Java程序设计习题系统的设计与实现

    谯江松

    

    

    摘要：伴随着信息技术发展越来越快，各个层次的学校对课程的配套习题练习系统需求也逐渐迫切。一些学校通过配套的习题练习系统应用到了辅助教学和学生自主学习活动当中。这对提升学习效率以及教学效果发挥着重要的现实作用。为了充分满足教师教学改革以及学生学习实际需求，该文深入阐述了习题系统的需求以及整体设计，并且研究了Java程序设计习题系统的设计与实现。

    关键词：Java程序设计;习题系统;设计;实现

    中图分类号：TP311? ? ? 文献标识码：A

    文章编号：1009-3044（2021）18-0093-03

    开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

    在高校的计算机相关专业当中，Java语言程序为一种基础性质的科目。在这个科目当中，学生需要掌握的基础知识比较多，并且深入进行掌握和理解。教师在教学语言设计的过程中，不可避免的需要让学生进行较多的习题练习。不仅如此，习题练习也是学生深刻对相知识点进行全方位掌握的關键。其次，学生练习的效果也可以让教师对自身教学进度和教学内容及时调整，并且带来一定的参考。现阶段，在教学的过程当中，通常情况下，一些教师将自身准确的复习题在课堂当中发给学生，或者通过目前流行的社交软件，利用学生自主学习方法来更好地对知识点进行熟知。这类手段不但要教师投入比较多的精力来对课堂作业进行批阅，另外学生也不可以在这种状况当中实时对课堂习题进行练习。除此之外，传统教学手段以及课后习题在应用的过程中，教师对学生的学习状况进行评估是通过在课堂当中进行提问以及课堂之外进行抽查的手段来完成的。这类传统教学模式以及评价方法含有较大的局限性。它主要体现了学生课堂较为单一的学习手段。教师一般不能全方位的了解学生对课程学习的状况，并且在对课程进行教学的时候还有比较大的不足之处。在Java程序基础上进行设计的习题系统能够收到比较理想的教学效果。为了更好地对教师教学改革和学生的基本需求进行满足，此次研究深入研究了习题系统基本需求和整体的设计，另外对如何设计和实现Java程序设计习题系统进行深入研究。

    1习题系统需求方面的分析

    在设计习题系统的过程中，选取了离线系统配套有关软件。它主要的功能是让学生在缺乏网络的情况下能够对习题进行实时的练习。在系统当中，学生、教师是应用的主要群体。它需要对下面几个方面的功能进行实现，其存在为：

    第一，系统登录。对登录的系统进行输入。除此之外，还需要对系统登录进行验证。

    第二，对全部习题知识点进行管理的功能。按照课程的基本要求以及教材有关知识点来有效搜集实体。教师在系统当中可以完成试题库的修改、添加、删除。

    第三，习题的练习功能。学生能够自主的练习课程的各个知识内容。不仅如此，它可以根据练习题的总数来对抽取手段进行制定，然后通过习题的形式来练习课程的知识点。

    第四，习题答案的验证功能。在对习题系统进行设计的时候，要存在习题答案验证功能。它能够实时地对知识点进行联系，对答案是不是准确进行查看。

    第五，对信息进行统计的功能。按照学生的练习状况可以对完成状况进行简单统计和分析。教师能够按照学习系统状况来进行反馈和跟踪。

    人们从教师、学生两个方面来分析，在系统对有关功能完成之后需要详细的分析基本需求，按照各功能模块的基本需求来对软件进行全方位设计，并且完成测试系统的各个作用。

    2习题系统的整体设计

    在设计系统的时候，首先要整体进行分析，其实可行性和基本需求进行研究的基础，并且对相关设计进行简单的讲述。按照在分析基本需求的情况下所得到的相关结论。此次设计的系统为一种离线练习习题的系统。它的功能是辅助练习课堂所传授的知识点。不仅如此，整体的系统设计主要作用为让有关知识点根据规范化、系统化基本要求的结合到一起。通过数形的结构手段来划分章节，另外将其在同一模型当中进行统一总结，让分散的知识点有效结合起来，提升其相互之间的联系。这将大大有利于学生对知识点进行集中的学习，教师统一对其进行有效管理。

    从软件使用方面着手，要设计健全的软件就需要完全根据从易到难的基本思想。所以，在系统设计的时候，不能应用C/S软件来对系统进行设计，而是使用了单机版的应用系统。在设计的时候，系统要遵循下面几个方面，分别为：第一，实现和设计系统的基本功能、前台界面。在对系统基本功能、前台界面进行设计的过程当中，主要分析角度为用户群体。利用Java以及功能文件来提供给学生功能比较多的软件以及功能性的控制器件。在设计后台的数据库文件的过程中，其实设计应用程序的核心。它和软件系统前台功能存在比较大的关系。在设计过程当中，只有通过专业教师才可以封装、修改系统题库文件。当使用的教材出现变化的内容情况下，教师要及时对题库当中的内容进行更新。数据库文件的设计为整个软件系统的关键环节。软件系统的视图设计比较简便，并且更加便于实现。

    在对系统进行设计过程中，数据库文件为重点设计的内容。根据通用性、扩展性大特征，更加便于用户对基本要求、原则进行应用，实现系统的题目数据文件。这类设计更加便于教师来对软件题目进行管理，不需要对数据库进行特意配置。当教师对题目进行更新之后，需要把题目的文件传递到学生手中才能够升级习题库。按照系统设计的大体要求。章节、题型、科目以及答案等方面的内容为题库数据结构。题型、章节、实体、科目存在着一对多方面的联系。各个方面有着两种或者更多特性。它们使用在了不同描述实体特点和实体之间。按照上述分析，并且参考数据建模技术有关基本要求来对系统的模型图进行制作，如图1显示。

    在习题当中，题干、答案、图片等相关信息都应用随机的文件来保存。通过JavaIO数据流来完成数据的读、写等方面的命令，进而不要有关数据的大力支持。

    3习题系统的实现

    在这个所设计的系统内，使用Java语言来完成之后，数据库文件的读、写、编写代码的功能。它能夠在下面几个方面来对系统有关功能进行完成。

    3.1前台功能方面的实现

    对于前台功能来说，它主要完成的命令是选取习题的练习方法、登录系统和操作习题等。利用对四类视图进行编制来完成前台功能。首先，第1类视图实现了系统登录的检验等。第2类视图对各类题型完成了设计和编码。第3类视图利用在系统当中各类图片和文件的调用来完成练习题、软件显示的基本功能。第4章视图主要完成的功能为习题练习手段、统计、辅助。利用这些视图相互间进行调用来不断健全各项功能。除此之外，能够让软件的前台界面存在个性化，让系统存在最优的图形用户接口。

    当系统完成设计的时候，首先需要对登录系统进行验证，准确输入密码和账号之后，就会进入练习界面。在界面内，它含有四个区域，分别含有树状题目、习题详细信息、习题图片、确定、验证和统计习题答案。

    3.2后台数据库文件实现

    后台数据库使用数据文件来对各项功能来实现。通过题目的数据记录手段，能够写入、封装。它主要利用以下步骤来完成。

    首先，实现4种题库文件模块。按照不一样的提醒来编写File文件，最终实现构建4种提醒以及读写的功能。4种文件所完成的基本功能一样，建立4中对象应用在了文件、数据上来操作。

    因为不一样题型，各种习题答案的表现方法也不同。定义判断题、选择题是通过调用2个Object对象。.getContents（）.trim（）主要的功能是带来答案选项，接着来给用户进行选择。在定义判断题的时候，是通过2个String字符串变量来完成判断赋值的功能。

    其次，题库的选择和练习的方法来选取。在完成4类题型模块前提下，建立TestPaper、GiveTestPaper的应用，在得到系统题库的基本信息和各类题库数量、索引的时候，再进行下一步的操作。使用OrderGiveProblem、RamdomGiveProblem文件来完成对题库随机生成以及顺序的跳动，接着利用不一样的手段来对功能进行选择。

    再次，实现公共功能模块以及统计、判断答题的模块。在统计答题功能当中，其为系统的一个重要功能。通过compare（）的方法来判断学生的答题状况，接着总结系统总数和结果来进行计算，最终得到答案准确情况。除此之外，在系统内，别的功能模块的实现需要一些变量、公共字符数。所以，建立公共Problem来对变量进行统一定义，接着其他重复定义避免发生冗余代码。如表1显示为程序的公共字段表。

    在Java程序基础上所设计的系统大体完成了基本功能，接下来按照软件测试要求、手段来对系统性能、功能进行测试。

    4习题软件系统的测试分析

    首先，对系统当中各类功能进行验证。它存在着练习手段选取、题型选择、系统登记、答案的验证以及确定、答案的记录和统计等功能来完成。在对程序进行测试的时候，如果不能将答案显示在文本框的情况下，系统就会发生响应的消息来显示到对话框内。在对各类交互界面、功能进行测试的时候，最小化、最大化窗口都能够完成预期结果。界面输入操作也无异常。除此之外，数据文件在读、写操作上也不存在异常情况。在测试状况当中，出现问题为操作逻辑不科学，当对右上角的按钮进行管壁的时候，不存在任何反应就对习题练习界面进行退出。除此之外，缺乏请求帮助、习题收藏等能力。这些需要在今后研究过程中不断地健全。

    在测试系统的性能时候，利用在配置不一样电脑当中安装软件，对软件响应速度、兼容性进行测试。在Window7、WindowXP、Window10等不一样操作平台内进行运行。它的内容将提高了300兆，CPU运行速度提升了10%，不存在运行阻碍。在练习习题的过程中，1秒当中就可以对答案进行选择，并且及时进行验证，其大体能够实现预期目标。但是，因为系统内应用了文件流办法来交互数据，进而题目更新起来不快，并且存在比较大的读写文件的数据流。

    5 结束语

    人们从上面的分析过程当中能够了解，利用系统需求方恩熙、整体的设计、具体的实现和系统测试等方面的开发。在Java程序的前提下习题系统各种功能都可以完成。除此之外，能够在实际当中给学生带来便利。教师可以按照课程教学目的、课程习题数量和结构，利用实际应用，其大体能够满足日常练习习题的需求，完成理想的效果。但是，受到各类条件的影响，系统整体性能还需要进一步的健全，例如在难点习题、重点内容收藏方面、自动进行计分的功能、典型习题解析能力等。在今后的研究过程中，还需要深入地进行研究和健全。

    参考文献：

    [1] 田晓辉.数据结构习题系统的设计与实现[J].信息与电脑（理论版），2018（24）：82-84.

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    【通联编辑：光文玲】