数学口算练习自动生成程序的设计与实现

胡云峰

摘 要：在小学低年级数学教学中，口算的练习是一个很重要的组成部分，加大练习量，是提高学生口算能力的最有效途径。文章论述了一种通过计算机程序自动生成口算练习题的实现方式。

关键词：程序设计；HashSet；MIME協议

0引言

小学低年级的数学教学，注重学生计算能力的培养，而口算能力的训练，是其中一个重要组成部门。然而，巨大的习题需求量，加重了任课教师或者家长的出题负担，因此，一种由计算机自动生成练习题，并可直接打印的系统，就显得很有必要。

1.系统分析与设计

1.1 题型分析

小学一二年级数学教学，主要培养学生10以内加减运算、100以内的加减运算以及乘法口诀表的使用能力，在题型上，有单加减、单乘、连加连减、混加混减、加减乘混合等，一般每套练习题包含50道题目。

1.2 需求分析

根据题型及实际需要，系统向用户提供题型选择、生成题量设定、排版打印等功能。其中，题型选择功能实现用户选择题型，系统根据选择生成相对应的题目；题量设定功能向用户提供自主设定生成练习题数量的功能；排版打印功能实现将系统生成的练习题按照一定格式，自动生成WORD文档，并可直接打印的功能。

1.3 开发技术选择

考虑到用户的非专业性，系统要求简单易用、即点即用，因此，使用不用安装客户端的B/S模式及不使用数据库的技术手段就显得比较合适。本系统最终选择采用JSP+JavaBean模式[1]开发，成品放于WEB服务器上，使用户打开浏览器访问服务网址即可使用。

2.系统实现

2.1 练习题自动生成功能的实现

系统使用JSP+JavaBean的技术手段开发，逻辑实现部分，使用JavaBean实现。以10以内的加减法、100以内的加减法及乘法口诀练习题的生成为例，利用数组存放所生成的练习题，实现代码如下：

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； }} //练习题只由数字0—9构成，生成装有0—9共10个数字的数组

public static ArrayList withinTen（） { //10以内的加减练习题生成

for（int i=0；i<10；i++） {

for（int j=0；j<10；j++） {

myList.add（i + " + " + j + " = "）； //生成加法练习题

if（i>=j） myList.add（i + " - " + j + " = "）；}} //减法练习题，控制被减数必须大于减数，避免出现负数

return myList； }

public static ArrayList withinHundred（） { //100以内的加减练习题生成

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 + " = "）； }} //减法练习题，控制被减数必须大于减数，避免出现负数

return myList； }

public static ArrayList multiplication（） { //乘法口诀练习题生成

for（int i=1；i<10；i++） {

for（int j=1；j<=i；j++） {

myList.add（j + " × " + i + " = "）；}}

return myList； }}

2.2 随机选取50道练习题功能的实现

学生进行练习时，综合考虑低年级学生注意力及能力的特点，结合考核要求，一般每套练习题包含50道题目。实现从生成的所有题目数组中随机地、不重复地抽取其中50道组成1套练习题，系统采用了HashSet对象及其只能存放不同的值的特性来实现。主要实现代码如下：

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++） {

// 调用Math.random（）方法

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

set.add（num）； } // 利用HashSet的不能存放相同内容的特性，将不同的数存入HashSet中

int setSize = set.size（）； // 如果存入的数小于指定生成的个数，则调用递归再生成剩余个数的随机数，如此循环，直到达到指定大小

if （setSize < n） {

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

public int[] getArrayListSubscript（）{ //返回随机50道题的数组

int subscript[]=new int[50]；

int i=0；

HashSet hs=new HashSet（）； //随机数结果集

randomSet（0，100，50，hs）；

for（Integer s：hs）{

subscript[i]=s；

i++；}

return subscript；}

2.3 生成WORD文档功能的实现

在Java Web程序开发中，MIME 协议指示 MIME 用户代理如何显示附加的文件[2]。我们可以修改MIME协议的扩展Content-Disposition为attachment，当 Internet Explorer接收到请求后，它会激活文件下载对话框，以实现下载功能。

程序中，利用表格布局，将随机生成的50道题进行排版，对应WORD文档的一页，显示结果时设置MIME协议的扩展Content-Disposition为attachment，达到下载附件的效果。关键实现代码如下：

response.setHeader（"Content-disposition"，"attachment；filename=" + java.net.URLEncoder.encode（xm， "UTF-8"） + ".doc"）； //设置协议头为attachment，文件名称设置为Request对象获取到的表单提交的值，文件类型为DOC

2.4系统运行效果

参考文献：

[1]贾志成，王云. JSP程序设计慕课版[M]. 北京：人民邮电出版社，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