數(shù)學(xué)口算練習(xí)自動生成程序的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

胡云峰

摘 要：在小學(xué)低年級數(shù)學(xué)教學(xué)中，口算的練習(xí)是一個很重要的組成部分，加大練習(xí)量，是提高學(xué)生口算能力的最有效途徑。文章論述了一種通過計(jì)算機(jī)程序自動生成口算練習(xí)題的實(shí)現(xiàn)方式。

關(guān)鍵詞：程序設(shè)計(jì)；HashSet；MIME協(xié)議

0引言

小學(xué)低年級的數(shù)學(xué)教學(xué)，注重學(xué)生計(jì)算能力的培養(yǎng)，而口算能力的訓(xùn)練，是其中一個重要組成部門。然而，巨大的習(xí)題需求量，加重了任課教師或者家長的出題負(fù)擔(dān)，因此，一種由計(jì)算機(jī)自動生成練習(xí)題，并可直接打印的系統(tǒng)，就顯得很有必要。

1.系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)

1.1 題型分析

小學(xué)一二年級數(shù)學(xué)教學(xué)，主要培養(yǎng)學(xué)生10以內(nèi)加減運(yùn)算、100以內(nèi)的加減運(yùn)算以及乘法口訣表的使用能力，在題型上，有單加減、單乘、連加連減、混加混減、加減乘混合等，一般每套練習(xí)題包含50道題目。

1.2 需求分析

根據(jù)題型及實(shí)際需要，系統(tǒng)向用戶提供題型選擇、生成題量設(shè)定、排版打印等功能。其中，題型選擇功能實(shí)現(xiàn)用戶選擇題型，系統(tǒng)根據(jù)選擇生成相對應(yīng)的題目；題量設(shè)定功能向用戶提供自主設(shè)定生成練習(xí)題數(shù)量的功能；排版打印功能實(shí)現(xiàn)將系統(tǒng)生成的練習(xí)題按照一定格式，自動生成WORD文檔，并可直接打印的功能。

1.3 開發(fā)技術(shù)選擇

考慮到用戶的非專業(yè)性，系統(tǒng)要求簡單易用、即點(diǎn)即用，因此，使用不用安裝客戶端的B/S模式及不使用數(shù)據(jù)庫的技術(shù)手段就顯得比較合適。本系統(tǒng)最終選擇采用JSP+JavaBean模式[1]開發(fā)，成品放于WEB服務(wù)器上，使用戶打開瀏覽器訪問服務(wù)網(wǎng)址即可使用。

2.系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

2.1 練習(xí)題自動生成功能的實(shí)現(xiàn)

系統(tǒng)使用JSP+JavaBean的技術(shù)手段開發(fā)，邏輯實(shí)現(xiàn)部分，使用JavaBean實(shí)現(xiàn)。以10以內(nèi)的加減法、100以內(nèi)的加減法及乘法口訣練習(xí)題的生成為例，利用數(shù)組存放所生成的練習(xí)題，實(shí)現(xiàn)代碼如下：

package com.hyf；

import java.util.*；

public class MyTools {

static int array[]=new int[10]；

static ArrayList myList=new ArrayList（）；

public MyTools（） {

for（int i=0；i<10；i++） {

array[i]=i； }} //練習(xí)題只由數(shù)字0—9構(gòu)成，生成裝有0—9共10個數(shù)字的數(shù)組

public static ArrayList withinTen（） { //10以內(nèi)的加減練習(xí)題生成

for（int i=0；i<10；i++） {

for（int j=0；j<10；j++） {

myList.add（i + " + " + j + " = "）； //生成加法練習(xí)題

if（i>=j） myList.add（i + " - " + j + " = "）；}} //減法練習(xí)題，控制被減數(shù)必須大于減數(shù)，避免出現(xiàn)負(fù)數(shù)

return myList； }

public static ArrayList withinHundred（） { //100以內(nèi)的加減練習(xí)題生成

for（int i=10；i<100；i++） {

for（int j=10；j<100；j++） {

if（i+j<=100） myList.add（i + " + " + j + " = "）；

if（i>=j） myList.add（i + " - " + j + " = "）； }} //減法練習(xí)題，控制被減數(shù)必須大于減數(shù)，避免出現(xiàn)負(fù)數(shù)

return myList； }

public static ArrayList multiplication（） { //乘法口訣練習(xí)題生成

for（int i=1；i<10；i++） {

for（int j=1；j<=i；j++） {

myList.add（j + " × " + i + " = "）；}}

return myList； }}

2.2 隨機(jī)選取50道練習(xí)題功能的實(shí)現(xiàn)

學(xué)生進(jìn)行練習(xí)時，綜合考慮低年級學(xué)生注意力及能力的特點(diǎn)，結(jié)合考核要求，一般每套練習(xí)題包含50道題目。實(shí)現(xiàn)從生成的所有題目數(shù)組中隨機(jī)地、不重復(fù)地抽取其中50道組成1套練習(xí)題，系統(tǒng)采用了HashSet對象及其只能存放不同的值的特性來實(shí)現(xiàn)。主要實(shí)現(xiàn)代碼如下：

public void randomSet（int min， int max， int n， HashSet set） {

if （n > （max - min + 1） || max < min） {

return； }

for （int i = 0； i < n； i++） {

// 調(diào)用Math.random（）方法

int num = （int） （Math.random（） * （max - min）） + min；

set.add（num）； } // 利用HashSet的不能存放相同內(nèi)容的特性，將不同的數(shù)存入HashSet中

int setSize = set.size（）； // 如果存入的數(shù)小于指定生成的個數(shù)，則調(diào)用遞歸再生成剩余個數(shù)的隨機(jī)數(shù)，如此循環(huán)，直到達(dá)到指定大小

if （setSize < n） {

randomSet（min， max， n - setSize， set）；}} // 遞歸

public int[] getArrayListSubscript（）{ //返回隨機(jī)50道題的數(shù)組

int subscript[]=new int[50]；

int i=0；

HashSet hs=new HashSet（）； //隨機(jī)數(shù)結(jié)果集

randomSet（0，100，50，hs）；

for（Integer s：hs）{

subscript[i]=s；

i++；}

return subscript；}

2.3 生成WORD文檔功能的實(shí)現(xiàn)

在Java Web程序開發(fā)中，MIME 協(xié)議指示 MIME 用戶代理如何顯示附加的文件[2]。我們可以修改MIME協(xié)議的擴(kuò)展Content-Disposition為attachment，當(dāng) Internet Explorer接收到請求后，它會激活文件下載對話框，以實(shí)現(xiàn)下載功能。

程序中，利用表格布局，將隨機(jī)生成的50道題進(jìn)行排版，對應(yīng)WORD文檔的一頁，顯示結(jié)果時設(shè)置MIME協(xié)議的擴(kuò)展Content-Disposition為attachment，達(dá)到下載附件的效果。關(guān)鍵實(shí)現(xiàn)代碼如下：

response.setHeader（"Content-disposition"，"attachment；filename=" + java.net.URLEncoder.encode（xm， "UTF-8"） + ".doc"）； //設(shè)置協(xié)議頭為attachment，文件名稱設(shè)置為Request對象獲取到的表單提交的值，文件類型為DOC

2.4系統(tǒng)運(yùn)行效果

參考文獻(xiàn)：

[1]賈志成，王云. JSP程序設(shè)計(jì)慕課版[M]. 北京：人民郵電出版社，2016：16.

[2]曾是土木人. header中Content-Disposition的作用[EB/OL]. http：//www.cnblogs.com/hongfei/archive/2012/06/12/2546758.html，2017.12.18