一种数控机床电子考试系统

技术领域

本发明涉及职业教育信息化领域，尤其涉及一种数控机床电子考试系统。

背景技术

数控机床是一种装有程序控制系统(CNC)的自动化机床，主要用于金属切削和金属成形。其控制系统(CNC)能够处理具有控制编码或其他符号指令规定的程序，通过信息载体输入到数控装置，经运算处理由数控装置发出控制信号，控制机床动作，从而自动进行零件加工。

数控专业、机电一体化专业的学生都需要完成数控机床的实操考试。当前实操考试的主要内容是在CNC操作面板上进行控制输入及编程，实现机床的启停、调速、对刀、程序输入/编辑/仿真检验/试运行。考试的形式是老师给出一个加工件图纸，学生需要在指定时间内完成数控机床的操作并输入符合要求的加工程序指令，最终加工成果的精度、粗糙度以及加工顺序和工艺路线、机床的操作步骤等都是影响考核成绩的组成因素。而这些考核因素需要老师全程跟踪学生的操作，有时一个人需要半小时到一个半小时，中间还不能有任何的疏漏。这就带来了如下缺陷：

1.每台数控机床都需要配专职老师监视考试过程，人力资源消耗大；

2.老师在考试过程中难以避免主观性偏差，影响考核的客观公正性；

3.老师在考试过程中容易出现漏看，影响考核的完整性；

4.学校里通常都是学生多、机床多，而老师数量有限，这种情况下考试无法并行，进度缓慢；

5.考核过程对于老师来说，是大量的重复性劳动，消耗大量的时间和精力，效率低下，对学校的教学资源造成了严重浪费；

6.考核完毕，需要老师手工记录学生在考试过程中发生的问题，作为考核记录和考核凭证，不但效率低下，还不容易形成信息化数据存储。

为此，本方案提出了一种数控机床电子考试系统。

发明内容

本发明提出的一种数控机床电子考试系统，解决了现有技术中数控机床考试的人力资源消耗过大、考核客观公正性不足以及考试过程信息不易数字化存储的问题。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种数控机床电子考试系统，包括硬件设施和软件设施，所述硬件设施包括：数控机床、边缘考试辅助系统、考试资源云服务器、PoE交换机和数据库服务器，所述边缘考试辅助系统为搭载无线/有线互联网通信的边缘计算及人机交互单元，所述数据服务器用于存放考试系统的所有所需数据；

软件设施包括：用户信息认证模块、考试资源云服务模块、用户信息管理模块、角色权限管理模块、试题调取模块、考试信息浏览模块、应答操作信息处理模块、数据操作模块、数据管理模块，所述用户信息认证模块，用于验证客户端的登录请求，判断登录信息是否正确，其连接角色功权限管理模块，所述试题调取模块，用于根据用户发送的试卷请求，向题库资源管理模块发送某场考试的试题信息请求并接收相应的试题信息，所述考试信息浏览模块，用于运行在边缘考试辅助系统端的显示界面上，考生通过浏览试题信息，获取试题要求，所述数据操作模块，用于根据用户发送的请求，加载相应的模块，其包括试题增删改查模块、标准答案增删改查模块、考试记录增删改查模块和用户数据增删改查模块，所述数据管理模块，用于根据用户的不同请求，对数据库中的相关信息进行获取或存储，所述相关信息包括试题信息、答案信息、考试信息和用户信息。

优选的，所述PoE交换机为具有以太网供电功能的交换机，提供接入交换层的服务，PoE交换机的型号锐捷RG-S2910G-P系列千兆PoE交换机。

优选的，所述考试资源云服务模块，用于老师对题目进行设计和存留并指定考试用卷。

优选的，所述数据管理模块通过局域网对数据库服务器中的相关信息进行获取和存储。

优选的，所述应答操作信息处理模块与数控机床的数字控制系统电性连接。

优选的，所述试题增删改查模块，用于根据用户发送的请求向数据管理模块发送对试题的增删改查的请求，所述答案增删改查模块，用于根据用户发送的请求向数据管理模块发送对标准答案的增删改查的请求，所述考试记录增删改查模块，用于根据用户发送的请求向数据管理模块发送对考试过程记录的增删改查的请求，所述用户数据增删改查模块，用于根据用户发送的请求向数据管理模块发送对用户信息的增删改查的请求。

优选的，所述用户信息管理模块，用于存储和管理用户信息，设置用户的登录账号、密码及角色权限，所述角色权限管理模块，用于管理系统用户角色，并为角色设置系统页面浏览及页面中功能操作的使用权限。

一种数控机床电子考试系统的使用方法，包括以下步骤：

S1.考试资源设置：教师用户登入系统；选择考试类型，设置考试条件；题库根据设置生成试题集；教师用户为试题集设置考试名称和编号；点击发布，生成本次考试考题；

S2.安装边缘考试辅助系统：将平板电脑/一体机安装到立式支架；设置网络许可，完成网络连接；访问本系统URL，打开本系统；

S3.下载考试信息：教师输入账号、密码登入系统；选择某个考试，系统自动下载考试题目和评分标准至边缘考试辅助设备；完成考试准备工作；

S4.考生考试：考生输入账号、密码登入系统；考生浏览考题，根据考题要求开始考试；系统实时记录考生考试作业过程数据和设备运行状态数据；

S5.考试评估：考生点击确认，完成考试；系统对比考生的过程作业数据与标准作业数据，评估考试成绩；系统输出考试成绩；系统将考试过程数据和成绩上传至系统数据库。

本发明的有益效果：

1、依托数据库服务器和海量题库，用户可通过设置规则，自动生成针对特定考生和特定机床的考试试题试卷，是大数据技术跟现实需要的有效结合。

2、边缘端考试辅助系统与数控机床实现有效互联，能读取数控机床的实时运行数据，这样为机床加工过程建立了标准化数据模型，使得考核更客观，更科学。

3、考试过程数据实时存入数据库，实现了考试过程的可追溯、可分析、可复核。

4、边缘端考试辅助系统移动性强，可以适配多型数控机床，适应复杂考试环境和考试条件。

本发明可以存储海量考试试题，考试时根据考核标准，自动生成试题；并将试题下发到考生需要操作的机床以及边缘端考试辅助系统；考生的每一步操作都会被记录，并与试题标准答案作对比；考试完成，考核也同时完成，系统立刻输出考试成绩，并将学生考试中产生的问题记录下来；考试成绩和过程数据同时被上传到考试系统的数据库中，用户可以作查询、统计、复盘、分析等进一步操作。

附图说明

图1为本考试系统总体结构示意图。

图2为考试资源设置流程图。

图3为安装边缘考试辅助系统流程图。

图4为下载考试信息流程图。

图5为考生考试流程图。

图6为考试评估流程图。

图7为考试总体流程图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。

参照图1-7，一种数控机床电子考试系统，包括硬件设施和软件设施，所述硬件设施包括：数控机床、边缘考试辅助系统、考试资源云服务器、PoE交换机和数据库服务器，所述边缘考试辅助系统为搭载无线/有线互联网通信的边缘计算及人机交互单元，可以是平板电脑或者一体机，PoE交换机，为具有以太网供电功能的交换机，可以为AP和AC提供电源服务，以及提供接入交换层的服务，PoE交换机使用锐捷RG-S2910G-P系列千兆PoE交换机，所述数据服务器用于存放考试系统的所有所需数据，根据汇聚层交换机发送过来的数据请求，做出相应的数据查询与结果反馈。采用IBM的IBMSystemx3650M3型服务器；

软件设施包括：用户信息认证模块、考试资源云服务模块、用户信息管理模块、角色权限管理模块、试题调取模块、考试信息浏览模块、应答操作信息处理模块、数据操作模块、数据管理模块，所述用户信息认证模块，用于验证客户端的登录请求，判断登录信息是否正确，其连接角色功权限管理模块；

考试资源云服务模块，是老师对题目进行设计和存留并指定考试用卷的功能单元，它可以方便老师重复使用数字化考试项目并进行最终考试记录的核查以及成绩的存储、分发、统计分析；

所述用户信息管理模块，用于存储和管理用户信息，设置用户的登录账号、密码及角色权限，所述角色权限管理模块，用于管理系统用户角色，并为角色设置系统页面浏览及页面中功能操作的使用权限；

所述试题调取模块，用于根据用户发送的试卷请求，向题库资源管理模块发送某场考试的试题信息请求并接收相应的试题信息，所述考试信息浏览模块，用于运行在边缘考试辅助系统端的显示界面上，考生通过浏览试题信息，获取试题要求，所述数据操作模块，用于根据用户发送的请求，加载相应的模块，其包括试题增删改查模块、标准答案增删改查模块、考试记录增删改查模块和用户数据增删改查模块，所述试题增删改查模块，用于根据用户发送的请求向数据管理模块发送对试题的增删改查的请求，所述答案增删改查模块，用于根据用户发送的请求向数据管理模块发送对标准答案的增删改查的请求，所述考试记录增删改查模块，用于根据用户发送的请求向数据管理模块发送对考试过程记录的增删改查的请求，所述用户数据增删改查模块，用于根据用户发送的请求向数据管理模块发送对用户信息的增删改查的请求；

所述数据管理模块，用于根据用户的不同请求，对数据库中的相关信息进行获取或存储，所述相关信息包括试题信息、答案信息、考试信息和用户信息。

数控机床考试系统的使用步骤如下：

S1.考试资源设置：教师用户登入系统；选择考试类型，设置考试条件；题库根据设置生成试题集；教师用户为试题集设置考试名称和编号；点击发布，生成本次考试考题；

S2.安装边缘考试辅助系统：将平板电脑/一体机安装到立式支架；设置网络许可，完成网络连接；访问本系统URL，打开本系统；

S3.下载考试信息：教师输入账号、密码登入系统；选择某个考试，系统自动下载考试题目和评分标准至边缘考试辅助设备；完成考试准备工作；

S4.考生考试：考生输入账号、密码登入系统；考生浏览考题，根据考题要求开始考试；系统实时记录考生考试作业过程数据和设备运行状态数据；

S5.考试评估：考生点击确认，完成考试；系统对比考生的过程作业数据与标准作业数据，评估考试成绩；系统输出考试成绩；系统将考试过程数据和成绩上传至系统数据库。

本发明的在线考试系统，相关属性包括用户表、角色类型及权限表、试题信息表、答案信息表、考试信息表；

用户表包括用户id、用户名、用户账号、用户密码、用户所属组别id、用户头像、用户真实姓名、用户个人信息；

角色类型及权限表包括角色id、角色名称、角色描述、角色权限设置；

试题信息表包括试题id、试题类型、试题内容、考试时长、总分、及格分、适用课程、适用考生特征、对应答案id；

答案信息表包括答案id、答案内容、评分标准、对应试题id；

(1)如附图2所示考试资源设置的详细步骤：

a)教师用户通过客户端登录系统，打开系统页面，进入试题信息管理模块；

b)教师选择考试类型，即考试适用于何种类型的机床加工，如车床、铣床、镗床等；

c)教师设置考试条件，即考生所要考核的技能层次、考核时长、考核要求等；

d)题库根据教师所设置的条件自动生成试题集，形成本次考试的考卷；

e)教师为此试题集设置名称和编号，便于数据库存储和后期查询；

f)点击“发布”按钮，生成考试试题；

(2)如附图3为安装边缘考试辅助系统流程图：

a)用户将平板电脑/一体机与立式架组装起来，将数据线对接机床的相关数据接口；

b)用户设置平板电脑/一体机的网络连接，将设备接入局域网；

c)打开浏览器，输入本系统的URL；

d)点击确认，页面加载本系统信息；

(3)如附图7为考生考试系统流程图

a)教师用户在边缘考试辅助系统客户端输入账号、密码登入系统；

b)教师用户选择将要进行的考试；

c)系统下载考试题目和评分标准到边缘考试辅助客户端上；

d)点击“完成”，做好考试准备；

e)考生用户边缘考试辅助系统客户端输入账号、密码登入系统；

f)考生浏览考题，在机床上根据考题要求，执行加工操作；

g)系统完整记录考生的操作过程数据；

h)考试“点击”完成，结束考试；

i)系统将考生的考试过程数据和标准流程数据做对比；

j)系统根据考核规则，输出考生成绩；

系统将考试过程数据和成绩上传数据库，此次考试结束。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。