论文部分内容阅读
摘要：为了完善本科毕业设计的监控效果，哈尔滨工程大学水声工程学院针对学生答辩时的基本理论和基本技能环节设计了答辩抽题系统。实践证明，该系统具有界面操作简单、方便实用、速度快等特点，使毕业设计答辩环节更加规范化、合理化。
关键词：毕业设计答辩；抽题系统；质量监控
作者简介：宋瑞琳（1977-），女，黑龙江哈尔滨人，哈尔滨工程大学水声工程学院，工程师。（黑龙江 哈尔滨 150001）
中图分类号：G642.477 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）16-0141-02
哈尔滨工程大学水声工程学院将毕业设计（论文）工作作为教学工作的关键环节进行质量监控。为强化毕业设计各环节的跟踪和监控，学院针对学生答辩时的基本理论和基本技能环节设计了答辩抽题系统。
一、抽题系统的前期准备和设计内容
1.抽题系统的前期准备
毕业设计答辩抽题系统的考题根据水声工程学院本科专业的大纲要求，分声学、电路和信号三部分内容，每部分又包含本科阶段所学的相应课程题目。声学方面有“水声学”、“声纳技术”、“振动与声基础”3门课程；电路方面有“模拟电子技术”、“数字电子技术”、“高频电子线路”3门课程；信号方面有“信号与系统”、“通信原理”、“数字信號处理”、“统计信号处理”和“微机原理与接口技术”5门课程，共计11门课程。每门课程要求任课教师出40套考题，11门课程共计400余套考题。
2.抽题系统设计内容
该毕业设计答辩抽题系统设计分为考官系统和考生抽题系统两部分，这两部分由考官和考生分别使用。
（1）考官系统。主要实现由教师输入考生所抽取的考题号，在界面中同时显示考题题目和答案，便于教师获得考题及参考答案信息。
（2）考生抽题系统。主要实现由考生输入学号进行抽题后，由系统随机抽取3道题目（声学、电路和信号各1题），并通过界面将考题显示出来，便于考生读取考题信息。系统能够实现考题在3天之内不重复出现（毕业设计答辩3天可以完成）。
二、抽题系统的关键技术
该毕业设计答辩抽题系统主要采用的是数据库技术。数据库技术能够更加有效的管理各类数据。该软件利用NI Lab Windows/CVI的数据库软件工具包SQL Toolkit对数据库进行管理与操作。[1]
Lab Windows/CVI的软件工具包Lab Windows/CVI SQL Too kit可为抽题系统的开发提供相应的函数。Lab Windows/CVI SQL工具包可以同任何符合Microsoft Active Data Object（ADO）标准的产品一起工作，也可以同任何符合ODBC的数据库驱动器一起工作。它保持高层次的兼容性，在很多情况下，通过改变传递给DBConnect函数的廉洁字符串将应用移植到其他数据库，并且它将数据库定义的字段数据类型转换为标准的Lab Windows/CVI SQL工具包数据类型，进一步增强了可移植性。[2]
1.数据库的基本概念
数据库由组织好的数据集组成。虽然内在细节有所不同，但最新的数据库管理系统（DBMS）都将数据存为表的形式。表的结构通过记录和字段构成的二维形式来实现。数据库中的每个表必须有一个唯一的名字，同样，表中的每个字段也必须有一个唯一的名字。
2.数据模型
数据模型是数据库中数据与数据之间的关系，它是数据库系统中一个关键概念。数据模型不同，相应的数据库系统就完全不同，任何一个数据库管理系统都是基于某种数据模型。数据库管理系统常用的数据模型有三种：层次模型、网状模型和关系模型。
目前，绝大多数数据库系统的数据模型均采用关系模型，该抽题系统同样用的是关系模型。在关系模型中，实体和实体间的联系都是用关系表示的。一个关系就是一张二维表格，表格由表格结构与数据构成，表格的结构对应关系模式，表格的每一列对应关系模式的一个属性，该列的数据类型和取值范围就是该属性的域。因此，定义了表格就定义了对应的关系。
三、考官系统和考生系统设计
1.考官系统
（1）考官系统结构设计：该系统采用模块化设计。功能模块的划分应保证划分合理，保证各模块的独立性。独立性限制了错误的作用范围，使错误易于排除，因而可使软件开发速度快、质量高。根据考官系统功能的需求，将其划分为以下几个模块，如图1所示。
1）人机交互界面：人机交互界面向用户提供友好易用的操作界面，对用户的操作做出及时响应。
2）选题模块：完成考官选题功能。考官输入题号，软件读取到题号后，与数据库中的题号进行匹配，将对应于该题号的考题信息读取到缓存中，以供显示模块显示考题。
3）考题显示模块：显示考题和答案信息。
（2）考官系统模块实现。
1）人机交互界面：人机交互界面为用户提供运行软件的操作界面，响应用户对软件执行的各种操作。根据软件功能需求，人机交互界面分为选取题目和显示题目两部分。
2）题目选择：考官在界面左侧栏中分别输入声学、电路和信号题号，然后点击“显示题目”，软件便将题号信息读到缓存中，并将此题号与题目数据库中的索引号一一对应查找，当找到此题号后，读取此题号对应的考题和答案信息存入缓存中，以便于后续的显示题目。
3）题目显示：当选取题目后可以分别选择显示声学、电路和信号题目，题目和答案会在界面右侧题目显示区进行显示。
2.考生抽题系统
（1）考生抽题系统结构设计：该系统同样采用模块化设计。根据软件功能需求，将软件划分为人机交互模块、随机抽题模块、题目刷新模块和题目显示模块四部分。 1）人机交互界面：为用户提供良好的操作界面，响应用户操作。
2）随机抽题模块：完成考生抽题功能。考生点击“开始抽题”后，软件能够产生随机的题号，并且能够保证题目3天之内无重复。
3）题目刷新模块：判断软件使用时间，若超出3天，则刷新题目，使得题目可被考生继续抽取。
4）显示模块：显示考生所抽取的考题信息。
（2）考生抽题系统模块实现：人机交互界面为用户提供了运行软件的操作界面，响应用户对软件执行的各种操作。根据软件功能需求，人机交互界面分为随机抽题和题目显示两部分。
1）随机抽题：随机抽题部分位于界面上部，包括“学号”和“开始抽题”。“学号”用于考生输入考生学号，“开始抽题”用于考生抽取题目。
2）题目显示：显示考生所抽取的题目，包括声学、电路和信号三部分，此部分是学生的题目显示，所以答案不显示。
（3）随机抽題模块：随机抽题模块完成考生抽题功能。考生输入学号后，点击“开始抽题”，由系统随机产生题号，并判断该题号对应的题目是否在3天之内抽取过，如果抽取过，则重新产生新的题号，直到抽取到3天之内未被抽取过的题目为止。题目抽取完后，软件将此题号对应的题目存入到缓存中，用于后续显示。
（4）题目刷新模块：由系统判断软件距离第一次抽题的时间，如果时间大于3天，则系统将数据库的“Chosen”对象内容设置为“no”，即表示此题未被抽取过，这样便可以达到使题目在3天内不重复抽取，3天后此题目可继续被抽取的目的。
（5）考题显示模块：考题显示模块完成显示考题信息的功能。包括显示考题题号和显示考题信息两部分。
四、毕业设计答辩抽题系统的应用效果
该系统在设计和调试过程中出现了一些问题，但在不断的调试过程中，绝大多数问题都得到了有效解决，基本完成了开发前所预定的目标。在2012年6月份的本科答辩时使用了该抽题系统，得到了师生的一致好评。
1.题库容量大
题库的建立需要一个不断增加题目及修改题目的维护过程。[3]学院在原有题库的基础上，又请教师增加了题库试题的数量，同时根据现有培养方案的要求，对题库原有的题目进行了修改和补充，题库现有试题400余套。
2.题库的试题质量好
学院要求每一道试题的质量都要过关，符合大纲要求。在11位教师出完试题后，学院请有经验的专家对试题进行了审核，评估了试题的难易程度，使每位学生在毕业设计答辩环节抽取的试题都具有公平、公正和严肃性。
3.实用性强
题库内的试题严格按照培养方案与教学大纲的重点、难点出题，并结合了教师在平时课堂上讲解的实际工程应用问题，因此题库结构合理、实用性强。[4]随机抽取试题的方式，使每位学生所抽的试题均不相同，避免了学生间相互套取试题的现象出现。抽签系统界面操作简单，易于掌握，方便实用，明了直观。
4.速度快
由于该抽题系统在运行速度上进行了最优化的算法设计，所以能够更快速、高效地从题库中选择出符合要求的试题，大大节省了答辩时间。
5.智能性
在抽题算法的设计上，系统能根据题库中现有试题状况自动抽出声学、电路和信号三部分不同方向的试题，这些功能的实现使教师能方便控制试题分布，便于学生答题。
五、结论
毕业设计抽题系统大大减轻了试题手写抽签负担，有效提高了答辩过程的效率，使毕业设计答辩环节更加规范化、合理化。
参考文献：
[1]史君成，张淑伟，律淑珍.Lab Windows虚拟仪器设计[M].北京：国防工业出版社，2007.
[2]张毅刚，乔立岩，等.虚拟仪器软件开发环境Lab Windows/CVI 6.0[M].北京：机械工业出版社，2002.
[3]李海慧.“题库软件”的应用浅析[J].电子世界，2012，（4）：165-166.
[4]张卫晴.分级教学之题库建设[J].青年与社会，2012，（7）：37-38.
（责任编辑：孙晴）
关键词：毕业设计答辩；抽题系统；质量监控
作者简介：宋瑞琳（1977-），女，黑龙江哈尔滨人，哈尔滨工程大学水声工程学院，工程师。（黑龙江 哈尔滨 150001）
中图分类号：G642.477 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2013）16-0141-02
哈尔滨工程大学水声工程学院将毕业设计（论文）工作作为教学工作的关键环节进行质量监控。为强化毕业设计各环节的跟踪和监控，学院针对学生答辩时的基本理论和基本技能环节设计了答辩抽题系统。
一、抽题系统的前期准备和设计内容
1.抽题系统的前期准备
毕业设计答辩抽题系统的考题根据水声工程学院本科专业的大纲要求，分声学、电路和信号三部分内容，每部分又包含本科阶段所学的相应课程题目。声学方面有“水声学”、“声纳技术”、“振动与声基础”3门课程；电路方面有“模拟电子技术”、“数字电子技术”、“高频电子线路”3门课程；信号方面有“信号与系统”、“通信原理”、“数字信號处理”、“统计信号处理”和“微机原理与接口技术”5门课程，共计11门课程。每门课程要求任课教师出40套考题，11门课程共计400余套考题。
2.抽题系统设计内容
该毕业设计答辩抽题系统设计分为考官系统和考生抽题系统两部分，这两部分由考官和考生分别使用。
（1）考官系统。主要实现由教师输入考生所抽取的考题号，在界面中同时显示考题题目和答案，便于教师获得考题及参考答案信息。
（2）考生抽题系统。主要实现由考生输入学号进行抽题后，由系统随机抽取3道题目（声学、电路和信号各1题），并通过界面将考题显示出来，便于考生读取考题信息。系统能够实现考题在3天之内不重复出现（毕业设计答辩3天可以完成）。
二、抽题系统的关键技术
该毕业设计答辩抽题系统主要采用的是数据库技术。数据库技术能够更加有效的管理各类数据。该软件利用NI Lab Windows/CVI的数据库软件工具包SQL Toolkit对数据库进行管理与操作。[1]
Lab Windows/CVI的软件工具包Lab Windows/CVI SQL Too kit可为抽题系统的开发提供相应的函数。Lab Windows/CVI SQL工具包可以同任何符合Microsoft Active Data Object（ADO）标准的产品一起工作，也可以同任何符合ODBC的数据库驱动器一起工作。它保持高层次的兼容性，在很多情况下，通过改变传递给DBConnect函数的廉洁字符串将应用移植到其他数据库，并且它将数据库定义的字段数据类型转换为标准的Lab Windows/CVI SQL工具包数据类型，进一步增强了可移植性。[2]
1.数据库的基本概念
数据库由组织好的数据集组成。虽然内在细节有所不同，但最新的数据库管理系统（DBMS）都将数据存为表的形式。表的结构通过记录和字段构成的二维形式来实现。数据库中的每个表必须有一个唯一的名字，同样，表中的每个字段也必须有一个唯一的名字。
2.数据模型
数据模型是数据库中数据与数据之间的关系，它是数据库系统中一个关键概念。数据模型不同，相应的数据库系统就完全不同，任何一个数据库管理系统都是基于某种数据模型。数据库管理系统常用的数据模型有三种：层次模型、网状模型和关系模型。
目前，绝大多数数据库系统的数据模型均采用关系模型，该抽题系统同样用的是关系模型。在关系模型中，实体和实体间的联系都是用关系表示的。一个关系就是一张二维表格，表格由表格结构与数据构成，表格的结构对应关系模式，表格的每一列对应关系模式的一个属性，该列的数据类型和取值范围就是该属性的域。因此，定义了表格就定义了对应的关系。
三、考官系统和考生系统设计
1.考官系统
（1）考官系统结构设计：该系统采用模块化设计。功能模块的划分应保证划分合理，保证各模块的独立性。独立性限制了错误的作用范围，使错误易于排除，因而可使软件开发速度快、质量高。根据考官系统功能的需求，将其划分为以下几个模块，如图1所示。
1）人机交互界面：人机交互界面向用户提供友好易用的操作界面，对用户的操作做出及时响应。
2）选题模块：完成考官选题功能。考官输入题号，软件读取到题号后，与数据库中的题号进行匹配，将对应于该题号的考题信息读取到缓存中，以供显示模块显示考题。
3）考题显示模块：显示考题和答案信息。
（2）考官系统模块实现。
1）人机交互界面：人机交互界面为用户提供运行软件的操作界面，响应用户对软件执行的各种操作。根据软件功能需求，人机交互界面分为选取题目和显示题目两部分。
2）题目选择：考官在界面左侧栏中分别输入声学、电路和信号题号，然后点击“显示题目”，软件便将题号信息读到缓存中，并将此题号与题目数据库中的索引号一一对应查找，当找到此题号后，读取此题号对应的考题和答案信息存入缓存中，以便于后续的显示题目。
3）题目显示：当选取题目后可以分别选择显示声学、电路和信号题目，题目和答案会在界面右侧题目显示区进行显示。
2.考生抽题系统
（1）考生抽题系统结构设计：该系统同样采用模块化设计。根据软件功能需求，将软件划分为人机交互模块、随机抽题模块、题目刷新模块和题目显示模块四部分。 1）人机交互界面：为用户提供良好的操作界面，响应用户操作。
2）随机抽题模块：完成考生抽题功能。考生点击“开始抽题”后，软件能够产生随机的题号，并且能够保证题目3天之内无重复。
3）题目刷新模块：判断软件使用时间，若超出3天，则刷新题目，使得题目可被考生继续抽取。
4）显示模块：显示考生所抽取的考题信息。
（2）考生抽题系统模块实现：人机交互界面为用户提供了运行软件的操作界面，响应用户对软件执行的各种操作。根据软件功能需求，人机交互界面分为随机抽题和题目显示两部分。
1）随机抽题：随机抽题部分位于界面上部，包括“学号”和“开始抽题”。“学号”用于考生输入考生学号，“开始抽题”用于考生抽取题目。
2）题目显示：显示考生所抽取的题目，包括声学、电路和信号三部分，此部分是学生的题目显示，所以答案不显示。
（3）随机抽題模块：随机抽题模块完成考生抽题功能。考生输入学号后，点击“开始抽题”，由系统随机产生题号，并判断该题号对应的题目是否在3天之内抽取过，如果抽取过，则重新产生新的题号，直到抽取到3天之内未被抽取过的题目为止。题目抽取完后，软件将此题号对应的题目存入到缓存中，用于后续显示。
（4）题目刷新模块：由系统判断软件距离第一次抽题的时间，如果时间大于3天，则系统将数据库的“Chosen”对象内容设置为“no”，即表示此题未被抽取过，这样便可以达到使题目在3天内不重复抽取，3天后此题目可继续被抽取的目的。
（5）考题显示模块：考题显示模块完成显示考题信息的功能。包括显示考题题号和显示考题信息两部分。
四、毕业设计答辩抽题系统的应用效果
该系统在设计和调试过程中出现了一些问题，但在不断的调试过程中，绝大多数问题都得到了有效解决，基本完成了开发前所预定的目标。在2012年6月份的本科答辩时使用了该抽题系统，得到了师生的一致好评。
1.题库容量大
题库的建立需要一个不断增加题目及修改题目的维护过程。[3]学院在原有题库的基础上，又请教师增加了题库试题的数量，同时根据现有培养方案的要求，对题库原有的题目进行了修改和补充，题库现有试题400余套。
2.题库的试题质量好
学院要求每一道试题的质量都要过关，符合大纲要求。在11位教师出完试题后，学院请有经验的专家对试题进行了审核，评估了试题的难易程度，使每位学生在毕业设计答辩环节抽取的试题都具有公平、公正和严肃性。
3.实用性强
题库内的试题严格按照培养方案与教学大纲的重点、难点出题，并结合了教师在平时课堂上讲解的实际工程应用问题，因此题库结构合理、实用性强。[4]随机抽取试题的方式，使每位学生所抽的试题均不相同，避免了学生间相互套取试题的现象出现。抽签系统界面操作简单，易于掌握，方便实用，明了直观。
4.速度快
由于该抽题系统在运行速度上进行了最优化的算法设计，所以能够更快速、高效地从题库中选择出符合要求的试题，大大节省了答辩时间。
5.智能性
在抽题算法的设计上，系统能根据题库中现有试题状况自动抽出声学、电路和信号三部分不同方向的试题，这些功能的实现使教师能方便控制试题分布，便于学生答题。
五、结论
毕业设计抽题系统大大减轻了试题手写抽签负担，有效提高了答辩过程的效率，使毕业设计答辩环节更加规范化、合理化。
参考文献：
[1]史君成，张淑伟，律淑珍.Lab Windows虚拟仪器设计[M].北京：国防工业出版社，2007.
[2]张毅刚，乔立岩，等.虚拟仪器软件开发环境Lab Windows/CVI 6.0[M].北京：机械工业出版社，2002.
[3]李海慧.“题库软件”的应用浅析[J].电子世界，2012，（4）：165-166.
[4]张卫晴.分级教学之题库建设[J].青年与社会，2012，（7）：37-38.
（责任编辑：孙晴）