基于IMS QTI标准的在线考试系统的研究与实现

论文摘要

借助于网络技术的高速发展,网络化教学化教育取得了长足的进步。在线练习与测试是网络化教学中重要一环,帮助教师了解学生所授知识的掌握水平。目前各家教育教学机构,往往从自身的实际需求出发,开发商各行其是,自行设计学习资源和管理信息的格式,每一个系统中的学习资源就形成了一个独立的项目,资源在本系统以外的教学系统中无法被复用,成为一个个信息的孤岛。近些年在远程教育界对教学模式进行的探讨中,发现诸多有别于传统教学过程的运作机制,这些运作机制的改变同时对传统的考试模型产生了影响。针对网络教学提出新的教学模型,通过对传统教学模型和新型教学模型的区别,更新了传统教育中“教”始终起着主导作用,“学”则是一个相对被动和从属的过程,由于教学过程已从“真实的师生人际双向交流”转化为远程的、在时间和空间上相对割裂的“教”与“学”两个方面。提出了协作式互动学习模型。为此在网络化的教学模型中,考试不管要满足于教师鉴定学生知识水平的功能。更深层次的是培养学生学习能力和沟通协作能力。然而想要在网络化平台上实现这种交互的学习模型,需要三点：协作式测试模型、网上的测试操作规范支持协作式模型、网络平台学生测试流程规范。本文从协作式测试的探究入手,对协作式测试模型进行探讨,分析协作式测试必须具备的主要环节和目前在线测试系统的不足。通过对传统试题的实例进行抽象剥离,提取结构框架,定义协作式题目的模型和参数。然后本文详细介绍了目前国际上广泛采用的IMS (Instructional Management Sysem)全球学习联盟定制的练习与测试互操作规范QTI (Question Test and Interoperability)技术规范。通过对协作式模型题目和QTI题目实例的对比和分析。设计一个可以转换的模型。通过该模型创建协作性在线测试成为可能。最后结合笔者所在学院的实际情况,设计一套符合学院要求的协作式在线测试系统的设计与实现方法。介绍基于协作式模型的QTI系统的需求分析和总体设计方案；分析学院的考试流程、提出设计目标、系统的体系架构,并通过UML统一建模语言对在线考试系统进行建模分析,对各个子系统进行详细的设计与主要功能模块实现进行阐述。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 引言
• 1.1 研究背景与意义
• 1.2 Wiki协作式测试的提出
• 1.3 Wiki协作式模型通过QTI规范实现在线测试系统
• 1.4 本文的工作内容与章节安排
• 第二章 XML技术与QTI规范研究
• 2.1 XML技术研究
• 2.1.1 XML语言历史
• 2.1.2 XML模式语言介绍
• 2.1.3 访问XML内容和文件方式
• 2.2 QTI规范研究
• 2.2.1 IMS组织
• 2.2.2 ASI信息模型
• 2.2.3 结果报告信息模型
• 2.2.4 XML绑定
• 2.3 基于Wiki的协作式学习模型
• 2.4 通过QTI规范设计协作式测试的模型
• 2.4.1 传统在线考试中试题举例
• 2.4.2 题目的QTI规范化设计
• 2.4.3 题目的Wiki规范化设计
• 2.4.4 Wiki模型QTI模型转换器
• 2.4.5 使用协作式模型的意义
• 第三章 在线考试系统需求分析
• 3.1 项目背景
• 3.2 系统设计流程
• 3.3 总体网络拓扑
• 3.4 系统需求分析
• 3.4.1 分析工具的选择
• 3.4.2 系统需求获取建模步骤
• 3.4.3 系统功能性需求描述
• 3.4.4 在线测试系统中的参与者
• 3.5 系统中的用例及用例文档
• 3.6 系统需求模型---用例图
• 3.6.1 系统的总用例图
• 3.6.2 系统管理员的用例图
• 3.6.3 题库和试卷创建者的用例图
• 3.6.4 试卷审核者的用例图
• 3.6.5 应试者的用例图
• 3.6.6 试卷批阅者的用例图
• 3.7 系统需求分析建模
• 3.8 分析类
• 3.8.1 边界类
• 3.8.2 实体类
• 3.9 用例实现分析
• 3.9.1 创建用户活动图
• 3.9.2 创建题目活动图
• 3.9.3 试卷创建活动图
• 3.9.4 参加考试活动图
• 3.10 小结
• 第四章 在线考试系统软件设计
• 4.1 系统设计建模步骤
• 4.2 系统总体设计
• 4.3 体系结构分层
• 4.3.1 表示层
• 4.3.2 业务逻辑层
• 4.3.3 数据操作层
• 4.3.4 体系结构的子系统划分
• 4.3.5 三层体系结构到类的划分映射
• 4.4 设计实体类的属性及操作
• 4.4.1 用户相关的类
• 4.4.2 题库相关的类
• 4.4.3 试卷相关的类
• 4.4.4 成绩相关的类
• 4.4.5 日志相关的类
• 4.5 设计类之间的关系
• 4.6 借助交互图实现用例设计
• 4.6.1 创建用户时序图
• 4.6.3 创建试卷时序图
• 4.6.4 参加考试时序图
• 4.7 数据库设计
• 4.8 小结
• 第五章 在线考试系统的实现
• 5.1 系统界面开发
• 5.2 基于.net三层架构
• 5.3 系统主要功能实现
• 5.3.1 登录管理实现
• 5.3.2 基于QTI规范的题库实现
• 5.3.3 试卷的呈现
• 5.3.4 应试者答题和答案提交
• 5.4 服务器的选型
• 5.4.1 服务器选择要素
• 5.4.2 服务器类型的选择
• 5.4.3 服务器操作系统的选择
• 5.4.4 服务器系统数据安全考虑
• 5.4.5 硬件服务器平台配置
• 5.4.6 支持软件
• 第六章 总结和展望
• 6.1 总结主要研究工作
• 6.2 展望后续研究
• 参考文献
• 致谢