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        程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

        2013-08-23 06:38:08尹燕敏張亦辰
        中國(guó)教育技術(shù)裝備 2013年12期
        關(guān)鍵詞:程序設(shè)計(jì)試卷試題

        尹燕敏 張亦辰

        程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

        尹燕敏 張亦辰

        河海大學(xué)計(jì)算機(jī)與信息學(xué)院 南京 211100

        結(jié)合程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言教學(xué),提出程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)技術(shù),平臺(tái)實(shí)現(xiàn)課程管理、作業(yè)抽題、測(cè)試組卷、試卷自動(dòng)評(píng)閱、試卷結(jié)果分析等功能,有利于提高本類課程的教學(xué)質(zhì)量。

        網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái);程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言;測(cè)試組卷

        1 引言

        程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言課程是計(jì)算機(jī)及相關(guān)專業(yè)的一門非常重要的基礎(chǔ)課,是大學(xué)生學(xué)習(xí)程序設(shè)計(jì)的入門課程,也是學(xué)生學(xué)好后續(xù)課程的基礎(chǔ)。程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言課程在大一開設(shè),很多學(xué)生對(duì)計(jì)算機(jī)編程一無(wú)所知,普遍存在畏難情緒,加上程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言本身比較抽象,語(yǔ)法繁雜,算法復(fù)雜,所以學(xué)生普遍反映課程難學(xué),也很難成功編寫有用的程序。

        近幾年在高校招生規(guī)模不斷擴(kuò)大,在校生數(shù)量急劇增加,大班上課的情況下,教師與學(xué)主溝通的渠道減少,學(xué)生的疑問得不到及時(shí)解答,教師也無(wú)法從整體上把握學(xué)主對(duì)知識(shí)的掌握狀況,在一定程度上也加大了課程學(xué)習(xí)的難度。因此,針對(duì)程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言課程教學(xué)中存在的問題,研究開發(fā)該課程的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái),為學(xué)生提供自我學(xué)習(xí)和檢測(cè)的平臺(tái),為教師提供學(xué)生學(xué)習(xí)效果的有用信息,服務(wù)課堂教學(xué),是本文的主要任務(wù)。

        2 系統(tǒng)功能

        程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)的主體功能包括:課程管理,如課件的發(fā)布和刪除;作業(yè)管理,如作業(yè)的發(fā)布、提交和批改,其中作業(yè)自動(dòng)抽取,使每位學(xué)生得到的作業(yè)題目相似但不同,避免抄襲;答疑指導(dǎo),包括在線交流和事后回復(fù);試卷自動(dòng)組卷,按課程內(nèi)容自動(dòng)組成測(cè)試試卷;試卷結(jié)果分析,將測(cè)試結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析等。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)集網(wǎng)絡(luò)課程教學(xué)資源制作、發(fā)布與維護(hù)以及學(xué)生進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)、完成作業(yè)和測(cè)試為一體的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái),將原來(lái)封閉式課堂教學(xué)轉(zhuǎn)變?yōu)殚_放式課堂教學(xué),引入更多的教學(xué)資源。

        3 總體架構(gòu)設(shè)計(jì)

        本系統(tǒng)的用戶為管理員、教師和學(xué)主,三者分別管理和使用本系統(tǒng),根據(jù)需求分析和設(shè)計(jì),本系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)如圖1所示。通過身份驗(yàn)證,教師、學(xué)生和管理員可以進(jìn)入各自的子平臺(tái)進(jìn)行相關(guān)操作。

        圖1 程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)架構(gòu)圖

        3.1 管理員子平臺(tái)主要功能

        管理員登錄后可向系統(tǒng)添加教師和課程,并進(jìn)行修改和刪除。管理員主要進(jìn)行后臺(tái)管理,管理員子平臺(tái)主要功能包括3個(gè)方面。

        1)系統(tǒng)管理,主要是維護(hù)系統(tǒng)的正常運(yùn)行。①常規(guī)模塊功能是網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)正常運(yùn)行所包含的如課程、作業(yè)、試題、答疑及公告等功能的管理。②抽題模塊實(shí)現(xiàn)根據(jù)教師教學(xué)要求,按照指定策略從題庫(kù)抽取形成作業(yè)。教師每次布置的作業(yè),都是從保存在數(shù)據(jù)庫(kù)中的各章節(jié)作業(yè)中抽取形成,學(xué)生練習(xí)的是相似而不同的題目,這樣可以有效避免學(xué)生之間相互抄襲作業(yè)。③組卷模塊實(shí)現(xiàn)根據(jù)指定策略生成測(cè)試試卷??梢园慈舾烧鹿?jié)或全部?jī)?nèi)容對(duì)學(xué)生進(jìn)行測(cè)試,試卷可以隨機(jī)生成,也可以根據(jù)學(xué)生平時(shí)作業(yè)情況生成針對(duì)性試卷。學(xué)生完成后,填空選擇部分直接給出分?jǐn)?shù)和答案,學(xué)生也可以查看主觀題的答案。③分析模塊實(shí)現(xiàn)學(xué)生作業(yè)和測(cè)試結(jié)果的統(tǒng)計(jì)分析,學(xué)生出錯(cuò)較多的題目及時(shí)反饋給教師,便于教師進(jìn)行統(tǒng)一講解和強(qiáng)化訓(xùn)練;將學(xué)生在某個(gè)知識(shí)點(diǎn)題目出錯(cuò)較多的信息反饋給學(xué)生,便于學(xué)生有針對(duì)性地復(fù)習(xí)和練習(xí)。

        2)用戶管理包括添加刪除用戶、設(shè)置用戶權(quán)限。

        3)數(shù)據(jù)管理是對(duì)后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行管理和維護(hù)。

        3.2 教師子平臺(tái)主要功能

        1)教程管理,包括發(fā)布和刪除課件、教學(xué)動(dòng)畫、課程典型程序等。

        2)作業(yè)管理,包括作業(yè)的添加、刪除、發(fā)布、瀏覽和批改等。

        3)試題管理,包括試題的添加、刪除及發(fā)布等。

        4)答疑管理,針對(duì)學(xué)生提出的問題進(jìn)行網(wǎng)上解答。

        5)公告管理,包括信息發(fā)布、更新、刪除等。

        3.3 學(xué)生子平臺(tái)主要功能

        1)課程學(xué)習(xí),包括瀏覽與下載教程課件、相關(guān)的動(dòng)畫演示、典型程序等。

        2)作業(yè)練習(xí),包括課外作業(yè)練習(xí)、提交作業(yè)及查看批改結(jié)果。

        3)試題測(cè)試,學(xué)生可以根據(jù)教學(xué)情況選擇章節(jié)進(jìn)行測(cè)試,查看測(cè)試結(jié)果和標(biāo)準(zhǔn)答案。

        4)答疑提問,包括提出問題及查看答疑結(jié)果等。

        4 功能實(shí)現(xiàn)

        網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)的體系結(jié)構(gòu)采用目前較為通用的B/S應(yīng)用開發(fā)模式。本系統(tǒng)的開發(fā)采用J2EE體系結(jié)構(gòu),使用Struts2+Spring+Hibernate框架,以Tomcat作為Web容器,Eclipse作為開發(fā)工具,MySQL作為數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器。整個(gè)頁(yè)面布局較為美觀,整個(gè)系統(tǒng)呈現(xiàn)出操作簡(jiǎn)單、界面友善、靈活性好的特點(diǎn)。

        4.1 抽題模塊的實(shí)現(xiàn)

        抽題模塊主要用到數(shù)據(jù)庫(kù)中試題表,作業(yè)題按類型、知識(shí)點(diǎn)及難度系數(shù)分類,教師留作業(yè)時(shí)選中某一題目,則抽題模塊會(huì)在數(shù)據(jù)庫(kù)中查詢和教師作業(yè)相同類型、同一知識(shí)點(diǎn)、相同難度的不同題目隨機(jī)發(fā)給學(xué)生,并記錄每道題的抽取次數(shù)。

        4.2 組卷模塊的實(shí)現(xiàn)

        組卷模塊主要用到表1的試題表,生成表2所示的試卷表中內(nèi)容,組卷方式非常靈活。與通常的考試試卷不同,本系統(tǒng)的用戶可以選擇某幾章進(jìn)行組卷,避免學(xué)生只能到課程結(jié)束才能做整套題目。用戶還可以自行規(guī)定每種類型題目所占的分?jǐn)?shù)比例及具體分?jǐn)?shù),選擇完成后系統(tǒng)根據(jù)對(duì)題目類型及數(shù)量的約定,采取先對(duì)不同題型分別組卷,最后再組合成一份完整試卷的方法。

        表1 試題表結(jié)構(gòu)

        表2 試卷表

        表3 題目統(tǒng)計(jì)表

        表4 學(xué)生錯(cuò)題統(tǒng)計(jì)表

        一個(gè)完善的組卷算法應(yīng)滿足題目具有隨機(jī)性、知識(shí)點(diǎn)無(wú)重復(fù)等特點(diǎn)。為保證生成試卷的隨機(jī)性和科學(xué)性,在實(shí)現(xiàn)對(duì)不同題型組卷時(shí),把組卷策略的內(nèi)容進(jìn)行整理、分析,形成試題的抽取要求。具體流程:1)生成試卷編號(hào);2)根據(jù)選定的章節(jié)范圍選擇某題目類型的全部題目,得到一記錄集R,試題序號(hào)記為1;3)R中根據(jù)知識(shí)點(diǎn)進(jìn)行分組;4)隨機(jī)從每組中選中一道題目s;5)判斷s是否滿足試卷難度要求,若s滿足要求則轉(zhuǎn)入6,若s不滿足難度要求則轉(zhuǎn)入4重新隨機(jī)抽??;6)將s加入試卷中,題目順序號(hào)加1,s的使用標(biāo)志為已使用,下次不會(huì)再抽?。?)判斷該題型題目個(gè)數(shù)是否滿足要求,不滿足則轉(zhuǎn)入4,滿足則結(jié)束本類型組卷,轉(zhuǎn)入2繼續(xù)其他類型題目的組卷,直到按要求組卷完成;8)生成參考答案。

        4.3 分析模塊的實(shí)現(xiàn)

        分析模塊主要用到數(shù)據(jù)庫(kù)中試題統(tǒng)計(jì)表和學(xué)生錯(cuò)題統(tǒng)計(jì)表。學(xué)生的作業(yè)和測(cè)試題目形成后,抽題和組卷系統(tǒng)會(huì)將抽到的題目次數(shù)加一;學(xué)生提交后,系統(tǒng)對(duì)照答案給出分?jǐn)?shù)的同時(shí),會(huì)將出錯(cuò)的次數(shù)計(jì)入試題統(tǒng)計(jì)表中,同時(shí)對(duì)每位學(xué)生做題時(shí)間和出錯(cuò)的題目也都進(jìn)行記錄。分析模塊對(duì)表中數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì),將每位教師所教學(xué)生中出錯(cuò)率高的題目?jī)?nèi)容發(fā)送給任課教師;對(duì)學(xué)生出錯(cuò)的題目進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析,得到學(xué)生對(duì)某些知識(shí)點(diǎn)出錯(cuò)較多的信息,提醒學(xué)生進(jìn)行該知識(shí)點(diǎn)的專項(xiàng)復(fù)習(xí)。

        5 結(jié)論

        本文的設(shè)計(jì)思想已經(jīng)成功應(yīng)用于高校程序設(shè)計(jì)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)中。實(shí)際使用效果表明,本文所述的程序設(shè)計(jì)教學(xué)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)設(shè)計(jì)思想是可行的。該網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)較好地實(shí)現(xiàn)了課內(nèi)講解與課后學(xué)習(xí)相結(jié)合,可將程序設(shè)計(jì)課的教學(xué)內(nèi)容與主要應(yīng)用完整系統(tǒng)地在網(wǎng)絡(luò)中發(fā)布,供不同需求的學(xué)生在網(wǎng)上進(jìn)行個(gè)性化學(xué)習(xí);可以使用多媒體的手段形象生動(dòng)地講解典型例題;測(cè)試組卷模塊可供學(xué)生重復(fù)學(xué)習(xí);分析模塊對(duì)學(xué)生出現(xiàn)的問題給出詳細(xì)分析和指導(dǎo);可以利用網(wǎng)絡(luò)提供的條件,引導(dǎo)有興趣的學(xué)生進(jìn)行相關(guān)問題的討論和答疑等。

        [1]王娟勤.基于WEB的程序設(shè)計(jì)類教學(xué)輔助系統(tǒng)的研發(fā)[J].高等農(nóng)業(yè)教育,2011(11):62-63.

        [2]吳清佳.C程序設(shè)計(jì)輔助教學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)[J].現(xiàn)代計(jì)算機(jī),2011(4):101-103.

        [3]寧誨濤.如何在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中提高《C語(yǔ)言程序設(shè)計(jì)》課程的教學(xué)質(zhì)量[J].科技視界,2012(29):86.

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