高校課堂點名提問系統的設計與實現

盧春光 賈亞娟

摘 要：在高校的課堂教學中，教師課堂點名效率低下是一個普遍現象。文章分析了高校課堂點名提問的現狀，提出了通過Python語言實現的課堂點名提問系統的設計，為教師提供了新的課堂輔助手段，同時促進了學生的學習狀態和學習效率的提升，推動了高校課堂教學更好地發展。

關鍵詞：教學;點名提問;Python

0 引言

在高校的教學過程中，傳統的點名方式是采用花名冊，按照名單進行人工點名，不僅效果差而且影響正常教學。隨著教學改革的進行，各種新的教學方式和教學理念不斷推出，信息化教學逐漸成為一種新的教學趨勢。陳恒等[1]提出了基于微信實現的大學課堂點名系統;孫沫麗等[2]提出了基于ASP.NET 技術實現的高校課堂提問考核管理系統;馮捷等[3]提出了基于Excel平臺的隨機點名系統。本文基于Python語言，設計實現了一款簡單易用的課堂點名提問系統，可以幫助高校教師更好地進行教學與管理。

1 系統分析

在進行課堂點名提問系統的設計時，多數研究者采用了隨機點名的方式，這種方式對于每一位學生點名提問的概率是相同的，不同層次的學生，可能會一直保持一定的差距。因此，在進行本系統的設計時，在保持隨機點名功能的同時，增加了一種“優先選擇”的點名功能。“優先選擇”的設計，旨在幫助成績較差的學生，以達到整體學生成績提升的目的。

2 系統架構設計

2.1 系統功能設計

課堂點名提問系統的設計分為優先選擇和隨機選擇兩個組成部分，其系統架構如圖1所示。優先選擇模塊的功能是：優先選擇系統中分數較低的同學進行點名提問，如果最低分學生只有一個，則可以直接選中;如果最低分學生有多個組成，則會隨機地從中選出一個。隨機選擇模塊的功能是：從系統中隨機選擇一個學生點名提問，所選擇的學生與分數無關，每一個學生被選擇的機會均等。在兩種模式下被選中的學生，教師可根據其回答問題的具體情況，進行加分或者減分，并通過系統直接將最新得分更新保存。

系統中，每個學生的初始分數值相同，均為60分;在第一次使用時，通過優先選擇和隨機選擇最終的結果是一致的，隨著第一次的使用，被選中的學生分數有了變化，如果加分則得分將高于60分，如果減分，則得分將低于60分。隨著系統的使用，學生的得分逐漸產生了變化，通過優先選擇和隨機選擇得到的學生信息將不再保持一致。教師在課堂教學中，可以交替使用兩種模式，通過優先選擇得到的是分數較低的學生，這部分學生通過課上和課下努力學習，課堂積極回答問題，可以通過加分，逐步將自己的分數提高，在后續的優先選擇中，將有可能不會被選中;同時，教師應同時使用隨機選擇。其他分數較高的學生，同樣可以積極參與課堂學習，如果被教師減分，則同樣有可能被優先選擇選中。該系統可以促進分數較低的學生努力學習，同時可以警示其他同學不進則退，一旦不積極努力，則隨時可能被其他同學超越。

2.2 系統界面設計

課堂點名提問系統的界面設計由兩部分組成：優先選擇模塊和隨機選擇模塊，如圖2所示。

本系統界面的操作非常簡單，教師點擊“優先選擇”按鈕或者“隨機選擇”按鈕，即可從系統中選擇分數最低學生或者從系統中隨機選擇一名學生，并在輸出結果文本框顯示學生的姓名，教師可對學生點名和提問，根據學生出勤和回答問題的情況，可以點擊“加分”按鈕進行相應的加分或者點擊“減分”按鈕進行相應的減分。點擊“清空”按鈕，可以將結果清空，方便后續的使用。系統操作結果如圖3所示。

2.3 系統代碼設計

在進行系統設計時，需要準備一個包含學生信息的Excel表格，表格由2列組成，第1列為學生的姓名，第2列為學生的基礎分數，每個學生的基礎分數均設置為60分。系統的主要代碼如下：

（1）優先選擇模塊代碼。

num1 = 0

def first_select（self）：

global num1

df = pd.read_excel（file_score）

# 讀取分數，放入數組s中;讀取學生姓名，放入數組n中

s = []

for item in df[‘score]：

s.append（item）

n = []

for item in df[‘name]：

n.append（item）

# 讀取分數最低值，最低分所在位置;所有符合要求的學生，放入student數組中

s_min = min（s）

student = []

for i in range（0，len（s））：

if s[i] == s_min：

student.append（n[i]）

else：

i=i+1

# 從student數組中，隨機輸出一個值

result = random.choice（student）

……

（2）加分模塊代碼。

def add_score_1（self）：

global num1

df = pd.read_excel（file_score）

s = []

for item in df[‘score]：

s.append（item）

n = []

for item in df[‘name]：

n.append（item）

for i in range（0，len（n））：

if n[i] == num1：

s[i]=s[i]+5

pd.set_option（‘mode.chained_assignment， None）

# 更新分數

df[‘score].loc[i] = s[i]

……

# 更新excel文件

df.to_excel（file_score，index = False）

通過pyinstaller將程序代碼進行打包，生成exe文件，教師在使用時，將打包好的應用程序，放入C盤根目錄下，雙擊ktdm_gui.exe文件，即可運行使用;對于不同的班級使用，更換score.excel文件即可。

3 結語

通過課堂點名提問系統，教師可以更好地掌握學生的學習狀態，豐富了課堂教學的手段，促使學生由原來的被動式學習變為積極主動地學習，提高了學生的課堂學習效率。同時，也促進了教師積極探索更多的方式進行教學，為后續的教學改革提供了更為豐富的手段，推動了教與學的良性發展。

[參考文獻]

[1]陳恒，李宏達，趙曉艷.基于微信的大學課堂點名系統的設計與實現[J].軟件，2018（3）：45-47.

[2]孫沫麗，郭亮，李偉光，等.高校課堂提問考核管理系統的設計與實現[J].信息與電腦，2020（16）：64-66.

[3]馮婕，張娟，岳秋菊.基于Excel的課堂隨機點名系統的設計[J].自動化與儀器儀表，2016（2）：129-130.

（編輯 王永超）