程序设计语言网络教学平台的设计与实现

摘 要 结合程序设计语言教学，提出程序设计语言网络教学平台的设计与实现技术，平台实现课程管理、作业抽题、测试组卷、试卷自动评阅、试卷结果分析等功能，有利于提高本类课程的教学质量。

关键词 网络教学平台；程序设计语言；测试组卷

中图分类号：TP315 文献标识码：B 文章编号：1671-489X（2013）12-0037-02

1 引言

程序设计语言课程是计算机及相关专业的一门非常重要的基础课，是大学生学习程序设计的入门课程，也是学生学好后续课程的基础。程序设计语言课程在大一开设，很多学生对计算机编程一无所知，普遍存在畏难情绪，加上程序设计语言本身比较抽象，语法繁杂，算法复杂，所以学生普遍反映课程难学，也很难成功编写有用的程序。

近几年在高校招生规模不断扩大，在校生数量急剧增加，大班上课的情况下，教师与学主沟通的渠道减少，学生的疑问得不到及时解答，教师也无法从整体上把握学主对知识的掌握状况，在一定程度上也加大了课程学习的难度。因此，针对程序设计语言课程教学中存在的问题，研究开发该课程的网络教学平台，为学生提供自我学习和检测的平台，为教师提供学生学习效果的有用信息，服务课堂教学，是本文的主要任务。

2 系统功能

程序设计语言网络教学平台的主体功能包括：课程管理，如课件的和删除；作业管理，如作业的、提交和批改，其中作业自动抽取，使每位学生得到的作业题目相似但不同，避免抄袭；答疑指导，包括在线交流和事后回复；试卷自动组卷，按课程内容自动组成测试试卷；试卷结果分析，将测试结果进行统计分析等。系统实现集网络课程教学资源制作、与维护以及学生进行网络学习、完成作业和测试为一体的网络教学平台，将原来封闭式课堂教学转变为开放式课堂教学，引入更多的教学资源。

3 总体架构设计

本系统的用户为管理员、教师和学主，三者分别管理和使用本系统，根据需求分析和设计，本系统的总体结构如图1所示。通过身份验证，教师、学生和管理员可以进入各自的子平台进行相关操作。

3.1 管理员子平台主要功能

管理员登录后可向系统添加教师和课程，并进行修改和删除。管理员主要进行后台管理，管理员子平台主要功能包括3个方面。

1）系统管理，主要是维护系统的正常运行。①常规模块功能是网络教学平台正常运行所包含的如课程、作业、试题、答疑及公告等功能的管理。②抽题模块实现根据教师教学要求，按照指定策略从题库抽取形成作业。教师每次布置的作业，都是从保存在数据库中的各章节作业中抽取形成，学生练习的是相似而不同的题目，这样可以有效避免学生之间相互抄袭作业。③组卷模块实现根据指定策略生成测试试卷。可以按若干章节或全部内容对学生进行测试，试卷可以随机生成，也可以根据学生平时作业情况生成针对性试卷。学生完成后，填空选择部分直接给出分数和答案，学生也可以查看主观题的答案。③分析模块实现学生作业和测试结果的统计分析，学生出错较多的题目及时反馈给教师，便于教师进行统一讲解和强化训练；将学生在某个知识点题目出错较多的信息反馈给学生，便于学生有针对性地复习和练习。

2）用户管理包括添加删除用户、设置用户权限。

3）数据管理是对后台数据库进行管理和维护。

3.2 教师子平台主要功能

1）教程管理，包括和删除课件、教学动画、课程典型程序等。

2）作业管理，包括作业的添加、删除、、浏览和批改等。

3）试题管理，包括试题的添加、删除及等。

4）答疑管理，针对学生提出的问题进行网上解答。

5）公告管理，包括信息、更新、删除等。

3.3 学生子平台主要功能

1）课程学习，包括浏览与下载教程课件、相关的动画演示、典型程序等。

2）作业练习，包括课外作业练习、提交作业及查看批改结果。

3）试题测试，学生可以根据教学情况选择章节进行测试，查看测试结果和标准答案。

4）答疑提问，包括提出问题及查看答疑结果等。

4 功能实现

网络教学平台的体系结构采用目前较为通用的B/S应用开发模式。本系统的开发采用J2EE体系结构，使用Struts2+

Spring+Hibernate框架，以Tomcat作为Web容器，Eclipse作为开发工具，MySQL作为数据库服务器。整个页面布局较为美观，整个系统呈现出操作简单、界面友善、灵活性好的特点。

4.1 抽题模块的实现

抽题模块主要用到数据库中试题表，作业题按类型、知识点及难度系数分类，教师留作业时选中某一题目，则抽题模块会在数据库中查询和教师作业相同类型、同一知识点、相同难度的不同题目随机发给学生，并记录每道题的抽取次数。

4.2 组卷模块的实现

组卷模块主要用到表1的试题表，生成表2所示的试卷表中内容，组卷方式非常灵活。与通常的考试试卷不同，本系统的用户可以选择某几章进行组卷，避免学生只能到课程结束才能做整套题目。用户还可以自行规定每种类型题目所占的分数比例及具体分数，选择完成后系统根据对题目类型及数量的约定，采取先对不同题型分别组卷，最后再组合成一份完整试卷的方法。

一个完善的组卷算法应满足题目具有随机性、知识点无重复等特点。为保证生成试卷的随机性和科学性，在实现对不同题型组卷时，把组卷策略的内容进行整理、分析，形成试题的抽取要求。具体流程：1）生成试卷编号；2）根据选定的章节范围选择某题目类型的全部题目，得到一记录集R，试题序号记为1；3）R中根据知识点进行分组；4）随机从每组中选中一道题目s；5）判断s是否满足试卷难度要求，若s满足要求则转入6，若s不满足难度要求则转入4重新随机抽取；6）将s加入试卷中，题目顺序号加1，s的使用标志为已使用，下次不会再抽取；7）判断该题型题目个数是否满足要求，不满足则转入4，满足则结束本类型组卷，转入2继续其他类型题目的组卷，直到按要求组卷完成；8）生成参考答案。

4.3 分析模块的实现

分析模块主要用到数据库中试题统计表和学生错题统计表。学生的作业和测试题目形成后，抽题和组卷系统会将抽到的题目次数加一；学生提交后，系统对照答案给出分数的同时，会将出错的次数计入试题统计表中，同时对每位学生做题时间和出错的题目也都进行记录。分析模块对表中数据进行统计，将每位教师所教学生中出错率高的题目内容发送给任课教师；对学生出错的题目进行统计分析，得到学生对某些知识点出错较多的信息，提醒学生进行该知识点的专项复习。

5 结论

本文的设计思想已经成功应用于高校程序设计网络教学系统中。实际使用效果表明，本文所述的程序设计教学网络教学平台设计思想是可行的。该网络系统较好地实现了课内讲解与课后学习相结合，可将程序设计课的教学内容与主要应用完整系统地在网络中，供不同需求的学生在网上进行个性化学习；可以使用多媒体的手段形象生动地讲解典型例题；测试组卷模块可供学生重复学习；分析模块对学生出现的问题给出详细分析和指导；可以利用网络提供的条件，引导有兴趣的学生进行相关问题的讨论和答疑等。

参考文献

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