李 強 陳登新

西南科技大學(xué)信息工程學(xué)院，四川 綿陽 621010

引言

在信息類和電類相關(guān)專業(yè)中，“電路”是其中一門關(guān)鍵的基礎(chǔ)性課程，該課程的教學(xué)效果直接影響后續(xù)專業(yè)課程的學(xué)習(xí)及實踐能力的培養(yǎng)。因此，本課程教學(xué)方法受到國內(nèi)外高校的廣泛重視。教材方面，國內(nèi)現(xiàn)有教材一般側(cè)重于基礎(chǔ)理論，國外教材則更重視工程應(yīng)用背景[1]。教學(xué)方法方面，在優(yōu)化課堂教學(xué)模式的基礎(chǔ)上，利用多媒體技術(shù)實現(xiàn)電路知識點的詳細與生動展示，并在實驗教學(xué)環(huán)節(jié)中督促學(xué)生掌握典型電路的設(shè)計和調(diào)試方法[2][3]。課程考核方面，通過筆試成績、平時成績和實踐成績等組合方式實現(xiàn)多角度教學(xué)評價；通過設(shè)計試題庫管理軟件系統(tǒng)來提高課程組卷的客觀性和科學(xué)性，從而避免人工組卷時的片面性和隨意性問題[4][5]。

現(xiàn)有的電路試題管理軟件面向?qū)ο笫墙處?，主要是為了實現(xiàn)教與考的分離。然而，在實際授課過程中發(fā)現(xiàn)，由于課時量較大且知識點較多，一些學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中往往難以緊跟課程進度，且難以完成有效的復(fù)習(xí)，從而在一定程度上限制了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。因此，迫切需要一種可促進學(xué)習(xí)效率且方便靈活的輔助手段，來達到提高課程教學(xué)效果的目的。針對此需求，本文研究設(shè)計了一種有效的電路試題軟件，該軟件不僅具備傳統(tǒng)軟件特點，還具有面向?qū)W生的自測試功能。

1 軟件設(shè)計方法

1.1 軟件結(jié)構(gòu)組成

根據(jù)需求分析，電路試題庫管理系統(tǒng)應(yīng)包含一定數(shù)量的題庫、友好的用戶界面和試卷生成功能，并具備相應(yīng)的題庫維護系統(tǒng)，以實現(xiàn)對試題的添加、修改、查詢等管理。另外，還需具備一定的安全性，以完成不同用戶權(quán)限的管理。

整個軟件系統(tǒng)由多個界面與模塊組成，如用戶登錄界面、系統(tǒng)主界面、試題錄入界面、題庫設(shè)置界面、試題管理界面、試卷生成界面和數(shù)據(jù)庫組成。這些界面模塊可歸類為題庫管理、組卷管理、試卷生成、模擬測試和其他功能。題庫管理中，可對試題庫中的試題進行添加、刪除、修改、查詢等操作，并可對反饋記錄情況進行查看。組卷管理中，在相應(yīng)章節(jié)下選擇適當(dāng)?shù)脑囶}進行組卷。試卷生成中，則可將所選擇的試題生成試卷形式，并可進行適當(dāng)?shù)男薷呐c調(diào)整，以達到用戶所期待的效果。模擬測試中，學(xué)生用戶可在軟件允許權(quán)限下進行試題的查看和自測試，并可實現(xiàn)測試結(jié)果的答案對照評價；具備管理員權(quán)限的教師則可查閱其評價結(jié)果，從而更好地掌握學(xué)習(xí)情況。其他功能中，則包括了登錄用戶管理、訪問權(quán)限管理、系統(tǒng)退出等功能。

1.2 軟件運行邏輯

圖1 軟件運行邏輯結(jié)構(gòu)

本軟件用戶分為教師和學(xué)生兩大類。這兩種身份具有不同的權(quán)限，教師享有本系統(tǒng)的所有功能，學(xué)生只能對試題進行查看并進行模擬測試。所以在運行該軟件時，需要對登錄者的權(quán)限進行判別，確定用戶所能登錄的界面。軟件運行的邏輯結(jié)構(gòu)如圖1所示。

1.2.1 題庫管理

題庫管理功能借助Microsoft SQL Server 2005完成。通過SQL語句可方便地在多個相關(guān)數(shù)據(jù)表上進行操作，其中的Insert語句、Select語句和Update語句實現(xiàn)試題與數(shù)據(jù)的錄入、查詢和更新操作。

為使得題庫能夠緊扣課程進度，在設(shè)計過程中，按照教材章節(jié)目錄進行整體設(shè)置[6]，以便于后期對不同章節(jié)下的試題編輯與錄入。所設(shè)計題庫設(shè)置界面如圖2所示。題庫設(shè)置后，通過選擇不同科目和對應(yīng)章節(jié)將試題與其相應(yīng)的答案解析錄入到數(shù)據(jù)庫中并進行保存?？紤]到試題錄入過程中對數(shù)學(xué)表達式及圖片處理的復(fù)雜性，給出了一種二進制流編碼的解決方案。首先將試題內(nèi)容轉(zhuǎn)換為二進制導(dǎo)入至數(shù)據(jù)庫，然后在需要導(dǎo)出試題時再將二進制流轉(zhuǎn)換成原來的試題形式。此外，通過查詢相應(yīng)章節(jié)下的試題，可實現(xiàn)對試題內(nèi)容的修改、刪除。

1.2.2 試卷生成與模擬測試

試卷生成中，管理員權(quán)限用戶通過課程下相應(yīng)章節(jié)試題的抽取，從試題庫數(shù)據(jù)表中選擇出試題臨時保存起來。當(dāng)試題選擇完畢后，再從臨時保存試題數(shù)據(jù)表中將保存的試題導(dǎo)出，實現(xiàn)試卷形式及其相應(yīng)答案的預(yù)覽。預(yù)覽過程中，可根據(jù)用戶需求對試卷進行一定的完善調(diào)整，并最終保存為一份Word文檔形式的試卷。試題抽取過程示意如圖3所示。

圖2 題庫設(shè)置界面

針對學(xué)生用戶的模擬測試界面與圖3類似。學(xué)生用戶登錄后，可在軟件允許的題庫范圍內(nèi)，根據(jù)自我需要，選擇不同章節(jié)下的試題進行模擬測試。試題解答完成后，可調(diào)出試題答案進行對照，并對測試結(jié)果進行自我評價，其中，評價級別分為A、B、C、D、E五個級別。且該評價結(jié)果將反饋記錄于測試用戶信息中，以便于教師用戶的查看和統(tǒng)計。從而幫助教師更好地了解學(xué)生學(xué)習(xí)知識點的掌握情況，以便調(diào)整授課方式。所設(shè)計的試題測試反饋信息查看操作如圖4所示。

1.3 軟件測試

軟件開發(fā)過程中采用了多項保護措施保證軟件的質(zhì)量，且采用單元測試、組合測試、系統(tǒng)測試三個測試手段。單元測試通過對每個模塊單元進行測試，檢查其功能的正確性和對數(shù)據(jù)處理的正確性。組合測試通過對軟件多個模塊的測試，檢驗之間的數(shù)據(jù)傳輸是否有誤，驗證各個模塊之間的聯(lián)系是否正確。系統(tǒng)測試在組合測試的基礎(chǔ)上，測試軟件是否能正常運行，驗證其總體的運行情況是否符合需求。通過上述測試方法，測試結(jié)果表明該軟件系統(tǒng)運行正常，并符合課程應(yīng)用需求。

圖3 試題抽取界面

圖4 試題測試反饋信息

2 結(jié)語

通過課程教學(xué)實踐，先前的“課堂＋多媒體＋作業(yè)”的方式已不能滿足教學(xué)過程多樣化的需求。本軟件針對教師和學(xué)生的使用要求，在較好地實現(xiàn)電路試題管理的基礎(chǔ)上，實現(xiàn)了模擬試題的自測試以及信息反饋功能。通過試用效果表明，學(xué)生能夠根據(jù)課堂教學(xué)情況選擇合適的章節(jié)試題進行強化練習(xí)，從而方便地幫助提升學(xué)習(xí)效率；教師則可根據(jù)測試反饋信息跟蹤學(xué)生學(xué)習(xí)情況，從而及時調(diào)整課程教學(xué)安排。該軟件的應(yīng)用有效提升了電路課程教學(xué)的效率和水平。

[1]龔紹文,鄭君里，于歆杰.電路課程的歷史、現(xiàn)狀和前景[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報，2011，33(6)：5-12

[2]高美靜，畢衛(wèi)紅.電路課程教學(xué)方法的思考與探索[J].教學(xué)研究，2004，27(2)：186-188

[3]安康，孫亞萍.“電路原理”課堂教學(xué)改革實施及思考[J].中國電力教育，2013，(2)：71-72

[4]周蕾，錢劍敏.“電路”試題庫及試卷生成系統(tǒng)的研制.電氣電子教學(xué)學(xué)報[J]，2004，26(4)：84-86

[5]袁占生，鄭文杰，潘金艷.“電路分析基礎(chǔ)”精品課程試題庫設(shè)計[J].電氣電子教學(xué)學(xué)報，2011, 33(1)：11-12

[6]邱關(guān)源.電路(第5版)[M].高等教育出版社，2006