【《小学数学学习训练软件设计与实现》5700字（论文）】

小学数学学习训练软件设计与实现摘要：随着计算机技术的普及和远程教育模式的不断探索和发展，网络学习培训软件越来越受到人们的重视。网络学习培训系统可以使学生从自身条件出发，更自由更好的地掌握自己的学习情况和内容，更好地完成复习计划，可以节省大量的时间，并将改变传统的教学模式，对促进教学起到积极的作用。本文采用H5+CSS3+Spring开发结合SQL数据库技术开发的“小学数学”学习培训软件，它为编写科学、高效的学习软件提供了一种高效、低成本的手段。系统包括了科任教师设计课程，学生可以自主选择薄弱的知识点加以训练，达到了随时随地学习数学的目的，实现了无纸化学习培训的替代效果。更重要的是，该软件在提高学生的学习成绩方面同样起着重要的作用。经测试，软件设计的所有功能均能顺利实现。关键词：学习训练；SQL数据库；Web；学习软件目录1引言 11.1问题的背景 11.2研究现状 11.3系统开发目的 22系统分析 32.1可行性分析 32.1.1技术可行性 32.1.2操作可行性 32.2需求分析 32.2.1功能总体框架 42.2.2功能需求分析 43系统设计 53.1总体设计 73.2功能模块设计 73.2.1登录模块 83.2.2教师模块 93.2.3学生模块 93.3数据库设计 103.3.1概念模型设计 103.3.2关系数据模型 114系统实现 114.1系统实现的环境 134.1.1硬件配置 134.1.2软件环境配置 144.2系统实现技术 144.3系统主要功能模块实现 154.3.1与数据库连接 154.3.2登录模块 154.3.3教师模块 164.3.4学生模块 165系统运行与测试 165.1测试项目 175.2测试结果 176总结 18参考文献 191引言随着计算机技术的飞速发展，人类信息资源得到了大程度的共享，人类信息交流的方式也发生了很大的改变，对人类教育的影响将会是深远的。在很大程度上，信息技术的发展为教育、教学模式、筹资模式带来了巨大的影响，从侧面来说，它可以解决传统课堂教学中存在的许多问题，过去一些不可能或难以提高教学效果的想法，现在都可以实现。目前，网络在教育中的应用最普遍的是在线学习软件，但是如何将网络技术应用到教育中也是一个很重要的问题。1.1问题的背景学生们放学后的空闲时间相对较多，这个软件对学生来说可能非常方便。互联网确实为改善教育带来了巨大的便利。例如，在教学中，教师可以将他们的讲座内容和教学资源上传到网上，这样学生放学后就可以学习了。这样，学生们就可以随时上网，或者不用费心去复制。学生可以通过程序提交作业，减少收发作业问题。事实上，许多学生已经在不同程度上利用网络来提高教育支持，如在互联网上搜索信息、软件训练等等，提供更好的互联网教育系统是一个紧迫的问题。该软件系统可以弥补传统教育的不足，并在自主学习教育中发挥重要作用。1.2研究现状随着网络信息技术的高速发展和在教育中的应用，传统的教育方式、教育方法、教育内容都发生了一系列的变化。课程从"教育中心"到"学习中心"，逐步形成了以学习者为中心的学习方式。这种学习模式已成为现代教育的重要途径和发展方向。[1]传统的教学方式由于师生在多方面受空间和时间的限制，导致对教学的影响，让教与学基于网络的在线学习具有丰富的网络资源，从时间和空间的限制优势扩展传统校园教学的边界，创造了广泛多样的学习环境，使学习无处不在，因此在线学习系统应运而生。[2][3]目前，国内外已经建立了许多优质课程软件系统，特别是西方发达国家大力鼓励发展优质课程软件系统，提供了丰富的教育资源。网站开发技术从以前的Basic、VisualBasic等语言，发展到现在的JsP、AsP技术访问sQLServer、Sybase或Oracle数据库。[4][5]随着计算机的发展，Internet题库系统作为网络数据库的综合应用，为教学试题的保存、分类和检索提供了科学有效的途径和手段，也为科学、公正的试题编制提供了高效、低成本的手段。[6]更重要的是，它作为一种教学评价工具发挥着重要作用。因此，软件题库的研究和建设具有重要的意义和实用价值。[7][8]1.3系统开发目的学生利用课余时间是提高学习成绩的关键因素，该系统包括课程题库、在线考试、个人中心、学习支持和其他功能模块。构建了一个高质量，大容量的小学在线学习平台，为老师和学生提供一个很好的互动平台。同时，系统有一下这几点优势：(1)该软件系统侧重于用户的数据安全，和数据的可靠等特点。(2)对数据库中每个表的单独输入可以重用，以避免表中的出现错乱。(3)不同的角色有不同的操作限制，以防止非法更改。(4)页面一眼看去简洁，功能一目了然，操作尽可能与一般用户体验保持一致。2系统分析2.1可行性分析可行性分析是“可能”和“可行”的同义词，根据可行性分析的结果，从技术可行性、如何进行经济投资、项目是否值得使用等方面对系统的设计和实施进行合理化改革。2.1.1技术可行性该系统主要是在后台以Java语言开发的，大型企业经常使用Java语言来构建自己的系统。Java是一种面向对象语言，它更关注开发中的数据和方法，而不是过程思维。JSP（JavaServerPages）可以将Java程序段和JSP标记插入到以HTML编写的页面中，以形成具有后续名称jsp的文件。MySQL是一个关系型数据库管理系统，它占地面积小，因为它的源码是开放的，易于使用和维护，一般中小型的各种网站、应用系统都对他有利，它以表格的形式将数据保存在不同的表格中，提高了查询速度和灵活性。因此，开发该系统在技术上是可行的。2.1.2操作可行性Tomcat是一款用于搭建网站的免费服务器，而且Tomcat易于部署，适合在开发时期使用。该系统建立在B/S上，只需要一台带浏览器的计算机即可访问。在Tomcat环境中，您只需使用浏览器访问相应的URL即可访问网站，因此在操作上来说是可行的。2.2需求分析需求分析是根据用户的需求，描述系统的相关重要功能，完成系统的功能实现，以及需要做的工作。因此需求分析是系统进入设计前的重要一步。最终系统设计的适宜性和最优化将取决于需求分析结果的结果，以非常准确地反映用户的实际需求。2.2.1功能总体框架学习软件主要是可以进行课后练习和系统管理的，但是在练习之前，教师还需要选择题库，学生在刷题之前还需要了解学生的相关信息，所以系统大概分为以下功能模块：图-软件系统设计总图2.2.2功能需求分析学习软件系统包括用户信息管理、答案校对、课程管理等功能。（1）用户登录该系统用户分为学生和教师两个主要角色，学生和教师可以修改自己的基本信息和登录密码。（2）题库管理学生只能选择一个题库，并检查自己的刷题成绩。教师可以选择所教授的训练内容，删除操作，汇总分析学生成绩进行查询操作，班主任可以查看所服务的班级。系统管理人员可以根据班级学习情况了解学生的学习情况。对刷题成绩进行汇总分析，制图。其中包括：刷题情况：关键是能够统计学生刷题情况的次数和准确率等。情况导出：您可以选择输出每个学生每学期或学年的完成训练表，也可以输出每个班级每学期或学年的学习训练成绩表，并选择排名和再输出结果。3系统设计UnifiedModel-ingLanguage是一种统一的建模语言。如果你有一个事物和关系的图表，你可以在需求分析、系统设计、过程、系统测试和维护等不同阶段用不同类型的UML来描述一个系统。3.1总体设计不同的角色，不同的功能，不同的主页面，根据相应的权限采取相应的操作，不同的页面被称为不同的子模块。图-子系统结构图系统角色包括学生和教师，本文将使用UML的方式例图描述不同用户系统的功能。（1）学生可以查看和修改自己的信息，成绩查询，选择训练课程和查看课程。图3-2学生UML图（2）教师可以查询、注册、修改和统计输出他们所教班级的成绩。可以查看课程的导入和修改个人信息。图—教师UML图3.2功能模块设计每个角色登录会进入各自角色的主页，对于学生、教师模块，本节各模块内容根据不同的用户权限进行相应的功能的描述，还会描述好各个功能，本文将采用流程图来表示。3.2.1登录模块登录模块是系统的第一个界面，每个人只能正确登录才能进入页面。用户的初始密码初始密码将会由系统随机设置，帐号必须是本人所在学校学号。所有用户都可以更改密码，并通过预先选定的手机号或电子邮件地址身份认证。使用帐户名和TYPE=1的规则来判断。图-登录模块流程图3.2.2教师模块教师的权限只能在任课教师任教的班级中注册和修改学生的成绩，教师角色的个人信息管理流程图与下面学生模块中的信息管理图的流程相同。图-教师功能图3.2.3学生模块学生角色的主要功能是进行自己的学习和训练题目，除了修改自己的基本信息和看课程内容安排，对于课程的管理，学生可以选课和看课表。图-学生功能图3.3数据库设计数据库设计通常包括了概念设计和行为设计两个重要部分，行为设计一般来说不是静态的，是指用户的行为和动作，都是动态的。3.3.1概念模型设计概念模型是对论文中的角色属性和他们的联系的大致描述。整个系统既是性能层的功能，又是数据层的功能，为完整的安全架构和系统维护提供了管理和支持，系统平台不仅具有足够的安全保障，而且保持了相对完善的管理和应对技术。3.3.2关系数据模型由于教师和管理员的信息几乎是相同的，所以本文在教师和管理员的信息是在相同的关系中设计与实现的。在这里软件的关系包括：学生角色（姓名、班级、性别、邮箱、学号、电话、头像）教师角色(姓名、电子邮箱、电话、所教科目)班级功能（班级id）课程功能（课程名称）成绩模块（标识id，学生id，课程id）4系统实现4.1系统实现的环境4.1.1硬件配置这个系统我采用了B/S架构，只需要有一台带浏览器的电脑，同时还需要安装一系列软件来支持他们的运行。4.1.2软件环境配置（1）java运行环境在电脑中要运行java的项目，计算机必须有一个JDK环境，该系统构建在JDK1.8环境中。图-在电脑中搭建Java图（2）服务器搭建Tomcat是一个开源的web应用服务器，不收取任何费用，只需要很少的运行内存。也有相关负责人在不断的更新维护，目前官网已经升级到了Tomcat9。这使得它成为个人开发和调试Java动态项目的首选。本系统运行在Tomcat7下。安装步骤很简单，只需要在官网上选择所需的安装包版本，打开安装包下的startup.bat文件，访问网站http://localhost:8080是服务器运行的端口，就可以修改配置文件中的端口，打开配置文件后，您会看到一些关于tomcat的信息，说明配置成功了。图-Tomcat第一次运行（3）浏览器市面上任何浏览器都可以，IE、360，夸克和QQ浏览器等。（4）编辑器该系统使用了VisualStudioCode主要用于编写与程序有关的代码.4.2系统实现技术该系统使用Html&Css&JQuery开发前端界面和一些交互。HTml（HyperTextMarkUpLanguage）主要负责网页界面的基本结构框架，Css（CascadingStyleSheets）负责网页界面的装饰和布局。Jquery是一个JavaScript框架，它被封装在原生JavaScript中，以便于编写代码。后端方面使用Java和Jsp实现，JSP标记可以很容易地与Html标记混合，以便于插入Java代码段，JSP与不同的操作系统兼容。数据库中的这个系统我选择使用的是MySQL。4.3系统主要功能模块实现本章我主要介绍了一些页面和模块是怎么实现的，将展出一些代码与操作截图。4.3.1与数据库连接mySqlTool类主要连接到MySQL数据库,提供数据添加,删除,检查等.这个数据库叫做sms。在这里展示链接数据库的主要代码。图-连接数据库的主要代码4.3.2登录模块系统的登录界面如下：输入你自己的学号和初始密码和正确的验证码，在此验证码不区分大小写。系统将使用图中的登录模块流程图来进行相关的判断操作。图-即将登录页面当用户正确输入类型时，他们会根据用户的类型跳转到不同的页面，教师有2个页面，学生有3个页面，首先，缺省值是学生，输入错误会提醒用户注意有错误输入。主要的实现代码是：图-按照信息的不同跳转到各自的页面4.3.3教师模块在该软件中，教师才有权限对学生刷题成绩进行登记和修改。教师登记和修改信息界面如下：图-教师修改学生刷题成绩界面教师在记录学生的学习信息时，所上的课就是所教的课，如果不是所教的课，就没有列出。选择合适的班级科目，相应的学生将被列出；注册主要是更新表的数据，但这里有多个数据登记，我们需要一个列表来存储此页面下的更改。主要的代码如下：图-学生修改个人信息相关代码4.3.4学生模块（1）学生登录主页，关注学生的学习和训练，学生可以选择不同学期的课程，缺省显示学期课程。课程管理包括选课和查询进度的功能。实现学生选课刷题的关键代码：从操作数据库中取出数据。图-学生刷题关键代码（2）个人管理页面中学生和教师都有自己的基本信息，实现方法也基本相同，只是表中的一些各自的字不同。图-个人信息管理页面和修改密码页面图-加载关键代码5系统运行与测试软件测试是系统全面正式运行前的一个不可或缺的步骤，这个部分是通过测试不同的角色用例来发现系统中是否存在相应错误，改测试只能验证程序中已经存在的错误，但不能表明系统中没有错误。黑盒测试是对系统定义的功能进行测试，不考虑系统的内部结构。该系统主要在黑盒中进行测试。5.1测试项目（1）登录功能测试：学生、教师、教务员登录相应类型的模板进行测试，一旦登录出现问题，将进行提醒。（2）教师模块测试：班主任看班级的表现，不是看班主任说什么，而是看班主任教什么。（3）学生模块测试：能够检查自己的训练进度。5.2测试结果上述项目测试结果与上一节的标签相符：（1）登录测试：输入正确后，将正确跳转到对应用户的页面，输入错误时，将有相关提醒信息。图-登录出错截图修改信息:在此修改期间,没有成功显示用于添加信息的默认头像.图-修改信息图-个人信息修改成功页面（3）教师模块功能测试无异常。修改学生信息： 图-教师做修改操作删除前提醒：图-操作成功提示（4）学生模块功能测试正常更改密码时，如果输入的原始密码不正