虚拟仪器技术课程题库及考试系统设计

虚拟仪器技术课程题库及考试系统设计

张鹏

辽宁科技大学 电子与信息工程学院 114051

摘要 随着高等教育的深入开展，无纸化的考试逐渐进入高校的教学水平考核中，纸质版的试卷正逐步的被无纸化考试所取代，而虚拟技术类的课程更加偏向于实际操作，以此来培养学生的动手实践能力和编程思维，在应用无纸化题库和考试系统时，学生可以根据自身不足来进行模块化的学习，有针对性的进行学习，对于教师来说，根据学生上级操作次数以知识点翻阅的频率，可以很直接的了解到学生具体的学习及掌握情况。因此，希望通过本次设计可以为虚拟仪器教学的无纸化改革提出一些新的科研方向。

关键字：无纸化考试，虚拟仪器技术教学，系统设计

前言

程序设计类无纸化考试主要是应用于平时练习和课程考核，通过本系统，可以对学生的学习情况有个全面的了解，掌握学生在学习上的不足之处，任课教师也可以根据该系统提供的数据对教学情况进行了解。在系统设计过程中，既要继承传统的编程语言无纸化考试系的基本功能，又要实现其对学生的掌握情况加强训练的目的，并且能够减少教师的工作量，提高教师工作效率。

1 系统基本功能概括

1.1 需求分析

本系统可根据需求，将用户角色分为两类：教师和学生。其中，教师还担任着管理员的角色。现将这两个用户不同使用需求进行拆分，教师主要负责账号的发放和后台管理，再加上对系统题库的建设及完善，在考试的时候，需要设置有关考试的一些基本操作，而试卷则是由系统自动生成。学生所需要的是平时可以进行题库练习，模拟考试，错误分析，以及在规定的时间、规定机房进行该课程的考试，并在成绩公布后进行成绩查询^[1]。

1.2 系统流程分析

系统流程设计主要分为两个部分，一个是用户流程设计，另一个是中心业务流程设计。用户流程设计主要是单个用户（教师或学生）在使用时系统应该完成的业务操作过程。中心业务流程设计则偏向于用户交叉（教师和学生同时使用）使用时系统的过程梳理。两者结合可以得到个节点所需要完成的任务。其中，考试环节最为关键，下面将用流程图简述一下教师及考生在考试时的流程。

图1 系统流程图

1.3 数据库概念设计

良好的数据库设计在节省数据存储空间的同时还能保证数据的有效性与一致性更能提高开发使用应用系统的效率,便于后期维护^[3]。数据库是系统所有数据的存放地，如过设计出一个良好的数据库，那么就意味着该系统已经成功了一半。首先要对数据库进行概念结构设计，在此基础上在对数据库进行物理结构设计^[4]。在进行数据库设计时，概念模型要能够真实充分的反应现实世界中各类事物的联系；简明程度要使非计算机专业人员能够接受；所设计的数据库要便于修改。

2 系统设计原则

根据本项目具体情况，选择合适的方案，同时还要考虑到系统设计的要求，因此，该系统应具有以下设计原则：

（1）高性能^[2]

系统应在规定响应时间内，对上百名以上并发用户访问系统页面时，不会出现系统崩盘的现象;CPU占用率不高，在正常的情况下，占用率应该小于25%，内存占用率应小于60%。即使在最大人数使用时，系统响应可延迟2秒，CPU占用率应该保持在30%内，内存占用率应保持在70%内。

2. 可靠性

平台和软件的稳定性可靠性至关重要，这要靠采用先进而成熟的软件架构与

软件工具而实现，质量的提高，软件缺陷的减少采用可能。

2. 易操作性

电脑操作界面尽量简洁明了，教师和学生能够在较短的时间内掌握该系统的操作方法。还需要在系统内部设计用户帮助详细信息或者完整的用户使用手册，并且能够在多种浏览器上查看。

2. 可拓展性

要充分考虑系统整体技术发展前景，尤其是在虚拟仪器技术发展日新月异的今天。要提前预留出程序内部能够接受数据的接口，为系统升级维护提供便利，随着教学方式的改革，使用的用户将会逐步增多，系统要适应日渐增长的使用量和使用人数。

（5）安全性

设计出完善的安全保障机制，不仅要保护考试前试题不被窃取，更要保护教师以及学生的个人信息安全，要有足够的能力去应对非法用户和合法用户的越权操作，将系统被窃取的可能性将到最小。

3 系统测试

开发系统是一个复杂的过程，不可避免的存在一些缺点和不足，通过系统测试可检验系统是否达到了本次设计的要求，并且对一些程序上的错误进行修改，保证系统能够得到优化。

3.1 测试环境

本系统可以采用B/S架构设计，需要模拟多人同时使用该系统，在使用系统时，用户访问的是应用服务器，而不是数据库，由服务器根据逻辑多数据库进行操作。

3.2 测试方法

本系统可以使用黑盒测试和白盒测试方法结合，静态和动态测试结合的方法，测试的手段会随着测试的阶段而发生改变。单元测试和组转测试也要根据情况而定。测试原则是尽量模拟考试现场，在真实的考试环境中来磨合系统的稳定性，同时也要向老师和同学们征集一些意见，根据实际操作人员的反馈来对系统进行完善。

3.3 测试目标

查找系统存在的不足和缺陷，保证系统具有实用性、安全性、稳定性和效率性。测试过程中要注意以下问题：

1.查看系统是否能够在学生自主练习时，根据学生的联系情况，准确的分配该学生薄弱的知识点。

2.在练习及考试时系统状态是否稳定，运行的是否流畅。

3.考试结束后的判卷准确率。

4.多人同时进行系统登录时，页面是否卡顿。

4 结束语

基于目前全我国对高等教育的改革，无纸化考试的发展趋势一片向好，本次项目设计的考试系统能够支持多种试卷的生成和多种题型，在应对不同规模的在线考试时，能够稳定流畅的运行，而且不会因为考生的人数少而延迟考试，也不会因考生和练习人数较多而造成系统延缓，经过实际测试，用户体验良好，但也存在一些不足，还需要在后续的实验中继续完善。

参考文献

[1]杨丽丽，蔚继承，刘斌“教学管考”综合信息服务平台在大学计算机类课程中的应用探索[j] 电子商务，2018，25(2):77-79

[2]刘斌，张军.ASP.NET+SQL SERVER 动态网站开发案例精选[M].北京：清华大学出版社，2005

[3]石怡，高校程序类课程无纸化考试系统设计与实现[J],河北软件职业技术学院院报，2020，09

[4]任大雁，基于.net的课程考试系统设计与实现[M]，山东大学硕士学位论文，2.18，10 作者简介：张鹏（2000年），男，贵州省凯里市，本科，研究方向：新型考试系统