基于统一认证的网络作业提交及互评系统开题报告

 2022-01-16 18:34:58

全文总字数:5762字

1. 研究目的与意义、国内外研究现状(文献综述)

1、课题的意义

随着计算机教学的普及和深入,电子形式的作业越来越普及,尤其是计算机及其相关专业,提交电子作业成为学生日常学习活动中必不可少的操作,而批改和管理大量电子作业也成为教师日常教学活动中的一个重要环节。

现在普遍的作业提交方法是学习委员收集然后整理提交给任课教师,对于实体作业这是需要的,但是对于电子文档的作业,需要学生自行打包压缩,然后发送到学习委员,再由学习委员交给教师,教师进行批改时需要先进行解压,再进行批改,但批改的具体情况不能及时反馈给学生,导致交流信息不畅,不利于学生的学习和教师对作业情况的汇总,同时会出现效率低下又增加了学习委员和任课教师的工作量,不利于学习任务的进一步开展,学生也会出现不能及时提交作业或是晚提交的情况,如果提交错误的作业的话,替换起来也是十分麻烦。综上所述,现今提交作业的方法已不能满足学生和教师的需求。同时也只会拉低学习效率和教学效率。

2、国内外研究进展和应用前景

纵观国内外的发展情况,作业提交系统的发展可以分为四个阶段:单机未普及系统、单机普及系统、引入网络的作业系统、采用自适应理论的作业系统。

上世纪80年代末,出现了单机未普及系统,该系统是基于DOS操作系统开发的,数据库使用FOXBASE,开发语言为Basic或C语言。这一系统的出现使得教师出题效率提高,但是由于当时的操作系统没有操作方便的友好界面,使得该系统缺乏直观性和灵活性。后来,单机普及系统取代了未普及系统,但是功能仍然较为薄弱。

随着互联网的出现,作业提交系统引入了网络。但是这种系统设置所有的信息都存储在网络中心服务器的数据库,使得服务器的负担过重,因此系统的费用昂贵,代价较大。

采用自适应理论的作业系统在国内未有高校进行使用,国外采用自适应理论设计的也仅有TOFEL和GRE,因此现阶段普遍流行的仍是网上作业提交系统[1]

早期国内流行的网络提交作业系统有同济大学、清华大学使用的汇杰在线作业提交系统、清华泰豪在线作业提交系统、计算机等级作业等,现在国内的网络作业提交系统有爱课程等等。这些系统都需要中心服务器,并且当访问人数过多时,对服务器的要求也变高,而且爱课程的一些操作对用户不友好,譬如作业提交不能按班级排序等等。本系统对这些方面做出改进,首先去中心服务器的操作使得使用更便利,然后设置了对用户友好的界面和操作。

另一方面,本系统通过密码学的手段对学生进行统一认证,使得学生无需为每一门课程创建账号,使用统一账号即可登陆。

3、参考文献

[1]孟吉冬. 在线作业提交系统的设计与实现吉[D].吉林:吉林大学,2014.

[2]郑惠生,宋秀琴,郝长胜.基于ASP的网络学生信息管理系统[J].辽宁工程技术大学学报. 2006(02).

[3]冯天敏,张世禄.网络课程的学习评价设计[J]. 开放教育研究. 2004(03).

2. 研究的基本内容和问题

1、研究目标

该项目基于独立认证的加密方式完成去中心服务器的网上提交作业系统,因此要达到以下几个目标:

(1)弥补现在存在的正使用的电子作业提交方式的不足;

(2)方便教师收集作业数据,便于归档处理;

(3)督促学生完成作业,不拖拉;

(4)方便教师统一管理作业;

(5)教师之间独立管理,不存在使用冲突;

(6)不需要中心机房和中心服务器,所以使用成本低。

2、研究内容

2.1功能:

网上提交作业系统分为学生端和教师端,学生端与教师端后端为可以相互通信的应用程序,学生端可以远程访问教师端的数据库,教师端还包括基于C/S模式的管理信息系统。两端的功能分别如下。

学生端

(1)统一身份认证子系统:利用加密算法,设计加密协议,记录课程密钥在密码箱中,密码箱可以移动,学生通过密码箱登录学生端。该子系统包含三个功能:

①初次使用:注册自己的学号姓名密码,记录在密码箱中;

②注册课程:根据教师告诉的ip地址和端口号,注册教师的课程;

③登录课程:选择已经注册过的课程进行登录;

(2)浏览消息,程序初始化:界面上显示该课程的消息,包括消息内容,消息状态和消息时间,最新发布消息制订并做标记,学生可以下拉浏览;

(3)查看具体消息:双击消息内容,可以看到布置的作业内容,提交作业(即上传作业文件),完成互评;

(4)提交作业:在作业提交截止时间到之前,可以一直提交上传作业;

(5)检查关键文件类型:检查学生提交的文件是否符合要求,包括关键文件的类型和数量;

(6)浏览历史作业,程序初始化:界面上显示学生提交过的作业,,包括作业简介,作业(7)的分数;

(8)查看历史作业:可以查看作业详情,包括作业的简介、内容和要求,可以下载自己提交的作业,同时可以查看老师和学生的评分和评价;

(9)互评:学生完成对其他作业的打分和评价;

(10)查看互评:查看自己对别人的评价。

教师端

(1)创建新课程:教师可以创建不同的课程,课程包括当前课程和已有课程;也可以将旧课程的作业等复制到新课程;

(2)导入学生名单:教师首先从电脑端导入学生名单到网页,在本课程的学生选择该课程的时候进行核实,同时在分班管理的时候进行移动;

(3)分班管理:包括创建班级,加入学生,可以批操作;

(4)编辑作业:教师编辑作业,可以添加附件,编辑作业内容,同时规定提交作业的截止时间,最后发布作业。作业是一个实体,包括作业内容,作业状态(未发布,已发布,提交完成,互评完成)以及作业必须包含的关键文件类型;

(5)发布消息:发布作业消息,存储到消息库;

(6)浏览检查:打开相应的资源管理器即可;

(7)作业存储;

(8)互评分配:每个作业提交完成后,教师端后台自动给学生分配作业互评;

(9)文件查重:每个作业提交并互评完成后,教师端后台自动对学生提交的作业进行检测,并给出疑似抄袭的学生名单。

教师端数据库:

表:

学生(学生编号,学号,学生姓名,所在群组编号,课程密钥,学生类型,学生状态,班级);

教师(教师编号,教师姓名,教师密码);

学期(学期编号,学期名称);

课程(课程编号,课程名称);

开课(开课编号,学期编号,课程编号,开课时间,状态);

群组(群组编号,开课编号,群组名称);

作业(作业编号,作业名称,作业简介,作业内容,附件,发布时间,提交截止时间,作业状态,存储路径,互评开始时间,互评截止时间,开课编号,关键文件类型);

消息(消息编号,开课编号,消息内容,作业编号,发布时间);

提交作业(提交编号,学生编号,提交状态,作业编号,提交时间,分数,作业附件);

评价(评价编号,学生编号,提交编号,分数);

互评分配(分配编号,学生编号,作业编号,提交编号1,提交编号2,提交编号3).

1、拟解决的关键问题

(1) 对学生的身份加密并分配密钥,实现统一认证,然后对每一门课程随机产生一个定长的课程密钥;

(2) 学生端数据文件的可移动问题;

(3) 教师端怎么管理作业存储;

(4) 互评分配;

文件查重。

3. 研究的方法与方案

1、研究目标

该项目基于独立认证的加密方式完成去中心服务器的网上提交作业系统,因此要达到以下几个目标:

(1)弥补现在存在的正使用的电子作业提交方式的不足;

(2)方便教师收集作业数据,便于归档处理;

(3)督促学生完成作业,不拖拉;

(4)方便教师统一管理作业;

(5)教师之间独立管理,不存在使用冲突;

(6)不需要中心机房和中心服务器,所以使用成本低。

2、研究内容

2.1功能:

网上提交作业系统分为学生端和教师端,学生端与教师端后端为可以相互通信的应用程序,学生端可以远程访问教师端的数据库,教师端还包括基于C/S模式的管理信息系统。两端的功能分别如下。

学生端

(1)统一身份认证子系统:利用加密算法,设计加密协议,记录课程密钥在密码箱中,密码箱可以移动,学生通过密码箱登录学生端。该子系统包含三个功能:

①初次使用:注册自己的学号姓名密码,记录在密码箱中;

②注册课程:根据教师告诉的ip地址和端口号,注册教师的课程;

③登录课程:选择已经注册过的课程进行登录;

(2)浏览消息,程序初始化:界面上显示该课程的消息,包括消息内容,消息状态和消息时间,最新发布消息制订并做标记,学生可以下拉浏览;

(3)查看具体消息:双击消息内容,可以看到布置的作业内容,提交作业(即上传作业文件),完成互评;

(4)提交作业:在作业提交截止时间到之前,可以一直提交上传作业;

(5)检查关键文件类型:检查学生提交的文件是否符合要求,包括关键文件的类型和数量;

(6)浏览历史作业,程序初始化:界面上显示学生提交过的作业,,包括作业简介,作业(7)的分数;

(8)查看历史作业:可以查看作业详情,包括作业的简介、内容和要求,可以下载自己提交的作业,同时可以查看老师和学生的评分和评价;

(9)互评:学生完成对其他作业的打分和评价;

(10)查看互评:查看自己对别人的评价。

教师端

(1)创建新课程:教师可以创建不同的课程,课程包括当前课程和已有课程;也可以将旧课程的作业等复制到新课程;

(2)导入学生名单:教师首先从电脑端导入学生名单到网页,在本课程的学生选择该课程的时候进行核实,同时在分班管理的时候进行移动;

(3)分班管理:包括创建班级,加入学生,可以批操作;

(4)编辑作业:教师编辑作业,可以添加附件,编辑作业内容,同时规定提交作业的截止时间,最后发布作业。作业是一个实体,包括作业内容,作业状态(未发布,已发布,提交完成,互评完成)以及作业必须包含的关键文件类型;

(5)发布消息:发布作业消息,存储到消息库;

(6)浏览检查:打开相应的资源管理器即可;

(7)作业存储;

(8)互评分配:每个作业提交完成后,教师端后台自动给学生分配作业互评;

(9)文件查重:每个作业提交并互评完成后,教师端后台自动对学生提交的作业进行检测,并给出疑似抄袭的学生名单。

教师端数据库:

表:

学生(学生编号,学号,学生姓名,所在群组编号,课程密钥,学生类型,学生状态,班级);

教师(教师编号,教师姓名,教师密码);

学期(学期编号,学期名称);

课程(课程编号,课程名称);

开课(开课编号,学期编号,课程编号,开课时间,状态);

群组(群组编号,开课编号,群组名称);

作业(作业编号,作业名称,作业简介,作业内容,附件,发布时间,提交截止时间,作业状态,存储路径,互评开始时间,互评截止时间,开课编号,关键文件类型);

消息(消息编号,开课编号,消息内容,作业编号,发布时间);

提交作业(提交编号,学生编号,提交状态,作业编号,提交时间,分数,作业附件);

评价(评价编号,学生编号,提交编号,分数);

互评分配(分配编号,学生编号,作业编号,提交编号1,提交编号2,提交编号3).

1、拟解决的关键问题

(1) 对学生的身份加密并分配密钥,实现统一认证,然后对每一门课程随机产生一个定长的课程密钥;

(2) 学生端数据文件的可移动问题;

(3) 教师端怎么管理作业存储;

(4) 互评分配;

文件查重。

1、研究方法

(1) web开发:前端利用html css javascrip;后端利用java和mysql开发;

(2) 加密算法:分配主密钥和课程密钥;

(3) 底层数据库的建立。

2、技术路线

(1) 需求分析:对教师和学生的需求进行分析;

(2) 数据库分析:对教师端所需要的数据库进行分析,完成大致的E-R图;

(3) 数据库建立:创建好数据库的后台;

(4) 数据静态测试;测试数据库是否正确;

(5) 功能模块划分;

(6) GUI设计:设计网页前端的节目;

(7) 结构分析;

(8) 模块测试;

(9) 联合测试。

3、实验方案

开发方式;web开发;

开发语言:前端:html css javascrip,后端:java,数据库:mysql;

开发环境:eclipse;

4、可行性分析

(1)数据库开发的经验;

(2)java的熟练掌握;

(3)密码学知识已经具备。

业务模块

功能划分

简要描述

教师模块

创建课程

创建新课程

分班管理

给学生分配群组

编辑作业

编写作业的内容

发布消息

发布消息的同时发布了作业

互评分配

将学生的作业分发给不同的学生评价

文件查重

比较文件的相似度

学生模块

统一身份认证

初次使用、注册课程、登录课程

查看消息作业

程序初始化在主界面查看消息通知和历史作业情况

提交作业

在截止时间之前提交作业

互评

学生根据系统的分配评价其他人的作业

检查文件类型

根据关键文件类型检查学生提交作业是否为空

4. 研究创新点

去中心化服务器,低成本、易部署,但是客户端统一认证,所以操作简便。

5. 研究计划与进展

2019.01-2019.02:查看文献和书籍,打好知识储备;

2019.02.01-2019.03.20: java开发知识的学习

2019.03.21.16-2019.03.28: 建好数据库,设计好界面,并完成学生端的开发

2019.03.29-2019.04.03:完成教师端网页的开发;

2019.04.04-2019.04.11: 测试;

2019.04.12-2019.04.19:系统改进和完善;

2019.04.20-2019.05.20:攥写毕设论文。
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