基于MySQL數(shù)據(jù)庫的工程水力學(xué)試題庫系統(tǒng)的開發(fā)探索

李永業(yè) 張雪蘭

摘要：為了便于數(shù)據(jù)集中管理，改進(jìn)工程水力學(xué)這門學(xué)科的教學(xué)質(zhì)量，節(jié)約教師以及學(xué)生的時(shí)間成本，本文對(duì)于工程水力學(xué)試題庫進(jìn)行了基于MySQL數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的開發(fā)。研究過程中，采用Navicat for MySQL為數(shù)據(jù)庫平臺(tái)，以java為語言編寫，用SQL語句完成試題信息的添加、刪減、更改、檢索的操作，用JDBC驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)Java前臺(tái)與MySQL后臺(tái)數(shù)據(jù)庫的連接。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)通過試題id、名稱得出試題，根據(jù)參考答案得出成績。通過設(shè)置管理員身份的權(quán)限，來達(dá)到維護(hù)和系統(tǒng)登錄的作用。試題庫的維護(hù)與備份，使得數(shù)據(jù)更加完整，降低了丟失的風(fēng)險(xiǎn)，為教師的教學(xué)環(huán)節(jié)以及學(xué)生熟練掌握知識(shí)提供了極大的便利性和安全性。

關(guān)鍵詞：系統(tǒng)開發(fā)；MySQL；工程水力學(xué)；試題庫

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2019）26-0133-03

隨著計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的發(fā)展與應(yīng)用，越來越多的高校把教學(xué)手段和計(jì)算機(jī)系統(tǒng)聯(lián)系起來，基于計(jì)算機(jī)的題庫試題系統(tǒng)漸漸應(yīng)用到了各大高校?！豆こ趟W(xué)》是一門綜合性較強(qiáng)的關(guān)于流體力學(xué)的專業(yè)參考書，是水利專業(yè)、土木專業(yè)等教學(xué)培養(yǎng)方式中必不可少的一門基礎(chǔ)課。在《工程水力學(xué)》授課過程中，學(xué)生需要練習(xí)相關(guān)習(xí)題，鞏固薄弱環(huán)節(jié)知識(shí)，教師需要通過考試來考查學(xué)生對(duì)于知識(shí)掌握的熟練程度，以便于及時(shí)修改教學(xué)方向，使學(xué)生們更好地應(yīng)用知識(shí)。傳統(tǒng)教學(xué)中的工程水力學(xué)試題練習(xí)過程中，過程煩瑣，需要經(jīng)歷教師篩選試題，課堂布置試題，學(xué)生練習(xí)試題，教師回收、審閱試題的過程。教師往往會(huì)將較多的精力與時(shí)間浪費(fèi)在諸多環(huán)節(jié)處，不能全身心地投入到教學(xué)之中。因此，急切地需要建立起教考分離制度。

在國內(nèi)外，尤其是歐洲的一些國家，有著先進(jìn)的電子化教育系統(tǒng)。歐洲不同的國家，形成了獨(dú)有的試題庫管理系統(tǒng)。但在國內(nèi)，還沒有進(jìn)行普及，大部分的方式還是紙質(zhì)和原始的電子儲(chǔ)存基礎(chǔ)。目前我國部分高校也逐漸開始著重于教學(xué)方面的系統(tǒng)開發(fā)，如西安交通大學(xué)數(shù)學(xué)系開發(fā)的課程交互系統(tǒng)，山西財(cái)經(jīng)大學(xué)經(jīng)管學(xué)院開發(fā)應(yīng)用的模擬管理系統(tǒng)等，不僅很大程度地提升了學(xué)生上課期間的積極性，而且使得學(xué)生更加深刻地學(xué)習(xí)、理解了抽象的知識(shí)。

目前對(duì)于工程水力學(xué)試題庫的系統(tǒng)開發(fā)還鮮有涉獵?！豆こ趟W(xué)》課程試題庫的開發(fā)，能夠集中一部分的工程水力學(xué)試題，具有數(shù)據(jù)集中管理的優(yōu)勢。在現(xiàn)代的教學(xué)發(fā)展中，不僅提高了老師的搜索習(xí)題效率，而且節(jié)約了很多時(shí)間的成本，實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的集中化，提高了上課的效率。試題庫的使用，對(duì)改進(jìn)教學(xué)質(zhì)量與方法起到了很大的作用，很大程度上節(jié)約了教學(xué)環(huán)節(jié)的時(shí)間，使得各種試題統(tǒng)一化管理，提高了很多的效率，對(duì)提高高校的教學(xué)與數(shù)字化教育有很積極的促進(jìn)作用。實(shí)行教考分離，能夠使教師自覺地按照課程教學(xué)大綱和基本要求組織教學(xué)，注重教學(xué)研究，改進(jìn)教學(xué)方法，求得好的教學(xué)效果[1]。通過初步建立試題庫，實(shí)施教考分離，也發(fā)現(xiàn)了教學(xué)中存在的薄弱環(huán)節(jié)，需要督促教師改進(jìn)教學(xué)方法，注意激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，引導(dǎo)學(xué)生主動(dòng)學(xué)習(xí)和思考，做好教學(xué)環(huán)節(jié)中的每一步，以提高教學(xué)質(zhì)量[2]。

一、系統(tǒng)介紹

（一）系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

該工程水力學(xué)習(xí)題系統(tǒng)主要體現(xiàn)了數(shù)據(jù)集中和老師的后期成績統(tǒng)計(jì)功能。具體功能有：（1）管理員的登錄；（2）不同學(xué)生信息的登錄；（3）學(xué)生進(jìn)入該試題庫系統(tǒng)進(jìn)行選題操作；（4）待作答結(jié)束后，由老師完成記錄成績。

（二）系統(tǒng)分析

試題庫的建設(shè)是實(shí)現(xiàn)教考分離、客觀評(píng)價(jià)教學(xué)效果、提高教學(xué)質(zhì)量的有效方式[3]。工程水力學(xué)試題庫系統(tǒng)，可用于學(xué)校、科研院所的試題資料的整理、檢索、更新與修復(fù)，操作便捷簡單、軟件界面美觀清爽。JDBC驅(qū)動(dòng)來實(shí)現(xiàn)Java前臺(tái)與MySQL后臺(tái)和Java前臺(tái)數(shù)據(jù)庫之間的連接。Java語言具有跨平臺(tái)性強(qiáng)的優(yōu)點(diǎn)，可以應(yīng)用于windows、linux、ubuntu等系統(tǒng)中，便捷簡明，安全性強(qiáng)。MySQL數(shù)據(jù)庫高效安全，二者可以相輔相成，互為一體。本系統(tǒng)根據(jù)數(shù)據(jù)特征組合不同程序，處理各種數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)問題[4]，例如通過試題id、名稱得出試題，根據(jù)參考答案得出成績。通過設(shè)置管理員身份，登錄系統(tǒng)以及進(jìn)行操作，極大地提供了便利性和安全性。

二、數(shù)據(jù)庫模塊設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

數(shù)據(jù)庫是工程水力學(xué)作業(yè)和試題庫系統(tǒng)的基礎(chǔ)與中心，一個(gè)好的數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)，可以大大地優(yōu)化系統(tǒng)的功能。

（一）用面向?qū)ο蟮姆椒ㄔO(shè)計(jì)

軟件工程中，需求性分析指的是建立一個(gè)新的或改變一個(gè)現(xiàn)存的電腦系統(tǒng)時(shí)，描寫新系統(tǒng)的目的、功能所要做的工作。在軟件工程操作中，描寫新需求或目標(biāo)的工作便是需求性分析，明確軟件需要滿足的功能往往需要準(zhǔn)確地完成需求性分析。

在本系統(tǒng)之中，用戶通過注冊(cè)后，就可以將自己編寫的或者歷年來需要的試題錄入系統(tǒng)之中，且能夠查詢錄入的試題，并且對(duì)試題進(jìn)行一系列的操作，包括修改、刪除、動(dòng)態(tài)維護(hù)等功能。完成數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)功能的需求性分析后，該系統(tǒng)需包含以下信息：（1）工程水力學(xué)題庫：便于試題存儲(chǔ)和習(xí)題維護(hù)的工程的工程水力學(xué)試題庫。（2）便于儲(chǔ)存教師用戶以及學(xué)生相關(guān)信息和身份方面驗(yàn)證的用戶信息列表。

在完成功能需求性分析的基礎(chǔ)上，可以用包含對(duì)象類的對(duì)象圖來表示相關(guān)模型。

（二）圖像模型向數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)化

基于對(duì)象模型的數(shù)據(jù)庫可以大致分為兩個(gè)階段：（1）邏輯方面的設(shè)計(jì)和物理方面的設(shè)計(jì)，在邏輯方面的設(shè)計(jì)主要是描述實(shí)體的劃分和一些不同實(shí)體之間的關(guān)系，這期間，并不生成具體的表的結(jié)構(gòu)。在數(shù)據(jù)庫具體的相關(guān)管理系統(tǒng)，設(shè)計(jì)階段便需注重視圖及表的某些定義。（2）完成數(shù)據(jù)庫邏輯設(shè)計(jì)工作需要以下步驟：對(duì)象相互關(guān)系的剖析、對(duì)象成員構(gòu)成的定義、明確對(duì)象模型屬性信息以及創(chuàng)建相互關(guān)系。

在工程水力學(xué)試題庫系統(tǒng)中將對(duì)象數(shù)據(jù)模型映射為表，可用以下幾個(gè)步驟來實(shí)施：（1）將單個(gè)對(duì)象映射為表：表名是對(duì)象名映射，表的屬性便是對(duì)象屬性映射。（2）處理對(duì)象的關(guān)系建立：用戶與試題之間是一對(duì)多的關(guān)系，即一個(gè)用戶可以發(fā)布多個(gè)試題，一個(gè)試題只屬于一個(gè)發(fā)布者。一對(duì)多的關(guān)系不用專門用一個(gè)關(guān)系表示聯(lián)系，將一方關(guān)系的主鍵納入到多方關(guān)系中作為外鍵。（3）映射后數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)如圖1所示：

三、備份與恢復(fù)

信息安全的重要性隨著科學(xué)技術(shù)的高速發(fā)展顯露出不可替代的重要地位。

一般在未提前進(jìn)行數(shù)據(jù)備份操作的情況下，一旦產(chǎn)生不可抗拒的因素，諸如傳輸數(shù)據(jù)中斷、軟件發(fā)生故障、硬盤崩潰之類的，都會(huì)給數(shù)據(jù)庫相關(guān)數(shù)據(jù)造成較大損失。為了減少上述損失，數(shù)據(jù)庫的備份與恢復(fù)便應(yīng)運(yùn)而生。備份的內(nèi)容為備份時(shí)的所有數(shù)據(jù)以及能將數(shù)據(jù)庫基于這些數(shù)據(jù)恢復(fù)到備份結(jié)束時(shí)一致狀態(tài)的事務(wù)日志[5]，便于保證軟件系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的完整性。

備份習(xí)題庫的步驟：（1）從數(shù)據(jù)庫客戶端中選擇需要備份的可靠數(shù)據(jù)，用鼠標(biāo)右鍵單擊，在彈出的快捷鍵中選擇“轉(zhuǎn)儲(chǔ)sql文件—結(jié)構(gòu)和數(shù)據(jù)”如圖2所示。（2）選擇保存路徑，填寫文件名，點(diǎn)擊保存。上述為數(shù)據(jù)庫的備份。對(duì)數(shù)據(jù)庫做好備份，可以免除許多不必要的麻煩，有助于方便地使用數(shù)據(jù)庫。

四、題庫的動(dòng)態(tài)維護(hù)

（一）試題庫瀏覽

用戶通過習(xí)題庫瀏覽功能查看系統(tǒng)中錄入的試題。

已經(jīng)錄入系統(tǒng)中的試題，顯示在窗體中的表格中，一次顯示10條，多于10條通過翻頁控件翻頁顯示。可以通過填寫試題名稱和試題內(nèi)容的方式進(jìn)行查詢，查詢?yōu)槟：樵儭?/p>

（二）試題庫維護(hù)

數(shù)據(jù)庫管理和維護(hù)是為了保證業(yè)務(wù)系統(tǒng)的穩(wěn)定、高效運(yùn)行，而對(duì)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)進(jìn)行全面、周密的可用性、可靠性、可擴(kuò)展性等方面的措施，以保證數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的穩(wěn)定、高效運(yùn)行[6]。在維護(hù)過程中，需要擁有管理員權(quán)限的用戶向系統(tǒng)錄入試題，增減、修正已錄入的試題以及該條數(shù)據(jù)的詳細(xì)內(nèi)容。管理員根據(jù)需要自行給出試題的屬性、參數(shù)、取值條件，試題庫根據(jù)管理員的給定條件搜索符合要求的試題集合并實(shí)時(shí)呈現(xiàn)給管理員[7]。

錄入試題：單擊試題錄入按鈕，便會(huì)彈出錄入試題窗口，編寫試題數(shù)據(jù)后，單擊保存按鈕，完成錄入試題操作。

修改試題：鼠標(biāo)單擊選擇試題列表中的一條習(xí)題，可以選中該試題。選中后，點(diǎn)擊修改按鈕，系統(tǒng)彈出修改試題窗體，系統(tǒng)通過讀取選中試題的主鍵，從數(shù)據(jù)庫查詢到該條試題，將試題內(nèi)容反顯在修改窗體中，修改完成后點(diǎn)擊保存按鈕，將修改信息保存到數(shù)據(jù)庫。

刪除試題：選中即將刪除的試題，點(diǎn)擊刪除按鈕，為防止產(chǎn)生誤刪情況，減少不必要的損失，系統(tǒng)會(huì)彈出窗口確認(rèn)是否刪除，確認(rèn)后，該條試題將會(huì)從數(shù)據(jù)庫刪除。

查看試題內(nèi)容：選擇試題后，點(diǎn)擊查看按鈕，系統(tǒng)彈出詳情窗體，系統(tǒng)通過讀取選中試題的主鍵，從數(shù)據(jù)庫查詢到該條試題，將試題內(nèi)容反顯在詳情窗體中。

五、結(jié)語

試題庫采用Navicat for MySQL為數(shù)據(jù)庫平臺(tái)，以java為語言編寫，用SQL語句完成試題信息的添加、增減、更改、檢索的操作，MySQL后臺(tái)與Java前臺(tái)之間數(shù)據(jù)庫的連接由JDBC驅(qū)動(dòng)實(shí)現(xiàn)。最終實(shí)現(xiàn)了管理員登陸系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)庫的維護(hù)與備份，并且通過檢索將符合條件的試題集成該次練習(xí)或考試。本系統(tǒng)在一定程度上緩解了教師在授課過程中習(xí)題管理、考試測驗(yàn)的壓力，節(jié)省了教學(xué)習(xí)題測驗(yàn)環(huán)節(jié)的時(shí)間，能夠及時(shí)收到學(xué)生在測驗(yàn)過程中學(xué)習(xí)狀態(tài)的反饋，并即時(shí)調(diào)整教學(xué)方案，使學(xué)生對(duì)課本知識(shí)融會(huì)貫通。同時(shí)，學(xué)生也能利用試題庫進(jìn)行自我測驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)了無紙化學(xué)習(xí)，不限地點(diǎn)，不限時(shí)間，還能透徹理解知識(shí)點(diǎn)。

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