基于B/S 架構的數學實驗考試系統的設計與研發

劉兵LIU Bing；王輝WANG Hui

（①承德石油高等專科學校社科與數理部，承德 067000；②河北省儀器儀表工程技術研究中心，承德 067000）

（①Department of Soclial Science and Mathematics，Chengde Petroleum College，Chengde 067000，China；②Hebei Instruments and Meters Engineering Technology Research Center，Chengde 067000，China）

0 引言

高等學校《數學實驗》課程是《高等數學》課程的重要組成部分[1-2]，是學生了解數學知識的用途，激發學生學習數學興趣的有力工具。目前各高校及學術團體，主要是針對高等學校《數學實驗》課程的教學與改革進行研究[3-8]，在這方面他們都取得了一定的經驗，在實際教學中，也取得了較好的效果，但是，對于《數學實驗》課程考試方式與考核標準的改革與考試系統的建設尚未成熟。基于此，為了完善《數學實驗》課程的教學體系，利用Java 語言建立了一套以B/S 為架構的基于Mathematica 數學軟件的高等學校數學實驗考試系統。該系統適應性強，對硬件要求不高，功能強大，使用方便、小巧，可廣泛適用于所有普通高等學校《數學實驗》課程的考核。現將本系統的大致情況簡介如下。

1 基于B/S 架構的數學實驗考試系統

1.1 系統的安裝與使用環境

1.1.1 安裝環境

①服務器端：

操作系統：Windows2003 Server 或Windows XP Professional

Web 服務器：Tomcat6.0

數據庫：Sqlserver2000

②客戶端：

操作系統：Windows NT/2000/XP

瀏覽器：IE6.0 以上版本瀏覽器

1.1.2 安裝所需工具

①JAVA 語言編譯工具：jdk6.0 軟件

②Web 服務器工具：Tomcat6.0 軟件

③數據模型工具：Sqlserver2000 數據庫軟件

1.2 系統的設計思路與理念《數學實驗》課程是《高等數學》課程的重要組成部分，其形式是多種多樣的。不同的學校所利用的實驗軟件是不同的，例如有的以Mathematica 為實驗軟件[9-10]，有的則以Matlab 為實驗軟件[11-12]。本考試系統適合用于以Mathematica 為實驗軟件的《數學實驗》課程的考核。系統中的考核試題大致可分為兩類，分別為選擇題與操作題。其中選擇題主要考核的是學生對數學軟件使用的熟練程度，而操作題則重點考核的是學生利用數學軟件去解決與高等數學相關的一些實際問題的能力。系統中配有試題庫，該試題庫是可擴展的，教師可以很方便地調入自己想使用的試題，也可以上傳自己出好的試題到試題庫中進行測試。

1.3 系統的設計結構與框架 本系統是一款基于B/S架構的功能性軟件，依據使用功能的不同，可以劃分為兩大模塊：

1.3.1 管理員登錄模塊 本模塊提供管理員登錄界面，通過不同管理員登錄，負責信息的錄入、查詢、分析、更新等工作。本模塊下可執行以下功能：

①設置與管理使用教師信息。

該功能是本系統權限最高的管理員所擁有的，可以隨意添加、修改、刪除使用教師的一些基本信息。

②設置與管理試題庫信息。

該功能是系統權限最高的管理員與二級管理員（使用教師）共同擁有的。主要是完成對試題庫信息與內容的一些基本設置，包括試題庫的錄入、修改以及相應試卷的基本設置等等。

③設置與管理系部與班級信息。

該功能是系統權限最高的管理員與二級管理員（使用教師）共同擁有的。主要是完成對參加考試的系部與班級的登記與管理。

④查看學生考后信息。

該功能是系統權限最高的管理員與二級管理員（使用教師）共同擁有的。此功能下教師可以實現對參加考試學生所得成績的查看與修改。

1.3.2 用戶登錄模塊 本模塊提供學生登錄界面，學生在登錄時可以去選擇自己所在的系部與班級，并輸入自己的姓名，登錄后，信息被自動保存到教師端的數據庫中。登錄成功后服務器為其隨機發考題，然后進入考試界面，進行考試。若在規定的時間內解答完全部試題后可點擊提交按鈕完成考試。

總結以上，整個系統的設計結構與框架大致如圖1所示。

圖1

2 系統應用實例

現以“石油工程系石油1201 班”的學生參加《數學實驗》課程的考試為例，簡介一下本系統的使用過程。

2.1 教師設定與管理考試所用試卷與學生的基本信息

①服務器端輸入http://localhost:8080/MathTestSystem/teacherLogin.jsp，利用已分配的用戶名及密碼進行登錄，得如下界面：

圖2 考試管理界面

②點擊以上界面中的“學生信息管理和添加參加考試的系與班”管理學生的基本信息。（圖3）

在列表中添加“石油工程系”，點擊提交得，如圖4 所示。

點擊列表中“石油工程系”的“查看”選項，將考試班級“石油1201”班加入該系，點擊提交，如圖5 所示。

③利用“導航”按鈕，返回圖2 所示的“學生考試管理首頁”，對本次考試的所用試卷進行管理。若本次考試使用教師自己出的試題可以點擊“添加管理試卷”，對試卷進行添加，如圖6 所示。

添加后對本次考試試卷進行設定。若本次考試使用試題庫中的試卷可直接點擊“設定本次考試所用試卷”，對試卷進行設定，如圖7 所示。

圖6 添加新試卷界面

2.2 學生在客戶端登錄參加考試 學生在客戶端輸入登錄網址http://服務器ip:8080/MathTestSystem，登錄考試。（圖8）

圖10 學生考試界面（操作題部分）

選擇所在系別為“石油工程系”，班級為“石油1201”，輸入學號及姓名登錄，得到如圖9、圖10 所示考試界面。

試題分為選擇題及操作題，做后點擊上圖中的“提交”按鈕，即可完成答題。

2.3 考試后查看并核實學生成績 在瀏覽器中輸入教師登錄網址，利用已分配的用戶名及密碼進行登錄。點擊圖2 界面中的“學生考試后信息查看”，查看學生的分值。

圖11 查看考后學生分值界面

此時，學生的操作題部分的答案已經上傳到了服務器端的“C:上傳文件學生答案石油工程系石油1201”的文件夾中，教師若對考試成績有疑問可打開進行查看。

圖12 查看教師端學生答案界面

3 結語

數學實驗考試系統的研發是完善高職高專高等數學的《數學實驗》課程教學體系的需要，同時也是進一步促進大學生數學建模活動開展與拓展大學生素質的需要。通過數學實驗考試系統的應用，可以削減教師工作量，提高教學效率以及更好地完善高等數學教學體質的改革，具有十分重要的現實意義。

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