基于MySQL數據庫的工程水力學試題庫系統的開發探索

李永業 張雪蘭

摘要：為了便于數據集中管理，改進工程水力學這門學科的教學質量，節約教師以及學生的時間成本，本文對于工程水力學試題庫進行了基于MySQL數據庫系統的開發。研究過程中，采用Navicat for MySQL為數據庫平臺，以java為語言編寫，用SQL語句完成試題信息的添加、刪減、更改、檢索的操作，用JDBC驅動實現Java前臺與MySQL后臺數據庫的連接。本系統設計通過試題id、名稱得出試題，根據參考答案得出成績。通過設置管理員身份的權限，來達到維護和系統登錄的作用。試題庫的維護與備份，使得數據更加完整，降低了丟失的風險，為教師的教學環節以及學生熟練掌握知識提供了極大的便利性和安全性。

關鍵詞：系統開發；MySQL；工程水力學；試題庫

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2019）26-0133-03

隨著計算機系統的發展與應用，越來越多的高校把教學手段和計算機系統聯系起來，基于計算機的題庫試題系統漸漸應用到了各大高校。《工程水力學》是一門綜合性較強的關于流體力學的專業參考書，是水利專業、土木專業等教學培養方式中必不可少的一門基礎課。在《工程水力學》授課過程中，學生需要練習相關習題，鞏固薄弱環節知識，教師需要通過考試來考查學生對于知識掌握的熟練程度，以便于及時修改教學方向，使學生們更好地應用知識。傳統教學中的工程水力學試題練習過程中，過程煩瑣，需要經歷教師篩選試題，課堂布置試題，學生練習試題，教師回收、審閱試題的過程。教師往往會將較多的精力與時間浪費在諸多環節處，不能全身心地投入到教學之中。因此，急切地需要建立起教考分離制度。

在國內外，尤其是歐洲的一些國家，有著先進的電子化教育系統。歐洲不同的國家，形成了獨有的試題庫管理系統。但在國內，還沒有進行普及，大部分的方式還是紙質和原始的電子儲存基礎。目前我國部分高校也逐漸開始著重于教學方面的系統開發，如西安交通大學數學系開發的課程交互系統，山西財經大學經管學院開發應用的模擬管理系統等，不僅很大程度地提升了學生上課期間的積極性，而且使得學生更加深刻地學習、理解了抽象的知識。

目前對于工程水力學試題庫的系統開發還鮮有涉獵。《工程水力學》課程試題庫的開發，能夠集中一部分的工程水力學試題，具有數據集中管理的優勢。在現代的教學發展中，不僅提高了老師的搜索習題效率，而且節約了很多時間的成本，實現了數據的集中化，提高了上課的效率。試題庫的使用，對改進教學質量與方法起到了很大的作用，很大程度上節約了教學環節的時間，使得各種試題統一化管理，提高了很多的效率，對提高高校的教學與數字化教育有很積極的促進作用。實行教考分離，能夠使教師自覺地按照課程教學大綱和基本要求組織教學，注重教學研究，改進教學方法，求得好的教學效果[1]。通過初步建立試題庫，實施教考分離，也發現了教學中存在的薄弱環節，需要督促教師改進教學方法，注意激發學生學習的積極性，引導學生主動學習和思考，做好教學環節中的每一步，以提高教學質量[2]。

一、系統介紹

（一）系統結構

該工程水力學習題系統主要體現了數據集中和老師的后期成績統計功能。具體功能有：（1）管理員的登錄；（2）不同學生信息的登錄；（3）學生進入該試題庫系統進行選題操作；（4）待作答結束后，由老師完成記錄成績。

（二）系統分析

試題庫的建設是實現教考分離、客觀評價教學效果、提高教學質量的有效方式[3]。工程水力學試題庫系統，可用于學校、科研院所的試題資料的整理、檢索、更新與修復，操作便捷簡單、軟件界面美觀清爽。JDBC驅動來實現Java前臺與MySQL后臺和Java前臺數據庫之間的連接。Java語言具有跨平臺性強的優點，可以應用于windows、linux、ubuntu等系統中，便捷簡明，安全性強。MySQL數據庫高效安全，二者可以相輔相成，互為一體。本系統根據數據特征組合不同程序，處理各種數據結構問題[4]，例如通過試題id、名稱得出試題，根據參考答案得出成績。通過設置管理員身份，登錄系統以及進行操作，極大地提供了便利性和安全性。

二、數據庫模塊設計與實現

數據庫是工程水力學作業和試題庫系統的基礎與中心，一個好的數據庫的設計，可以大大地優化系統的功能。

（一）用面向對象的方法設計

軟件工程中，需求性分析指的是建立一個新的或改變一個現存的電腦系統時，描寫新系統的目的、功能所要做的工作。在軟件工程操作中，描寫新需求或目標的工作便是需求性分析，明確軟件需要滿足的功能往往需要準確地完成需求性分析。

在本系統之中，用戶通過注冊后，就可以將自己編寫的或者歷年來需要的試題錄入系統之中，且能夠查詢錄入的試題，并且對試題進行一系列的操作，包括修改、刪除、動態維護等功能。完成數據庫系統功能的需求性分析后，該系統需包含以下信息：（1）工程水力學題庫：便于試題存儲和習題維護的工程的工程水力學試題庫。（2）便于儲存教師用戶以及學生相關信息和身份方面驗證的用戶信息列表。

在完成功能需求性分析的基礎上，可以用包含對象類的對象圖來表示相關模型。

（二）圖像模型向數據庫系統結構的轉化

基于對象模型的數據庫可以大致分為兩個階段：（1）邏輯方面的設計和物理方面的設計，在邏輯方面的設計主要是描述實體的劃分和一些不同實體之間的關系，這期間，并不生成具體的表的結構。在數據庫具體的相關管理系統，設計階段便需注重視圖及表的某些定義。（2）完成數據庫邏輯設計工作需要以下步驟：對象相互關系的剖析、對象成員構成的定義、明確對象模型屬性信息以及創建相互關系。

在工程水力學試題庫系統中將對象數據模型映射為表，可用以下幾個步驟來實施：（1）將單個對象映射為表：表名是對象名映射，表的屬性便是對象屬性映射。（2）處理對象的關系建立：用戶與試題之間是一對多的關系，即一個用戶可以發布多個試題，一個試題只屬于一個發布者。一對多的關系不用專門用一個關系表示聯系，將一方關系的主鍵納入到多方關系中作為外鍵。（3）映射后數據庫結構如圖1所示：

三、備份與恢復

信息安全的重要性隨著科學技術的高速發展顯露出不可替代的重要地位。

一般在未提前進行數據備份操作的情況下，一旦產生不可抗拒的因素，諸如傳輸數據中斷、軟件發生故障、硬盤崩潰之類的，都會給數據庫相關數據造成較大損失。為了減少上述損失，數據庫的備份與恢復便應運而生。備份的內容為備份時的所有數據以及能將數據庫基于這些數據恢復到備份結束時一致狀態的事務日志[5]，便于保證軟件系統數據庫的完整性。

備份習題庫的步驟：（1）從數據庫客戶端中選擇需要備份的可靠數據，用鼠標右鍵單擊，在彈出的快捷鍵中選擇“轉儲sql文件—結構和數據”如圖2所示。（2）選擇保存路徑，填寫文件名，點擊保存。上述為數據庫的備份。對數據庫做好備份，可以免除許多不必要的麻煩，有助于方便地使用數據庫。

四、題庫的動態維護

（一）試題庫瀏覽

用戶通過習題庫瀏覽功能查看系統中錄入的試題。

已經錄入系統中的試題，顯示在窗體中的表格中，一次顯示10條，多于10條通過翻頁控件翻頁顯示。可以通過填寫試題名稱和試題內容的方式進行查詢，查詢為模糊查詢。

（二）試題庫維護

數據庫管理和維護是為了保證業務系統的穩定、高效運行，而對數據庫系統進行全面、周密的可用性、可靠性、可擴展性等方面的措施，以保證數據庫系統的穩定、高效運行[6]。在維護過程中，需要擁有管理員權限的用戶向系統錄入試題，增減、修正已錄入的試題以及該條數據的詳細內容。管理員根據需要自行給出試題的屬性、參數、取值條件，試題庫根據管理員的給定條件搜索符合要求的試題集合并實時呈現給管理員[7]。

錄入試題：單擊試題錄入按鈕，便會彈出錄入試題窗口，編寫試題數據后，單擊保存按鈕，完成錄入試題操作。

修改試題：鼠標單擊選擇試題列表中的一條習題，可以選中該試題。選中后，點擊修改按鈕，系統彈出修改試題窗體，系統通過讀取選中試題的主鍵，從數據庫查詢到該條試題，將試題內容反顯在修改窗體中，修改完成后點擊保存按鈕，將修改信息保存到數據庫。

刪除試題：選中即將刪除的試題，點擊刪除按鈕，為防止產生誤刪情況，減少不必要的損失，系統會彈出窗口確認是否刪除，確認后，該條試題將會從數據庫刪除。

查看試題內容：選擇試題后，點擊查看按鈕，系統彈出詳情窗體，系統通過讀取選中試題的主鍵，從數據庫查詢到該條試題，將試題內容反顯在詳情窗體中。

五、結語

試題庫采用Navicat for MySQL為數據庫平臺，以java為語言編寫，用SQL語句完成試題信息的添加、增減、更改、檢索的操作，MySQL后臺與Java前臺之間數據庫的連接由JDBC驅動實現。最終實現了管理員登陸系統進行數據庫的維護與備份，并且通過檢索將符合條件的試題集成該次練習或考試。本系統在一定程度上緩解了教師在授課過程中習題管理、考試測驗的壓力，節省了教學習題測驗環節的時間，能夠及時收到學生在測驗過程中學習狀態的反饋，并即時調整教學方案，使學生對課本知識融會貫通。同時，學生也能利用試題庫進行自我測驗，實現了無紙化學習，不限地點，不限時間，還能透徹理解知識點。

參考文獻：

[1]高先娟.藥學本科分析化學試題庫的建設及思考[J].檢驗醫學與臨床，2016，13（2）：374-376.

[2]徐中良，沈正澤，向萍，等.臨床合理用藥試題庫應用與試卷分析[J].重慶醫學，2018，47（8）：1135-1137.

[3]孫蕾，梁冀魯.《口腔修復學》試題庫的構建與思考[J].全科口腔醫學電子雜志，2018，5（6）：12-13.

[4]宋杰，郝舒欣，徐東群，等.MySQL在健康相關數據清理中的應用[J].中國衛生統計，2017，34（3）：515-517.

[5]周勇強.SQL Server數據庫備份與恢復的研究與實踐[J].電腦知識與技術，2018，14（18）：3-5.

[6]蔡偉珊.SQLServer數據庫維護與管理教學研究[J].信息通信，2015，（5）：71-72.

[7]李瑞森，張樹有，伊國棟，等.多屬性多關聯的工程圖學試題庫與多路徑智能組卷系統研究[J].圖學學報，2018，39（2）：373-380.