基于Flask的计算机公共课智能题库设计

2021-07-20任丹

网络安全技术与应用 2021年6期

关键词：题库考勤题目

◆任丹

（湖北文理学院湖北 441053）

实际教学中，大多数计算机公共系列课程的教师选择考勤、作业、实验来构成平时成绩的组成部分。公共计算机系列课程开课班级众多，课程内容操作性很强，因而在公共计算机系列课程教学中平时成绩考核工作存在如下的问题：

1）教师工作重心与考核数据的关系

教师的工作重心是教学，是知识的传承与思维方式的启迪。通过对学生的成绩考核可以很好地发现教学工作中的问题和不足，但是占据教师时间和精力比重最大的工作，应该是“本源性教学工作”而非“学生成绩考核”。

目前我校公共计算机系列课程的课堂考勤采用的是教师或者班级学习委员人工点名，由教师人工进行记载。学生们在学习过程中的课堂上操作性实验作业均由教师在课堂上人工评阅，耗时耗力。而对于布置的课后的操作性实验作业，很多学生是复制其他同学的作业以敷衍老师。

2）教学的本源与形式之间的关系

本科教学的“工作留痕”是“第三方”进行“事后监督”的基础，这就意味着高校教师需要在“本源性教学工作”和“留痕工作”之间寻求平衡。

由于开课班级较多，每学期期末公共计算机系列课程的教师们都要花费大量时间去计算班级学生的各项平时成绩，制作纸质的教学档案材料，花费了大量的人力物力去实现教学的留痕工作，对教师的精力造成了很大的浪费。

1 需求分析

本智能题库系统是面向计算机公共课的日常教学工作的，将日常教学工作中学生考勤、平时作业纳入系统管理中，全面记载平时各种考核分数以便于期末教学总结时进行统计计算。智能题库系统主要包含5 个部分的功能模块，分别是考勤管理模块、题库及自动评阅管理模块、试卷管理模块、成绩分析管理模块和教学档案管理模块。其各模块具体功能如下：

1）考勤管理模块包含班级管理，主要是用于设置教师在课堂上指定时间内签到、签到次数统计及考勤分数转换。

2）题库管理模块包括各种类型题目的录入（含手动和批量上传）和自动评阅，课程科目的修改以及知识点的增删操作。

3）试卷管理模块分为人工组卷和计算机自动抽题组卷两部分，其中日常作业被视为小测试的试卷对待，题目分数可以自由组合，由教师自由设定。

4）成绩分析管理模块包含考勤、作业、考试分数统计以及试卷难度系数、班级成绩分析等。

5）教学档案模块主要用于生成从班级课程表到最终成绩分析等等所有留痕工作文档。

2 系统设计

本智能题库是基于Flask 和MySQL 数据库开发实现的。Flask 是一个用 Python 语言编写的 Web 微框架，其设计简洁，能够使用第三方库来实现自己想要的功能，而且很多第三方库还可以定制与裁减，方便于快速开发各种Web 应用。系统功能结构如图1所示。

图1 系统功能结构

2.1 考勤记载模块

考勤记载模块包含了班级管理以及考勤设置操作。教师将自己任课的班级学生名单导入系统，设置上课考勤的时间，并为每次考勤设置分数，让学生在规定时间内登录账号进行考勤记载。为了方便管理，将考勤设置成为一道特殊的判断题要求学生选择是否来标记得分。

2.2 题库管理模块

题库管理模块中的重点在于批量导入各种题目，教师下载由系统提供的Excel 类型的题目模板，将相关题目按照模板要求录入Excel表格中，再由Flask 使用Python pandas 数据分析包将题目数据写入MySQL，批量录入界面如图2所示。同样也可以使用pandas 对题目进行批量修改。

图2 题目批量录入

2.3 组卷管理模块

组卷管理模块主要包括人工组卷、自动组卷和试卷评阅三种操作。系统在Flask 的Models.py 文件中创建PaperForm 类用来实现自动组卷，类中包含课程名称、题型、题型数量及分值，教师选择好相关数据后，系统自动在题库中抽取该课程的题目进行组合生成试卷，并同时生成相关的阅卷参数文件，以便在完成试题后进行判分，自动组卷界面如图3所示。

图3 自动组卷

2.4 成绩分析模块

在该成绩分析模块中将日常作业及考试的分数文件，用pyecharts绘制，并渲染到前端。首先，构建学号姓名列表和章节作业考试分数列表，如果在搜索的范围内，则显示，如果不在，则返回“无此人”这类信息。将各个参数，用pandas 都设置好，再用pyecharts 绘制表格即可。这里可以将业务，分为数据处理，和生成前端html 列表两大类，分别专注于数据生成和绘制。

2.5 教学文档模块

在教学文档管理模块中，系统使用 Python 的 xlwt 库来输出Excel 文件，xlwt 中封装了很多常用操作，其中设置单元格样式主要是通过 XFStyle 这个类来完成的。系统将 MySQL 中的相关数据通过xlwt 按照事先约定好的格式写入到Excel 文件中，最终输出打印，成为需要留痕的教学文档。