計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)模擬練習(xí)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)

劉立俊

（蘭州現(xiàn)代職業(yè)學(xué)院，甘肅蘭州，730300）

1 計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)模擬練習(xí)系統(tǒng)的需求分析

1.1 傳統(tǒng)教學(xué)模式存在的問(wèn)題

1.1.1 傳統(tǒng)教學(xué)對(duì)課堂缺少管控

計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)是一門(mén)實(shí)踐性極高的課程，學(xué)生需要經(jīng)過(guò)反復(fù)多次練習(xí)，方能熟練掌握相關(guān)的操作。而學(xué)生來(lái)自不同地區(qū)的不同學(xué)校，家庭環(huán)境也各不相同，所以他們的計(jì)算機(jī)水平參差不齊，最重要的是，對(duì)計(jì)算機(jī)學(xué)習(xí)的重視程度也不一樣。有部分學(xué)生認(rèn)為只要學(xué)好專業(yè)課程即可，辦公軟件對(duì)于未來(lái)個(gè)人的職業(yè)發(fā)展，其用處不大，在實(shí)踐操作階段不認(rèn)真練習(xí)。而教師需要指導(dǎo)整個(gè)班級(jí)的學(xué)生，可能無(wú)法顧及所有學(xué)生的練習(xí)情況，長(zhǎng)此以往，部分學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性、課堂的參與性和知識(shí)的掌握程度都會(huì)受到影響，不但影響期末的計(jì)算機(jī)考試，而且降低了通過(guò)國(guó)家計(jì)算機(jī)等級(jí)考試的可能性。

1.1.2 不能及時(shí)對(duì)操作結(jié)果做出反饋

每次教學(xué)時(shí)，教師首先會(huì)按照本節(jié)課的內(nèi)容進(jìn)行講解，對(duì)每一個(gè)知識(shí)點(diǎn)做出詳細(xì)的操作演示，雖然學(xué)生在聽(tīng)課時(shí)感覺(jué)已經(jīng)理解和掌握，但每位學(xué)生的理解和記憶能力不同，在自由操作練習(xí)時(shí)段，學(xué)生會(huì)出現(xiàn)各式各樣的問(wèn)題，在完成操作后，對(duì)自己的答題情況也不甚清楚。雖然練習(xí)時(shí)間教師會(huì)巡視課堂，并指導(dǎo)學(xué)生的錯(cuò)誤，學(xué)生也可舉手向教師尋求幫助，但相對(duì)全班學(xué)生畢竟分身乏術(shù)，因此有些同學(xué)對(duì)練習(xí)抱著敷衍了事的態(tài)度。有時(shí)任課教師會(huì)要求學(xué)生提交操作作業(yè)，并在課后對(duì)每位學(xué)生的作業(yè)進(jìn)行手動(dòng)批閱，這種方式不但增加了教師工作量，效率也非常低下。教師無(wú)法針對(duì)每位學(xué)生的錯(cuò)誤單獨(dú)輔導(dǎo)，只能在每節(jié)課開(kāi)始時(shí)對(duì)大多數(shù)相同或重點(diǎn)錯(cuò)誤進(jìn)行解答，而學(xué)生缺少重新練習(xí)的機(jī)會(huì)，將來(lái)仍可能重復(fù)以前的錯(cuò)誤。

1.2 自行開(kāi)發(fā)軟件的必要性

針對(duì)國(guó)家計(jì)算機(jī)等級(jí)考試，目前市場(chǎng)上有很多成熟的練習(xí)軟件可供選擇，大多數(shù)以計(jì)算機(jī)等級(jí)考試為目標(biāo)，主要用于考級(jí)前通過(guò)反復(fù)練習(xí)提高成績(jī)，很少有針對(duì)每個(gè)教學(xué)知識(shí)點(diǎn)做單獨(dú)的練習(xí)試題。自行開(kāi)發(fā)模擬練習(xí)系統(tǒng)可以根據(jù)學(xué)校的教材變化、教學(xué)大綱的設(shè)計(jì)、教學(xué)進(jìn)度的安排、教師和學(xué)生需求定制開(kāi)發(fā)，能在最大限度上滿足學(xué)校、教師和學(xué)生的個(gè)性化需求，每年可隨著計(jì)算機(jī)教學(xué)安排的變化更新題庫(kù)或升級(jí)系統(tǒng)。

市場(chǎng)上的練習(xí)軟件一般為商業(yè)軟件，需要學(xué)生付費(fèi)購(gòu)買(mǎi)，這對(duì)學(xué)生而言是一筆額外的支出。其次我校大多數(shù)學(xué)生沒(méi)有購(gòu)買(mǎi)計(jì)算機(jī)，只能依靠學(xué)校計(jì)算機(jī)室進(jìn)行練習(xí)，但學(xué)校計(jì)算機(jī)室是不允許自行安裝軟件的，即使購(gòu)買(mǎi)了軟件也無(wú)處運(yùn)行。既然學(xué)生無(wú)法通過(guò)購(gòu)買(mǎi)軟件的方式進(jìn)行練習(xí)，學(xué)校自行開(kāi)發(fā)一套計(jì)算機(jī)模擬練習(xí)系統(tǒng)則是非常必要的。

2 計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)模擬練習(xí)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

2.1 模擬練習(xí)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

系統(tǒng)以Windows 7以上操作系統(tǒng)為基礎(chǔ)，基于Visual Studio 2019開(kāi)發(fā)環(huán)境，采用.NET Framework框架和C#語(yǔ)言，開(kāi)發(fā)基于C/S架構(gòu)的應(yīng)用程序，數(shù)據(jù)庫(kù)采用MySQL Server 8.0。

2.2 模擬練習(xí)系統(tǒng)主要功能分析

模擬練習(xí)系統(tǒng)主要由兩部分組成，分別為教師管理程序和學(xué)生練習(xí)程序。

2.2.1 教師管理端程序的主要內(nèi)容

字典管理：有管理員權(quán)限的教師可對(duì)學(xué)期、教學(xué)章節(jié)、教學(xué)單元、任課教師進(jìn)行添加、修改、刪除等操作。任課教師可自行添加、修改、刪除班級(jí)和學(xué)生信息。

試題管理：試題管理是本系統(tǒng)的重要組成部分，只有具有管理員權(quán)限的教師方可進(jìn)行試題的新建，修改，刪除等操作。教師和學(xué)生僅可查詢已建立的題目并進(jìn)行練習(xí)。參照計(jì)算機(jī)等級(jí)考試一級(jí)（計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)及MS OFFICE應(yīng)用）的大綱要求，將題目管理劃分為Windows 7、Word、Excel、PowerPoint和Internet五個(gè)模塊分別開(kāi)發(fā)。

成績(jī)管理：教師可對(duì)自己上課班級(jí)的得分情況進(jìn)行查看和統(tǒng)計(jì)。

考試管理：準(zhǔn)備考試相關(guān)信息，包括考試類(lèi)別、考試題目、考試時(shí)間等；與學(xué)生端建立通信連接，獲取實(shí)時(shí)考試信息，最終匯總考試結(jié)果等。

2.2.2 學(xué)生練習(xí)端程序的主要內(nèi)容

練習(xí)模塊：學(xué)生可在本模塊自行選擇題目進(jìn)行練習(xí)，在練習(xí)結(jié)束后，系統(tǒng)會(huì)根據(jù)學(xué)生保存的文件，列出每一項(xiàng)操作考核點(diǎn)的得分情況，并將成績(jī)保存在數(shù)據(jù)庫(kù)中。

考試模塊：作為計(jì)算機(jī)等級(jí)考試的模擬練習(xí)系統(tǒng)，模塊的界面、操作習(xí)慣和考試要求均按全國(guó)計(jì)算機(jī)等級(jí)考試一級(jí)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)及MS OFFICE應(yīng)用考試要求設(shè)計(jì)。學(xué)生可自行模擬練習(xí)，亦可用于期中和期末測(cè)試。

2.3 模擬練習(xí)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)方面的設(shè)計(jì)

系統(tǒng)主要用于計(jì)算機(jī)教學(xué)輔助，所以設(shè)計(jì)里需要包含學(xué)期信息、任課教師的信息、教學(xué)章節(jié)信息、開(kāi)課班級(jí)和學(xué)生信息等。因?qū)W生機(jī)都安裝有還原系統(tǒng)，故學(xué)生的數(shù)據(jù)，包括成績(jī)、系統(tǒng)參數(shù)等都需要保存在數(shù)據(jù)庫(kù)中。所有試題都保存在試題列表數(shù)據(jù)表中，根據(jù)查詢條件返回對(duì)應(yīng)的試題。每道試題都有多項(xiàng)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，所以將每道試題的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)另保存為一張數(shù)據(jù)表，并與試題列表相關(guān)聯(lián)。

3 計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)模擬練習(xí)系統(tǒng)的實(shí)施

3.1 構(gòu)建數(shù)據(jù)庫(kù)

根據(jù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)理念和需求，模擬練習(xí)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)由以下幾部分組成：

學(xué)期（學(xué)期代號(hào)，學(xué)期名稱）；

教師（用戶名，密碼，是否管理員，是否啟用）；

班級(jí)（學(xué)期，教師，班級(jí)名稱）；

學(xué)生（用戶名，密碼，班級(jí)，姓名，是否啟用）；

試題（分類(lèi)，章節(jié)，考點(diǎn)，題目要求，題目素材，試題解析）；系統(tǒng)會(huì)根據(jù)試題分類(lèi)、章節(jié)、考點(diǎn)進(jìn)行查詢，返回符合條件的試題列表。

試題評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)（評(píng)分說(shuō)明，評(píng)分函數(shù)，評(píng)分函數(shù)參數(shù)，分值）；每道試題的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)為一個(gè)新的數(shù)據(jù)表，數(shù)據(jù)表名由試題的分類(lèi)、章節(jié)、考點(diǎn)和題目序號(hào)組成，在學(xué)生練習(xí)結(jié)束后，提交評(píng)分時(shí)，系統(tǒng)根據(jù)該試題對(duì)應(yīng)的信息，讀取對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)表。

自由練習(xí)成績(jī)（學(xué)生用戶名，試題序號(hào)，分值）；該數(shù)據(jù)表存放學(xué)生自由練習(xí)的成績(jī)，可重復(fù)提交。

成績(jī)（學(xué)生用戶名，平時(shí)成績(jī)，操作成績(jī)1，操作成績(jī)2…，期中，期末）。該數(shù)據(jù)表存放本學(xué)期學(xué)生的計(jì)算機(jī)成績(jī)。

3.2 題庫(kù)的設(shè)計(jì)

題庫(kù)是模擬練習(xí)系統(tǒng)的重要組成部分，教師應(yīng)根據(jù)計(jì)算機(jī)教學(xué)大綱，參考全國(guó)計(jì)算機(jī)等級(jí)考試一級(jí)考試大綱，進(jìn)而建設(shè)教學(xué)題庫(kù)。為了保證題目的有效性和正確性，需要管理員審核后再錄入。

3.2.1 題庫(kù)的分類(lèi)

教學(xué)題庫(kù)中的試題分為單項(xiàng)練習(xí)、綜合練習(xí)和考試題庫(kù)三類(lèi)。

單項(xiàng)練習(xí)：根據(jù)學(xué)校計(jì)算機(jī)的教學(xué)計(jì)劃制定教學(xué)單元。教師針對(duì)每個(gè)單元的知識(shí)點(diǎn)準(zhǔn)備多道練習(xí)試題，學(xué)生可參考試題解析重復(fù)練習(xí)。

綜合練習(xí)：綜合練習(xí)是對(duì)某一章節(jié)所有內(nèi)容的梳理。教師按照教學(xué)大綱的要求，參照計(jì)算機(jī)等級(jí)考試題目，準(zhǔn)備練習(xí)題目。

考試題庫(kù)：參照最近幾年的計(jì)算機(jī)等級(jí)考試真題進(jìn)行更新。一是作為期末考試的題庫(kù)，二是在計(jì)算機(jī)等級(jí)考試前，反復(fù)大量練習(xí)，提高考試的過(guò)關(guān)率。

3.2.2 題庫(kù)的創(chuàng)建

教師分析每個(gè)單元或每節(jié)課的學(xué)習(xí)內(nèi)容，根據(jù)練習(xí)內(nèi)容、重點(diǎn)難點(diǎn)和等級(jí)考試的考點(diǎn)，將準(zhǔn)備好的試題素材放置于文件夾內(nèi)，準(zhǔn)備好對(duì)應(yīng)的題目要求及得分說(shuō)明，按照題目要求完成正確操作，得到包含標(biāo)準(zhǔn)答案的文件或目錄(Windows模塊)。

管理員審核試題后，在系統(tǒng)中執(zhí)行“添加題目”的操作，按提示獲取試題素材和題目要求，打開(kāi)標(biāo)準(zhǔn)答案的文件或目錄。根據(jù)題目要求，讀取文件或目錄中對(duì)應(yīng)的設(shè)置值，輸入該步驟的說(shuō)明、判斷函數(shù)、判斷依據(jù)和當(dāng)前步驟的分值；重復(fù)該操作，將所有的題目要求一一完成，最后將試題和試題的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)分別保存在數(shù)據(jù)庫(kù)中。

3.3 自動(dòng)評(píng)分模塊的設(shè)計(jì)

自動(dòng)評(píng)分模塊是模擬練習(xí)系統(tǒng)的核心部分，其實(shí)創(chuàng)建題庫(kù)和自動(dòng)評(píng)分類(lèi)似，都是讀取文件的設(shè)置值，因此將讀取標(biāo)準(zhǔn)答案和自動(dòng)評(píng)分合成在一個(gè)模塊中。但自動(dòng)評(píng)分模塊更加復(fù)雜，因?qū)W生水平不同，操作完成情況不同，在設(shè)計(jì)評(píng)分條件時(shí)，就需要考慮學(xué)生提交的文件里出現(xiàn)的各種可能性，只有盡可能考慮全面，才能正確判斷學(xué)生的操作是否正確完成。例如試題要求刪除一個(gè)文件夾，創(chuàng)建題庫(kù)時(shí)只需要設(shè)置條件為同名文件夾不存在，但是在評(píng)分時(shí)，還需要考慮是不是學(xué)生沒(méi)有刪除文件夾，而是將文件夾重命名。因此自動(dòng)評(píng)分模塊的設(shè)計(jì)思路是正確評(píng)分的關(guān)鍵。

在整個(gè)系統(tǒng)中除自動(dòng)評(píng)分模塊外，其他模塊是通用的，如果將來(lái)計(jì)算機(jī)等級(jí)考試大綱發(fā)生變化，或計(jì)算機(jī)教材發(fā)生變化，那只需額外設(shè)計(jì)相應(yīng)的評(píng)分模塊，系統(tǒng)即可正常使用。

對(duì)應(yīng)計(jì)算機(jī)等級(jí)考試MS OFFICE一級(jí)的五個(gè)操作模塊，分別設(shè)計(jì)五個(gè)子模塊來(lái)一一處理。

Windows模塊:系統(tǒng)讀取考生文件夾內(nèi)的文件夾（文件），判斷文件夾（文件）是否存在、名稱或?qū)傩允欠裾_。

Word、Excel、PowerPoint模 塊：從 2007 Microsoft Office System開(kāi)始，Word、Excel和PowerPoint均采用了基于Open XML的文件格式。利用OXML文檔的結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)可對(duì)Word、Excel和PowerPoint文檔進(jìn)行讀取處理，如果正確完成某步操作，則文檔中有對(duì)應(yīng)的XML元素，因此可利用文檔中是否存在指定的XML元素來(lái)判斷操作是否正確完成。

學(xué)生在完成操作后，一定先將對(duì)應(yīng)的軟件關(guān)閉，系統(tǒng)會(huì)在考生文件夾內(nèi)尋找指定的文件，然后從數(shù)據(jù)庫(kù)中讀取出本道試題的評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)，讀取考生文件內(nèi)的XML元素并進(jìn)行真假判斷，循環(huán)判斷完所有的評(píng)分點(diǎn)，最后給學(xué)生展示出該題每項(xiàng)要求的得分，及時(shí)給學(xué)生反饋操作的完成情況。

Internet模塊：Internet部分主要考核兩個(gè)方面，一是網(wǎng)絡(luò)瀏覽器的使用，二是電子郵件的收發(fā)。根據(jù)計(jì)算機(jī)等級(jí)考試的操作習(xí)慣，構(gòu)建了兩個(gè)軟件的模擬操作界面。學(xué)生通過(guò)模擬界面進(jìn)行練習(xí)，操作完成后將結(jié)果保存至考生文件夾內(nèi)，系統(tǒng)根據(jù)結(jié)果給予評(píng)分。

4 模擬練習(xí)系統(tǒng)的成效

4.1 能夠有效提高學(xué)生自主探究學(xué)習(xí)的主動(dòng)性

利用系統(tǒng)的自動(dòng)評(píng)分功能，學(xué)生能清楚得到自己的答題情況，對(duì)于錯(cuò)誤點(diǎn)，可通過(guò)試題解析、詢問(wèn)教師或同學(xué)予以解答，然后再重新練習(xí)，不但增加了學(xué)生的記憶，也使效率大大提高，充分發(fā)揮了學(xué)生自主探究意識(shí)。學(xué)生通過(guò)反復(fù)練習(xí)取得進(jìn)步，真正體驗(yàn)到成功的喜悅，感受到學(xué)習(xí)的樂(lè)趣，也促使他們積極參與到教學(xué)活動(dòng)中來(lái)。

4.2 能夠有效增強(qiáng)教師管控教學(xué)

計(jì)算機(jī)教學(xué)的課程內(nèi)容多而授課時(shí)間短，教師需要在規(guī)定時(shí)間內(nèi)完成教學(xué)任務(wù)。在模擬練習(xí)系統(tǒng)的輔助下，教師可快速了解到每位學(xué)生每節(jié)課的作業(yè)提交情況、作業(yè)的正確率情況，把教師的精力從督促學(xué)生提交作業(yè)，批改作業(yè)中擺脫出來(lái)，使教師專注于提升授課的方式方法。通過(guò)系統(tǒng)反饋的學(xué)生的答題情況，可以在將來(lái)的教學(xué)中，對(duì)教學(xué)中的知識(shí)點(diǎn)、考試重點(diǎn)、易錯(cuò)題更加有針對(duì)性地予以講解，促進(jìn)教學(xué)效率的提高。

4.3 復(fù)習(xí)鞏固階段

復(fù)習(xí)是學(xué)習(xí)過(guò)程中的重要一環(huán),不僅使所學(xué)知識(shí)系統(tǒng)化,而且加強(qiáng)了對(duì)知識(shí)的理解、鞏固與提高。也可彌補(bǔ)知識(shí)的缺陷,使基本技能進(jìn)一步熟練。學(xué)生在完成本節(jié)課學(xué)習(xí)任務(wù)后，利用剩余時(shí)間，或在本學(xué)期復(fù)習(xí)時(shí)間段，自行在系統(tǒng)中完成已學(xué)知識(shí)的鞏固，自動(dòng)評(píng)分模塊能夠提供評(píng)分明細(xì)，幫助學(xué)生查漏補(bǔ)缺。