大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)報告自動批閱系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

摘 要： 為了減輕授課教師的教學(xué)負(fù)擔(dān)，改變傳統(tǒng)物理實(shí)驗(yàn)報告的手工批閱方式，實(shí)現(xiàn)無紙化批閱實(shí)驗(yàn)報告為目的。大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)報告自動批閱系統(tǒng)采用三層B/S體系結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)方法，首先使用 ASP.NET和 Visual Basic.NET進(jìn)行前臺開發(fā)，然后以SQL Server 2005作為后臺數(shù)據(jù)庫，最終以網(wǎng)站的形式發(fā)布。該系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了自動批閱，提高了物理實(shí)驗(yàn)報告批閱的效率和準(zhǔn)確性，開創(chuàng)我校大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中實(shí)驗(yàn)報告的新模式。

關(guān)鍵詞： 大學(xué)物理； 自動批閱； 實(shí)驗(yàn)報告； B/S結(jié)構(gòu)

中圖分類號： TN964?34 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A 文章編號： 1004?373X（2013）12?0058?03

0 引 言

近年來，隨著Internet 的迅猛發(fā)展，結(jié)合在實(shí)際教學(xué)工作中的需要，利用信息技術(shù)手段輔助教師教學(xué)和管理已逐步得以廣泛運(yùn)用。由于大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)需要測量的實(shí)驗(yàn)參數(shù)多、實(shí)驗(yàn)組數(shù)多、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)量大，且實(shí)驗(yàn)報告中經(jīng)常需要將數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)或繪制成各類圖形，教師在批改實(shí)驗(yàn)報告時需要花費(fèi)大量時間進(jìn)行計(jì)算，以檢查報告中的計(jì)算過程和結(jié)果，因此批改物理實(shí)驗(yàn)報告是一件十分繁瑣的工作。在此情況下，“大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)報告自動批閱系統(tǒng)”（以下簡稱“自動批閱系統(tǒng)”）應(yīng)運(yùn)而生了。自動批閱系統(tǒng)的研發(fā)旨在減輕實(shí)驗(yàn)教師的教學(xué)負(fù)擔(dān)，改變傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)報告的手工批閱方式，提高大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)報告的批閱效率和準(zhǔn)確性，同時，方便學(xué)生可以隨時隨地通過網(wǎng)絡(luò)提交物理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)[1?2]。

1 自動批閱系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

考慮到Microsoft Visual Studio具有豐富命令、函數(shù)，同時又可使用大批的外部函數(shù)，無論是對圖形、圖像、動畫的處理，還是對音頻、視頻的處理能力都很強(qiáng)大，因此筆者選擇了Microsoft Visual Studio 2005開發(fā)平臺，并利用Microsoft SQL Server 2005數(shù)據(jù)庫工具來開發(fā)本系統(tǒng)[3]。

1.1 系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境

學(xué)生和教師模塊采用ASP.NET和 Visual Basic.NET 2005語言開發(fā)，并融入了Microsoft Office，F(xiàn)lash和圖片等相關(guān)素材，而后臺數(shù)據(jù)的存儲模塊則應(yīng)用SQL Server 2005數(shù)據(jù)庫開發(fā)。

1.2 技術(shù)架構(gòu)[4]

為更方便于管理員、學(xué)生和教師3種不同身份的用戶對系統(tǒng)的使用，本項(xiàng)目采用了B/S結(jié)構(gòu)進(jìn)行開發(fā)。B/S結(jié)構(gòu)最大的優(yōu)點(diǎn)就是可以在任何地方進(jìn)行操作而不用安裝任何專門的軟件，只要有一臺能上網(wǎng)的電腦就能使用，客戶端零安裝、零維護(hù)，因此它具有更好的跨平臺性，可擴(kuò)展性，降低系統(tǒng)運(yùn)行成本，更好的滿足不同用戶的需求。

由于整個系統(tǒng)開發(fā)性特點(diǎn)，系統(tǒng)采用三層B/S結(jié)構(gòu)：用戶界面層、應(yīng)用服務(wù)層和數(shù)據(jù)訪問層。用戶界面層主要完成用戶交互功能。客戶端以Web網(wǎng)頁方式訪問，提供管理員、學(xué)生和教師3種不同角色登錄，根據(jù)用戶名、密碼和選擇的角色來判斷用戶的權(quán)限，登錄不同的界面。應(yīng)用服務(wù)層是系統(tǒng)的核心，主要包括：實(shí)驗(yàn)錄入數(shù)據(jù)、查看實(shí)驗(yàn)分?jǐn)?shù)、提出問題、自動批改與自動打分等弄能。數(shù)據(jù)訪問層通過服務(wù)層中的數(shù)據(jù)訪問組件與數(shù)據(jù)庫交互。數(shù)據(jù)庫是整個系統(tǒng)的基礎(chǔ)，主要由用戶信息庫和數(shù)據(jù)信息庫組成。

1.3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)

通過系統(tǒng)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)，減輕授課教師的教學(xué)負(fù)擔(dān)，改變傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)報告的手工批閱方式，提高實(shí)驗(yàn)報告的批閱效率和準(zhǔn)確性，同時，學(xué)生可以隨時隨地通過網(wǎng)絡(luò)提交物理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

2 系統(tǒng)的功能模塊設(shè)計(jì)

本項(xiàng)目是在Microsoft Visual Studio 2005和SQL Server 2005環(huán)境下、使用ASP.NET和Visual Basic.NET語言開發(fā)基于網(wǎng)絡(luò)的學(xué)生網(wǎng)上提交物理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)、教師后臺處理和管理學(xué)生物理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并對成績進(jìn)行自動存儲、統(tǒng)計(jì)、查詢等功能的網(wǎng)站[1]。該系統(tǒng)采用了三層B/S體系結(jié)構(gòu)，使用ASP.NET和Visual Basic.NET進(jìn)行開發(fā)，并以SQL Server 2005作為后臺數(shù)據(jù)庫，通過ADO.NET技術(shù)來鏈接和訪問數(shù)據(jù)庫，以網(wǎng)站的形式發(fā)布。根據(jù)不同角色的功能可以把自動批閱系統(tǒng)分為學(xué)生、教師和后臺管理3大模塊。

2.1 學(xué)生模塊

按實(shí)驗(yàn)進(jìn)行的時序分為實(shí)驗(yàn)前、實(shí)驗(yàn)中和實(shí)驗(yàn)后3個部分。

（1）實(shí)驗(yàn)前：學(xué)生是通過瀏覽網(wǎng)頁，了解實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹?shí)驗(yàn)原理、實(shí)驗(yàn)要求和實(shí)驗(yàn)所需器材等。

（2）實(shí)驗(yàn)中：做好實(shí)驗(yàn)測量和數(shù)據(jù)采集工作，并把實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)錄入系統(tǒng)；也可向教師提出自己在試驗(yàn)中遇到的問題，尋求教師解答。

（3）實(shí)驗(yàn)后：學(xué)生可以在系統(tǒng)中查看自己的實(shí)驗(yàn)分?jǐn)?shù)和教師對于疑問的解答。

2.2 教師模塊

（1）查閱學(xué)生提交的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并利用系統(tǒng)自動計(jì)算學(xué)生所提交的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，再與精確值對比后，自動打分。

（2）回答學(xué)生在實(shí)驗(yàn)中所遇到的疑難問題，給出自己的解析。

（3）導(dǎo)出和打印實(shí)驗(yàn)分?jǐn)?shù)，便于教師對實(shí)驗(yàn)情況做出評估。

2.3 后臺管理模塊

（1）后臺管理員可以對訪問系統(tǒng)的學(xué)生或者教師用戶進(jìn)行添加、刪除、修改等操作。

（2）對每年的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行清理，減輕服務(wù)器壓力。

3 系統(tǒng)的特點(diǎn)和創(chuàng)新之處

3.1 系統(tǒng)特點(diǎn)

“自動批閱系統(tǒng)”可以處理目前大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)課程的基本實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，覆蓋絕大多數(shù)物理實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目。

（1）學(xué)生只需要訪問實(shí)驗(yàn)網(wǎng)站，在網(wǎng)頁上選擇實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)題目，便可進(jìn)入不同實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目子窗口，并通過網(wǎng)絡(luò)提交實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)和實(shí)驗(yàn)中所遇到的問題；

（2）教師在登錄實(shí)驗(yàn)網(wǎng)站后選擇教師模塊，即可進(jìn)入物理實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)主控窗口，在主控窗口實(shí)驗(yàn)內(nèi)容菜單選擇實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，進(jìn)入不同實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目子窗口，按不同的實(shí)驗(yàn)要求和題目對學(xué)生提交的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行自動處理并顯示結(jié)果和自動評分，教師還可以給學(xué)生的實(shí)驗(yàn)報告進(jìn)行點(diǎn)評和解答學(xué)生疑問。

3.2 系統(tǒng)創(chuàng)新之處

（1）“自動批閱系統(tǒng)”將高效的計(jì)算機(jī)與產(chǎn)生大量數(shù)據(jù)的大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)相結(jié)合，開創(chuàng)了我校實(shí)驗(yàn)教學(xué)中實(shí)驗(yàn)報告的新模式。

（2）系統(tǒng)將學(xué)生的操作測量數(shù)據(jù)在線提交，教師通過后臺管理程序?qū)?shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行自動計(jì)算，這種實(shí)驗(yàn)報告批閱方式，提高了實(shí)驗(yàn)報告的批閱效率和準(zhǔn)確性，推進(jìn)了實(shí)驗(yàn)教學(xué)的信息化管理。

（3）系統(tǒng)使用ADO.NET數(shù)據(jù)庫訪問技術(shù)，使得自動批閱系統(tǒng)有較高的性能。

4 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)

4.1 數(shù)據(jù)庫訪問[5]

本系統(tǒng)采用SQL Server 2005來存儲數(shù)據(jù)，多數(shù)情況下數(shù)據(jù)訪問都是采用直接在SQLConnection中寫入調(diào)用ConnectionString的屬性。但是在項(xiàng)目開發(fā)中以類的形式來組織，封裝一些常用的方法和事件，不僅可以提高代碼的重用率，也大大方便代碼的管理。本系統(tǒng)中創(chuàng)建一個公共類EditData，主要用來訪問SQL Server 2005數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)庫操作主要的功能是連接數(shù)據(jù)庫。

4.2 角色權(quán)限管理

本系統(tǒng)共設(shè)學(xué)生、教師和管理員三個角色的單入口登錄界面，在數(shù)據(jù)庫的用戶表中也給不同的角色設(shè)置了不同的權(quán)限，因此在登錄界面中輸入用戶名、密碼，和在角色下拉框中選擇自己的角色后，在登錄過程中，系統(tǒng)會自動對用戶名、密碼和角色進(jìn)行判斷是否正確，是則進(jìn)入相應(yīng)的頁面和賦予相應(yīng)的操作權(quán)限，否則給出相關(guān)提示。這樣即可以限制不同用戶對網(wǎng)站的訪問權(quán)限，也保證了數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的安全性[4]。

5 結(jié) 語

大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)報告自動批閱系統(tǒng)的運(yùn)用，實(shí)現(xiàn)了高效的計(jì)算機(jī)和大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的結(jié)合，開創(chuàng)了大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中實(shí)驗(yàn)報告的新模式。利用不厭其煩的計(jì)算機(jī)來輔助物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)，更好地減輕教師的負(fù)擔(dān)，提高實(shí)驗(yàn)報告的批閱效率和準(zhǔn)確性，同時也推進(jìn)了物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)的信息化管理。本系統(tǒng)使用方便，操作簡單，使用性強(qiáng)，從運(yùn)行情況看，系統(tǒng)反饋比較快，錯誤提示簡潔明了，批改結(jié)果準(zhǔn)確，現(xiàn)已在我校物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)中使用，取得了良好的效果。同時為開發(fā)其他程序設(shè)計(jì)課程的自動批改系統(tǒng)提供了參考模型，具有一定的參考價值[1，6]。

參考文獻(xiàn)

[1] 趙龍.大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)報告自動批閱系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].船海工程，2009，38（2）：98?100.

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[3] 趙龍.大學(xué)物理實(shí)驗(yàn)教學(xué)與考核系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].教育論壇，2010（3）：17?19.

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