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1、数学分析在线测试系统设计1 背景 数学分析是数学与应用数学、信息与计算科学专业必须学习的课程,也是这个专业的学生进入学校后首先要学习的课程,更是本科和研究生阶段许多后续课程的基础,有必要在大学阶段学好。 数学分析的特点是学习时间跨度很大,一般是3个学期,内容极为丰富。其基本内容有一元函数微分积分学、级数、二元函数微积分学、广义积分、参量积分、场论等,最重要的定理是微积分基本定理。由于时间跨度大,知识点多,学生对概念的理解和掌握度不够。然而,本课程在学和教上存在许多问题,比如概念抽象,计算方法不容易理解。这些问题归根究底是学生对概念的理解和掌握度不够。 本文针对数学分析所设计的在线测试系统,可提
2、供大量与数学分析相关的资源,帮助学生通过深入了解学习和系统的数学训练,通过数据分析学生学习的情况,有针对性地提供学习内容,使学生逐步提高数学分析解决问题的能力,特别是分析的能力。此学习系统还对数学分析各方面的知识进行了分块,学生对哪方面的知识欠缺,可以查找对应的模块,还设计了对应的考试模块,学生可以在线答题。这样,学生可以积累进一步学习所需要的知识,掌握数学的基本思想方法,使数学能力得到根本的提高。 数学分析在线测试系统存在的问题主要有以下2点:数学公式的处理。目前还没有比较成熟的技术用于处理公式。题型限制。由于公式输入问题,只能设填空题、选择题和判断题,造成了题型单一。本设计试图解决这些问题
3、。 2 在线测验系统的结构和功能分析 2.1 在线测试系统涉及的技术 本系统利用C#图形界面设计中的各类控件,包括文本框(TextBox)、复选框(CheckBox)、下拉框、Grid表格等,并用DIVCSSJS进行视图层页面布局,其基础为MVC(Model View Controller)。其中,“Model”表示模型,它表示应用程序核心,主要用于处理应用程序数据逻辑的部分。一般来说,模型对象负责在数据库中存入和调取数据。“View”表示视图,用于显示数据,是应用程序中处理数据显示的部分。通常,视图是根据模型数据创建的。“Controller”表示控制器,用于处理输入,是应用程序中处理用户交
4、互的部分。一般来说,控制器负责控制用户输入和从视图读取数据,并且向模型发送 获得的数据。MVC分层有利于管理比较复杂的应用程序,使得设计者在不依靠业务逻辑的情况下潜心于视图设计,同时也让应用程序的测试更加简单。MVC分层的同时使复杂的分组开发变得简单。不同的开发人员可以同时开发业务逻辑、视图和控制器逻辑。 系统所用的数据库为SQL Server 2008,它可以对数据进行搜索、查询、分析、同步和报告之类的操作。数据可以存?诟髦指餮?的设备上,从数据中心最大的服务器一直到移动设备和桌面计算机,它都可以控制数据而不用管数据存在什么地方。SQL Server 2008允许使用Visual Studi
5、o和Microsoft.NET开发的自定义应用程序中使用SQL Server 2008中的数据,在通过Microsoft BizTalk Server和面向服务的架构(SOA)进行的业务流程中使用数据。信息管理人员也可以通过平时使用的工具直接访问数据。 2.2 系统结构 本系统利用C/S架构,具体见图1. 2.3 数据库设计 系统设计了用户信息表、用户试卷答题表、用户分数记录表、试题上传存储表和考试记录表。例如设计的用户基本信息表,其主要包括用户ID、姓名、密码等,如表1所示。 其他表同以下设计类似。 3.3 首页功能分析(学生) 学生端个人事务:查看近期所有通知、参加考试、修改密码以及个人信
6、息。 考试成绩的查询:可以查询教师完成阅卷的成绩。 4 网站性能分析 4.1 稳定性分析 结合高校数学分析的特点,为改善高校学生数学分析薄弱的状况开发了此系统。我们具有较为稳定的用户群体,系统的使用价值较为稳定。本系统的运行条件完全能够满足用户的需要。 4.2 安全保密性分析 本系统只用于高校,没有涉及个人资料的交易,并且不存有用户较为重要的隐私,保障了用户信息的安全。 根据用户的不同职位和身份设定了用户在本系统中相应的操作权限,避免用户越权操作的情况发生,保证了数据操作的正确性。 本系统所用模块皆经过严格的审核,避免了因为插件自身的缺陷导致数据的不当存储和系统功能执行异常。 本系统每一个功能
7、的实现都是经过了严格的逻辑审核,尽可能地避免了因为业务逻辑的漏洞给系统带来的不安全因素,进一步保证了系统的安全性。 4.3 可维护性分析 由于本系统在运行过程中需要根据用户对试题的掌握情况不断进行试题的更新。这就需要本数学分析学习系统有着较强的可维护性与扩展性。鉴于此,本系统在设计过程中充分利用大数据、MVC框架及C#语言的优点,严格遵循大数据数据量大、多样化的数据类型和巨大的数据价值的特点,尽可能地便于试题的修改完善。 5 网站特色与创新 5.1 特色 通过让学生做数学分析题库中的试题,运用大数据挖掘工具分析学生在学习数据分析过程中容易出现的问题,设计智能问答系统,提供类似问题让学生学习并尝试解决。 5.2 创新 网站的创新主要体现在以下3方面:解决数学公式识别问题。数学公式是系统开发中的重要难点,本网站通过开发技术解决这个问题。大数据挖掘方法的利用。系统具有智能性。通过大数据分析得出不同学生学习数学分析的难度,并个性化地给出自助辅导学习。 数学分析在线测试系统可以让学生进一步学习所需要的数学分析知识,掌握数学分析的基本思想方法,使其数学能力从根本上得到提高。
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