Flask下的計算機公共課智能題庫設計
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摘要：本智能題庫系統(tǒng)是面向計算機公共課的日常教學工作的，根據(jù)計算機系列公共課程的特點與用戶需求，將日常教學工作中學生考勤、作業(yè)納入系統(tǒng)管理中，全面記載日常教學工作中的各種考核分數(shù)，以便于期末教學總結(jié)時進行統(tǒng)計計算。系統(tǒng)是基于Python的flask微框架和MySQL開發(fā)的，實際使用中提升了教學質(zhì)量及教學工作者的工作效率。
實際教學中，大多數(shù)計算機公共系列課程的教師選擇考勤、作業(yè)、實驗來構(gòu)成平時成績的組成部分。公共計算機系列課程開課班級眾多，課程內(nèi)容操作性很強，因而在公共計算機系列課程教學中平時成績考核工作存在如下的問題：1）教師工作重心與考核數(shù)據(jù)的關(guān)系教師的工作重心是教學，是知識的傳承與思維方式的啟迪。通過對學生的成績考核可以很好地發(fā)現(xiàn)教學工作中的問題和不足，但是占據(jù)教師時間和精力比重最大的工作，應該是“本源性教學工作”而非“學生成績考核”。目前我校公共計算機系列課程的課堂考勤采用的是教師或者班級學習委員人工點名，由教師人工進行記載。學生們在學習過程中的課堂上操作性實驗作業(yè)均由教師在課堂上人工評閱，耗時耗力。而對于布置的課后的操作性實驗作業(yè)，很多學生是復制其他同學的作業(yè)以敷衍老師。2）教學的本源與形式之間的關(guān)系本科教學的“工作留痕”是“第三方”進行“事后監(jiān)督”的基礎，這就意味著高校教師需要在“本源性教學工作”和“留痕工作”之間尋求平衡。由于開課班級較多，每學期期末公共計算機系列課程的教師們都要花費大量時間去計算班級學生的各項平時成績，制作紙質(zhì)的教學檔案材料，花費了大量的人力物力去實現(xiàn)教學的留痕工作，對教師的精力造成了很大的浪費。
1需求分析
本智能題庫系統(tǒng)是面向計算機公共課的日常教學工作的，將日常教學工作中學生考勤、平時作業(yè)納入系統(tǒng)管理中，全面記載平時各種考核分數(shù)以便于期末教學總結(jié)時進行統(tǒng)計計算。智能題庫系統(tǒng)主要包含5個部分的功能模塊，分別是考勤管理模塊、題庫及自動評閱管理模塊、試卷管理模塊、成績分析管理模塊和教學檔案管理模塊。其各模塊具體功能如下：1）考勤管理模塊包含班級管理，主要是用于設置教師在課堂上指定時間內(nèi)簽到、簽到次數(shù)統(tǒng)計及考勤分數(shù)轉(zhuǎn)換。2）題庫管理模塊包括各種類型題目的錄入（含手動和批量上傳）和自動評閱，課程科目的修改以及知識點的增刪操作。3）試卷管理模塊分為人工組卷和計算機自動抽題組卷兩部分，其中日常作業(yè)被視為小測試的試卷對待，題目分數(shù)可以自由組合，由教師自由設定。4）成績分析管理模塊包含考勤、作業(yè)、考試分數(shù)統(tǒng)計以及試卷難度系數(shù)、班級成績分析等。5）教學檔案模塊主要用于生成從班級課程表到最終成績分析等等所有留痕工作文檔。
2系統(tǒng)設計
本智能題庫是基于Flask和MySQL數(shù)據(jù)庫開發(fā)實現(xiàn)的。Flask是一個用Python語言編寫的Web微框架，其設計簡潔，能夠使用第三方庫來實現(xiàn)自己想要的功能，而且很多第三方庫還可以定制與裁減，方便于快速開發(fā)各種Web應用。系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)如圖1所示。
2.1考勤記載模塊
考勤記載模塊包含了班級管理以及考勤設置操作。教師將自己任課的班級學生名單導入系統(tǒng)，設置上課考勤的時間，并為每次考勤設置分數(shù)，讓學生在規(guī)定時間內(nèi)登錄賬號進行考勤記載。為了方便管理，將考勤設置成為一道特殊的判斷題要求學生選擇是否來標記得分。
2.2題庫管理模塊
題庫管理模塊中的重點在于批量導入各種題目，教師下載由系統(tǒng)提供的Excel類型的題目模板，將相關(guān)題目按照模板要求錄入Excel表格中，再由Flask使用Pythonpandas數(shù)據(jù)分析包將題目數(shù)據(jù)寫入MySQL，批量錄入界面如圖2所示。同樣也可以使用pandas對題目進行批量修改。
2.3組卷管理模塊
組卷管理模塊主要包括人工組卷、自動組卷和試卷評閱三種操作。系統(tǒng)在Flask的Models.py文件中創(chuàng)建PaperForm類用來實現(xiàn)自動組卷，類中包含課程名稱、題型、題型數(shù)量及分值，教師選擇好相關(guān)數(shù)據(jù)后，系統(tǒng)自動在題庫中抽取該課程的題目進行組合生成試卷，并同時生成相關(guān)的閱卷參數(shù)文件，以便在完成試題后進行判分，自動組卷界面如圖3所示。
2.4成績分析模塊
在該成績分析模塊中將日常作業(yè)及考試的分數(shù)文件，用pyecharts繪制，并渲染到前端。首先，構(gòu)建學號姓名列表和章節(jié)作業(yè)考試分數(shù)列表，如果在搜索的范圍內(nèi)，則顯示，如果不在，則返回“無此人”這類信息。將各個參數(shù)，用pandas都設置好，再用pyecharts繪制表格即可。這里可以將業(yè)務，分為數(shù)據(jù)處理，和生成前端html列表兩大類，分別專注于數(shù)據(jù)生成和繪制。
2.5教學文檔模塊
在教學文檔管理模塊中，系統(tǒng)使用Python的xlwt庫來輸出Excel文件，xlwt中封裝了很多常用操作，其中設置單元格樣式主要是通過XFStyle這個類來完成的。系統(tǒng)將MySQL中的相關(guān)數(shù)據(jù)通過xlwt按照事先約定好的格式寫入到Excel文件中，最終輸出打印，成為需要留痕的教學文檔。
3結(jié)束語
本智能題庫系統(tǒng)目前應用于計算機公共課的日常教學工作中，絕大多數(shù)功能均已實現(xiàn)。但是對于Office操作題的自動評閱還需要進一步的完善，在評閱中遇到比較復雜的評閱要求會出現(xiàn)差錯，需要進行優(yōu)化。
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作者：任丹 單位：湖北文理學院