实操题测评软件仿真系统的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种测评系统中实操题的软件仿真系统，该系统包括三个子系统：基于面向对象的虚拟仿真子系统，基于flash的虚拟仿真子系统，基于网络环境的虚拟仿真子系统。根据实操题类型的不同，分别采用三种不同的子系统来完成相应的功能。该测评中实操题的软件仿真实现系统具有方便快捷、低成本、省时、准确客观的优势，方便了对测评者实操水平的检验与评价，解决了现有的采用真实操作环境进行测评的缺点，从而提高了人才测评的方便性、全面性、高效性和科学性。
【专利说明】实操题测评软件仿真系统
【技术领域】
[0001]本发明涉及仿真系统领域，特别是一种测评系统中实操题的软件仿真系统。
【背景技术】
[0002]仿真技术，或称为模拟技术，就是用一个系统模仿另一个真实系统的技术。
[0003]仿真可以按不同原则分类:
[0004]1.按所用模型的类型(物理模型、数学模型、物理一数学模型)分为物理仿真、计算机仿真(数学仿真)、半实物仿真；
[0005]2.按所用计算机的类型(模拟计算机、数字计算机、混合计算机)分为模拟仿真、数字仿真和混合仿真；
[0006]3.按仿真对象中的信号流(连续的、离散的)分为连续系统仿真和离散系统仿真；
[0007]4.按仿真时间与实际时间的比例关系分为实时仿真(仿真时间标尺等于自然时间标尺)、超实时仿真(仿真时间标尺小于自然时间标尺)和亚实时仿真(仿真时间标尺大于自然时间标尺)；
[0008]5.按对象的性质分为宇宙飞船仿真、化工系统仿真、经济系统仿真等。
[0009]仿真技术得以发展的主要原因，是它所带来的巨大社会经济效益。传统的仿真技术主要应用于航空、航天、电力、化工以及其他工业过程控制等工程【技术领域】，现代仿真技术不仅应用于传统的工程领域，而且日益广泛地应用于社会、经济、生物等领域，如交通控制、城市规划、资源利用、环境污染防治、生产管理、市场预测、世界经济的分析和预测、人口控制等。
[0010]仿真软件，专门用于仿真的计算机软件。它与仿真硬件同为仿真的技术工具。
[0011]现有测评系统中通常采用真实操作环境对测评者的实操水平进行测试。真实操作环境分两种。
[0012]一种是实际的硬件设备，如网络设备、服务器等，需要由测评者使用硬件设备搭建所需的网络，或者由考官将硬件环境搭建好后，由测评者去查找并解决其中存在的问题，实操测试的结果由考官人工检查后给出相应的评分。
[0013]另一种是软件的真实环境，如Word、Excel操作,java、.Net程序开发等实操题,通常是在电脑上安装相应的操作软件，由测评者上机使用相关软件进行操作，操作的结果有两种方式进行评分。一种评分方式为人工检查操作结果进行评分。另一种是将结果上传，由测评系统根据最后的结果进行评分，这种评分只考虑最终的结果，而不会考虑中间的操作步骤。例如，一道java的冒泡排序算法实操题，如果采用自动评分，只会根据最后的运行结果是否正确进行给分，排序正确则本题得满分，排序不正确则本题为零分。
[0014]这类采用真实操作环境的实操测验有以下缺点:
[0015]1.测评受环境限制。不能随时随地进行测评，必须事先准备相应的实际操作环境。
[0016]2.成本高。实际的操作环境，无论是软件还是硬件都需要相应的成本。而且这种测评方式需要在所有测评点准备相应的实际操作环境。另外对于实际操作的评分也需要由考官进行评分，也需要人力的成本。
[0017]3.费时。因为实际的操作环境数量有限，搭好的一个实操环境通常只能允许一位测评者使用，必须要等前一位参加测评的人员结束后，下一个测评者才能够开始进行测评。
[0018]4.测评结果不客观、不准确。由考官对测评者的实操水平进行评分，很难排除主观因素的影响，而依据实操结果的评分只根据最后的实操结果进行评分，或满分或零分，没有考虑实操的过程和步骤，评分不够准确。
【发明内容】
[0019]本发明提出了一种实操题测评软件仿真系统，通过仿真的方式，将实际操作环境数字化，全面解决了采用真实操作环境对测评者的实操水平进行测试方式存在的问题和缺点。
[0020]具体地，本发明采用如下技术方案:
【专利附图】
【附图说明】
[0021]图1是基于面向对象的虚拟仿真子系统中创建实操题流程示意图
[0022]图2是基于面向对象的虚拟仿真子系统中录入题目要求界面示意图
[0023]图3是基于面向对象的虚拟仿真子系统中制定题目答案界面示意图
[0024]图4是基于面向对象的虚拟仿真子系统中修改评分规则界面示意图
[0025]图5是基于面向对象的虚拟仿真子系统中修改指导规则界面示意图
[0026]图6是基于面向对象的虚拟仿真子系统中实操题考试流程示意图
[0027]图7是基于flash的仿真子系统中题目显示界面示意图
[0028]图8是基于flash的仿真子系统中实际操作——补充程序界面的示意图
[0029]图9是基于flash的仿真子系统中实际操作一运行结果界面的示意图
[0030]图10是基于网络环境的仿真子系统中查看试题界面的示意图
[0031]图11是基于网络环境的仿真子系统中试题提交界面的示意图
【具体实施方式】
[0032]下面结合附图和具体实施例对本发明的技术方案进行详细描述。
[0033]本发明所述的实操题测评仿真系统包括三个子系统:基于面向对象的虚拟仿真子系统，基于flash的虚拟仿真子系统，基于网络环境的虚拟仿真子系统。根据实操题类型的不同，分别采用三种不同的子系统来完成相应的功能。
[0034]所述基于面向对象的虚拟仿真子系统，用于需要通过硬件搭建操作环境的实操题。该子系统首先在网络化的计算机环境中构建一个可以协同工作的虚拟实验平台。然后测评者在该虚拟实验平台中完成各种规定的实验内容。在完成实验的过程中，该子系统记录整个实验过程，其中包括实验的操作过程和实验的结果，测评结束后，该子系统根据已有的评分规则和实验的操作过程及结果，给出一个正确的评价结果。
[0035]所述基于面向对象的虚拟仿真子系统适用的实操题类型包括网络实操题、电子实操题、物理相关的实操题。根据具体测评的要求，分别构建网络平台、电子平台、物理平台坐寸O
[0036]所述基于flash的虚拟仿真子系统，用于操作过程比较简单，且环境重复利用率低的实操题。该子系统根据实操题的要求，将操作的各主线步骤及分支步骤通过图形的方式显示，并将各步骤的图形通过flash的动画编辑功能进行整合与编辑，通过程序实现具有一定功能的交互式仿真动画，把动画、声效、交互方式整合在一起。测评者可以在仿真平台操作界面中选择实验组件，通过鼠标的点击、拖放，调节操作来模拟真实的实验过程，执行仿真操作后即可得到相应的测评结果。
[0037]所述基于flash的虚拟仿真子系统适用的实操题类型包括如何配置java运行环境，window系统下的IP配置、java程序填空题等。
[0038]所述基于网络环境的虚拟仿真子系统，用于软件的仿真，主要用于程序设计类的实操题。该子系统将仿真系统放在服务器端，客户端用于测评者在编辑器中进行程序设计，并可随时进行编译，查看编译结果，编译的实际操作是在服务器的编译器上执行。操作中，测评者可随时选择将编辑的内容上传至服务器仿真运行，服务器会将运行结果并返回，以供继续进行相应的操作。每道操作题都会设置不同的评分标准。该子系统一般会按程序的提交时间、内存占有量、输入的结果与预期指明答案是否匹配、程序内容与标准答案的匹配度等条件对实操结果进行评分。
[0039]所述基于网络环境的虚拟仿真子系统适用的实操题类型包括使用C语言实现一个排序算法等。
[0040]下面分别对三个子系统【具体实施方式】作具体描述。
[0041]1.基于面向对象的虚拟仿真子系统
[0042]所述子系统可以进行创建实操题和实操题考试。
[0043]参照图1，示出了创建实操题流程:
[0044]管理员通过登录界面进行登录，输入帐号密码后，进行验证，验证通过后进入录入题目要求界面，该界面接收输入的题目题干和说明题目要求，通过后进入制定题目答案界面，该界面分为选择设备、链接设备和配置设备三个子界面。该界面根据选择的设备来设置设备位置和设备之间的相互连接关系，进行配置，以生成该题目的标准答案，设定成功后，自动评分和指导规则界面根据该标准答案自动生成评分标准和指导规则，显示给管理员，管理员可以通过修改评分标准界面和修改指导规则界面对评分标准和指导规则进行修改。最后该子系统登陆界面将题目、答案、评分标准、指导规则保存为一道实操题。
[0045]所述录入题目要求界面，如图2所示,为组网图，器材为一台windows计算机和一台AR2200路由器，要求I计算机IP为192.168.8.28 ；2路由器IP192.168.8.28，I ；3将计算机与路由器组一成一个局域网，该界面所录入的内容包括需录入题目的名称、所属学科、选择是否共享，录入题目的具体要求，具体要求用文字和图像来表示。
[0046]所述制定题目答案界面，如图3所示，该界面包括设备列表和答案创建区域，该界面允许管理员从设备列表中任意拖拽设备至答案创建区域中，并可将各设备进行相连。该界面可以对设备进行设置。设置完成并“保存”后，该界面会根据做好的设置自动生成评分规则和指导规则。
[0047]所述修改评分标准界面，如图4所示，该界面用于查看自动生成的评分标准，并可以通过“修改”、“删除”按钮，分别对评分标准进行调整。[0048]所述修改指导规则界面，如图5所示，该界面用于查看自动生成的指导规则，并可以通过“删除”按钮，分别对指导规则进行调整。
[0049]参照图6，示出了实操题考试流程:
[0050]考生通过登录界面输入帐号和密码登录考试系统，通过后进入考试，通过选择实操题界面选择考题，通过查看题目要求界面阅读实操题的题目要求，构造好的仪器设备会显示在测评系统实操题的界面上。之后考生开始做题，通过选择设备界面，连接设备界面，配置设备界面，根据题目要求，在系统中选择并拖拽相应的设备，将不同的设备相互连接，并对设备进行合理的配置与调试，从而形成自己的答题结果。由于在创建实操题的同时，已经记录了实操题的步骤要求与结果要求，所以测评的同时，子系统除了记录操作结果，也同时记录操作过程。答题结束后，进入自动评分环节，子系统根据评分标准和指导规则自动进行评分，并显示最终的成绩及结果指导分析。
[0051]2.基于Flash仿真子系统
[0052]所述子系统分为题目描述界面，实际操作一补充程序界面，实际操作一运行结果界面。
[0053]所述题目描述界面，如图7所示，该界面用于显示题目描述，考生可依据题目描述进行后续的实际操作。
[0054]所述实际操作一补充程序界面，如图8所示，该界面用于在程序的空白处添加程序，以达到题目的要求。
[0055]所述实际操作一运行结果界面，如图9所示，该界面用于保存程序后，对程序进行保存，并运行显示结果。操作题完成后子系统会在后台根据操作步骤，按步骤给分。
[0056]3.基于网络环境的仿真子系统
[0057]所述子系统分为查看试题界面和试题提交界面。
[0058]所述查看试题界面，如图10所示，该界面用于查看题目的要求，了解输入、输出的格式和内容。
[0059]所述试题提交界面，如图11所示，该界面用于选择使用的编程语言并进行源代码编写。也可以在出题时指定编程语言。完成程序输入后可以提交该界面，该界面会将代码返回到服务器上进行编译运行，并将运行结果和报错信息等传回并显示，考生根据错误信息可以对程序进行修改。该界面允许多次提交，但只保存最后一次提交的结果。在交卷后子系统会根据最后一次的提交结果进行自动评分。
[0060]本发明的有益效果如下:
[0061]1.方便快捷:采用浏览器插件形式安装，方便快捷，随时随地，只要有网络就可以参加测评。
[0062]2.低成本:无需采购实际的操作环境相关的软件与硬件。只需有电脑有浏览器可上网即可。
[0063]3.省时:系统通过软件实现，不需要事先准备，操作结束后系统自动评分，无需人工干预，支持多人同时在线考试。
[0064]4.评分准确客观:由电脑根据测评者的实际操作步骤进行智能评分，不受人为因素影响，评分准确客观。
[0065]测评中实操题的软件仿真实现系统具有方便快捷、低成本、省时、准确客观的优势，方便了对测评者实操水平的检验与评价，解决了现有的采用真实操作环境进行测评的缺点，从而提高了人才测评的方便性、全面性、高效性和科学性。
【权利要求】
1.一种实操题测评软件仿真系统，其特征在于:该系统包括三个子系统:基于面向对象的虚拟仿真子系统，基于flash的虚拟仿真子系统，基于网络环境的虚拟仿真子系统；根据实操题类型的不同，分别采用三种不同的子系统来完成相应的功能； 基于面向对象的虚拟仿真子系统包括完成创建实操题的界面和完成实操题考试的界面； 基于Flash仿真子系统包括题目描述界面，实际操作一补充程序界面，实际操作一运行结果界面； 基于网络环境的仿真子系统包括查看试题界面和试题提交界面。
2.如权利要求1所述实操题测评软件仿真系统，其特征在于:基于面向对象的虚拟仿真子系统的创建实操题界面包括录入题目要求界面、制定题目答案界面、修改评分标准界面和修改指导规则界面。
3.如权利要求2所述实操题测评软件仿真系统，其特征在于: 其中录入题目要求界面包括的要素有需录入题目的名称、所属学科、选择是否共享以及录入题目的具体要求，具体要求用文字和图像来表示； 制定题目答案界面包括设备列表和答案创建区域，该界面可以对设备进行设置，设置完成并“保存”后，会根据做好的设置自动生成评分规则和指导规则； 修改评分标准界面用于查看自动生成的评分标准，并可以通过“修改”、“删除”按钮，分别对评分标准进行调整； 修改指导规则界面用于查看自动生成的指导规则，并可以通过“删除”，分别对指导规则进行调整。
4.如权利要求1所述实操题测评软件仿真系统，其特征在于:基于Flash仿真子系统的题目描述界面用于显示题目描述，考生可依据题目描述进行后续的实际操作； 实际操作一补充程序界面用于在程序的空白处添加程序，以达到题目的要求； 实际操作一运行结果界面用于保存程序后，对程序进行保存，并运行显示结果； 操作题完成后系统会在后台根据操作步骤，对各个步骤进行评分。
5.如权利要求1所述实操题测评软件仿真系统，其特征在于:基于网络环境的仿真子系统的查看试题界面用于查看题目的要求，了解输入、输出的格式和内容； 试题提交界面用于选择使用的编程语言并进行源代码编写。
6.如权利要求1所述实操题测评软件仿真系统，其特征在于:基于网络环境的虚拟仿真子系统每道操作题都会设置不同的评分标准，而且按程序的提交时间、内存占有量、输入的结果与预期指明答案是否匹配、程序内容与标准答案的匹配度条件对实操结果进行评分。
7.如权利要求1所述实操题测评软件仿真系统，其特征在于: 基于面向对象的虚拟仿真子系统适用的实操题类型包括网络实操题、电子实操题、物理相关的实操题； 基于flash的虚拟仿真子系统适用的实操题类型包括如何配置java运行环境，window系统下的IP配置、Java程序填空题； 基于网络环境的虚拟仿真子系统适用的实操题类型包括使用C语言实现一个排序算法。
8.如权利要求1所述实操题测评软件仿真系统，其特征在于:该系统根据测评者在实操过程中的操作过程和操作结果，分别进行评价并且自动进行评分。
9.利用权利要求1中基于面向对象的虚拟仿真子系统包括完成创建实操题的方法，其特征在于，管理员通过登录界面进行登录，输入帐号密码后，进行验证，验证通过后进入录入题目要求界面，该界面接收输入的题目题干和说明题目要求，通过后进入制定题目答案界面，该界面根据选择的设备来设置设备位置和设备之间的相互连接关系，进行配置，以生成该题目的标准答案，设定成功后，自动评分和指导规则界面根据该标准答案自动生成评分标准和指导规则，显示给管理员，管理员可以通过修改评分标准界面和修改指导规则界面对评分标准和指导规则进行修改，最后该子系统将登陆界面将题目、答案、评分标准、指导规则保存为一道实操题。
10.利用权利要求1中基于面向对象的虚拟仿真子系统包括完成实操题考试的方法，其特征在于，考生通过登录界面输入帐号和密码登录考试系统，通过后进入考试，通过选择实操题界面选择考题，通过查看题目要求界面阅读实操题的题目要求，构造好的仪器设备会显示在测评系统实操题的界面上，之后考生通过选择设备界面、连接设备界面和配置设备界面，根据题目要求，在系统中选择并拖拽相应的设备，将不同的设备相互连接，并对设备进行合理的配置与调试，子系统根据上述配置和调试形成答题结果，并根据答题结果、评分标准和指导规则自动进行评分，并显示最终的成绩及结果指导分析。
【文档编号】G06F9/44GK104008000SQ201410196478
【公开日】2014年8月27日 申请日期:2014年5月9日 优先权日:2014年5月9日
【发明者】郝永胜, 王国文 申请人:启秀科技（北京）有限公司