在线开放课程中视频答疑模块的设计与实现

2024-05-07

在线开放课程中视频答疑模块的设计与实现（共5篇）

篇1：在线开放课程中视频答疑模块的设计与实现

在线开放课程中视频答疑模块的设计与实现

摘要：近几年来，以MOOC为代表的新型在线开放课程在世界范围内迅速兴起，给教育教学改革带来了新的机遇和挑战。在线开放课程的教学内容已经实现了视频化，但辅导答疑部分依然沿用传统在线聊天的形式，以文字和图片作为载体交换意见和看法，难以给学习者带来良好的学习体验。为了克服这一不足，文章基于Flash Media Server和Flash技术构建了视频答疑模块，并对模块的整体架构与核心功能的实现进行了详细的分析和阐述。

关键词：在线开放课程；视频答疑；Flash Media Server；Flash

随着信息技术的飞速发展，课程的形态也在不断地寻求自身的变革与超越，实现了由传统课程向网络课程、视频公开课程与在线开放课程的更迭。在此过程中，最显著的特征无疑是视频所占的比重在逐渐提升。特别是近几年来，以MOOC为代表的新型在线开放课程和学习的平台在世界范围内迅速兴起，给教育教学改革带来了新的机遇和挑战。一般来说，MOOC主要由3个部分构成：一是课程讲座视频；二是课程测试；三是辅导答疑。当前，对于前2个构成部分的关注较多，如微课程视频制作中的注意引导设计[1]，MOOC视频制作平民化方法[2]，视频中内嵌的自动化测试[3]等。而对于辅导答疑部分，依然沿用传统在线聊天的形式，以文字和图片作为载体交换意见和看法，难以给学习者带来良好的学习体验。为了克服这一不足，本文提出了一种可行的方案，即用Flash的绘图功能完成辅导答疑模块的界面设计，用Flash ActionScript脚本语言结合Flash Media Server实现辅导答疑模块的文字答疑、音视频答疑等功能。总体设计

本模块由Server端（asc文件）和Client端（swf文件）构成，Server端和Client端的数据通过Real-Time Message Protocol（RTMP）进行实时传输，Web Server通过http服务把内容提供给Client端。模块的整体思路如图1所示。

使用Flash软件创建视频会议系统的客户端组件，生成的swf文件提供了该模块的用户界面，其中也包含了与Flash Media Server连接和控制的as脚本。服务器端则需要相关的应用程序目录，其中包含了运行客户端所需要的asc脚本，提供多个客户端之间逻辑控制和数据交换。如图2所示。

客户端程序需要发布到合适的位置以保证程序的正常运行，这里结合了Web Server。服务器端程序（包含asc、flv等文件）需要放置到正确的应用程序目录下面。具体的位置如图3所示。详细设计与功能实现

该模块主要有用户登录、音视频答疑、文字答疑等几个功能，篇幅所限只将音视频答疑功能的详细设计描述如下。

2.1 建立连接

视频聊天模块的实现，首先在客户端建立客户对象的连接。建立连接的关键代码如下：

conn = new NetConnection（）；

_root.conn.connect（“rtmp：// 服务器的IP地址/_ definst_”，_root.my_name）；

NetConnection是建立链接的类，使用它可以在本地驱动器或HTTP地址上播放FLV文件流，conn是这个类的对象。Connect是NetConnection的方法，可以通过它从HTTP地址或本地文件系统回放视频（FLV）文件的本地连接。

_root.conn.connect（“rtmp：//服务器的IP地址/_ definst_”，_root.my_name）；这条语句实现的是请求建立连接功能，其中rtmp（the Real-time Messaging Protocol）协议是实时消息传送协议。它是客户端和服务器端的传输协议，专门为高效传输音视频数据而设计的 TCP/IP 协议，使用RTMP 协议传输的数据是未经加密的，包括用户名和密码等认证信息。服务器端应用程序文件在_definst_下，_root.my_ name是传递到服务器端的参数，作为onConnect函数的参数。

在服务器端用onConnect方法来判定是否允许客户端建立链接。代码如下：

当服务器第一次载入应用程序实例时调用application.onAppStart以建立共享对象，该方法在应用程序实例的生命周期中仅仅调用1次。Application.onConnect方法根据客户端发出的验证信息（参数）执行验证。当客户端调用NetConnection.connect（）方法时，服务端通过调用application.onConnect来判断是否建立链接。音视频流的获取与发布

在这个函数中首先给参数myID赋值，然后建立一个NetStream类的对象ns，该类可以在本地文件系统或HTTP地址播放Flash视频（FLV）文件。ns.attachAudio（Microphone.get（））用来指定要播放的一个音频流，该音频流是从麦克风获得的。其中后四行代码完成的功能是：从摄像头捕获视频，在舞台上的 Video 对象的边界内显示，并发布这个视频流。

篇2：在线开放课程中视频答疑模块的设计与实现

广东海洋大学寸金学院是教育部批准成立的三本学院, 会计系有在校生6000 余人, 设会计学和财务管理两大专业, 专业培养计划安排第3 学期开设《电算化会计学》, 课程教学64 学时, 4 学分, 学院注重培养应用型人才, 注重学生的动手实操能力的培养, 因此该课程全部安排在可以操作的实验室教学。目前该课程已经成功申报2015 年广东省质量工程精品资源共享课项目, 精品课网站已经建成并投入使用, MOOC模式辅助教学以网站为平台顺利开展。

《电算化会计学》课程是分散式教学, 周4 学时, 学生课下可以通过反复观看精品课网站的MOOC视频, 对课程内容进行预习和复习;课上, 教师讲解为辅, 答疑为主。通过对2103 级34 个班学生一个学期的教学尝试, 课程改革获得学生认可的同时, 也取得了很好的效果, 学生会计从业考试电算化科目的通过率大幅度提升。但, 取得成绩的同时也发现了一些问题, 课下“答疑难”成为所有任课教师公认的难题。MOOC教学模式新颖, 受学生欢迎, 学生的学习兴趣大幅度提升, 学生会投入更多的时间在课下进行操作, 实际操作的过程中不可避免的会出现这样那样的问题, 此时观看MOOC视频, 只能反复的了解操作步骤, 对于初学者的学生很难发现错在哪里, 即便重新操作后问题解决了, 但实际上问题还是存在的, 并没有真正解决。现实中, 更多出现的情况是学生课下操作出现问题, 不能解决时, 学生会主动联系任课教师, 通过微信或是电话方式进行沟通, 这样做又存在两大问题, 其一, 任课教师由于有教学任务或是其他原因不能及时回复学生的问题, 久而久之会打消学生的积极性;其二, 繁忙的教学工作之余, 还要进行大量的答疑, 无疑使任课教师的工作量大大增加。国内外许多学者对基于网络的教学平台的设计与实现[1,2,3,4,5,6,7]进行了广泛研究, 但没有针对高校引导型教学特点的教学模式答疑平台的相关设计与实现的研究, 针对上述情况, 笔者提出视频的形式解决答疑难的问题, 即构建微视频的课程答疑平台[8,9]。

1 答疑平台构建

《电算化会计学》课程的微视频答疑平台基于该课程的精品资源共享课网站建设。广东海洋大学寸金学院会计系《电算化会计学》课程, 于2015 年成功申报广东省质量工程精品资源共享课项目, 精品课网站建设于2013 年该课程申报校级精品课项目时便已开展, 2014 年9 月精品课网站投入使用, 网站首页一级栏目“翻转课堂”包含项目组成员录制编辑的MOOC教学视频。网站首页一级栏目“交流互动”内增加二级栏目“微视频答疑”, 如图1 所示。

2 答疑点设计

答疑点设计是课程答疑平台是否能够实现的重点, 项目组成员均是担任《电算化会计学》课程教学的教师, 由于学院招生状况良好, 且学生层次偏低, 因此为参与一线教学的项目成员带来很大的优势。项目组成员教学经验积累多, 我院2013 级学生有1600余人, 分为34 个行政班级, 项目组成员分摊整个年级的《电算化会计学》课程的教学任务, 平均每人每学期教学重复次数可达3-5 次, 积累了教学经验的同时, 可以归纳出学生集中反馈的问题点, 为答疑点的设计提供一手材料。

在答疑点设计的过程中, 项目组成员分别各自总结在教学过程中学生出现问题集中的地方, 然后通过多次召开讨论会议, 最终确定答疑点。项目组把整个课程按章节进行拆分, 可分为系统管理与企业平台模块、总账管理模块、报表模块、薪资模块、固定资产模块、应收模块和应付模块, 共计七大模块, 并将七大模块设计成树形结构, 方便学生查找疑问点。答疑点的树形结构如图2 所示。再针对每个模块实际教学中学生存在的问题, 进行答疑点的细化, 确保学生的每个疑问可以通过5 分钟左右的视频进行解答, 让学生真正的明白问题出在哪里, 进而有针对性的解决问题。

下面, 以总账管理模块为例, 进行初始化操作环节的答疑点设计。总账管理模块的操作按照其业务流程可以分为初始化设置、日常处理设置和期末处理, 三大主要操作流程。项目组针对初始化设置环节设计的答疑点归纳汇结果总见表1。

上述表格中的答疑点, 可单独一个或几个有机结合, 用微视频的形式制作出来, 学生课下操作时, 遇到问题可以“对号入座”找到自己错误的地方, 有针对性的进行修改。这样不但可以及时解决学生存在的问题, 更加可以大幅度提升学生学习的积极性。

3 微视频录制编

微视频的制作在答疑点确定之后的繁重工作。项目组成员在不考虑版权等外在因素的前提下, 参照教材的实验材料, 平均分配答疑点的视频制作工作, 以确保电算化课程答疑平台顺利构建完成。微视频的录制选用Camtasia软件进行屏幕录制, 同期配音。项目组成员考虑只是进行屏幕录制, 也可以达到预期效果, 但是若能同期配音效果会更加理想, 但同期配音的选择, 大大增加了后期剪辑的难度。因此, 项目组成员决定, 在微视频的最初界面, 显示答疑点, 也就是教师事先仿照学生的错误操作进性操作, 显示出错误点, 这样学生可以更加直观的对比自己的错误, 进行改正。总账管理模块初始化环节“设置结算方式操作”根据实验材料要录入“201 现金支票”的实验数据, 显示编码方式有误的答疑点的视频录制起始点截图, 如图3 所示。

4 结束语

基于微视频的《电算化会计学》课程答疑平台已经真正用于辅助教学, 受到了教师和学生的广泛好评, 针对答疑点的设计也在教学过程中不断的补充和调整。实践证明, 利用微视频制作进行课下的课程答疑, 不但可以减轻任课教师的工作压力, 更加可以提高学生学习的积极性, 甚至还会有学生积极参与到答疑点的讨论和微视频制作的过程中。微视频答疑的应用, 为师生提供一个良好的学习交流平台, 能够促进学生自主展开学习, 充分锻炼了学生的实务操作能力, 提高了学生学习的主观能动性。项目组成员也在不断的探索, 希望能够设计实现更加智能的答疑平台辅助教学工作。

参考文献

[1]马艳红.高职为企业提供在线培训学习平台服务的研究[J].软件, 2013, 34 (1) :75-76

[2]林桂亚.基于WAP的课程教学网站设计与探索[J].软件, 2013, 34 (2) :26-27

[3]刘敏.基于嵌入式系统实验平台的设计与实现[J].软件, 2014, 35 (2) :41-42

[4]袁芳.教学做一体化ASP.NET课程教学改革与实践[J].软件, 2014, 35 (11) :126-128

[5]刘璐.Android智能终端功能测试方法设计与系统实现[J].软件, 2014, 35 (12) :79-82

[6]赵彦.Java课程群网络教学平台的构建[J].实验室研究与探索, 2015.1:200-204

[7]李晓等.基于Ad Hoc网络的在线答疑系统的设计与实现[J].计算机应用与软件, 2014, 12:125-128

[8]于泰, 李冰.微课在高校实验教学中的应用探究[J].实验室研究与探索, 2015, 4:199-201

篇3：在线开放课程中视频答疑模块的设计与实现

关键词：精品课程,在线习题,在线测试,网络教学,组卷算法,ASP.Net,DLL

在《教育部关于启动高等学校教学质量与教学改革工程精品课程建设工作的通知》把精品课程定位于“具有一流教师队伍、一流教学内容、一流教学方法、一流教材、一流教学管理等特点的示范性课程”[1]。精品课程网站对精品课程的网络化和信息化具有不可替代的作用, 是新型的教学手段和教学管理方式，而在线测试是精品课程环境中实现学生自主练习与考试、教师教学与效果评价、巩固学习效果和实时了解教学薄弱知识点的的一个重要模块。

自2003年以来, 全国累计建成1106门国家精品课程, 并建立的相应的工作网站[2]。据文献[3]对2003-2006年度评选出来的668门精品课程网站进行评估统计, 448门精品课程以在线形式呈现习题与测验，占课程总数的65.12%；135门以下载的形式提供, 占19.65%；剩余的几乎没有提供，而且在提供的精品网站中大多以“通过普通网页”实现，没有交互性。归纳起来，习题与测试模块主要问题有：功能过于单一，仅仅提供了一些题目和答案下载；没有建立测试题库，学生练习量偏少；没有批卷、试卷分析等功能，教师未能了解教学效果和薄弱知识点；没有学生测试的历史记录管理，无法掌握学生的总体和个体水平等。

在本文中，我们功能上吸取了文献[4]的部分优秀思想，技术上采用文献[5]中的一些方法，设计了一个功能较为完善的在线测试模块，较好的解决了以上问题，同时基于ASP.Net和Access数据库在Microsoft Visual Studio 2005平台中加以实现，并封装成动态链接库DLL形式，供网站研发人员调用, 具有功能完善、出卷灵活、通用性强、集成方便等优点。

一、系统总体设计

我们将系统分为两大模块和一个工具，即教师模块、学生模块和图片截取工具。其中教师模块包括试题库管理、测试卷管理、作业管理、批阅与分析、成绩管理、教师点评等六个部分;学生模块包括在线作业、自我测试、在线考试、查阅点评、成绩查询等五个部分。用教师账号进入教师主界面 (教师工作平台) , 用学生账号进入学生主界面 (学生测试平台) 。见图1。

1. 试题库管理

该模块主要完成各种题型试题信息的录入、修改、查询、添加和删除等功能。按不同题型、章节、难度分别录入试题, 以备后面组卷之用。

2. 测试卷管理和作业管理

测试卷管理主要实现出测试卷和管理历史试卷的功能。出测试卷有三种方式：自动组卷、人工组卷和实例组卷。自动组卷，教师只需要输入题数、分值、章节、题型、难度等参数，系统便能快速地组织好试卷；人工组卷是指教师可以根据测试要求，通过浏览和查询得到的相关试题集，然后勾选具体试题来组成试卷。为方便教师浏览, ，我们开发了三级多视图浏览功能，提供了常用的视图模式，教师也可以根据自己的要求进行定制。实例组卷，是基于以前使用过的测试卷，进行局部修改来组卷。以上三种方式均可自动生成答案，预览试卷效果。管理测试卷为教师管理好历史测试记录，特别是保留能反应学生实际情况的经典测试卷。作业管理功能类似测试卷管理，但提供了根据选择上课进度，以[章节-题型-难度]默认的视图模式来组题。

3. 在线作业、自我测试和在线考试

在线作业是学生完成教师布置的日常性的习题。自我测试是为学生提供的日常练习。学生根据章节、题型等信息，输入题目要求，系统产生相应试题并提供答案。在线考试是学生对教师为学生提供的试卷进行考试。试卷由教师组卷生成，每位学生需在规定的时间内完成，且只能做一次。

4. 批阅与分析

这里包括试卷和作业的批阅和分析。批阅模块提供客观题的自动批阅和主观题的手动批阅功能。教师可以提供答案，设置让学生自主批改功能。分析模块能够为教师提供成绩的总体分布情况，试题的得分情况，章节的得分情况，题型的得分情况等，并用柱状图显示。这样教师便能很直观的分析出教学的薄弱环节、教学难点等。

5. 成绩管理和成绩查询

通过成绩管理，教师可以较好掌握每个学生的学习情况。通过成绩查询，学生可以查阅所有历史测试卷得分。

6. 教师点评和查阅点评

通过教师点评，教师可以给全班学生做试卷的总体点评，也可以为具体给某个学生的答卷作点评。通过查阅点评，学生可以查阅教师的点评信息。

7. 录入编辑工具

因有些课程中的含一些不常见的特殊字符或专业图表，如物理、化学等课程中的公式和电路图，给教师题库的录入和学生的答案录入带来困难，此时师生可以通过该工具，首先设置好试题的模板和答案的模板，然后选择适合自己的任何编辑软件完成题目内容，该工具会自动按照模板截取并输入系统，增强了通用性。

二、关键技术和和主要源代码

1. 总体架构

本系统基于ASP.net (C#) 和Access数据库开发, 采用Web的B/S三层体系结构, 即逻辑上分为表示层、业务逻辑层和数据存储层。图1表示出了每一层所支持的主要技术。其中在数据库的编程上，基于一个封装好的操作类，提高开发效率；在逻辑层上，将整个系统封装成动态链接库DLL，这样一来，网站设计人员在设计不同的课程的网站时，只需调用该D L L即可，集成极其方便。

2. 数据库设计

数据库中主要的表包括题库表、试卷表、答卷表、分析表、点评表、成绩表和试题图片表等。其中题库表用来存储试题和答案，表1列出了其主要字段。试题图片表用来存储试题、试题答案和答题答案中通过录入编辑工具录入的图片，该表与题库表使用外键QuestionId加以关联，答卷表类同。基于这样的表结构设计可知，一道试题或答题答案和图片数的关系是1:n。

3. 基于操作类的数据库编程

数据库的操作主要包括连接、打开、添加、删除、更新、查询、关闭等，技术都较为成熟，请参考有关文献。值得一提的是，建议将数据库基本操作都封装为一个类Class MyDataBase，同时将数据库的连接字统一写在Web.Config文件，这样将大大提高开发效率和增强可维护性。下面给出部分代码。

(1) Web.Config中数据库连接字的设置代码

(2) 经封装的数据库操作类MyDataBase部分代码

(3) 数据库操作类MyDataBase的调用方法

myVary.RunSQL (“select*from题库表”)

由以上代码可见，经封装后，简单的2条语句便可实现对题库表的查询操作，使用非常方便简洁。

4. 组卷策略

系统采用实例组卷、人工组卷、自动组卷三种策略，具体的算法见图2。策略中，一方面由随机数的产生题号，另一方面要求凡选中录用的试题，其使用次数UseCount值增1，下次过滤试题时按升序排列，但排在前面的优先选中，这样一来就使试题重复的概率大大降低，可以一次出多份不重复试题的试卷。

5. DLL的封装和调用

为方便集成和调用，可将整个系统封装成动态链接库DLL。现简单介绍DLL的封装、集成和调用方法。

(1) 封装。在Microsoft Visual Studio 2005下新建项目MyTestModal，选择windows控件库 (C#) ，并在建立的项目中实现系统各模块功能。然后进行编译，项目会自动在根目录的binDebug文件夹下生成名为MyTestModal.dll和MyTestModal.pdb的2个文件，封装完成。

(2) 集成和调用方法。先将自动生成的2个文件以及数据库文件m y d b.m d b拷贝到拟调用网页的同一目录，然后在相应的位置，嵌入以下代码即可。

三、结束语

本文设计的在线习题和测试模块，在我校机械制造技术等精品课程教学网中得到了较好的应用。图3展示的是使用多视图浏览来完成人工组卷的界面。当教师想在第二章选难度中等的填空题，只需要进入人工组卷界面，然后依次选择[多视图浏览]-[章节-难度-题型]-[点击类别]-[勾选]即可快速完成。本系统具有以下特点：

1. 功能较为完善

建立了试题库，学生练习量丰富；教师批卷、试卷自动分析、教师点评等功能，既解决人工批卷有时出错且耗时的问题, 也可以实时了解教学效果、薄弱知识点和学生的总体和个体水平，同时还能跟学生保持交流。

2. 出卷方式灵活

系统提供的自动组卷、人工组卷和实例组卷能高效率的完成符合目标要求的试卷，且试题重复的概率低。

3. 通用性强

系统提供了录入编辑工具，一定程度上解决了较难录入和排版的特殊字符、公式和图表的问题，适用一般课程。

4. 集成极为方便

系统封装成了DLL，只要在目标网页中嵌入简单的代码便可完成集成调用。最后需要指出的是，在现实应用中，不少精品课程网站出现“信息孤岛”现象，缺乏长远的维护和使用目标，导致精品课程不少为“评”而建。一个真正优秀的精品课程网的测试模块必须要有高质量且题量丰富的试题库支撑。

参考文献

[1]李军利, 卜晓燕.精品课程与精品课程网站的建设[J].教育与职业, 2007, 5

[2]龚志武.关于国家精品课程建设现状的若干思考[J].中国电化教育, 2008, 1

[3]黄宝玉, 项国雄.国家精品课程建设现状分析及思考[J].中国高教研究, 2007, 9

[4]夏洪文.基于W e b的多媒体在线测试系统的构建[J].中国电化教育, 2006, 5

篇4：在线开放课程中视频答疑模块的设计与实现

目前在线考试系统应用于政府、医疗、企业、学校等各个行业领域。在线考试系统一般包括单选题、多选题、判断题、操作题等题型,基本实现了考试工作的网络化、无纸化、自动化。但仔细分析发现,大多数考试系统不支持填空题,或即使支持填空题,填空题每题的空数惟一,且填空题的阅卷大都采用人工评分的方法,这在一定程度上削弱了在线考试系统的自动化功能。其原因在于在线考试系统中,填空题测试模块的组卷与自动阅卷均是一个难点。事实上,相对于选择题、判断题等客观题而言,填空题属于主观题,在一定程度上更能考出考生对某些知识的掌握能力。

本文通过对填空题出题形式和答题形式的研究,提出了应用多次随机法、人工抽取法和穷举法相结合的组卷技术进行组卷,应用模式匹配的自动评卷技术进行评卷的设计思路,最终利用C#语言、ASP.NET模式和SQL Server数据库平台开发了基于B/S的在线考试系统,并经过多次考试实践验证,实现了填空题按空数进行组卷和自动评分功能。

1 填空题组卷关键技术研究

组卷是在线考试系统的重要组成部分,是自动化操作的核心目标之一[1]。但同时组卷也是在线考试系统中的一个难点。考试系统所生成的试卷应最大程度地满足考试的需要,并具有科学性、合理性、随机性。

目前利用计算机来实现的自动组卷技术主要有随机法、回溯法、遗传算法[2]。随机法是最常用的一种组卷算法,它根据组卷指标,由计算机随机抽选一道(不重复)试题加到试卷中,该方法结构简单,抽取运行速度较快。回溯法是属于有条件的深度优先搜索算法,组卷速度较慢,抽取试题缺乏随机性,不易于满足较多的约束条件,适用于约束集小和题量少的题库系统。遗传算法结合随机法和回溯法的优点,可以使自动组卷的成功率和速度都得到明显提高,主要是全局寻优和收敛速度快,但目前还不是很成熟。

本文考虑到填空题组卷需实现按空数组卷,同时满足章节、难度系数等组卷策略,且假定试卷的生成是在考试前完成的,故填空题组卷宜采用随机法进行组卷。如果一场考试希望同时出多套题,且每个相邻学生(机器)的试卷在题目顺序或题目内容上不同,则仅仅依靠一次随机并不能满足要求,故可以考虑在一次随机的基础上,再进行二次随机或多次随机。

2 填空题组卷算法设计

2.1 相关表结构设计

在一个系统中,恰当的表结构设计能起到事半功倍的效果。表结构的建立不仅要考虑到试题本身的知识特性,更要最大程度的满足用户的要求。填空题要实现按空数组卷,首先在填空题表(表1)中,应有“空数”字段,表示该题共有几个空。例1,当每个用户首次与服务器建立连接时,服务器就会为其建立一个“___”同时服务器会自动为用户分配一个“___”用以标识这个用户的惟一身份。该条记录中“空数”字段的值应为2。另外在该表中还应有“次序”字段,代表填空题标准答案的位置是否固定。如例1中填空题答案为Session(或会话)和SessionID,其答案的位置固定,次序不可颠倒。但有些填空题的答案位置不固定,次序可以颠倒;例2,请写出4个ADO.NET中常用对象___,___,___,___。其答案可以为Connection,Command,DataAdapter,DataSet,DataReader等标准答案中的任意四个组合。从上面两个例子中也可以看出,填空题标准答案也不惟一,因此可以将填空题答案,按照填空题标识和空号(填空题答案的位置)作为复合索引,建立填空题答案表(表2)。组卷信息表(表3)用于保存教师在组卷时设定的章节(或知识点分布)、难度、空数等组卷信息,应包括章节编号、难度和题目数(空数)等字段信息。利用组卷信息表中的组卷信息随机组卷就生成了试卷表(表4)。同时学生填空题答题表(表5)用于存放学生所提交的填空题对应空号的答案,应包括试卷编号、填空题编号和填空题答案空号等字段信息。相关各表详细设计如下:

(1) 填空题表:字段主要包括试题标识、题干、空数、章节代码、难度、有无次序等。

(2) 填空题答案表:字段主要包括答案标识、填空题标识、空号、答案等。

(3) 组卷信息表:字段主要包括组卷标识、考试场次编号、章节代码、题目难度、题目类型、分值、空数(题目数)等。

(4) 试卷表:字段主要包括考试场次编号、试卷代号、选择题题号、填空题题号、操作题题号等。

(5) 学生填空题表:字段主要包括:学生学号、试卷编号、填空题标识、填空题空号、学生填空题答案、正确与否等。

2.2 试卷生成

试卷生成算法的设计依托于题库的设计[3],该考试系统填空题模块组卷主要采用的是多次随机抽题和人工抽题相结合,具体思想为:

第一次随机:抽取试卷。由教师设定每场考试的试卷数和每场考试相应的填空题组卷策略,填空题组卷策略主要包括章节(亦可为知识点)、难度系数和出题空数。为了保证一场考试中每套试卷的互异性[4],系统将填空题的出题策略保存到组卷信息表,然后根据该场考试填空题的组卷策略,从数据库中随机选择符合条件的记录,如果不能找出符合组卷策略的填空题组合则给出相应提示。其具体实现步骤:

(1) 系统随机从填空题表中找出符合章节代码、难度要求的填空题记录组合。通过执行查询语句“select id,ks from blank where zjdh=@zjdh and nd=@nd order by newid()”选择符合章节和难度限制条件的所有填空题,并使用SQL Server中的函数newid()进行随机组合。

(2) 判断在第一步中抽出的填空题组合是否满足空数要求。从抽出的填空题组合的第一条记录开始向下统计空数,如果达到空数要求,则一组符合要求的填空题组合就抽取出来了,并将符合组卷策略的一组填空题标识存入到试卷表中,如果超过空数要求则直接进入第三步;

(3) 生成该场考试指定数量的试卷。循环执行第一步和第二步直到生成指定数目的试卷即可退出循环。经过这三步符合组卷策略的试卷就生成了,同时为了防止因找不到符合条件的填空题组合而导致程序陷入死循环,可根据穷举法的思想,设定循环次数为100次,如果超过100次仍找不到符合要求的组合方案,即提示“未找到符合条件的填空题组合”,即组卷条件失效,组卷失败。

第二次随机:增强试卷之间的互异性。对于大规模考试,为了增强试卷的互异性,每份考卷中的题目顺序希望有所不同。该系统在上一步随机组卷抽取到相应试卷的基础上,随机打乱填空题的显示顺序,进一步增强试卷之间的互异性。例,如果在第一次随机组卷中,教师指定生成3套试卷,那么这3套试卷填空题组合可能分别是:第0套试卷,符合条件的填空题题号为1,3,7;第1套试卷,符合条件的填空题题号为2,7;第2套试卷,符合条件的填空题题号为3,7,10。为了增加学生试卷的互异性,在学生抽取到某一试卷时,再次利用随机法,打乱填空题的显示顺序。对于试卷0,有3道填空题,那么就存在3!种显示方案。例如,考生1和考生2均抽到试卷0,他们所抽取到的填空题的显示顺序可能为(1,3,7),(1,7,3),(3,1,7)等6种组合方案中的任意两种。依次类推,该场考试填空题就有3!+2!+3! 共14种填空题出题方案。

第三次随机:增强相邻考生之间试卷的互异性。考虑到要保证相邻机器抽取到不同的试卷,系统将对学生所使用机器的机器号最后一位对试卷数进行取余数运算,根据运算结果抽取相应的试卷。例,考生1、考生2、考生3分别坐在101,102,103号机器,将机器号的最后一位对3取余数的结果为1,2和0,则考生相应地会抽取到第1,2和0套试卷。

3 填空题自动评分算法的研究与实现

填空题虽然属于主观题,但通过对填空题的答题形式进行研究发现,填空题的答案相对固定,如果采用合适的算法处理后可以实现自动评分。模式匹配是在线考试系统中实现主观题自动阅卷的常用技术,该技术根据考生的答案信息与标准答案信息进行比较,按照其是否匹配来计算考生的得分情况。这样,可考虑在模式匹配的基础上稍加改进来实现对填空题的阅卷。

填空题评分时主要分为两种情况,一种情况是填空题答案位置相对固定,另外一种情况是填空题一道题中有多个空且答案位置不固定。对于第一种情况,虽然答案位置相对固定,但教师在添加填空题答案时,很难将所有可以作为填空题正确答案的情况考虑完全。故该种情况可以考虑利用两次批改来完成。第一次批改由系统自动完成,即当学生提交答案时,利用在学生填空题表中设置的触发器进行批改,如果学生提交的答案能在填空题答案表中预设的正确答案中找到匹配的记录即进行批改。第二次批改采用人工批改和自动批改相结合的形式来完成。由教师查看本场考试所有填空题各个学生所提交的所有不同于填空题答案表中的答案,将可以作为正确答案的存入填空题答案表中,然后进行二次批改,二次批改时考虑到需要遍历填空题答案表和学生填空题答案表,为了降低网络流量提高性能和减少代码量,可采用在数据库中建立相应的存储过程结合游标完成,该存储过程代码为:

填空题批改整体流程图如图1所示。

对于第二种即填空题答案的位置可以互换的情况,为了防止学生不懂作答而全部填上同一个答案来碰运气,该系统在学生提交该题答案时予以相应的处理。在学生提交答案时,系统根据“有无次序”字段的值判断该题答案是否允许调换位置,如果返回结果为真,则建立相应的数组,在数组中只存放学生所提交的该题的不同答案,相同的答案不予存放,然后将数组中的答案存放入学生填空题答案表中,再进行批改(此时批改方式即和上面的情况一致)。这样就保证了只有不同的答案才参与评分,相同答案不再参与评分。

4 结语

通过分析在线考试系统中填空题测试模块出题与评分的特点,对已有的关键技术进行研究并根据实际情况加以改进,通过多次考试实践,基本能够满足各类考试的需要。由于客观条件的限制,没有进行大规模跨地域的考试测试。

摘要：根据目前在线考试系统中填空题测试模块在组卷、阅卷等方面存在的问题,提出了应用多次随机法、人工抽取法、穷举法相结合的组卷技术进行组卷,应用模式匹配将人工和自动评卷技术相结合进行评卷的设计思路,设计并实现了考试系统中填空题测试模块的组卷与阅卷的自动化。经过多次考试实践验证,该填空题测试模块增强了填空题出题的灵活性和随机性,减少了评阅的工作量,保证了评阅的正确性,满足填空题模块测试要求。

关键词：在线考试,填空题,组卷,自动评分

参考文献

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篇5：在线开放课程中视频答疑模块的设计与实现

近年来, 随着我国教育事业的不断发展, 高校的在校生规模日益增大, 学生人数和老师人数日益增多, 加之上课地点经常变动等原因, 师生之间的答疑工作难以展开。传统的答疑方式有如下缺点:

(1) 答疑的时间地点不好确定。

(2) 学生在学习过程中有了新的问题无法及时向老师提出。

(3) 由于授课教室不固定, 学生课余时间集中在一起的时间较少, 相互间的交流和讨论机会不多。

(4) 老师和学生交流少, 导致老师不了解学生对知识点的掌握程度。

为了弥补以上不足, 提高答疑工作的及时性和便捷性, 增加师生之间和同学之间的互动, 开发基于B/S的在线答疑系统很有必要。

2 系统设计

经过详细的需求分析和可行性分析后, 本系统的基本功能需求已基本掌握, 系统的目标功能和功能结构如下:

2.1 系统目标

(1) 实现需求分析阶段提出的所有功能。

(2) 系统界面要清晰友好, 方便用户使用。

(3) 对用户权限能进行控制, 学生用户和老师用户的权限和功能不同。

(4) 老师用户的管理页面有未回答和未处理申请的个数提示。

2.2 系统结构图

根据系统分析, 该系统的功能结构如图1所示。

3 构建开发环境

3.1 软件环境

JDK:JDK 8.0.510.16版本是目前功能最全、最稳定的版本。

Web应用服务器:Tomcat 7.0服务器是目前版本最新、功能强大、方便易用, 适应于中小型系统的开发服务器。

数据库:My SQL 5.6.24数据库是目前小型应用开发中比较流行的数据库, 且其从5.0版本开始支持事务, 保证了数据的完整性与安全性。

控制层:Struts 2.3.16版本框架是基于Web Work框架实现的。

业务层:Spring 4.1.1版本采用优秀的Java EE开源框架, 其提供的控制反转及面向方面的编程插件式架构降低了应用组件之间的依懒性。

3.2 设计过程中的注意点

Struts2和Spring的集成:将Struts2的Action作为Spring当中的受管Bean, 通过依赖注入将完成业务功能的Bean注入到Action中, 使得Action很容易访问到完成业务的Bean。

Struts2拦截器的使用:根据系统设计, 本系统中, 没有登录的用户是不允许进入系统的, 如果在每一个Action中增加判断用户是否登录, 显然代码过于冗长重复, 而利用Struts2的拦截器就可以很好地实现这一点。

4 数据库设计

确定好系统需要开发的功能后, 进行数据库设计, 分析系统的各个实体之间的关系, 做好数据库设计对后期开发有着很重要作用。

高校在线答疑系统的数据库规模并不是很大, 所以选用My SQL数据库, 该数据库为免费开源产品, 可以直接从网上下载得到, 可以大幅度减少系统开发的成本。高校在线答疑系统是学生和老师之间对问题的提出与解答的桥梁, 所以该系统的实体主要包括:用户、提问信息、回答信息、课程和申请信息等, 下面将依次介绍各个实体的E-R图。

用户的E-R图主要包括用户的编号、用户名、用户密码以及E-mail等信息, 具体如图2所示。

课程实体主要包括课程的编号、名称及描述等信息, 其E-R图如图3所示。

提问信息实体主要包括提问编号、提问人ID、回复标题及内容等信息, 其E-R图如图4所示。

回复信息实体主要包括所回复提问编号、回复标题和内容等信息, 其E-R图如图5所示。

实体之间存在一定的关系, 如一个老师可以授课n门课程, 一门课程可以被n名学生学习, 具体关系如图6所示。

5 系统实现

对于高校在线答疑系统来说, 仅能够浏览和查看是远远不够的, 还需要用户能参与到其中, 如提出问题和回复问题, 这是本系统的难点与重点, 下面介绍参与答疑功能的实现。

5.1 提出新问题

大学生在学习过程中遇到新的问题, 可以在相应课程页面中提出, 发布出来让大家讨论或者让老师解答, 在提问列表和提问详情页面均有提出新问题的按钮。进入“发起提问”页面, 先要得到该学生的课程列表, 供学生选择在哪个课程中进行提问, 具体核心代码如下所示:

上述代码仅提供课程列表的getter方法, 在该方法中得到登录用户的ID, 并根据该用户ID拼出搜索该学生课程的SQL语句, 然后调用数据库查询方法得到结果并返回, 该数据库方法核心代码如下:

单击“发起问题”按钮进入“提出新问题”页面, 在“选择课程”下拉列表框中只有该用户的课程了, 用户通过选择对应的提问课程, 填写标题和提问内容就可以进行发表了, 下面是实现发表功能的核心代码:

5.2 回复提问