽器工作模式具有無(wú)狀態(tài)性特點(diǎn)，Web服務(wù)器不記錄每次訪問主機(jī)信息.為防止多點(diǎn)登錄，系統(tǒng)通過(guò)在IP地址列表文件中記錄學(xué)生機(jī)IP地址方式防止在兩臺(tái)學(xué)生機(jī)上同時(shí)登錄.在登錄過(guò)程中，如果學(xué)生機(jī)IP地址與已記錄IP地址不同，通過(guò)輸入二次登錄密碼方式(由監(jiān)考教師輸入)控制登錄過(guò)程.

(2)屏蔽粘貼功能.在標(biāo)記中加入屏蔽輸入文本框的粘貼功能，防止抄襲.

(3)降低鄰座考生試卷雷同可能性.系統(tǒng)采取的措施包括：采用在試題數(shù)量非常大的題庫(kù)中隨機(jī)抽題，降低鄰座同題幾率；每位考生抽題時(shí)生成隨機(jī)次序答案.

3.2 試題分布表生成算法

為評(píng)價(jià)出題方案的難度，設(shè)期望難度系數(shù)D為試卷所包含試題難度與該題在整個(gè)試卷中相對(duì)重要度的加權(quán)求和.

其中，d為試題難度，w為試題相對(duì)重要度.系統(tǒng)試題難度設(shè)為三級(jí)，每次考試后根據(jù)試題錯(cuò)誤率與一設(shè)定閾值比較，大于該閾值，重新設(shè)定該題難度.

設(shè)P={p1，p2，…pm}為知識(shí)點(diǎn)集合，X={x1，x2，…xl}為題型集合，D={d1，d2，…dz}為難度集合，T={t1，t2，…tn}為試題集合，t1，t2，…tn按知識(shí)點(diǎn)、題型、難度升序排序.在試題分布表中定義出題數(shù)量ci，j，k，使

其中，s為試題分值.

4 結(jié)論

本文介紹的基于XML的Web程序設(shè)計(jì)考核系統(tǒng)(http://cst2.jlnu.edu.cn)適用性強(qiáng)，提高了考核的科學(xué)性和有效性.該系統(tǒng)在吉林師范大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)08級(jí)試用以來(lái)，經(jīng)過(guò)不斷改進(jìn)，功能逐漸完善.系統(tǒng)提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，保證了考核的公平性和科學(xué)性.

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