中小学数学公式电子手册计算机维文编程研究及应用

迪丽努尔·库尔班

(和田师范专科学校数学与信息学院，新疆 和田 848000)

中小学数学公式电子手册计算机维文编程研究及应用

迪丽努尔·库尔班

(和田师范专科学校数学与信息学院，新疆 和田 848000)

新疆少数民族地区使用维文编程设计中小学数学公式电子手册的软件，目前尚没有人设计研究并推广应用，本设计主要是为少数民族中小学生数学学习而设计的，内容包含中小学绝大多数课程内容。并按照每个年级段的数学公式顺序安排，内容丰富。把各年级段的常用公式和难查找的公式以及常用概念都放在本手册的数据库里。让中小学生能更快、更愉快的投入到枯燥的数学学习之中，在轻松自如的操作中，轻松快乐地学习。

中小学数学；公式系统；设计与应用

1.绪论

1.1选题背景

信息技术在教育教学中的应用与其它发达国家相比，还是有一定的差距，应用程度普遍偏低。教育教学工作的信息化只限于发展水平较高的大中城市和高等院校之内，而在偏远、经济发展相对落后的县、市中小学信息化相对落后，教育机构都缺少具备高效的社会和经济效益。因此，随着我国教育教学信息化工作的迅速发展，信息技术在教育事业的应用会更加广泛。

数学是人生学习、生活、工作中非常重要的一门的课程，从小学到大学我们的学习都离不开数学这门课程，对大多数学生来说非常难懂的一门课程。设计维文版的中小学数学公式电子手册的主要目的就是帮助学生学习数学时，数学公式的查找和学习带来更多的便利。利用本系统快速的查找课本中的和一些课外参考书上的公式以及重要概念，提供良好的学习数学的环境。尤其是学生在课后学习中遇到难题时，没有老师的指导和帮助下，便可利用本手册提高学生课外学习的效率。

1.2 研究意义

信息技术的发展，给我们生活带来了前所未有的变化，生活中的很多难题比以前方便多了。这几年信息技术影响我们的生活的同时，还很大程度的影响着教育教学，对教育的发展起到了积极的推动作用。

通过开发本手册，帮助学生在课外学习和老师在备课过程中，快速地查找自己想要的数学公式，简化了学生在课外学习和老师们在备课过程中，翻阅教科书查找公式的麻烦。特别是为母语为维吾尔语的学生群体用计算机操作提供了方便，并对今后应用计算机有着重大的促进作用。

1.3论文所做工作及思路

本次设计我所做的工作主要是收集中小学数学相关的公式，让学生方便翻阅减少使用教科书找公式的麻烦。在大量的调查基础上，更加适合维吾尔族中小学生学习数学的心里需求。结合中小学生对计算机的兴趣和计算机操作水平，设计人机交互界面。同时设计维吾尔语和汉语双语功能的数学公式学习手册。这不仅使学生还可以让老师在教学过程中参考电子手册的公式，还可以快速查找，因为这个手册里面的数据按章节和知识点来安排的。

除此之外，本设计使用的C#语言编程是一种面向对象的程序设计语言之一，它一方面具有丰富的类库，方便程序员开发；另一方面移植性强，使得在配备C#运行环境的任何计算机windows环境下可以正常运行的。

本设计运用的开发工具vs2010是在C#程序设计的集成开发环境，一般具有编辑、调试、运行等C#程序的功能。这软件的优点是与其它windows操作系统的配合和兼容性好、效率高，并具有语法着色、代码自动完成、代码参数自动提示、工程向导、类向导等编写程序的有利功能。

1.4软件章节安排

本系统的开发对不会汉语的家长们计算机操作提供了很大的方便，今后对维吾尔语使用人群应用计算机有重大的促进作用和提供了良好的计算机学习环境。本论文就是在此软件基础上写成，主要内容就是针对研究和开发出的维吾尔语计算机操作学习系统进行全面的论述。

第一部分，首先简要阐述了面向C# Windows应用程序为基的中小学生数学公式学习手册的重要性和主要的研究意向，然后结合本文的研究设计内容分析了本系统的意义以及该中小学生数学公式学习手册的设计说明，系统的给出了出了本论文的研究方向和论文的设计结构。

第二部分在第一部分分析的基础上进行了该面向C# Windows应用程序为基的中小学生数学公式学习手册的市场需求进行了分析，并研究了其业务流程图与数据流程图，对数据流程图，数据词典进行详细的描述和解释，分解为顶层图、一层图与二层图，另外给出了该面向C# Windows应用程序为基的中小学生数学公式学习手册的功能与性能描述。

第三部分面向C# Windows应用程序为基的中小学生数学公式学习手册进行了讨论对本系统的设计，简述了本系统的设计原则及各个模块的划分，简述了代码实现的设计、输入及输出的设计、界面的设计，并对数据库表的设计进行了简单的介绍。

第四部分给出了本系统的每个功能模块的功能及其每个模块的功能介绍。

第五部分对面向C# Windows应用程序为基的中小学生数学公式学习手册界面介绍及其实现的代码。

第六部分结论部分对全论文的工作进行了总结，并对本系统以后的改善和发展提取了总结性的概括。

2.需求分析

2.1系统概述

需求分析是在整个系统开发过程中不可缺少的、最重要的环节，它主要突出产品设计对客户真实要求的符合性，直接影响到整个软件开发的每一个流程，如果在软件开发过程中需求分析工作一旦做不好、不符合用户要求，后续工作做的再好，它直接导致整个或部分系统设计及开发工作的重新设计。

需求分析主要包括分析可行性、导出需求、编写文档及验证有效性等步骤。开发者一般根据客户需求，决定目标系统是否客户的真实需要、该系统是否可能建立，在开发系统当中应该解决那些问题等问题要进行进一步需求说明以及对需求有效性进行重复的验证。实践证明，，如果一个软件系统庞大复杂，那么其功能再全也是最好的，因为系统华而不实的功能会导致开发周期和难度的增加，从而加大维护成本的同时，相对减低系统的安全系数，因此本人认为开发一个软件系统时“适合实际需求”才是最佳的思路。

因此本软件系统开发以“适合实际需求”思路为依据，在分析系统需求时对系统的开发目的、功能性需求和非功能性需求进行详细、周到的分析，特别重视当前中小学双语教学环境下学生们学习数学公式的研究，在公式及其用法的解释以及计算机操作系统的功能进行了进一步的讨论。

本系统的总体目标主要以“公式库整理模块”、“维吾尔语人际交互模块”、“汉语人际交互模块”、“用户登录模块”、“检索模块”以及“系统帮助模块”等六大功能模块组成的。本系统的数据库里共有条250条常用的重要数学公式以及相应的中小学数学公式学习手册。

2.2系统基本功能

本中小数学公式学习手册是一套面向全疆各中小学少数民族学生的辅助数学公式学习系统，它具有界面简单明了、操作简单、易操作等特点。本系统包含了“维吾尔语交互页面”和“汉语交互页面”等两大功能：

1.维吾尔语交互页面的功能

在设计“中小数学公式学习手册”过程中，本人实现中小学生数学公式按章节查询功能设计，该功能专门是为了教师或学生按照教科书的章节以及知识点来设计的，此界面的结构简单，适合中小学生的使用。还在学习公式的过程当中遇到重要的公式还可以收藏，其次需要时通过单击收藏选项卡可以找到自己所收藏的公式并利用。中小学生数学公式学习手册实现了学生和教师通过翻阅数学教科书来找公式的麻烦。再次，“中小数学公式学习手册”把把教科书改成了电子化，本手册的快速查找功能可以查找并浏览自己所想要的公式。最后，图形解释模块，教科书的部分公式用专门的图形来解释，这一模块的功能解释更形象描述公式的使用方法。

2.汉语交互页面的功能

汉语交互页面的主要功能是适合于国家通用语教育中的广大学生和教师的使用。本次设计中我所做的工作是实现中小学生数学公式按章节查询功能，该部分是针对教师或者学生按章节知识点学习相关中小学数学生，此界面的结构简单,适合中小学生的使用。还在学习公式的过程当中遇到重要的公式还可以收藏重要的公式,再次需要用的时候通过单击收藏选项卡可以找到自己所收藏的公式并利用.中小学生数学公式学习手册实现了学生和教师通过翻阅数学教科书来找公式的麻烦改成电子化，本手册的快速查找功能来快速的查找并浏览自己所想要的公式。及进行实践中利用。还有一个图形解释模块，专门用图形来解释公式用的，这一模块的功能解释更形象描述公式的使用方法。

3.系统总体设计

3.1系统设计目标和原则

本系统以小学一、二、三年级为单位，针对学生们不同的年龄段来设计了题目的类型以及难易程度的。通过翻阅双语班小学生数学教科书以及进行数学老师的问卷调查，初步确定了一年级所练习的认识1-100以内的数字、10以内的加减法、识别几种典型图形(圆形、矩形、三角形)的三种题目类型。二年级所练习的内容为100以内的加减法，简单应用题，及乘法表等题目类型，题目难度比一年级增加了许多。三年级小学生设计的练习为100以内的混合运算，应用题，时间转换等题型，难度更进一步加深。

3.2系统功能模块设计

用户在进入系统之前每次都会看到一个登录界面，要求用户必须输入正确的用户名及密码才能可以成功的登录到软件主界面，要注意在此过程中用户不可以跳过该登录系统而直接进入主界面。如果所输入的用户名或密码任何一个有错误，系统都会出现提示窗口。一旦成功登录，则进入主界面。进入主界面后在界面的菜单栏目中选择想要练习的年级类型，并单击相应的题型，即可以进行相应的题目练习。如果用户想结束练习并退出系统时，可以直接点击关闭按钮或选择帮助菜单下的关闭系统菜单项结束练习。

图3-1 功能模块图

图3-2 数据流图

3.3数据描述

3.3.1数据流图

3.3.2数据字典

数据项名：编号；数据类型：int；数据长度：5；

数据项名：tb_mc；数据类型：varchar；数据长度：250；

数据项名：tb_lb；数据类型：varchar；数据长度：100；

数据项名：tb_gn；数据类型：varchar；数据长度：500；

数据项名：tb_ga；数据类型：varchar；数据长度：500；

数据项名：tb_gb；数据类型：varchar；数据长度：500；

数据项名：tb_gc；数据类型：varchar；数据长度：500；

数据项名：tb_gd；数据类型：varchar；数据长度：500；

3.4系统数据库的设计

一般来说设计一个性能良好的数据库系统时，明确应用环境对系统的要求是最基本、最困难和首要的任务。因为数据库里文字应用非常广泛和复杂，要是数据库设计之前没有对信息进行充分、细致的分析，这种设计的实现很难说的。通过需求分析阶段对面向C#的中小学生数学公式学习系统的整个应用情况做全面、详细的说明，进一步确认研究中小学阶段中常用的数学公式和原理，收集支持系统总设计目标的数据以及对这些数据的基本要求，再次确定用户的基本需求，并利用这些要求设计成用户和数据库设计者都能够接受的文档。因为随着社会的发展和信息化的不断深入，影响了人们的交互方式和语言表达方式，从而导致了系统的可变性，不固定性。所以，设计人员必须认清需求分析、系统设计的整个过程以及用户参与的重要性。

3.4.1数据库需求分析

数据库在整个系统开发中具有非常重要的地位，一般数据库结构设计是否合理，将直接影响到应用系统的效率以及实现的效果。合理的数据库设计可以大大提高数据存储的效率，从而保证数据的完整性和一致性。设计师在设计数据库系统时必须了解清楚本系统各个模块要实现的功能(现有的以及将来增加的需求)。

数据库设计一般包括数据库需求分析、数据库概念结构设计数据库逻辑结构设计等三个方面的设计。用户对系统的具体需求主要体现在读取各种数据信息、修改、添加、保存以及浏览数据等信息，数据库结构能够满足对用户的数据输入和输出等方面。

3.4.2数据库概念设计

数据库技术在计算机学科中核心技术和重要基础，无论是管理系统还是动态网站都离不开数据库技术，数据库设计的好或坏会直接影响到系统的效果。完美做好的一个数据库设计可以提高数据的安全性和数据存储，保证数据的完整性，不会容易丢失数据。

3.4.3数据库逻辑结构设计

图3-1 逻辑结构设计

字段名数据类型字段长度允许是否为空tb＿id自动编号5否tb＿mc文本255否tb＿lb文本255否tb＿gn文本255否tb＿ga文本255否

4.系统详细设计

4.1系统开发环境及工具

编程语言为:Visual Studio 2010开发平台中的C#编程语言

系统数据库设计为:Office办公自动化软件套件中的Access2010

Visual Studio集成开发环境

由微软公司自行开发的Visual Studio集成开发系统是一个支持Windows平台下多种应用软件和应用服务的具有最权威性的开发系统之一，具有软件的易用性和用户友好性极好的特点。Visual Studio 2010集成了项目进度管理、开发工具集等高级功能，它最基本的用途就是进行代码编写和调试。《中小学数学公式电子手册》中的所有程序都是用Visual Studio 2010开发平台中的C#编程语言来编程的。

系统语言介绍

中小学数学公式电子手册就是用C#编程语言来完成。C#是同样是微软公司在2000年6月发布的、Anders Hejlsberg的最新研究成果，是一种最新的、面向对象的编程语言。它与以前一直用来的Java有着明显的不同，Java借鉴了Delphi的与COM(组件对象模型)是直接集成的，而且它是微软公司.NET windows网络框架的主角。C#使得程序员可以快速地编写各种基于MICROSOFT.NET平台的应用程序，提供了一系列的工具和服务来最大程度地开发利用计算与通讯领域的。

4.1.3数据库工具

Access2010数据库作为办公自动化软件包(Office2010)系列产品的一员，提供了便利的数据管理工具以及应用程序的开发环境，适用于小型数据库系统的开发。Access2010工作窗口与Internet Explorer操作界面是相似，保持着与Office其他应用程序界面的一致性，只要你熟悉IE、Word、Excel等软件，Access2010的操作非常容易的。Access2010数据库是许多数据对象的集合，一般包含了表格、查询、窗体、报表等多种对象。建立Access2010数据库有利于创建诸多与特定应用有关的对象，这些数据库对象都能保存到一个以.accdb为扩展名的数据库文件之中。操作时，你只要单击左窗格中的对象就能进入相应功能的操作界面。

《中小学数学公式电子手册》数据部分是由Microsoft Access 2010来完成的，其中维吾尔语和汉语显示部分用自己输入的字库来完成。在Microsoft Access 2010数据库里创建以汉柯和管理员为命名的表，在汉维表里我一共输入了150多个数学公式及概念，就是平常数学学习过程中多遇到的公式和概念。

4.2系统功能模块的设计

本系统由中小学数学公式的详细解释并对数据库的管理功能模块组成。

数学公式的介绍：公式名称、公式类型、公式的概念和相关公式等。

数据错误修改：添加新文字数、保存数据、查询数据库信息。

数据库维护模块：主要包括数据库的添加和修改。

4.3系统总体结构设计

4.3.1系统功能模块图

图4-1 功能模块图

4.3.3系统流程图

图4-2

5.系统实现

5.1主页面

维语言人机交互界面5-1如图所示：

图5-1 维语言界面

汉语言人机交互界面5-2如图所示：

图5-2 汉语言界面

5.2索引界面

索引功能界面图5-3如图所示：

图5-3 索引功能

代码：

private void listBox2_SelectedIndexChanged(object sender, EventArgs e)

{

string aa = this.listBox2.SelectedItem.ToString();

// textBox4.Text = aa;

string ConnString = @“Provider=Microsoft.ACE.OLEDB.12.0;Data Source=sc.accdb”;

OleDbConnection InfoSysConn = new OleDbConnection(ConnString);

InfoSysConn.Open();

string acc = “select * from hsc where tb_mc='” + aa + “' ”;

// string acc = “select from sc where tb_mc= ”+ clic+“”;

OleDbCommand cmd = new OleDbCommand(acc, InfoSysConn);

OleDbDataReader hr = cmd.ExecuteReader();

while (hr.Read())

{

//MessageBox.Show( hr[“tb_hc”].ToString());

//return;

textBox2.Text = “” + “” + “” + hr[“tb_gn”].ToString();

textBox3.Text = “” + “” + “(1.)” + hr[“tb_ga”〗.ToString() + “ ” + “ ”

+ “(2.)” + hr[“tb_gb”].ToString() + “ ” + “ ”

+ “(3.)” + hr[“tb_gc”].ToString() + “ ” + “ ”

+ “(4.)” + hr[“tb_gd”].ToString() + “ ”;

}

}

5.3收藏界面

收藏功能5-4如图所示：

图5-4 收藏功能图

代码：

private void button5_Click(object sender, EventArgs e)

{

string ConnString = @“Provider=Microsoft.ACE.OLEDB.12.0;Data Source=sc.accdb”;

OleDbConnection InfoSysConn = new OleDbConnection(ConnString);

InfoSysConn.Open();

string sqltext = “”;

sqltext = “select * from 收??藏? where tb_sid=” + shou + “ ”;

OleDbDataAdapter oleda = new OleDbDataAdapter(sqltext, InfoSysConn);

DataSet ds = new DataSet();

oleda.Fill(ds);

if (ds.Tables[0].Rows.Count != 0)

{

MessageBox.Show(“此??内¨?容¨Y已°?存??在¨?！ê?”);

return;

}

else

{

string sqltex = string.Format(“insert into 收??藏?(tb_sid) values('{0}')”, shou);

OleDbCommand cmd = new OleDbCommand(sqltex, InfoSysConn);

//InfoSysConn.Open();

cmd.ExecuteNonQuery();

InfoSysConn.Close();

MessageBox.Show(“收??藏?成¨?功|！ê?”);

}

}

5.4查询界面

模糊查询功能5-5如图所示：

图5-5 模糊查询功能图

代码：

private void button2_Click(object sender, EventArgs e)

{

// MessageBox.Show(“ddd”);

string keyword = key.Text;

string ConnString = @“Provider=Microsoft.ACE.OLEDB.12.0;Data Source=sc.accdb”;

OleDbConnection InfoSysConn = new OleDbConnection(ConnString);

InfoSysConn.Open();

string sqltext = string.Format(“select * from sc where tb_mc like '%” + keyword + “%' or tb_lb like '%” + keyword + “%' ”);

OleDbDataAdapter oleda = new OleDbDataAdapter(sqltext, InfoSysConn);

DataSet ds = new DataSet();

oleda.Fill(ds);

dataGridView1.DataSource = ds.Tables[0].DefaultView;

dataGridView1.Visible = true;

InfoSysConn.Close();

}

5.5 后台界面

后台管理5-6如图所示：

图5-6 增删改查图

6.结论

经过本次设计开发，这个中小学数学公式电子手册系统的基本开发已经完成，其功能基本符合中小学生有效学习数学的需求，通过这次设计我基本掌握了容器与容器及容器与组件的关系，背景颜色、字体设置等，各组件的应用，例如利用布局管理器设置组件的位置，利用为组件添加相应的事件监听器来实现其具体的功能。但在设计中也遇到许多困难，例如如何利用treeView工具，并在编程实现treeView工具的效果时出现很多错误，需要反复修改，反复操作，如何用like实现模糊查询，精确匹配等。

[1] 刘丹妮.ASP.NET2.0(C#)大学实用教程[M].北京：电子工业出版社,2009.

[2] 曾顺.精通CSS+DIV网页样式与布局[J]，前沿科技,北京：人民邮电出版社，2013.6重印.

[3] 高燕.事件报道中地点实体的提取研究[D].北京语言大学硕士学位论文，2005.

[4] 祖力皮亚·买买提明，维吾尔语基本动词短语自动识别研究[D].北京邮电大学硕士学位论文，2012.

[5] 艾孜尔古丽，努尔艾合买提，玉素甫·艾白都拉，现代维吾尔语常用词统计关键技术研究[J].中文信息学报，2014(9).

[6] 启明工作室.刘浩Access数据库应用实例完全解释[M].北京：人民邮电出版社，2006.04.第一版.

2017-09-20

教育部民族教育发展中心课题《南疆地区中小学教育质量的影响因素分析》(批准号MJZXHZ15002)阶段性成果。

迪丽努尔·库尔班(1979-)，女，维吾尔族，新疆墨玉县人，硕士，和田师范专科学校数信学院讲师，研究方向：计算机应用。