陳姝雨，李鴻儒，司 維，吳傳平

(東北大學(xué) 信息科學(xué)與工程學(xué)院， 遼寧 沈陽 110819)

1 問題的提出

電路原理實(shí)驗(yàn)課程是我校電類專業(yè)的一門專業(yè)基礎(chǔ)核心實(shí)踐課程，為省級(jí)精品課，并且是獨(dú)立設(shè)課。它對(duì)于培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用知識(shí)的能力、實(shí)際操作的技能、分析和解決問題的能力起到重要的作用[1]。近年來，電路原理實(shí)驗(yàn)教學(xué)團(tuán)隊(duì)一直以提升人才培養(yǎng)的質(zhì)量為核心，對(duì)該課程進(jìn)行不斷的改革與探索。

1.1 現(xiàn)狀

根據(jù)多年實(shí)踐教學(xué)經(jīng)驗(yàn)總結(jié)，堅(jiān)持“以人為本”的教學(xué)理念，培養(yǎng)適應(yīng)社會(huì)發(fā)展所需的創(chuàng)新型人才。教學(xué)團(tuán)隊(duì)主要從課前預(yù)習(xí)、課堂監(jiān)督、課后復(fù)習(xí)和期末考試4個(gè)環(huán)節(jié)入手，進(jìn)行全方位的研究與探索。

(1) 課前預(yù)習(xí)。實(shí)驗(yàn)?zāi)芊耥樌M(jìn)行并達(dá)到預(yù)期效果，很大程度上取決于課前的預(yù)習(xí)。為了給學(xué)生提供更豐富的課程資源、延伸傳統(tǒng)教學(xué)的時(shí)空，在BB平臺(tái)構(gòu)建了電路原理實(shí)驗(yàn)網(wǎng)絡(luò)課程，它不僅實(shí)現(xiàn)了數(shù)字化的教學(xué)方式并構(gòu)建了信息化的教學(xué)管理，還對(duì)滿足學(xué)生個(gè)性化的學(xué)習(xí)需求起到了至關(guān)重要的作用[2]。

(2) 課堂監(jiān)督。實(shí)驗(yàn)教學(xué)應(yīng)側(cè)重于實(shí)驗(yàn)的過程。課堂監(jiān)督就是教師通過巡視、指導(dǎo)、提問等多種方式，實(shí)時(shí)掌握學(xué)生的實(shí)驗(yàn)動(dòng)態(tài)。通過制定標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范的記錄表，將學(xué)生的實(shí)驗(yàn)情況記錄下來，并作為成績?cè)u(píng)定的重要依據(jù)，增加了成績的說服力。學(xué)生實(shí)驗(yàn)過程中遇到的問題可以及時(shí)得到解決，確保實(shí)驗(yàn)順利進(jìn)行，并且還可以避免偷懶、“乘車”等現(xiàn)象的發(fā)生，課堂效果顯著。

(3) 課后復(fù)習(xí)。課后復(fù)習(xí)主要通過數(shù)據(jù)處理和回答思考題來體現(xiàn)。課堂的時(shí)間比較有限，學(xué)生沒有太多的時(shí)間進(jìn)行系統(tǒng)的分析和研究，通過課后復(fù)習(xí)，學(xué)生可以更好地消化和吸收實(shí)驗(yàn)課中所涉及的知識(shí)點(diǎn)，并且深入理解實(shí)際和理論之間的聯(lián)系。

(4) 期末考試?？荚嚨囊胧箤W(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)課程非常重視，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性。學(xué)生能夠認(rèn)真地做好每次實(shí)驗(yàn)，而不僅僅是完成實(shí)驗(yàn)。同時(shí)還促進(jìn)了教師的實(shí)驗(yàn)教學(xué)，督促實(shí)驗(yàn)教師自覺拓寬自身知識(shí)和能力素質(zhì)，提升整體水平[3]。

1.2 存在問題

實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)是電路原理實(shí)驗(yàn)中非常重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，實(shí)驗(yàn)效果的好壞很大程度上取決于實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)的質(zhì)量。目前，實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)主要是通過書寫實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)報(bào)告完成的，經(jīng)過實(shí)踐發(fā)現(xiàn)這種做法重在形式，大多數(shù)學(xué)生只是盲目地“抄”報(bào)告，并沒有進(jìn)行更多的研究與思考，來到實(shí)驗(yàn)室后，往往不知從何下手，不能達(dá)到預(yù)習(xí)的目的[4]。

為了解決上述問題，課程團(tuán)隊(duì)摒棄了原有寫預(yù)習(xí)報(bào)告的預(yù)習(xí)方式，改為預(yù)習(xí)測(cè)試。學(xué)生可以通過看書、查資料等方式進(jìn)行自主、充分的預(yù)習(xí)，然后直接進(jìn)行測(cè)試，只有測(cè)試通過的學(xué)生才可以進(jìn)實(shí)驗(yàn)室做實(shí)驗(yàn)。該方法從根本上確保了學(xué)生預(yù)習(xí)的有效性。為了支持預(yù)習(xí)測(cè)試的實(shí)現(xiàn)，經(jīng)過前期大量調(diào)研準(zhǔn)備[5-9]，提出了一個(gè)電路原理實(shí)驗(yàn)網(wǎng)上預(yù)習(xí)系統(tǒng)，學(xué)生可以在任何互聯(lián)網(wǎng)覆蓋的地方完成測(cè)試。

2 電路原理實(shí)驗(yàn)網(wǎng)上預(yù)習(xí)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)目標(biāo)

電路原理實(shí)驗(yàn)網(wǎng)上預(yù)習(xí)系統(tǒng)的使用者有實(shí)驗(yàn)教師和學(xué)生，他們的身份不同，對(duì)系統(tǒng)的使用權(quán)限也不同。系統(tǒng)支持教師和學(xué)生進(jìn)行用戶的注冊(cè)和登錄，并且在登錄后進(jìn)行權(quán)限限制，用戶只可以進(jìn)行自己權(quán)限范圍內(nèi)的操作。實(shí)驗(yàn)教師的主要職能為管理用戶、編輯考題并給出答案、查詢成績等；對(duì)于學(xué)生用戶來說，登錄系統(tǒng)后主要的任務(wù)就是答題，并且可以查詢成績。系統(tǒng)除了支持以上工作的完成和實(shí)施，還提供隨機(jī)產(chǎn)生試卷及自動(dòng)判卷的功能[10]，提高了系統(tǒng)的自動(dòng)化和靈活性。

2.2 系統(tǒng)開發(fā)和運(yùn)行環(huán)境

系統(tǒng)開發(fā)和運(yùn)行環(huán)境[11]:

(1) 硬件環(huán)境:普通PC服務(wù)器。

(2) 操作系統(tǒng):Windows操作系統(tǒng)。

(3) 運(yùn)行環(huán)境:使用Tomcat作為web服務(wù)器。

(4) 開發(fā)語言:Java。

(5) 開發(fā)軟件:MyEclipse。

(6) 數(shù)據(jù)庫:Mysql 5.0。

(7) 客戶端瀏覽器:IE 6.0及以上瀏覽器，或Chrome等瀏覽器。

2.3 系統(tǒng)的功能模塊

系統(tǒng)主要包括教師服務(wù)和學(xué)生服務(wù)2大模塊，其中教師服務(wù)有4大功能:用戶管理、考試管理、考題管理和成績管理；學(xué)生服務(wù)有2項(xiàng)功能:預(yù)習(xí)考試和成績查詢。系統(tǒng)功能框架如圖1所示。

2.3.1 教師服務(wù)

(1) 用戶管理?？梢詫?shí)現(xiàn)增加用戶及對(duì)已有用戶的編輯、修改和刪除功能。用戶類型有教師用戶和學(xué)生用戶。教師用戶的信息包括用戶名、密碼、姓名和工號(hào)等；學(xué)生用戶包括用戶名、密碼、姓名、專業(yè)和班級(jí)等信息。為方便管理，對(duì)于學(xué)生用戶信息的管理需要統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，如統(tǒng)一規(guī)定用學(xué)號(hào)作為用戶名，對(duì)專業(yè)和班級(jí)的輸入格式也有要求。

(2) 考試管理?？荚嚬芾砑磳?duì)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容進(jìn)行管理。電路原理實(shí)驗(yàn)包括多個(gè)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，每個(gè)實(shí)驗(yàn)內(nèi)容都有相應(yīng)的考題，所以首先要對(duì)考試進(jìn)行管理?？荚嚬芾矸譃樘砑涌荚嚭涂荚嚥樵?添加考試主要包括考試的科目(實(shí)驗(yàn)內(nèi)容)、考試時(shí)間和考題數(shù)量；考試查詢可以實(shí)現(xiàn)對(duì)已有科目的開啟、關(guān)閉和刪除等操作。由于考試科目眾多，為了方便學(xué)生進(jìn)行考試，對(duì)考試科目進(jìn)行開啟或關(guān)閉是很有必要的。

(3) 考題管理。考題管理實(shí)現(xiàn)對(duì)考題的增加、修改和刪除功能?？碱}包括科目、題目、選項(xiàng)和答案4部分內(nèi)容，答案的給出為自動(dòng)判卷提供了依據(jù)。一般，教師給出的考題的數(shù)量要大于考試管理中的“題量”，這樣系統(tǒng)可以隨機(jī)產(chǎn)生試題，避免重復(fù)，豐富了實(shí)驗(yàn)考試內(nèi)容。

(4) 成績管理?？梢愿鶕?jù)科目、專業(yè)、班級(jí)等信息進(jìn)行單獨(dú)查詢或者組合查詢。查詢結(jié)果信息包括學(xué)號(hào)、姓名、班級(jí)、專業(yè)、科目等。對(duì)查詢結(jié)果還可以進(jìn)行導(dǎo)出和批量刪除等操作。

2.3.2 學(xué)生服務(wù)

(1) 預(yù)習(xí)考試。學(xué)生只能看見已開啟的考試科目，并只能參加一次考試，不能重復(fù)考試。系統(tǒng)可以隨機(jī)產(chǎn)生試卷，完成考試后，通過提交試卷功能，系統(tǒng)進(jìn)行自動(dòng)判卷并將成績保持至服務(wù)器，學(xué)生可以直接看見考試成績。

(2) 成績查詢。學(xué)生可以查詢參加過的所有科目的考試成績。學(xué)生只可以查詢，沒有任何其他操作的權(quán)限。

學(xué)生預(yù)習(xí)測(cè)試的具體流程如圖2所示。

圖2 學(xué)生預(yù)習(xí)測(cè)試的流程圖

3 系統(tǒng)功能界面

電路原理實(shí)驗(yàn)網(wǎng)上預(yù)習(xí)系統(tǒng)簡(jiǎn)稱“考試管理系統(tǒng)”，未來可以考慮與期末考試進(jìn)行融合。

3.1 登錄界面

登錄界面是用戶和應(yīng)用程序的交互窗口，只有當(dāng)用戶輸入正確的用戶名和密碼才可以登錄到系統(tǒng)的主要界面，保證了系統(tǒng)的安全性。

3.2 用戶管理界面

用戶管理界面包括增加用戶和管理用戶。鼠標(biāo)指向“用戶管理”即可顯示下級(jí)命令框，再選擇增加用戶或是管理用戶，在進(jìn)行管理用戶操作時(shí)，首先要根據(jù)用戶名等信息查找到想要維護(hù)的用戶，然后再對(duì)該用戶進(jìn)行刪除和修改。

3.3 考試管理界面

考試管理界面如圖3所示，包括添加考試和查詢考試?？颇康拈_啟和關(guān)閉功能有效地控制了學(xué)生必須在指定時(shí)間內(nèi)完成該科目的測(cè)試，避免了誤答的可能。

3.4 成績管理界面

成績管理界面主要實(shí)現(xiàn)對(duì)成績的查詢、刪除和導(dǎo)出到excel。教師可以根據(jù)考試名稱、專業(yè)或班級(jí)進(jìn)行單一條件的查詢，或者通過信息組合進(jìn)行多條件的精確搜索，查詢結(jié)果如圖4所示。

3.5 選擇考試界面

學(xué)生考試通過選擇考試界面(見圖5)來完成。具體流程見圖5中標(biāo)注的數(shù)字。

(1) 選擇考試。學(xué)生只能看見已開啟的考試，點(diǎn)擊“參加考試”即可進(jìn)入考試階段。

(2) 系統(tǒng)隨機(jī)產(chǎn)生試卷。學(xué)生開始答題，通過“上一題”“下一題”按鍵來選題，或者通過左側(cè)的數(shù)字按鍵進(jìn)行快捷選題，已答題和未答題通過不同顏色的背景區(qū)別開來。

(3) 答題結(jié)束。答完最后一題，系統(tǒng)自動(dòng)轉(zhuǎn)到提交試卷界面，可以“返回考試”進(jìn)行檢查，或確認(rèn)無誤后便可提交試卷。

(4) 系統(tǒng)自動(dòng)判卷。成績和學(xué)生信息等上傳至服務(wù)器，學(xué)生當(dāng)即可以看見自己的成績，考試結(jié)束，退出系統(tǒng)。

4 結(jié)語

本系統(tǒng)具有界面友好、操作簡(jiǎn)單等特點(diǎn)，它不僅滿足了學(xué)生進(jìn)行網(wǎng)上預(yù)習(xí)測(cè)試的要求，還對(duì)提高教師的工作效率和信息化管理水平具有重要作用[12]?？己瞬皇悄康?，而是一種教學(xué)手段，通過預(yù)習(xí)方式的改變及系統(tǒng)的引入，從思想上引導(dǎo)學(xué)生重視實(shí)驗(yàn)預(yù)習(xí)，有益于發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)的主動(dòng)性，從而提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)質(zhì)量，為電類專業(yè)學(xué)生后續(xù)專業(yè)實(shí)踐課程的學(xué)習(xí)夯實(shí)基礎(chǔ)。

圖3 考試管理界面

圖4 成績管理界面

圖5 選擇考試界面

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