歐建榮

摘要：維持課堂秩序是保證教學(xué)正常進(jìn)行、提高教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵，作者針對(duì)學(xué)生在信息技術(shù)課堂上亂坐座位的現(xiàn)象，提出了一種批量檢查亂坐座位的思路——將學(xué)生所提交作業(yè)的文件名中的學(xué)號(hào)與學(xué)生所坐座位的計(jì)算機(jī)號(hào)（座位號(hào)）進(jìn)行比較，如計(jì)算機(jī)號(hào)和學(xué)號(hào)不一致則為亂坐座位。結(jié)果表明，批量檢查亂坐座位系統(tǒng)的準(zhǔn)確率較高，它能在一定程度上幫助教師進(jìn)行課堂教學(xué)管理。

關(guān)鍵詞：批量檢查；亂坐座位；課堂秩序

中圖分類(lèi)號(hào)：G434? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? 論文編號(hào)：1674-2117（2024）01-0088-03

引言

相對(duì)于其他課程來(lái)說(shuō)，信息技術(shù)課堂的秩序較亂，如有些學(xué)生亂坐座位等，這是因?yàn)樵谛畔⒓夹g(shù)課堂上學(xué)生對(duì)每臺(tái)計(jì)算機(jī)都比較好奇，同時(shí)，信息技術(shù)教師教授的班級(jí)很多，一般很難記住學(xué)生在機(jī)房的座位。學(xué)生在信息技術(shù)課堂上亂坐座位的現(xiàn)象對(duì)課堂教學(xué)造成了不良影響，因此筆者提出了一種借助學(xué)生提交的作業(yè)來(lái)自動(dòng)批量檢查學(xué)生是否亂坐座位的算法，具體步驟為：收集學(xué)生信息并導(dǎo)入SQLite數(shù)據(jù)庫(kù)；獲取學(xué)生所提交的作業(yè)文件，提取文件名中學(xué)生的學(xué)號(hào)，并與該生所坐座位的計(jì)算機(jī)號(hào)進(jìn)行對(duì)比；顯示亂坐座位的學(xué)生，進(jìn)行語(yǔ)音播報(bào)，并自動(dòng)生成記事本文件記錄下來(lái)。

技術(shù)簡(jiǎn)介

1.SQLite簡(jiǎn)介

SQLite是一種輕量級(jí)關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)，采用基于文件的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)方式，整個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)被存儲(chǔ)在磁盤(pán)文件中，因此易于備份、遷移和恢復(fù)。其具體特點(diǎn)如下。[1]

輕量級(jí)：SQLite的文件大小通常只有幾百KB到幾MB，適合資源受限環(huán)境。

無(wú)服務(wù)器：SQLite沒(méi)有單獨(dú)的服務(wù)器進(jìn)程，應(yīng)用程序直接訪問(wèn)SQLite數(shù)據(jù)庫(kù)文件即可，簡(jiǎn)化了部署和維護(hù)。

ACID事務(wù)支持：SQLite支持標(biāo)準(zhǔn)的ACID（原子性、一致性、隔離性、持久性）事務(wù)，且具備多版本并發(fā)控制（MVCC）機(jī)制。

強(qiáng)類(lèi)型：SQLite支持常見(jiàn)的SQL語(yǔ)法和數(shù)據(jù)類(lèi)型，具備嚴(yán)格的類(lèi)型檢查和轉(zhuǎn)換規(guī)則，避免了數(shù)據(jù)類(lèi)型轉(zhuǎn)換錯(cuò)誤和隱式轉(zhuǎn)換導(dǎo)致的問(wèn)題。

可移植：SQLite的源代碼是公開(kāi)的，且可以在各種操作系統(tǒng)和編譯器平臺(tái)上編譯運(yùn)行。

高效性：SQLite使用B樹(shù)和B+樹(shù)等數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進(jìn)行索引和查詢(xún)，具備快速查詢(xún)和索引的能力。

2.正則表達(dá)式簡(jiǎn)介

正則表達(dá)式是一種用來(lái)描述字符模式的語(yǔ)法，由一些特殊符號(hào)和普通字符組成的模式，可以用來(lái)匹配、查找、替換字符串中的特定文本。正則表達(dá)式廣泛應(yīng)用于文本編輯器、編程語(yǔ)言、數(shù)據(jù)庫(kù)等領(lǐng)域。在文本編輯器中，可以使用正則表達(dá)式來(lái)查找和替換指定的文本；在編程語(yǔ)言中，可以使用正則表達(dá)式來(lái)進(jìn)行表單驗(yàn)證、關(guān)鍵字匹配等；在數(shù)據(jù)庫(kù)中，可以使用正則表達(dá)式來(lái)進(jìn)行數(shù)據(jù)的搜索、過(guò)濾等操作。[2]

實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)

筆者采用的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)為筆者所在學(xué)校八年級(jí)全年級(jí)學(xué)生的2565份Python程序作業(yè)文件，這些文件均為學(xué)生課堂上即時(shí)完成的作業(yè)。

實(shí)驗(yàn)過(guò)程

批量檢查亂坐座位系統(tǒng)界面設(shè)計(jì)及檢查結(jié)果如圖1所示，首先選擇檢查座位的班級(jí)，接著選擇作業(yè)文件格式，并通過(guò)“瀏覽”按鈕選擇作業(yè)所在目錄，然后點(diǎn)擊“開(kāi)始檢查”按鈕，即可完成批量檢查座位，檢查的結(jié)果顯示在中間文本框處，其主要信息內(nèi)容為：學(xué)號(hào)+姓名+“坐了”+計(jì)算機(jī)號(hào)+“計(jì)算機(jī)”。除了能夠檢查出亂坐座位的學(xué)生，該系統(tǒng)還能夠檢查出缺勤學(xué)生的情況。另外，該系統(tǒng)還具備自動(dòng)語(yǔ)音播報(bào)檢查結(jié)果的功能，方便了教師和學(xué)生對(duì)亂坐座位情況的了解。

批量檢查亂坐座位系統(tǒng)是在Qt Creator集成開(kāi)發(fā)環(huán)境下開(kāi)發(fā)實(shí)現(xiàn)的，實(shí)驗(yàn)中利用到Qt Creator的內(nèi)部庫(kù)texttospeech，實(shí)現(xiàn)語(yǔ)音播報(bào)功能。另外，實(shí)驗(yàn)中借助了非Qt Creator內(nèi)部庫(kù)，因此需要編譯并加載第三方庫(kù)QXlsx，將Excel表中的學(xué)生信息批量寫(xiě)入數(shù)據(jù)庫(kù)中。

批量檢查亂坐座位系統(tǒng)的主要過(guò)程如下：將學(xué)生信息通過(guò)編程批量導(dǎo)入SQLite數(shù)據(jù)庫(kù)，接著利用紅蜘蛛多媒體教學(xué)軟件收集學(xué)生所提交的作業(yè)文件；提取作業(yè)文件名中的學(xué)號(hào)以及作業(yè)文件所存放的文件夾名中的計(jì)算機(jī)號(hào)，然后將學(xué)號(hào)與計(jì)算機(jī)號(hào)進(jìn)行比較，從而得到亂坐座位的情況，并通過(guò)語(yǔ)音播報(bào)出來(lái)；自動(dòng)生成亂坐座位記錄并保存到記事本中。具體流程如圖2所示。

1.錄入學(xué)生信息

首先將全年級(jí)學(xué)生的信息匯總到Excel表格中，學(xué)生的信息包括學(xué)號(hào)和姓名，其中學(xué)號(hào)由兩位數(shù)的班級(jí)和兩位數(shù)的座位號(hào)組成，如11班1號(hào)，則學(xué)號(hào)為1101。然后，編寫(xiě)程序，將Excel表格中全部的學(xué)生信息導(dǎo)入，并保存到SQLite數(shù)據(jù)庫(kù)中，如圖3所示。

2.收集學(xué)生作業(yè)

首先，對(duì)計(jì)算機(jī)教室的計(jì)算機(jī)按順序進(jìn)行名稱(chēng)修改，如第一臺(tái)計(jì)算機(jī)名稱(chēng)為“xs01”，第二臺(tái)計(jì)算機(jī)名稱(chēng)為“xs02”，依此類(lèi)推，其中的“xs”為“學(xué)生”拼音首字母，“01”和“02”為計(jì)算機(jī)號(hào)。學(xué)生根據(jù)自己的學(xué)號(hào)就座相應(yīng)的計(jì)算機(jī)座位。課堂上學(xué)生通過(guò)紅蜘蛛多媒體教學(xué)軟件提交作業(yè)，然后紅蜘蛛多媒體教學(xué)軟件會(huì)為每位學(xué)生在教師機(jī)端自動(dòng)生成一個(gè)文件夾以存放學(xué)生的作業(yè)，文件夾名命名為對(duì)應(yīng)學(xué)生機(jī)的名稱(chēng)（如下頁(yè)圖4）。學(xué)生提交的作業(yè)文件統(tǒng)一以“班級(jí)+學(xué)號(hào)+姓名”的形式名命，如11班1號(hào)張三，則命名為“1101張三”。

3.獲取學(xué)生作業(yè)

通過(guò)編寫(xiě)程序獲取每位學(xué)生所提交的作業(yè)所在的文件夾的絕對(duì)路徑。

4.檢查亂坐座位

（1）算法設(shè)計(jì)

步驟1：提取絕對(duì)路徑中的作業(yè)文件所在文件夾的名稱(chēng)（計(jì)算機(jī)名稱(chēng)），接著從名稱(chēng)中提取出計(jì)算機(jī)號(hào)（座位號(hào)）。

步驟2：獲取絕對(duì)路徑下的作業(yè)文件，提取作業(yè)文件的文件名中的學(xué)號(hào)和姓名，通過(guò)學(xué)號(hào)從數(shù)據(jù)庫(kù)中查找是否有此人，如有則保存學(xué)號(hào)，并將該生標(biāo)記為“出勤學(xué)生”。

步驟3：將步驟1中的計(jì)算機(jī)號(hào)和步驟2中的學(xué)號(hào)進(jìn)行比較，如不相同，則為亂坐座位。

步驟4：以班級(jí)為單位從數(shù)據(jù)庫(kù)中查找出該班所有的學(xué)生，“減去”標(biāo)記為“出勤學(xué)生”的學(xué)生，從而得到“缺勤學(xué)生”的學(xué)生。

（2）具體實(shí)現(xiàn)

①通過(guò)系統(tǒng)界面所選擇的班級(jí)匹配獲取數(shù)據(jù)庫(kù)中該班所有學(xué)生的學(xué)號(hào)和姓名。通過(guò)系統(tǒng)界面所選擇的文件格式獲取該格式后綴的作業(yè)文件以及作業(yè)文件所存放的文件夾的絕對(duì)路徑。

②根據(jù)文件夾的絕對(duì)路徑的特點(diǎn)，利用lastIndexOf（"/"）截取絕對(duì)路徑中的文件夾名（計(jì)算機(jī)名稱(chēng)），并利用正則表達(dá)式"[^0-9]+"提取文件夾名中的計(jì)算機(jī)號(hào)（座位號(hào)）。另外，為盡量減少學(xué)生因疏忽而造成作業(yè)命名不規(guī)范的問(wèn)題，先對(duì)文件名進(jìn)行去除空格和特殊符號(hào)等預(yù)處理，接著利用正則表達(dá)式"[^0-9]+"和"[^＼u4e00-＼u9fa5]"分別提取文件名中的學(xué)生學(xué)號(hào)和姓名。由于學(xué)號(hào)是唯一的，因此利用學(xué)號(hào)與數(shù)據(jù)庫(kù)中該班級(jí)的所有學(xué)生學(xué)號(hào)進(jìn)行對(duì)比，以查找學(xué)生信息數(shù)據(jù)庫(kù)中是否有此人，如有則保存學(xué)號(hào)，并將該生標(biāo)記為“出勤學(xué)生”。

③判斷座位號(hào)和學(xué)號(hào)是否相同，如不相同，則為亂坐座位，并記錄下來(lái)。

④將該班學(xué)生“減去”標(biāo)記為“出勤學(xué)生”的學(xué)生，從而得到“缺勤學(xué)生”的學(xué)生。

⑤待所有的作業(yè)文件均被檢查完畢，將所有的亂坐座位記錄顯示以及語(yǔ)音播報(bào)，并將其一并記錄到記事本文件中。

實(shí)驗(yàn)結(jié)果

批量檢查亂坐座位系統(tǒng)能在短短幾秒的時(shí)間內(nèi)高效檢查完全班學(xué)生是否存在亂坐座位的行為。在完成對(duì)2565份作業(yè)文件的檢查后，準(zhǔn)確率高達(dá)100%。

討論

批量檢查亂坐座位系統(tǒng)主要借助將作業(yè)文件名稱(chēng)與計(jì)算機(jī)名稱(chēng)進(jìn)行比較，進(jìn)而判斷亂坐座位的情況，由于計(jì)算機(jī)名稱(chēng)是固定不變的，而作業(yè)文件名稱(chēng)是隨學(xué)生的命名變化而變化的，因此作業(yè)文件命名是否正確對(duì)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)是一個(gè)很重要的因素。對(duì)于命名錯(cuò)誤的作業(yè)文件，系統(tǒng)也采取了一系列的處理措施，如：

①作業(yè)文件命名中出現(xiàn)空格或特殊字符等的情況，如“1 101 張三”或“1101張三*”等，系統(tǒng)在檢查文件前均對(duì)所有的文件名進(jìn)行去掉空格和特殊字符處理。

②作業(yè)文件命名中出現(xiàn)學(xué)號(hào)和姓名互相摻雜的情況，如“11張01三”等，系統(tǒng)利用正則表達(dá)式"[^0-9]+"和"[^＼u4e00-＼u9fa5]"分別提取數(shù)字和中文，無(wú)論學(xué)號(hào)和姓名如何摻雜，被提取出來(lái)的學(xué)號(hào)均為“1101”、姓名均為“張三”。

③作業(yè)文件命名中出現(xiàn)學(xué)號(hào)正確但姓名錯(cuò)誤的情況，系統(tǒng)利用學(xué)號(hào)去查找數(shù)據(jù)庫(kù)中對(duì)應(yīng)學(xué)號(hào)的姓名，從而得到正確的姓名。

以上命名錯(cuò)誤的情況，系統(tǒng)均可以自動(dòng)處理，并不影響系統(tǒng)對(duì)座位的檢查。但對(duì)于作業(yè)文件命名中學(xué)號(hào)出現(xiàn)錯(cuò)誤，則該生會(huì)被處理為“缺勤學(xué)生”，也就是說(shuō)該生已經(jīng)來(lái)了，但仍被系統(tǒng)處理為“缺勤學(xué)生”。這種情況對(duì)系統(tǒng)來(lái)說(shuō)是不可抗拒的人為因素。

結(jié)論

利用批量檢查亂坐座位系統(tǒng)自動(dòng)檢查學(xué)生是否亂坐座位，大大節(jié)省了課堂上人工檢查座位耗費(fèi)的時(shí)間，加強(qiáng)了課堂管理，提高了教學(xué)質(zhì)量。

參考文獻(xiàn)：

[1]Bhosale S T，Patil T，Patil P. Sqlite：Light database system[J].Int.J.Comput. Sci.Mob.Comput，2015，44（04）：882-885.

[2]徐安令.正則表達(dá)式的應(yīng)用研究[J].數(shù)字技術(shù)與應(yīng)用，2016（05）：68.