《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》客觀題自測(cè)平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

馮麗露 趙慧勤

摘要：《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》客觀題自測(cè)平臺(tái)是為作者所在學(xué)校開(kāi)設(shè)的“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程而設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)的。此平臺(tái)可以有效提升學(xué)生對(duì)《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》知識(shí)點(diǎn)的掌握，減少教師組織測(cè)試的次數(shù)與精力，提升了學(xué)生對(duì)“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(cè)試

中圖分類號(hào)：G434? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? 論文編號(hào)：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(shí)代的需求，而現(xiàn)有的電子習(xí)題、試卷又缺乏對(duì)本校生的針對(duì)性?！稊?shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》客觀題自測(cè)平臺(tái)，是針對(duì)筆者所在學(xué)校的具體學(xué)情而設(shè)計(jì)的自測(cè)平臺(tái)，方便學(xué)生利用零散時(shí)間進(jìn)行自主測(cè)試，有效地提高了學(xué)習(xí)效果。

● 平臺(tái)開(kāi)發(fā)技術(shù)

《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》客觀題自測(cè)平臺(tái)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(wèn)層。[1-2]

表示層，即Html和Servlet層，用于接受用戶發(fā)出的請(qǐng)求，通過(guò)調(diào)用業(yè)務(wù)邏輯層來(lái)處理用戶發(fā)出的請(qǐng)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(shí)現(xiàn)類。數(shù)據(jù)訪問(wèn)層，即Dao層，這一層是直接對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行操作的，用來(lái)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)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(gòu)員提供的原材料將其進(jìn)行加工整合，制作出佳肴;Dao就是采購(gòu)員，負(fù)責(zé)采購(gòu)蔬菜，為廚師提供原材料。[3]

● 平臺(tái)需求分析

本平臺(tái)是基于筆者所在學(xué)校師生的需求而設(shè)計(jì)的，適用于“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”這門課程的客觀題的自測(cè)，因此，根據(jù)對(duì)實(shí)際情況的分析與調(diào)查，本平臺(tái)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(shí)現(xiàn)學(xué)生不需要注冊(cè)，根據(jù)學(xué)號(hào)和初始密碼就可以直接登錄使用平臺(tái);強(qiáng)化練習(xí)功能，滿足學(xué)生能夠自主選擇知識(shí)點(diǎn)和題型進(jìn)行針對(duì)性練習(xí)，各個(gè)擊破;錯(cuò)題記錄功能，學(xué)生可以查看自己的錯(cuò)題歷史記錄，方便后期復(fù)習(xí)，減少手工記錄錯(cuò)題的時(shí)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(diǎn);模擬試卷功能，要求系統(tǒng)可以自動(dòng)生成模擬試卷，增加學(xué)生測(cè)試的靈活性。

（2）教師端

能提供題庫(kù)管理、分析統(tǒng)計(jì)和批量導(dǎo)入等功能。題庫(kù)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(dòng)組卷，進(jìn)行試卷的查看;分析統(tǒng)計(jì)功能，可以對(duì)學(xué)生的做題情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，方便教師的教學(xué)安排;批量導(dǎo)入功能，方便教師實(shí)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(jí)管理員端

超級(jí)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(jìn)行增、刪、改、查操作;角色管理功能，要求對(duì)平臺(tái)中所有用戶角色進(jìn)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(tái)還需滿足以下非功能性需求：界面簡(jiǎn)潔、美觀，符合大眾的審美;數(shù)據(jù)安全性高，不會(huì)導(dǎo)致數(shù)據(jù)的異常丟失;易于擴(kuò)展，無(wú)論學(xué)生還是教師的需求都可能會(huì)增加，在設(shè)計(jì)之初要考慮好平臺(tái)在后期的擴(kuò)展性;易用性，盡量設(shè)計(jì)統(tǒng)一的界面，可以實(shí)現(xiàn)多個(gè)功能，操作簡(jiǎn)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(cè)平臺(tái)的設(shè)計(jì)

本平臺(tái)的設(shè)計(jì)從總體框架、基本功能、數(shù)據(jù)庫(kù)三方面來(lái)設(shè)計(jì)?？傮w框架設(shè)計(jì)是對(duì)平臺(tái)整體功能的邏輯規(guī)劃;基本功能設(shè)計(jì)是對(duì)詳細(xì)功能的設(shè)計(jì);數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)根據(jù)所需數(shù)據(jù)表建立。

1.平臺(tái)總體框架

平臺(tái)的總體功能模塊圖如圖1所示。

2.基本功能設(shè)計(jì)

除了基本的用戶登錄功能，本文主要介紹該平臺(tái)的幾項(xiàng)核心功能：強(qiáng)化練習(xí)、自動(dòng)組卷、錯(cuò)題記錄、題庫(kù)管理、數(shù)據(jù)分析。

（1）強(qiáng)化練習(xí)。使學(xué)生有針對(duì)性地自我檢測(cè)，學(xué)生根據(jù)教學(xué)的進(jìn)度或者自己的薄弱知識(shí)點(diǎn)及時(shí)進(jìn)行檢測(cè)，平臺(tái)對(duì)知識(shí)點(diǎn)和題型進(jìn)行分類，為學(xué)生提供更加精準(zhǔn)的選擇。

（2）自動(dòng)組卷。作為面向?qū)W生的自主測(cè)試平臺(tái)，應(yīng)該具有隨機(jī)自動(dòng)組題的功能，否則將無(wú)法提高平臺(tái)的使用性能。學(xué)生在選擇模擬試卷后啟動(dòng)自動(dòng)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(kù)中隨機(jī)抽取試題組成模擬試卷。

（3）錯(cuò)題記錄?？梢詾閷W(xué)生實(shí)時(shí)記錄做錯(cuò)的試題，學(xué)生可以查看自己的詳細(xì)錯(cuò)題、錯(cuò)題數(shù)量、得分情況等。此功能省去了學(xué)生自己手動(dòng)記錄的時(shí)間，方便隨時(shí)回看錯(cuò)誤點(diǎn)，提高了學(xué)習(xí)效率。

（4）題庫(kù)管理。此功能屬于后臺(tái)管理，教師可以對(duì)試題進(jìn)行查找、修改與新增。同時(shí)，為了方便教師手動(dòng)組題和查看試題并對(duì)試題進(jìn)行編輯，設(shè)計(jì)了可以按知識(shí)點(diǎn)或題型進(jìn)行試題管理。

（5）數(shù)據(jù)分析。教師可以通過(guò)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，直觀地看到每個(gè)知識(shí)點(diǎn)學(xué)生的錯(cuò)題數(shù)量、比例，以便及時(shí)調(diào)整教學(xué)進(jìn)度、教學(xué)內(nèi)容，針對(duì)學(xué)生不熟悉的知識(shí)點(diǎn)做進(jìn)一步的講解，從而提高整體的教學(xué)質(zhì)量。

3.平臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)

本平臺(tái)設(shè)計(jì)有用戶數(shù)據(jù)庫(kù)、角色數(shù)據(jù)庫(kù)、權(quán)限數(shù)據(jù)庫(kù)、試題庫(kù)數(shù)據(jù)庫(kù)、功能管理數(shù)據(jù)庫(kù)、試卷數(shù)據(jù)庫(kù)等。[4]用戶數(shù)據(jù)庫(kù)用于支持用戶登錄功能和后臺(tái)信息管理;角色數(shù)據(jù)庫(kù)用于分配、管理用戶角色;權(quán)限數(shù)據(jù)庫(kù)用于為不同用戶角色分配不同的訪問(wèn)權(quán)限;試題庫(kù)數(shù)據(jù)庫(kù)用于試題管理，支持自動(dòng)組卷;功能管理數(shù)據(jù)庫(kù)用于支持系統(tǒng)后臺(tái)管理和平臺(tái)功能設(shè)定、維護(hù)等;試卷數(shù)據(jù)庫(kù)用于記錄和維護(hù)已創(chuàng)建的試卷，并提供數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)信息。

●《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》客觀題自測(cè)平臺(tái)的實(shí)現(xiàn)

本文只介紹《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》客觀題自測(cè)平臺(tái)中的部分核心功能，包括：強(qiáng)化練習(xí)、自動(dòng)組卷、錯(cuò)題記錄、題庫(kù)管理、數(shù)據(jù)分析。

1.強(qiáng)化練習(xí)

強(qiáng)化練習(xí)即章節(jié)測(cè)試，包含題庫(kù)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(jìn)行針對(duì)性的訓(xùn)練，不僅可以選擇知識(shí)點(diǎn)，還可以選擇題型。此模塊有助于學(xué)生進(jìn)行“對(duì)癥下藥”，對(duì)自己的薄弱處進(jìn)行“一對(duì)一”訓(xùn)練。

2.自動(dòng)組卷

學(xué)生選擇模擬試卷啟動(dòng)自動(dòng)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(kù)中查詢相對(duì)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(guò)循環(huán)操作，根據(jù)試題的類型在答題頁(yè)面進(jìn)行分類顯示，呈現(xiàn)出學(xué)生答題頁(yè)面。

3.錯(cuò)題記錄

學(xué)生點(diǎn)擊錯(cuò)題記錄列表，可以查看自己以往的錯(cuò)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(cuò)的題目和試卷名稱，分組返回錯(cuò)題列表，查看試卷詳情。

4.題庫(kù)管理

題庫(kù)列表包括知識(shí)點(diǎn)類型、題型、題干、選項(xiàng)、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(duì)題庫(kù)按照知識(shí)點(diǎn)和題型進(jìn)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(kù)管理的靈活性和可用性，題庫(kù)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(duì)哪一部分知識(shí)點(diǎn)掌握得不好，并參考作為教學(xué)重、難點(diǎn)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(chǔ)存，根據(jù)獲得的試題ID在試題表中查找對(duì)應(yīng)的知識(shí)內(nèi)容。利用Stream的Collector方法，得到以知識(shí)點(diǎn)內(nèi)容為Key、以知識(shí)點(diǎn)內(nèi)容的數(shù)量為value的Map，循環(huán)遍歷整個(gè)Map。

● 結(jié)束語(yǔ)

“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”作為計(jì)算機(jī)及相關(guān)專業(yè)的專業(yè)基礎(chǔ)課程，對(duì)學(xué)生深入理解、掌握編程技術(shù)至關(guān)重要。對(duì)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)知識(shí)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(cè)平臺(tái)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(shí)根據(jù)個(gè)人情況加強(qiáng)練習(xí)，有效地提高了學(xué)生利用碎片化學(xué)習(xí)時(shí)間的效率，同時(shí)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(xiàn)：

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第一作者簡(jiǎn)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?yàn)橛?jì)算機(jī)教育應(yīng)用、數(shù)字化學(xué)習(xí)資源建設(shè)。

基金項(xiàng)目：山西大同大學(xué)教學(xué)改革創(chuàng)新項(xiàng)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(xiàng)目編號(hào)：XJG2019202）;山西省教育科學(xué)“十三五”規(guī)劃課題“基于互動(dòng)體驗(yàn)的博物館學(xué)習(xí)活動(dòng)設(shè)計(jì)及其應(yīng)用研究”（項(xiàng)目編號(hào)：GH-18043）;大同市科技局平臺(tái)基地計(jì)劃項(xiàng)目“大同市北魏平城文化數(shù)字化傳承創(chuàng)新服務(wù)平臺(tái)”（項(xiàng)目編號(hào)：2018185）。