《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》客觀題自測平臺的設(shè)計與實現(xiàn)

馮麗露 趙慧勤

摘要：《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》客觀題自測平臺是為作者所在學(xué)校開設(shè)的“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程而設(shè)計開發(fā)的。此平臺可以有效提升學(xué)生對《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》知識點的掌握，減少教師組織測試的次數(shù)與精力，提升了學(xué)生對“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程學(xué)習(xí)的效率。

關(guān)鍵詞：Java Web;《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》客觀題;自主測試

中圖分類號：G434? 文獻標(biāo)識碼：A? 論文編號：1674-2117（2021）06-0097-03

在現(xiàn)代化教育環(huán)境下，純紙質(zhì)的習(xí)題已經(jīng)落后于時代的需求，而現(xiàn)有的電子習(xí)題、試卷又缺乏對本校生的針對性。《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》客觀題自測平臺，是針對筆者所在學(xué)校的具體學(xué)情而設(shè)計的自測平臺，方便學(xué)生利用零散時間進行自主測試，有效地提高了學(xué)習(xí)效果。

● 平臺開發(fā)技術(shù)

《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》客觀題自測平臺整體采用Java Web的三層架構(gòu)，它們分別是表示層、業(yè)務(wù)邏輯層和數(shù)據(jù)訪問層。[1-2]

表示層，即Html和Servlet層，用于接受用戶發(fā)出的請求，通過調(diào)用業(yè)務(wù)邏輯層來處理用戶發(fā)出的請求信息，然后顯示處理結(jié)果。業(yè)務(wù)邏輯層，即Service層，采用了面向接口編程的思想，先定義接口，再創(chuàng)建實現(xiàn)類。數(shù)據(jù)訪問層，即Dao層，這一層是直接對數(shù)據(jù)庫進行操作的，用來對數(shù)據(jù)庫進行增、刪、改、查操作。如果把Web應(yīng)用比作一家餐廳，那么Servlet就是服務(wù)員，負(fù)責(zé)接待顧客、上菜;Service就是廚師，負(fù)責(zé)按照菜單，利用采購員提供的原材料將其進行加工整合，制作出佳肴;Dao就是采購員，負(fù)責(zé)采購蔬菜，為廚師提供原材料。[3]

● 平臺需求分析

本平臺是基于筆者所在學(xué)校師生的需求而設(shè)計的，適用于“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”這門課程的客觀題的自測，因此，根據(jù)對實際情況的分析與調(diào)查，本平臺需要具有以下功能。

1.功能性需求分析

（1）學(xué)生端

能夠滿足學(xué)生答題以及查閱分?jǐn)?shù)等需求。具體包括：登錄功能，實現(xiàn)學(xué)生不需要注冊，根據(jù)學(xué)號和初始密碼就可以直接登錄使用平臺;強化練習(xí)功能，滿足學(xué)生能夠自主選擇知識點和題型進行針對性練習(xí)，各個擊破;錯題記錄功能，學(xué)生可以查看自己的錯題歷史記錄，方便后期復(fù)習(xí)，減少手工記錄錯題的時間;專家試卷功能，要求學(xué)生可以完成教師指定的試卷，具有權(quán)威性的導(dǎo)向，學(xué)生可以了解學(xué)科考試的側(cè)重點;模擬試卷功能，要求系統(tǒng)可以自動生成模擬試卷，增加學(xué)生測試的靈活性。

（2）教師端

能提供題庫管理、分析統(tǒng)計和批量導(dǎo)入等功能。題庫管理功能，滿足教師可以查看、搜索、新增和修改試題;試卷管理功能，支持教師手動組卷，進行試卷的查看;分析統(tǒng)計功能，可以對學(xué)生的做題情況進行統(tǒng)計，方便教師的教學(xué)安排;批量導(dǎo)入功能，方便教師實現(xiàn)學(xué)生信息的批量錄入以及相關(guān)《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》客觀題的錄入。

（3）超級管理員端

超級管理員除了擁有教師的所有功能外，還包括功能管理，能夠?qū)δ苓M行增、刪、改、查操作;角色管理功能，要求對平臺中所有用戶角色進行查找、新增、修改和權(quán)限設(shè)置。

2.非功能性需求分析

除了上述提到的功能性需求之外，該平臺還需滿足以下非功能性需求：界面簡潔、美觀，符合大眾的審美;數(shù)據(jù)安全性高，不會導(dǎo)致數(shù)據(jù)的異常丟失;易于擴展，無論學(xué)生還是教師的需求都可能會增加，在設(shè)計之初要考慮好平臺在后期的擴展性;易用性，盡量設(shè)計統(tǒng)一的界面，可以實現(xiàn)多個功能，操作簡便靈活易上手，以便于提高用戶使用的效率和易用性能。

● 《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》客觀題自測平臺的設(shè)計

本平臺的設(shè)計從總體框架、基本功能、數(shù)據(jù)庫三方面來設(shè)計。總體框架設(shè)計是對平臺整體功能的邏輯規(guī)劃;基本功能設(shè)計是對詳細(xì)功能的設(shè)計;數(shù)據(jù)庫設(shè)計根據(jù)所需數(shù)據(jù)表建立。

1.平臺總體框架

平臺的總體功能模塊圖如圖1所示。

2.基本功能設(shè)計

除了基本的用戶登錄功能，本文主要介紹該平臺的幾項核心功能：強化練習(xí)、自動組卷、錯題記錄、題庫管理、數(shù)據(jù)分析。

（1）強化練習(xí)。使學(xué)生有針對性地自我檢測，學(xué)生根據(jù)教學(xué)的進度或者自己的薄弱知識點及時進行檢測，平臺對知識點和題型進行分類，為學(xué)生提供更加精準(zhǔn)的選擇。

（2）自動組卷。作為面向?qū)W生的自主測試平臺，應(yīng)該具有隨機自動組題的功能，否則將無法提高平臺的使用性能。學(xué)生在選擇模擬試卷后啟動自動組卷功能，根據(jù)已經(jīng)設(shè)置好的試題數(shù)量，從數(shù)據(jù)庫中隨機抽取試題組成模擬試卷。

（3）錯題記錄。可以為學(xué)生實時記錄做錯的試題，學(xué)生可以查看自己的詳細(xì)錯題、錯題數(shù)量、得分情況等。此功能省去了學(xué)生自己手動記錄的時間，方便隨時回看錯誤點，提高了學(xué)習(xí)效率。

（4）題庫管理。此功能屬于后臺管理，教師可以對試題進行查找、修改與新增。同時，為了方便教師手動組題和查看試題并對試題進行編輯，設(shè)計了可以按知識點或題型進行試題管理。

（5）數(shù)據(jù)分析。教師可以通過統(tǒng)計數(shù)據(jù)，直觀地看到每個知識點學(xué)生的錯題數(shù)量、比例，以便及時調(diào)整教學(xué)進度、教學(xué)內(nèi)容，針對學(xué)生不熟悉的知識點做進一步的講解，從而提高整體的教學(xué)質(zhì)量。

3.平臺數(shù)據(jù)庫設(shè)計

本平臺設(shè)計有用戶數(shù)據(jù)庫、角色數(shù)據(jù)庫、權(quán)限數(shù)據(jù)庫、試題庫數(shù)據(jù)庫、功能管理數(shù)據(jù)庫、試卷數(shù)據(jù)庫等。[4]用戶數(shù)據(jù)庫用于支持用戶登錄功能和后臺信息管理;角色數(shù)據(jù)庫用于分配、管理用戶角色;權(quán)限數(shù)據(jù)庫用于為不同用戶角色分配不同的訪問權(quán)限;試題庫數(shù)據(jù)庫用于試題管理，支持自動組卷;功能管理數(shù)據(jù)庫用于支持系統(tǒng)后臺管理和平臺功能設(shè)定、維護等;試卷數(shù)據(jù)庫用于記錄和維護已創(chuàng)建的試卷，并提供數(shù)據(jù)統(tǒng)計信息。

●《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》客觀題自測平臺的實現(xiàn)

本文只介紹《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》客觀題自測平臺中的部分核心功能，包括：強化練習(xí)、自動組卷、錯題記錄、題庫管理、數(shù)據(jù)分析。

1.強化練習(xí)

強化練習(xí)即章節(jié)測試，包含題庫的所有試題和類型。學(xué)生可以根據(jù)目前所學(xué)內(nèi)容進行針對性的訓(xùn)練，不僅可以選擇知識點，還可以選擇題型。此模塊有助于學(xué)生進行“對癥下藥”，對自己的薄弱處進行“一對一”訓(xùn)練。

2.自動組卷

學(xué)生選擇模擬試卷啟動自動組卷功能，根據(jù)學(xué)生的選擇調(diào)用不同的接口，從數(shù)據(jù)庫中查詢相對應(yīng)的試題，以列表的形式返回保存到域中。JSP從域中取數(shù)據(jù)，通過循環(huán)操作，根據(jù)試題的類型在答題頁面進行分類顯示，呈現(xiàn)出學(xué)生答題頁面。

3.錯題記錄

學(xué)生點擊錯題記錄列表，可以查看自己以往的錯題記錄。根據(jù)學(xué)生的ID從學(xué)生做題列表查詢學(xué)生做錯的題目和試卷名稱，分組返回錯題列表，查看試卷詳情。

4.題庫管理

題庫列表包括知識點類型、題型、題干、選項、正確答案、解析以及可用狀態(tài)，支持將陳舊的題目和怪僻的題目狀態(tài)改為不可用。此外，還提供了可以對題庫按照知識點和題型進行分類的功能，教師可以根據(jù)需求只查看一部分題目，增加了題庫管理的靈活性和可用性，題庫管理關(guān)鍵代碼如圖2所示。

5.數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)分析功能可以讓教師了解學(xué)生對哪一部分知識點掌握得不好，并參考作為教學(xué)重、難點內(nèi)容。利用學(xué)生做題情況表，查找所有的試題ID，以列表的形式儲存，根據(jù)獲得的試題ID在試題表中查找對應(yīng)的知識內(nèi)容。利用Stream的Collector方法，得到以知識點內(nèi)容為Key、以知識點內(nèi)容的數(shù)量為value的Map，循環(huán)遍歷整個Map。

● 結(jié)束語

“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”作為計算機及相關(guān)專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程，對學(xué)生深入理解、掌握編程技術(shù)至關(guān)重要。對數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)知識的掌握及靈活應(yīng)用，必經(jīng)的學(xué)習(xí)途徑之一就是習(xí)題練習(xí)。《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》客觀題自測平臺不但減輕了教師反復(fù)出題、手工批閱的負(fù)擔(dān)，而且方便了學(xué)生隨時根據(jù)個人情況加強練習(xí)，有效地提高了學(xué)生利用碎片化學(xué)習(xí)時間的效率，同時為同類型課程的教學(xué)改革提供了一定的技術(shù)借鑒。

參考文獻：

[1]郭立文.基于Web的考試系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[D].西安：陜西科技大學(xué)，2006.

[2]馮麗露，高曉晶，康耀龍.大數(shù)據(jù)分析下大學(xué)生行為記錄和分析系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[J].中國教育信息化，2019（09）：73-76.

[3]賀玲玲.基于Php MySQL的在線考試系統(tǒng)設(shè)計的開發(fā)與實現(xiàn)[D].長沙：湖南大學(xué)，2012：10-11.

[4]康耀龍，馮麗露，張景安.路況大數(shù)據(jù)分析平臺的設(shè)計與實現(xiàn)[J].電子技術(shù)與軟件工程，2020（06）：200-201.

第一作者簡介：馮麗露（1980.9—），女，漢族，山西省大同市人，講師，碩士研究生，研究方向為計算機教育應(yīng)用、數(shù)字化學(xué)習(xí)資源建設(shè)。

基金項目：山西大同大學(xué)教學(xué)改革創(chuàng)新項目“新工科建設(shè)下數(shù)媒專業(yè)‘?dāng)?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程PBL教學(xué)模式的研究”階段性成果（項目編號：XJG2019202）;山西省教育科學(xué)“十三五”規(guī)劃課題“基于互動體驗的博物館學(xué)習(xí)活動設(shè)計及其應(yīng)用研究”（項目編號：GH-18043）;大同市科技局平臺基地計劃項目“大同市北魏平城文化數(shù)字化傳承創(chuàng)新服務(wù)平臺”（項目編號：2018185）。