（课程与教学论专业论文）网络教育中学生学习评价系统的设计实现与综合评价研究.pdf

摘要 本文根据目前网络教育的发展研究现状，分析了网络教育中学生学习评价的 特点，指出网络教育中对学生学习的评价应该是量化与非量化的结合，自行设计 实现了一个适用于多学科的网上形成性教学评价系统，并对网络教育中学生学习 的综合评价进行了研究。 一f 本文的第一部分，根据目前国内外网络教育的现状和模式，开发了一套适合 目前阅上教育模式基于w e b 的网上教学的学生学习效果的形成性评价系统。 分析了该系统的功能要求、基本模块。在对其中的关键性问题及其现行的解决措 施进行了研究的同时，给出了新的详细的解决方案；本章的最后分析了该系统网 络编程中易出现的问题，如程序的调试、程序的优化以及a s p 安全性等，并给出 了相应的对策。 第二部分中，分析了对传统教育中的学生的学习进行综合评价所采用的方法， 指出这些综合评价方法已经不完全适合于新的网络教学模式下的学生的综合评 价，并就如何对网络教育中的学生的学习成果包括知识的掌握和能力的发展两个 方面进行综合性的评价进行了一番探索。提出网络教育中对那些不易用传统的量 化方法进行的评价可以借鉴在近代模糊数学理论的基础上发展而来的模糊综合评 判法。应用模糊综合评判方法对网络教育中的学生学习效果进行评价能够得到对 学生整体素质的科学全面的评价结果。这不仅是新的教学理论指导下的网络教育 发展的需要，也与我国当前教育的发展方向即大力推进素质教育不谋而合。在这 个过程中，对模糊综合评判的基本步骤进行了分析，详细研究了模糊综合评判的 实施过程，对一级、多级模糊综合评判，以及不同评判方式中不同的评价原则进 行了分析，并结合具体的示例阐明了其在网络教育中的学生素质评价的应用。 点后，对整个研究情况进行了一番总结，并提出了有待于进一步研究解决的 问题厂 关键词：网络教育，评价系统，模糊评判法，综合评价 a b s t r a c t c o n t r a p o s i n gt h es t a t eo f t h es t u d yo ne d u c a t i o n a lt e c h n o l o g yi nn e t w o r ke r a , t h i st h e s i s a n a l y s e s t h ec h a r a c t e r i s t i co fw e b b a s e d e d u c a t i o n ，a n d s t u d i e sh o wt o p u t t h e e v a l u a t i n gs y s t e mi n t o w e b b a s e de d u c a t i o na n dp r e s e n t san e ww a yt oa s s e s st h e s t u d e n t s l e a r n i n gr e s u l t 、航t ha m b i g u o u sp r o p e r t y f i r s t l y , a c c o r d i n gt ot h ec u r r e n ts t a t ea n dt h em o d eo fw e b - b a s e de d u c a t i o n ，t h et h e s i s d e v e l o p sa no n g o i n ga s s e s s m e n ts y s t e m t h em a i nf u n c t i o n ；b a s i cm o d u l ea n dt h ek e y p o i n tc o n c e r n i n gt h es y s t e mh a v eb e e na n a l y z e d a n d a tt h es a r f l et i m e ，t h ep a p e rg i v e s a l lt h ea n s w e r st ot h e s eq u e s t i o n s i nt h e f i n a l l yp a r to f t h i sc h a p t e r , s o m ei m p o r t a n t i s s u ew h i c hm u s tb ec o n s i d e r e di np r o g r a md e v e l o p i n gs u c ha s h o wt om a k et h e s y s t e mw o r km o r eq u i c k l ya n da c c u r a t e l y ? c a nt h ep r o g r a mw o r kf o rs u r e ? h a v e a l s ob e e nf a i r l yd i s c u s s e d s e c o n d l y , o nt h eb a s i so fa n a l y z i n gt h ea s s e s s m e n tm e t h o dw h i c hh a sb e e nu s e di n f a c e - t o - f a c ee d u c a t i o nf o rm a n yy e a r s ，t h ep a p e rp o i n t so u tt h a tn o ta l lt h et r a d i t i o n a l m e t h o dc a l lb ea d a p t e dt ot h ee d u c a t i o n a lt e c h n o l o g yr e s e a r c ho nn e t w o r ke r a i nf a c t ， s t u d e n t s a c h i e v e m e n t sc a nb ed i v i d e di n t ot w os e p a r a t e ds e c t i o n ，o n ei st h eq u a n t i t yo f t h e k n o w l e d g e w h i c hh a sb e e n g i v e nb y t h ea n c e s t o r s ，t h eo t h e ri ss c i e n t i f i cl i t e r a c y , a n d t h el a t t e rw h i c hh a sb e e ni g n o r e d b ye d u c a t i o n a l e v a l u a t i o ni n p a s tt i m e i sm o r e i m p o r t a n t t h e m f o r e ，t h es e c o n dp a r to f t h i sp a p e rl a u n c h e so u te x p l o r a t i v ee f f o r ti nt h e a p p l i c a t i o no ff u z z yc o m p r e h e n s i v ee v a l u a t i n gm e t h o di ns t u d e n t s a c h i e v e m e n t so f w e b b a s e de d u c a t i o n c l a r i f i c a t i o na n ds p e c i f i c a t i o no ft h ee v a l u a t i n gf a c t o r sf o r mt h e b a s i st ol l s em a t r i xo p e r a t i o n ，s y n t h e s i z i n ge a c hg r a d ei ne v e r ys i n g l ef a c t o ra n dt h i s p r o d u c ea l lo v e r a l lg r a d et ot h es u b j e c tc o m p r e h e n s i v e l y s e v e r a le x a m p l e sh a v eb e e n g i v e ni no r d e r t os h o wh o wt ou s et h em e t h o df o re v a l u a t i n gt h es t u d e n t s a c h i e v e m e n t s w i t ha m b i g u o u s p r o p e r t y a tt h ee n d ，t h i sp a p e rp u tf o r w a r ds o m ep r o b l e m sf o rt h ep r o s p e c t i v ef u r t h e rr e s e a r c h e f f o r tf o l l o w i n gt h i sp a p e r k e y w o r d s ： w e b - b a s e de d u c a t i o n ，a s s e s s m e n t s y s t e m ，f u z z ye v a l u a t i n gm e t h o d ，c o m p r e h e n s i v ee v a l u a t i o n 4 四川师范大学硕士学位论文 - 上- - j 一 刖吾 网络教育概述 随着2 1 世纪信息时代与知识经济的到来，逐渐体现出信息时代特征的无疑是 信息化、全球化和以人为本，其中信息化在知识经济中尤为重要且越来越扮演着 主要的角色。i t e m e t 技术的崛起标志着信息技术的又一重大突破。i n t e m e t 将信息 通过开放式的网络进行信息获取、信息交换、信息发布，使信息迅速传播到世界 各地，千家万户。而知识是从信息中提炼出来的，知识经济的概念注解了知识对 于信息时代的意义。知识经济使知识体系发生结构性的变化，使知识数字化，使 知识活动计算机化和网络化。面对这一让人始料不及的信息迅速发展的现实，教 育界人士都在思考一个问题：信息时代，知识经济会对教育方式和学习方式产生 何种影响? 近年来教育领域的巨大变化表明，信息技术引发的一场关于知识的全 方位的革命，不仅改变了人们的学习手段和学习环境，也改变了人们的教学观念。 信息技术使得教育传播媒体已不再仅限于书本文字，教育环境也不再仅限于有围 墙的校园，融文字、声音、图形、动画、影像为一体的电子教科书、多媒体软件 以及网上传输的影视节目、卫星节目和虚拟现实的学习环境的出现，使教育领域 正在发生着划时代的变化，这种变化使学习者不仅从教师那里得到知识，还可以 从网络上获取广泛而丰富的教学内容，获得最优质的教学服务。由于网络的无限 扩展，学校将冲破围墙限制，形成开放式校园，学生也将不受时空限制，不受年 龄、职业与条件限制，每一个人将可以通过家庭、工作场所、旅行在外的旅馆或 移动的交通工具中用个人电脑与远端的多媒体教学资源库相连，接受不同国家不 同学校的教育。可以肯定，现代信息技术及网络技术给经济带来的最大变革是知 识经济，给社会带来的最大成功必定是教育。2 l 世纪的教育将是全球化的开放的 大教育。将是具备素质教育、个性化教育、职业教育及创新教育为特征的教育， 教育界人士将担负十分迫切且意义重大的历史重任，完成这一重任的途径就是大 力发展网络教育。 目前国内外网络教育的发展研究现状 与网络教育相关的概念有很多，如基于网络的远程学习、电子远程学习、在 线学习、e l e a r n i n g 、分布式学习等等。而对网络化学习的最初理解，则是“远 程学习”，侧重指远程教育中的一种学习方式，学生主要是通过网络媒介而获得各 类学习资源，在师生时空相对分离的情景下进行的学习活动。因此，直观上它是 远距离的，学习者是非全日制的、分布于各地的。但随着宽带网技术的发展和信 息告诉公路的逼近，计算机网络将物理时空一次又一次拉近，物理上的远近已经 四川师范大学硕士学位论文 不再成为制约学习的因素，学习环境也呈现忽略其物理特性而呈虚拟化的趋势； 此外，信息技术对学校的渗透也使得各级各类校园内的全日制学生，也可通过网 络进行独立学习，如选修学校的网络课程，参加网校学习等。 据美国国家教育中心统计局( n c e s ) 调查显示，从1 9 9 4 年到1 9 9 8 年，高等 教育的远程教育项目数量增加了7 2 。另外，还有2 0 的大学计划要在今后三年 内建立远程教学体系。1 9 9 9 年，美国大学中使用电子邮件的班级比例从1 9 9 7 年的 3 3 上升到4 4 ；三分之一的班级在使用互联网上的信息作为教学内容的组成部 分；约有四分之一的大学课程目前通过环球网页为学生提供学习资料和信息。据 估计，美国4 5 的在校大学生和5 2 的大学叫每天至少上网一次。在研究型大学 中，师生每天上网的比例超过5 0 。同时，在社区学院中，每天上网的教师比例 为4 0 ，学生比例为2 9 。1 9 9 9 年，已有6 8 的美国大学为学生免费提供上网机 会。另外，这项调查报告估计。在1 9 9 7 年到1 9 9 8 年期间，约有1 6 0 万名学生注 册参加各种形式的远程网络学习项目。而且，目前参加远程网络教育的学生人数 仍在不断增长。【1 1 在我国，党和政府十分重视网络教学。1 9 8 8 年，国家教育部与中国电信总局 表示将在远程教学方面开展全面合作，共同推动我国信息产业和网络教学事业的 发展。自1 9 9 8 年起至今，我国教育部先后批准在清华大学等5 0 多所高校开展现 代远程教育试点工作。目前，我国各试点学校初步摸索出一套网上办学的模式， 同时开发出一批网上课程和教学资源，初步形成了校内基于校园网的多媒体教学 与校外远程教学同时进行并互相融合的开放办学格局1 2 j 。 与此相应，对网络教育的研究已经成为国内外教育界的研究热点。2 0 0 1 年1 月在广州专门召开以“网络时代的学与教一实践、挑战与展望”为主题的大会，大 会设有三个讨论专题，分别是信息技术、网络文化与公民素质；网络时代的学习、 课程、教学与教育评价：网络时代大学的结构、功能及其在社会发展中的地位。 会后出版了论文集网络时代的学与教，收录了1 1 4 篇国内外专家学者们撰写的 与网络教育密切相关的论文。2 0 0 1 年1 2 月全国教育技术协会又召开了以“网络时 代教育技术学研究的内容和方法”为主题的年会。与会的众多国内外网络教育方 面的专家学者就网络时代教育技术学的研究对象、网络时代教育技术学的理论框 架、网络时代的教学设计的理论框架、网络时代的教与学模式( 包括协作学习、 适应性学习等) 、网络时代教学信息资源的开发与应用、网络时代教育信息的管理、 网络时代教育技术学的研究方法、网络时代教育技术评价的理论与方法等论题进 行了详细的探讨和研究，论坛结束后，经评审入选的约1 0 0 篇论文随即出版。 复旦大学网络教育学院的沈院长曾经说：“教学质量如何是决定网络教育这一 新生事物成败的关键”。那么，如何保证网络教育的教学质量昵。无论是校园教育 还是以往的远程教育，教育评价都是教育服务质量管理的核心，网络教育也不例 外，为了确保网络教育的质量，在网络教育中应该存在三类不同的评价：( 1 ) 网 络教学系统的评价，即强调网络教学系统的有效性，一般是针对网络教学系统的 技术、实现功能、使用效果等方面进行评价。( 2 ) 对教学计划的评价，主要研究 网络教学的教学计划或教学材料对既定目标群体的有效性，如网络课程评估、网 四j f l l ) i ! i 范大学硕士学位论文 络课程标准制定等等。( 3 ) 对网络教育中的学生学习的评价，即对进行网络化学 习的学生学习结果判断和评定，可能包括成绩、进步、能力增长以及其他成就、 表现等具体内容。这更是网络学习质量的终极意义之体现，也是本论文着力研究的 内容。就目前的情况来看，这方面的研究甚少。尽管“网络时代的学与教”和“网 络时代教育技术学研究的内容和方法”两个研讨会都有与网络教育评价有关的论 题，但两次研讨会后出版的论文集中真正与这方面有关的文章却非常少，前者只 有篇，后者有5 篇。在线教育咨询网所精选的海外原文中也仅有一篇是关于在 线教育评价方面的。这些现象都说明，基于多媒体和i n t e r n e t 的网络教育，终究 是9 0 年代以来才发展起来的新事物，对于这种新型教学模式下学习评价，无论是 理论的研究还是具体实践的理解，都还处于探索研究阶段。 网络教育中学习评价的特点 目前，几乎所有的现代远程教育试点高校在对网络教育中学生的学习情况进 行评价时都采用终结性评价，即在学期结束后的菜一个时间，所有参加学习的学 生都要到某专门地点参加学校组织的相关考试，并以考试成绩作为衡量学生学 习效果的标准和是否能取得相应证书的依据。但教育是一个复杂的、动态的大系 统，网络教育尤其如此，在网络教育中占有重要地位的评价呈现出以下几个方面 的特点。 ( 一) 评价目的不是“区分”而是“调节学习者学习行为” 传统教育中，评价基本上是“划分等级、贴上标签”前奏，对分数的过分看 重使关注点更多地放在学习结果上，而不是学习过程。网络化学习中，学习者的 学习动机往往很强，学习者要求学习活动直接指向学习目标。评价的最初意义在 于学习诊断、查漏补缺，从而调节学习者学习行为( 调整学习进度、增加学习付 出、改进学习方法等) 。因此，评价必然是过程性的，而非结果性的，评价也就不 是简单的测量工具，而应该成为学习支持工具，引导那些自我控制的学习者来思 考和监控自己的学习过程。当前教育改革的重要目标之一是关注学生学习，注重 引导学生以适应自己的方式学习，网络上的学习评价恰好可以较好地做到这一点。 ( 二) 评价的意义在于学习监控和动机保持 评价作为一种外部手段能够无形中对学习产生监控作用，能够激发学生的学 习动机，促使学生持续学习下去。评价的学习监控意义在学校教育中常常不被注 意，因为学校教育中，对学生的学习监控一般由教师角色来完成，教师角色对学 生的威慑力是强大而无形的，师生关系实际上超出了教学的范围，教师对学生的 学习过程的各个方面都施加不同程度的影响。1 3 j 而在网络教育中，网络化学习的师生时空上分离，没有了教师对学生面对面 的实时监控或权威辐射，学习变得没有监控，学习得以进行完全依赖于学生的学 习动机、自主意识和自控力，这对学生本身的素质提出了很高的要求。“仅凭自己 的判断和内在的热情，是难以持续地学习下去的，至少对于大多数人来说是这样。” 4 就英国开放大学而言，“成功是建筑在有较高学习动力和较好学历背景的那部分 四川师范大学硕士学位论文 学生身上。对于学历背景较差、动力不足以及社会处境不佳的学生群体，成功率 远不能说满意。”- 我们呼唤培养学生的自主学习能力、自我控制能力等来提高网络学习成效， 但是这需要一个漫长的过程，甚至可能仅仅是对理想状态的期待。而在此期间， 我们可以选择的是，外部施加评价手段，加大学习评价的力度，发挥学习评价的 过程监控和动机激发功能，一定程度上能够达到教师角色对学生的监控效果，补 偿教师关注的不足，促进学生学习保持。 ( 三) 评价意义在于教学决策和学习指导 这一点是所有学习评价的主要意义和价值所在，在网络学习中同样需要体现。 在美国南卡罗来纳州组织的一个关于“影响在线学习质量的主要因素”的调研中， “在反馈的基础上不断地对课程做出相应调整”位列第二。由此可见，个别化中 的学习者需要课程及教学不断做出调整。这种调整的依据当然是学习评价信息。 只有在对学生学习效果的精确把握的基础上才能相应地做出教学决策，调整课程 内容和教学形式，才能提高网络学习质量。 对于每一个具体的进行网络学习的学习者而言，特别需要的是：个别化的学 习指导，这也正是一个智能化的学习技术系统( 智能授导系统) 所着力追求的。 它需要实现如下功能：学习监测；学习诊断；学习督促、控制；学习提示和建议； 学习帮助等等，而其基础前提必然是学习监测，即学习过程的质量跟踪、记录。 只有采集到学生个别化学习的具体过程性原始信息，教育者们才可以在此基础上 分析、诊断、决策、反馈、提供个别化指导。 由以上的分析可以看出，对网络教育来说，仅以学习过程结束后的一次考试 或相关的问卷作为评价学生甚至教师或课程等的依据显然是不够的，而应该以长 期的形成性评价为主，在评价的过程中一方面不断地给评价的客体以指导，帮助 他们达到最终期望的目标，另一方面教育者也可以从评价结果中获得连续的反馈， 并以此作为改进教学和管理的依据，提高网络教学的质量。 网络教育中的学习评价应该是量化与非量化的结合 传统教育中的终结性评价和形成性评价都是通过考试与测验，收集考试成绩， 通过量化的数据来对学生作出评价。这些以精确分数为分析依据的评价，统称为 量化评价，它对学生知识掌握程度的诊断较为有效，但对于情感意志、态度、兴 趣、学习的积极性等和学生个性密切相关的评价，是无法进行精确量化的。在网 络教育中，一方面，固然需要对学生进行诸如考试、测验、作业等量化评价，另 一方面，学生的参与度、情感、态度等在网络学习中的行为，是学生学习情况的 全面反映，因而也是对学生作出全面评价的重要依据，但对这些行为的评价却无 法通过考试或测验的形式获取，这类评价，一般称之为非量化评价。 非量化评价不易也不宜采用精确的考试或测验来评定，必须采用非量化的问 卷调查的方式获取。传统的教育中进行这种形式的评价一般需要投入大量的人力 物力，发放、回收调查问卷，并将结果进行统计，周期较长。而在基于w e b 的网 4 四川师范大学硕士学位论文 络教育中进行这种非量化评价却能避免这些缺点，具有以下几方面的优势m 1 ： 1 由于预先编制好的非量化评价量表以网页的形式发布在相关站点，因而参 与评价的各方面人员都可以在自己最合适的时间参与评价活动，保证了反馈信息 的有效性和质量。 2 利用网络服务器，可以长期、动态地存储大量的学生行为信息及评价量表 反馈信息，有利于评价人员方便地进行检索、查找、增加、删除、计算和统计。 3 评价主体只与系统，而不是与评价客体进行交互。这样可以有效避免主观 印象的影响，保证对每个评价对象一视同仁。 4 评价信息的个性化和网络的开放性并存，有利于针对各个评价对象作出个 性化的评价，提供个性化的诊断，促使和激励评价对象向预定的方向努力；也有 利于和其它的相关评价活动( 如平时测验、期末考试等) 之问进行信息交流。 5 通过对被评价对象的多维度、多方位、多层次的评价，可以提高评价的信 度和效度。 网络教育中学习活动的复杂性和学生在活动中行为表现的不确定性，使得那 些难以用考试等量化评价方式测量的学生在学习活动中的行为，如学生学习的积 极主动性、资源利用率、与其他同学的交互性等，只能用非量化的方式进行评价。 非量化评价虽然有上述的种种优点，但评价的结果毕竟只是自然语言的描述，在 需要精确的数据进行鉴定的场合就显得力不从心。正如马克思所指出的那样：“一 种科学只有在成功地运用数学时，才能达到真正完善的地步。1 7 p 事物的质和量总 是联系在一起的，质通过一定的量表现出来，量又制约着质。实践证明，只有对 客体进行全面、深入的定量分析，对客体的判断描述才能更加精确、细微，并有 利于消除主观性和随意性，增强科学性。因此，通过非量化评价，在形成对被评 价客体的某些行为的定性分析之后，还需要用模糊综合评判法对采用非量化的问 卷调查方式所获取的评价信息进行量化，并将量化后的数据与平时的测验成绩、 期终考试、期末考试等传统的量化数据结合起来，才能形成对学生的不仅是全面 的，而且是科学的评价。这样有助于引导学生一方面通过记忆知识，获得了相应 的文凭和证书，更重要的是通过创造性的学习方式，发展了能力，提高了自身的 素质。这样的评价不仅保证了网络教育的质量，而且充分体现了目前国家大力提 倡素质教育的方针政策。 本文的主要工作 正如国家教育部考试中心贾洪芳所说：“基于i n t e m e t 网的现代远程教育的一 个最大的特点是“开放性”，但开放性绝不是乱发文凭”【s 】。如何对网络教育中学 生的学习效果进行科学、全面和准确的评价，以保证网络教育模式所培养的人才 的质量，是目前我国缺乏研究却非常重要的问题。 本文首先根据基于w 曲的网络教育的实际情况，结合目前网络教育的普遍模 式，设计实现了一个适用于多学科的网上教学形成性评价系统，通过该系统可以 很方便地对网络教育中的学生的学习效果进行阶段性测量，并在此基础上进行形 四川师范大学硕士学位论文 成性评价，从而有效地指导网络教育中教师的教和学生的学。同时也从理论上探 讨了在为学生取得相应的证书或文凭提供证明而进行的综合评价过程中，可以借 用由模糊数学发展而来的模糊评价法将形成性评价和终结性评价、量化评价和非 量化评价、他人评价和自我评价等评价方式有机地结合起来，以形成客观、全面 和科学的综合评价。最后，指出了有待于进一步研究和亟待解决的问题。 四川师范大学硕士学位论文 第1 部分网络教育中形成性评价 系统的设计与实现 在传统的教学系统中，教师在教学过程中可以根据自己的需要随时进行单元 性测验或阶段性考试，并通过这些过程性考核的结果对学生进行形成性评价，从 而引导学生掌握他所必须具备的特定知识，发现错误起因，采取因人施教的补救 措施。也可以在期末时将考核的结果照一定的规则进行加权后与期末考试的成绩 结合起来，对学生该学期或学年的学习效果形成客观、科学的评价。 但目前，几乎所有实现网络教育的现代远程教育试点高校在对该类学生的学 习成果进行评价时都采用终结性评价，即在学期期末或提前预定的某一个时间， 学生到某一专门地点参加学校组织的相关考试，并以考试成绩作为衡量学生学习 成果的标准和是否能取得相应证书的依据。教育是一个复杂的动态的大系统，仅 以学习过程结束后的一次考试或相关的问卷作为评价学生的学习效果甚至教师、 课程等的依据是不够的，网络教育由于师生分离等固有特征更应该以长期的形成 性评价为主，在评价的过程中不断地给评价的客体以指导，帮助他们达到最终期 望的目标。 现有的网络系统所具备的广泛的传播性、时空的开放性、数据收集管理的方 便性以及快捷的数据统计、分析功能等特点已经为进行形成性评价奠定了良好的 基础。本章就如何有效应用网络对学生的学习效果做阶段性测量，并在此基础上 进行形成性评价，以改善和促进网络教学的问题，进行了一番探索，并设计开发 出了一个基于w e b 的网上评价系统，该系统在w e b 站点运行，网上教学管理人员、 网上教学的指导教师和进行网上学习的学生都只需通过浏览器就可以访问。 1 1 系统的总体设计 1 1 1 功能分析 在网上进行测试和传统面授教育中测试的共同点在于：测试需要教师和学生 双方的参与，即教师依据教学目标和实际需要出题，学生在一定的时间内作答。 不同的是传统测试中，任何一个任课教师都可以根据自己的教学需要随时组织相 关测试，而网上测试系统不可能囊括所有可能需要进行测试的科目及相关题库， 因而网上测试还需要系统管理员的参与，随时更新、调整可以使用此系统进行测 试的教师信息和测试科目信息。这样，网上测试系统不仅包括与学生有关的测试、 评分等功能，与教师有关的编辑修改试题、管理学生成绩等功能，还应该有与系 四j i i n 范大学硕士学位论文 统更新维护有关的管理功能。 1 1 2 系统模型及各部分功能 根据以上分析，网上的测试系统主要分为管理员部分、教师部分和学生部分 三大功能模块，为了方便起见，为所有需要进入该系统的用户设计了一个通用的 登录模块。管理员、教师和学生都必须通过这个登录模块进行身份认证后才能进 入本系统。具体模型如下图1 所示： 1 教师部分 教师必须在登录界面输入自己的姓名和身份证号码，由系统检验无误后才能 进入到教师模块，此模块的功能和特点主要有： a 、查看学生的测试成绩。参加测试的学生交卷之后，其成绩就被自动记录到 数据库中。当教师进入到查看成绩模块时，系统将数据库中学生的成绩按不同科 目组织起来，并按分数高低排出名次，以表格的形式呈现在教师的浏览器上，并 自动计算该次考试的及格率。其中成绩不及格的学生的记录用不同的字体和颜色 特别显示，一目了然。如果任课教师需要进行下一单元的测试，只要在此处删除 数据库中相关成绩记录，就赋予了学生再次进行测试的资格。 图1 系统总体结构图 b 、测试情况详细分析。传统测试中，由于每份试卷的试题是相同的，所以对 成绩的统计分析采用概率分布的方式，或者用平均分、及格率指标。来考核教学 效果或者学生的学习效果。而在网上测试中，为了保密和安全，试题抽取是随机 的，不同的试卷试题的内容不尽相同甚至完全不同，这样传统的考试结果分析方 法就不再适用。但是教学大纲却是一样的，每个学生所接受的教学内容是一样的， 即每份试卷所包含的知识点范围是一样的。因此，在网上考试结果分析中，基于 知识点的分析应该更能体现学生的学习效果。所以特意设计了这个教师部分的测 四川i 师范大学硕士学位论文 试成绩详细分折模块，任课教师通过它可以查看某次具体的考试所暴露出来的学 生对各个知识点的掌握程度。通过这些反馈信息，教师就能准确把握网上教学的 得与失，有的放矢地调整教学策略。当在查看学生成绩功能模块中，教师删除该 门课程的测试成绩以便进行下一次测试时，知识点掌握情况分析表中与此次测试 相应的知识点统计数据会自动清除。这样可以确保教师每次查看到的统计信息一 定是针对最近一次的测试，即与教师所看到的学生的成绩统计信息是一致的，避 免了无效信息的干扰。( 在程序中加入“将此页输出到打印机”) c 、管理学生信息。在本模块教师可以随时增加需要进行测试的学生的登录信 息，删除已经存在但因为某种原因不能参加测试的学生的登录信息，并根据实际 需要或学生要求及时更改学生的登录信息，以保证测试的安全。 d 、添加试题到题库。传统测试中，教师在测试前夕需要四处找试题，拼试卷， 然后是排版、印刷等，费时又费力。使用网上测试系统，每个教师都在教学进行 的过程中就可以收集、整理试题，并通过系统所提供的友好界面，随时方便地添 加到服务器的数据库中。系在学生通过选择科目界面正式进入到考场中时，系统 会自动从试题库中随机抽试题组成试卷。因而本模块的功能从而使出题这项工作 变得轻松愉快。 e 、修改或删除题库中试题。当一个单元的测试结束，需要进行下一单元的测 试时，教师需要删除旧的试题，增添新的试题；或者由于教学目标的变更需要修 改当前题库中的某些试题时，教师可以使用此功能，在一个轻松友好的界面中方 便地修改或删除试题库中的现有试题。 本测试系统适用于组织多科目、多系列单元性质的测试，每个通过输入自己 的帐号和密码进入该模块的教师都有既定范围的权限，即只能编辑修改自己任教 科目的试题和查看学生相应的测试成绩。 2 管理员部分 管理员同样需要在系统的登录界面输入自己的帐号和密码，经核实无误后即 顺利登录到管理员模块，在这里，管理员可以编辑有权使用本系统进行测试的教 师的登录信息，并根据教师的需求新建、删除或修改考试科目信息，包括考试科 目的名称、考试时间、该科目任课教师的姓名等。管理员部分功能保证了整个测 试系统的开放性建设。( 在程序中加入教师登录信息的编辑) 3 学生部分 学生首先在登录界面输入登录信息，包括姓名、学号和密码才能进入学生功 能模块。如果信息不正确( 包括有些考生试图绕过登录页面，直接进入试卷页面 的情况，此时由于没有登录信息，系统也会认为是非法考生) ，就会重新定位到登 录页面。 a 、修改密码。参加测试的学生第一次登录系统时所用的密码默认值为身份证 号码或学号( 该信息可从学校教务处取得) 。第一次登录后每个学生应该马上修改 四川师范大学硕士学位论文 自己的登录密码，以确保自己登录信息的安全性。以后学生再次登录进行测试时， 可以再次修改自己的密码，也可以直接进入考场进行测试。 b 、选择参加测试的科目。学生顺利进入测试系统后，可以看到所有测试课程 的科目列表。其中已经测试过的科目会显示出测试成绩，这些课程除非得到任课 教师的允许，否则不能重新进行测试。尚未测试过的课程则提供单选按钮。这样， 在一个考场中的学生可以同时进行不同科目的测试。 c 、试卷生成。系统根据学生的选择从相应科目的试题库中随机提取若干道试 题组成满分为1 0 0 分的一份试卷，其中有单项选择、多项选择、判断是非等题型。 这样即使在一个考场中进行的是同一门课程的测试，由于每份试卷的题目总量、 题目类型都各不相同，因而可以有效防止作弊，并大大减轻监考教师的工作量。 d 、限时测试。虽然使用这种测试系统，理论上测试可以在任何时候、任何地 方进行，但是为了使测试易于组织和管理，所以系统对测试时间作了严格的限制， 即如果学生在非考试科目所规定的时间强行进入考场时，则系统会出现提示：“对 不起，现在不是测试时间”，并拒绝生成试卷。同时，由于系统的判断依据时间是 服务器端的时间，与考生所用的考试机器的时间无关，因而即使考生修改所在机 器的时间，也无济于事。如果时间符合要求，则允许考生进入到下一个界面。测 试过程中，系统将根据教师的预先设定自动监控学生的作答时间，逾期未交卷者， 系统将强行提交试卷并结束测试。 e 、成绩评判。学生一旦交卷或者被系统强行收卷，原有的试卷立即消失，屏 幕上出现详细的试卷评判结果。由于在试题库中设计了相关知识点字段，因而在 成绩评判报告中，清楚地列出了考生在测试中所暴露出来的知识能力掌握方面的 局部缺陷，同时自动提供与此知识点相关的教学内容的超级链接。这样，如果此 次测试未通过的话，下次再准备测试就有一定的针对性。这样可以促使学生真正 全面地掌握知识，而不是以死记硬背地通过测试为目的。 f 、成绩查询。学生在这里不仅可以查看自己已经测试过的各门课程的测试成 绩，也可以按科目查询自己的成绩在班级里的排名情况，通过这些成绩的横向对 比和纵向对比可以有效激发学生学习的内在动力。 1 1 3 系统的主要特点 1 系统采用三层结构的b s 模式来实现 网络测试系统的实现技术有多种，可以采用传统的客户机 1 i 务器型架构，即 试题内容放在远程的服务器上，在测试机上安装测试应用程序和数据库客户机配 置，因此每次测试时要对每个学生所用的机器进行安装、配置，考务工作比较烦 琐，而且测试程序放在客户机上，安全性也受到一定影响，因此本文讨论的网络 测试系统采用w e b 技术实现。w e b 技术超越了传统的”客户机服务器”两层结构， 采用了三层体系结构( 9 j 如图2 所示： 第一层客户浏览器，它是用户与整个系统的接口。客户的应用程序精简到一个 通用的浏览器软件，如微软公司的i e 或网景公司的n e t s c a p e 等。 i o 四川师范大学硕士学位论文 第二层w e b 服务器。客户机的后台即是w e b 服务器，它将启动相应的进程来 响应客户机的请求，利用a s p 动态生成一串h t m l 代码，其中嵌入处理的结果， 返回给客户机的浏览器。如果客户机提交的请求包括数据的存取，w e b 服务器还 需与数据服务器协同完成这一处理工作。本测试系统中所用的w e b 服务器采用了 m i c r o s o f tw i n d o w s2 0 0 0s e r v e r 下的i i s4 0 。 第三层数据服务器。它的任务类似于c s 模式，负责协调不同的w e b 服务器 发出的s q l 请求，管理数据库。在开发测试阶段系统数据服务器可以采用 a c c e s s 2 0 0 0 ，开发完全结束可以转换为m ss q ls e r v e r2 0 0 0 。 在这种三层结构中，所有的开发和管理都在服务器端进行，从而简化了客户 端的开发和维护，使系统具有很好的灵活性和扩展性。首先w e b 与数据库的连接 是通过o d b c ( o p e n d a t a b a s e c o n n e c t i v i t y ) 建立的系统数据源来进行的f 旧】。通过 o d b c 驱动程序可隐藏后台数据库系统的差异，即后台数据库系统是透明的。另 外，w w w 服务器采用i i s 或p w s ( p e e rw e bs e r v e r ) ，这些决定了该系统具有很 好的通用性和可移植性，能在大范围内迅速推广和进行扩展。 浏览器 阑 1 浏览器 l 圈 浏览器 第三层 圈 幽2 网。卜测试系统的运作模式 2 、系统各对象管理信息齐全、功能齐备、实用性强。 测试所涉及到的各个对象，学生、教师和系统管理员都可在允许权限内对系 统数据库信息进行浏览、访问、查询、统计和修改。 3 、系统效率高、采用模块设计、通用性强、扩展方便 基于w e b 的测试系统无疑需要频繁地访问数据库。常用的解决方法有三种： c g i ( c o m m o n g a t e w a yi n t e r f a c e 通用网关接口) 、a p i ( 如m s 的i s a p i ，n e t s c a p e 的n s a p i ) 和a s p 。 c g i 是基于w e b 服务器与数据库之间的联系的服务器端进程，它可以完成对 数据库的底层操作，客户通过g e t p o s t 向w 曲服务器提出服务请求，服务器端的 进程将参数传送给指定的c g i 程序，执行结果将以h t m l 格式返回给客户。对于 大多数i n t e m e t 应用程序，c g i 为应用开发提供了一个很好的平台，但c g i 在性能 四川师范大学硕士学位论文 方面却有两个不可回避的缺陷： ( 1 ) 一个c g i 程序不能为多个客户共享，对于新的请求必须启动新的进程， 随着客户请求的增加，并行的进程也将越多，这对系统资源来说是一种极大的浪 费，同时也加重了服务器的负担，降低了性能。 ( 2 ) 不提供永久性的上下文信息。比如：对一个大型数据库的查询，结果 可能是上千行数据，这时，可能需要将所有的数据分页显示，如每页只显示1 0 行， 但c g i 在输出1 0 行数据后就停止执行，要再显示下1 0 行的数据必须再执行一次 c g i 程序，这种方式显然效率不高。 采用a p i 的方法通过编d l l 的w w w 应用，其动态链接库在w e b 服务器活 动期内均可驻留内存，不须反复回载和卸载，效率高，但也正因为其启动时被加 入内存、并且和w e b 服务器进程处于同一个系统空间，因此，一个违规操作就有 可能导致w e b 服务器的崩溃，即效率提高的同时也带来了更大的风险。另外无论 是c g i 程序还是i s a p i 程序基本上是独立于h t m l 之外的，完全用另一种语言开 发，工作量大，与h t m l 结合得不够紧密。 a s p 是基于m i c r o s o f tw i n d o w sn t4 0 和m i c r o s o f ti n t e r a c ti n f o r m a t i o ns e r v e r ( i i s ) 的开放式脚本开发环境，它很好地把h t m l 和脚本开发融合在一起，提高 了编程的灵活性，降低了开发难度。a s p 中的脚本在w e b 服务器端运行，而不是 传统的在客户浏览器中运行，这一措施使客户的浏览器无须担心服务器端的网页 使用何种脚本，a s p 都会生成一个符合h t m l 标准的网页送回客户端，a s p 在性 能方面的优势体现在以下几点： 完全与h 眦融合在一起； 创建简单，不需要编译和链接，脚本可以在a s p 环境下直接运行； 面向对象，功能可以由a c t i v e x 服务器构件扩展； 由于脚本在服务器端执行，因此它几乎可以支持任何一种浏览器。 a s p 在性能和效率方面优于c g i 、i s a f i ，原因在于a s p 直接建立于w e b 服 务器中，并且是作为w e b 服务器的一个服务运行，支持多用户，多线程。h t t p 协议是一个无状态的协议，w e b 服务器不能记忆客户浏览器过去曾发送过的请求 信息，客户的每次请求都是独立的，彼此之间没有联系，因而服务器的许多时间 都花费在处理请求上，服务效率受到了影响。a s p 拥有强有力的会话管理机制， 它可以实现各请求之间的信息共享，提高了效率。 因而，本系统通过利用a s p ( a c t i v es e r v e rp a g e ) 提供的数据库操作部件完成 数据库的存取，采用a d o ( a c t i v ed a t ao b j e c t ) 方式在h t m l 中嵌入内建对象， 利用内置方法( 如o p e n ，c l o s e ，e x e c u t e 等) 便可访问数据库，且以s q l 语句方 式执行，标准规范，简单高效，便于系统日后的扩充和维护。 4 、系统界面友好、交互性强、易于使用。 基于a s p 的w e b 程序的开发有多种工具软件可以使用，其中最常用的是 m i c r o s o f tv i s u a li n t e r d e v 和u l t r ad r e a m w e a v e r 。相比之下，i n t e r d e v 的可视化操作 四川师范大学硕士学位论文 能力极其有限，而d r e a m w e a v e ru l t r a d e v 则可以很好地解决这些问题，它将w e b 应用程序的开发环境同可视化创作环境结合起来，既具有最优秀的可视化操作环 境，又整合了最常见的服务器端数据库操作能力，能够快速生成专业的基于数据 库驱动的w e b 应用程序。因此选择d r e a m w e a v e ru l t r a d e v + a s p 代码 + v b s c r i p t + j a v a s c r i p t 来构建整个测试系统，并使用一些图象处理软件如f i r e w o r k ， 动画制作制作软件如f l a s h 来处理素材，从而使各个页面风格统一，美观大方。所 有用户只要通过浏览器，连上网络，就可以在图形用户界面的引导下，轻松使用， 无需复杂的配置、安装和管理，大大降低了对使用者的技术要求。 使用d r e a m w e a v e ru l t r a d e v 开发w e b 应用程序可按以下的步骤进