數學口算練習自動生成程序的設計與實現

胡云峰

摘 要：在小學低年級數學教學中，口算的練習是一個很重要的組成部分，加大練習量，是提高學生口算能力的最有效途徑。文章論述了一種通過計算機程序自動生成口算練習題的實現方式。

關鍵詞：程序設計；HashSet；MIME協議

0引言

小學低年級的數學教學，注重學生計算能力的培養，而口算能力的訓練，是其中一個重要組成部門。然而，巨大的習題需求量，加重了任課教師或者家長的出題負擔，因此，一種由計算機自動生成練習題，并可直接打印的系統，就顯得很有必要。

1.系統分析與設計

1.1 題型分析

小學一二年級數學教學，主要培養學生10以內加減運算、100以內的加減運算以及乘法口訣表的使用能力，在題型上，有單加減、單乘、連加連減、混加混減、加減乘混合等，一般每套練習題包含50道題目。

1.2 需求分析

根據題型及實際需要，系統向用戶提供題型選擇、生成題量設定、排版打印等功能。其中，題型選擇功能實現用戶選擇題型，系統根據選擇生成相對應的題目；題量設定功能向用戶提供自主設定生成練習題數量的功能；排版打印功能實現將系統生成的練習題按照一定格式，自動生成WORD文檔，并可直接打印的功能。

1.3 開發技術選擇

考慮到用戶的非專業性，系統要求簡單易用、即點即用，因此，使用不用安裝客戶端的B/S模式及不使用數據庫的技術手段就顯得比較合適。本系統最終選擇采用JSP+JavaBean模式[1]開發，成品放于WEB服務器上，使用戶打開瀏覽器訪問服務網址即可使用。

2.系統實現

2.1 練習題自動生成功能的實現

系統使用JSP+JavaBean的技術手段開發，邏輯實現部分，使用JavaBean實現。以10以內的加減法、100以內的加減法及乘法口訣練習題的生成為例，利用數組存放所生成的練習題，實現代碼如下：

package com.hyf；

import java.util.*；

public class MyTools {

static int array[]=new int[10]；

static ArrayList myList=new ArrayList（）；

public MyTools（） {

for（int i=0；i<10；i++） {

array[i]=i； }} //練習題只由數字0—9構成，生成裝有0—9共10個數字的數組

public static ArrayList withinTen（） { //10以內的加減練習題生成

for（int i=0；i<10；i++） {

for（int j=0；j<10；j++） {

myList.add（i + " + " + j + " = "）； //生成加法練習題

if（i>=j） myList.add（i + " - " + j + " = "）；}} //減法練習題，控制被減數必須大于減數，避免出現負數

return myList； }

public static ArrayList withinHundred（） { //100以內的加減練習題生成

for（int i=10；i<100；i++） {

for（int j=10；j<100；j++） {

if（i+j<=100） myList.add（i + " + " + j + " = "）；

if（i>=j） myList.add（i + " - " + j + " = "）； }} //減法練習題，控制被減數必須大于減數，避免出現負數

return myList； }

public static ArrayList multiplication（） { //乘法口訣練習題生成

for（int i=1；i<10；i++） {

for（int j=1；j<=i；j++） {

myList.add（j + " × " + i + " = "）；}}

return myList； }}

2.2 隨機選取50道練習題功能的實現

學生進行練習時，綜合考慮低年級學生注意力及能力的特點，結合考核要求，一般每套練習題包含50道題目。實現從生成的所有題目數組中隨機地、不重復地抽取其中50道組成1套練習題，系統采用了HashSet對象及其只能存放不同的值的特性來實現。主要實現代碼如下：

public void randomSet（int min， int max， int n， HashSet set） {

if （n > （max - min + 1） || max < min） {

return； }

for （int i = 0； i < n； i++） {

// 調用Math.random（）方法

int num = （int） （Math.random（） * （max - min）） + min；

set.add（num）； } // 利用HashSet的不能存放相同內容的特性，將不同的數存入HashSet中

int setSize = set.size（）； // 如果存入的數小于指定生成的個數，則調用遞歸再生成剩余個數的隨機數，如此循環，直到達到指定大小

if （setSize < n） {

randomSet（min， max， n - setSize， set）；}} // 遞歸

public int[] getArrayListSubscript（）{ //返回隨機50道題的數組

int subscript[]=new int[50]；

int i=0；

HashSet hs=new HashSet（）； //隨機數結果集

randomSet（0，100，50，hs）；

for（Integer s：hs）{

subscript[i]=s；

i++；}

return subscript；}

2.3 生成WORD文檔功能的實現

在Java Web程序開發中，MIME 協議指示 MIME 用戶代理如何顯示附加的文件[2]。我們可以修改MIME協議的擴展Content-Disposition為attachment，當 Internet Explorer接收到請求后，它會激活文件下載對話框，以實現下載功能。

程序中，利用表格布局，將隨機生成的50道題進行排版，對應WORD文檔的一頁，顯示結果時設置MIME協議的擴展Content-Disposition為attachment，達到下載附件的效果。關鍵實現代碼如下：

response.setHeader（"Content-disposition"，"attachment；filename=" + java.net.URLEncoder.encode（xm， "UTF-8"） + ".doc"）； //設置協議頭為attachment，文件名稱設置為Request對象獲取到的表單提交的值，文件類型為DOC

2.4系統運行效果

參考文獻：

[1]賈志成，王云. JSP程序設計慕課版[M]. 北京：人民郵電出版社，2016：16.

[2]曾是土木人. header中Content-Disposition的作用[EB/OL]. http：//www.cnblogs.com/hongfei/archive/2012/06/12/2546758.html，2017.12.18