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小学四则口算出题工具的设计与实现

                                  ——Excel在小学数学四则口算中的应用

马彦龙13893693564@163.com  任思泉

 西北师范大学教育技术与传播学院  甘肃兰州  730070 

【摘要】信息技术的发展让更多的多媒体软件应用到教育教学中,Excel做为一款优秀的办公自动化软件,简单,实用,易学因此得到了中小学教师的亲睐,在中小学老师的日常办公中有较为广泛的应用。设计一款基于Excel的辅助教师进行小学四则口算测验工具,可以减轻教师出题和阅卷的工作量,从而使教师能有更多的时间和精力投入到教学的研究中去。与此同学该工具能从学生答题的时间、答题正确率、每题道的难易程序出发,有效的分析学生的学习状况。本文就是从此出发,研究小学四则口算出题工具的设计与技术实现。

【关键词】Excel  四则运算  小学数学

随着信息技术的发展,有多种软件支持多媒体计算机在教育教学中的应用,在教育教学中,适当的选择多媒体教学软件来营造轻松活跃的课堂气氛,可以使抽象的内容具体化,形象化,创造出生动真实的教学环境。既增加了学生的注意力,同时也可以激发学生求知欲,更能调动学生的积极性。可以减轻教师的工作量,使老师有更多的时间去研究如何教学。

由于小学低年级学生经常进行四则运算测试,在传统的教学中,使用纸质测试卷对学生的学习水平进行测试,老师需要花费大量的时间和精力来完成题目的制定和试卷的评阅。小学数学四则运算能力是学生必须掌握的基本技能,教学任务重,测试次数多,老师无法对每次的测试进行合理准确的分析,教师难以对全班整体学习水平做一个准确的评估;而且学生在测试后也无法得到准确及时的反馈,只有在等待成绩出来后才知道自己的学习状况。

目前小学老师已经拥有一定的Excel应用能力,让学科老师充分发挥Excel的统计和数据处理功能,与四则运算测试整合起来,让Excel来自动完成试卷的制定、评阅、成绩的统计与分析,可以有效的解决以上述弊端,既能帮助教师实现自动制卷、评阅和评分,也能帮助学生根据各自需求反复练习,从而提高教学效率和效果,为老师更好的教学提供快捷准确有效的依据。

1.通过调研,该工具能更好地应用于教育教学

通过实际的调查,以需求分析为导向设计一个基于Excel的四则运算出题、阅卷及测评工具,用于四则运算中,方便老师出题、成绩分析、学生自测和及时反馈,因此该工具分为教师端和学生端,分别具有以下功能

1.1教师端

①题目制定,教师能简单地对每道题目进行制定,输入出题者姓名、题目数量、答题时间,系统就可以根据题目数量自动生成所需的题目。

②成绩查看,当学生提交试卷后,系统会自动判断该学生的答题情况,并可以分析出某次测试中学生的排名,方便老师更好的了解全班整体的学习情况。

③成绩分析,如果老师对学生做多次测试,系统会可以对每个学生和全班学生的成绩作以纵向分析,也可以对每道题的难易程度做合理的分析,总结出学生学习的难点,易错点。

1.2学生端

学生端分为测试模式和练习模式,这两种模式需要教师在教师端为学生指定,在练习模式下,学生选择练习题的数量、难易程度,系统会会根据学生的选择自动生成相应数量和难易程序的练习题目,当学生练习完成后,系统会根据学生题目的对错程度自动生成正确率与错误率饼状图,学生可以多次练习,以提高自己的四则运算能力,使整个学习活动充满趣味性。在测试模式下,在学生端,四则运算测试工具会显示在教师端设定的测试题目,学生在规定的时间内完成答题,在试卷的右上角,有答题倒计时的提示。答题完成后,系统能及时的告诉学生正确率与错误率,并将学生答错的题目标为红色。教师可以选择在学生答题完成后是否将答案发送给学生端,如果把答案发送至学生端,则会在学生端增加一列用于显示测试题的答案。

基于上述对功能模块的总体设计,设计与研究出一款基于Excel的应用工具,方便教师和学生在实际教学中的使用。

2.系统特点

信息化习环境的建立,离不开信息技术工具的支持。使用信息技术工具可以扩大教学活动的时间和空间,而不限制于固定的时间和地点。四则运算出题工具学生端是一个独立的程序,他将老师出的所有的题目装载到自身的数据库中,系统在运时会连到教师机自动检测更新题库。把学生端拷回家里,可以做为测试题库自己练习,创建学生独立学习和思考的环境。老师通过设定题库中的考试时间安排,控制学生端处于考试阶段还是练习阶段。

在传统的考试中,学生往往无法及时的知道自己的考试结果,而且老师在阅小学四则运算题目时,任务重,工作量大,工作过程重复。学生使用本系统,当他做完题后,点击提交按钮,系统会自动判断学生的答题情况,生成学生答题情况饼状图,给学生以及时准备形象的反馈,激发学生的学习兴趣,提高教学效率。

     

学生答题正确率错误率                    学生答题时间百分比

题目难易程序分析表

教育教学本身是一个比较复杂的过程,存在着许多不可控因素,为了能更好的分析教育教学及学生的学习水平,单从成绩入手是不全面的,本系提供为学生答题设定时间功能,让学生在固定的时候内完成测验,对于提前交卷的同学,系统可以记录该学生答题用时。系统还会针对每道题的全班整体的答题情况,生成题目难易程序分析表,使老师能更好的分析试卷。综合收集成绩、答题时间、每道题的难易比等多种数据,多维的数据分析,从而更有效的分析学生的学习状况、学生对知识的掌握情况及全班学生的整体水平。了解学生的详细情况,使老师更加有针对性地指导学生。

3.小学四则口算出题工具界面设计

界面是人与机器之间传递和交换信息的媒介,本系统在界面设计的时候特别注重界面的简易性,让使用该系统的用户便于使用、便于了解、并能减少用户发生错误选择的可能性,在视觉效果上便于理解和使用;人性化,高效率和用户满意度是人性化的体现,在界面设计上使用户能够对系统比较满意。

3.1教师端界面设计

教师端的主要功能是教师出题、选某一套题让学生答题、查看学生答题的正确与错误率,所以在教师端设计的时候包括“出题”、“所有题目”、“查看成绩”、“详细成绩”四个工作表:

1)        出题工作表老师用于完成题目的制定,界面上有三个操作按钮,老师操作相关按钮,就可以完成题的制定,系统允许老师自己在单元格中修改题目,点击保存按钮,将老师确认好的题目保存至数据库;

2)        所有题目工作表用于显示老师使用该系统出过的所有题目,当老师在该表中选择相应的考试题目后,在学生答题界面会显示出老师选择的题目;

   

出题窗口                               所有已经出过的题目

3)        查看成绩工作表显示所有已经考过的试,当老师点击某一次考试,会在“详细成绩”工作表中显示该次考试中每个学生答题的详细情况;

4)        详细成绩工作表显示学生答题的详细情况,方便老师统计每个学生的考试成绩并能客观的分析每道题的难易程度分析表,

      

所有考试成绩表                       学生详细成绩表     

3.2学生端界面设计

1)操作设计:该系统在操作页面的设计时考虑到是小学生,对于计算机的操作能力有限,学生只要打开ExcelEcxel 2003 Excel 2007约兼容),输入自己的考生编号,系统会自动检测能否连到教师机,如果连接成功,系统判断此时处于考试时间还是练习时间。学生只要点“开始答题”系统自动倒计时,提示学生答题。如果提前答题完毕,点击“交卷”按钮。如果时间到了,系统会提示学生交卷,此时学生再不能答卷。

2)色彩设计:学生端界面色彩以简洁,大方为主,以减少对学生注意力的转移。

学生端界面

4.小学四则口算出题工具技术实现

4.1开发语言和环境

该系统是在Excel的编程环境中,使用VBA程序语言,与数据库相结合,设计与实现系统的功能。

ExcelMicrosoft Office下的一款优秀的应用软件,它可以进行各种数据的处理、统计分析和辅助决策操作,广泛地应用于管理、统计财经、金融等众多领域。Excel软件的应用也是中小学教师专业能力发展培训的主要内容之一,它简单,实用,易学因此得到了中小学教师的亲睐,在实际的调研中,发现老师可以熟练的应用Excel

VBAVisual Basic的一种宏语言,主要能用来扩展Windows的应用程式功能,特别是Microsoft Office软件,在Excel中嵌入VBA,可以使EXCEL自动化处理,VBA可以使用Windows 应用程序接口API)函数,采用动态链接库(DLL)、动态数据交换DDE)、对象的链接与嵌入(OLE)以及开放式数据库访问(ODBC)等技术,可以高效、快速地编制出 Windows 环境下功能强大、图形界面丰富的应用程序,而且使且方便,制作简单,用户兼容性较高。

Access是由微软发布的关联式数据库管理系统。它结合了 Microsoft Jet Database Engine 和 图形用户界面两项特点,是 Microsoft Office的成员之一。它是一个面向对象的开发工具,利用面向对象的方式将数据库系统中的各种功能对象化,将数据库管理的各种功能封装在各类对象中。它集成了各种向导和生成器工具,极大地提高了开发人员的工作效率,使得建立数据库、创建表、设计用户界面、设计数据查询、报表打印等可以方便有序地进行。存储方式简单,易于维护管理并与ExcelVBA有较高的兼容性。

4.2关键技术

1)系统架构

为了方便日后对系统升级和二次开发,在系统架构上采用主程序调用多个类的方法,在类模块中把一些公用的方法和属性定义成函数和类,实现一次定义,多次使用,使系统结构清晰,便于维护和重用,使软件开发过程系统化、高效率。

2)数据库设计

为了能满足系统功能的要求,在数据库设计时先设计了表结构,再根据表结构创建数据库。由(Teacher_TiMu)表存储老师出题的相关信息,包括:老师姓名、题目数量、答题时间等;由(TiMu)表存储所有出过的题目,该表中的TeacherTiMuID字段与Teacher_TiMu表中的ID字段关联;由(Exam)表存储所有已经完成的考试,包括:考试时间、考试编号等,该表中的TeacherTiMuID字段与Teacher_TiMu表中的ID字段关联,TiMuID字段与TiMu表中的ID字段关联;由(Cur_ExamTask)表存储当前正在进行的考试,该表关系到当前正在考试是哪套题,所以该表中的TeacherTiMuID字段中存储着Teacher_TiMu表中的ID字段值;由(Student)表存储考生编号与姓名;由(Score)表存储学生的考试成绩,该表中的StudentID字段存储Student表中的ID字段值,ExamID字段存储Exam表中的ID字段值。各表中的字段相互关联,可以有效的减少数据库的大小,增加数据库的使用效率。

3)系统难点功能实现

由于每次老师出题数量可能不相同,为了使系统自动生成题目后能自动在Excel中加上表格,在生成题目的时候会执行“加边框”和“取边框”两个函数:

 

'取边框的函数

Function QuBianKuang(Star_S As Integer, Last_S As Integer)

    Range("A" & Star_S & ":K" & Last_S & "").Select

    Selection.Borders(xlDiagonalDown).LineStyle = xlNone

    Selection.Borders(xlDiagonalUp).LineStyle = xlNone

    Selection.Borders(xlEdgeLeft).LineStyle = xlNone

    Selection.Borders(xlEdgeTop).LineStyle = xlNone

    Selection.Borders(xlEdgeBottom).LineStyle = xlNone

    Selection.Borders(xlEdgeRight).LineStyle = xlNone

    Selection.Borders(xlInsideVertical).LineStyle = xlNone

    Selection.Borders(xlInsideHorizontal).LineStyle = xlNone

    Selection.ClearContents

End Function

'加边框的函数

Function AddBianKuang(Star_S As Integer, Last_S As Integer)

    Range("A" & Star_S & ":K" & Last_S & "").Select

    Selection.Borders(xlDiagonalDown).LineStyle = xlNone

    Selection.Borders(xlDiagonalUp).LineStyle = xlNone

    With Selection.Borders(xlEdgeLeft)

        .LineStyle = xlContinuous

        .Weight = xlThin

        .ColorIndex = xlAutomatic

    End With

   (此处包含四个边框,每个边框的函数和上面的函数相同,为了节省页面,不再列出。)

End Function

4.自动出题

系统在出题的时候需要注意在,减法运算中,被减数要比减数大;在加法运算中,两数之和不能超过100,在乘法运算中,乘数不能太大,限制在10以内;在除法运算中,被除数必须是除数的10以内的倍数,除数不能为零。系统在生成题目的时候都加了严格的限制(由于函数太长,不再此处列出)。

5.总结

小学数据四则运算出题工具可以在装有Excel 2003或更高版本的系统下运行,使用该系统可以有效的减少教师在考试中的工作量,并能多种因素综合分析学生的学习状况,为老师更好的教学提高依据。

【参考文献】

[1] 王鸿儒.Excel VBA序设计[M].北京:铁道出版社, 2004.

[2] Excel在小学数学四则运算练习中的应用[J].技术学苑,2009.