1、电子技术 第 52 卷 第 6 期（总第 559 期）2023 年 6 月 61Computer Engineering计算机工程摘要：阐述教学管理系统设计，该系统基于Python语言、PyCharm集成开发环境，实现座位分配、考勤记录、随机提问、课堂数据展示的功能。在随机提问模拟测试中，实现对班级学生全覆盖。测试结果表明，此系统可以有效提升课堂教学的管理效率。关键词：计算机系统，教学管理，Python，PyCharm。中图分类号：TP311.13文章编号：1000-0755(2023)06-0061-03文献引用格式：吕丽君，赵丹梅，张龙.基于Python的教学管理系统设计J.电子技术,20
2、23,52(06):61-63.是由JetBrains公司开发。该软件分为专业版和社区版，其中专业版需要付费使用，社区版免费使用。本系统采用社区版开发。2 系统功能设计本文所述系统实现了大学课堂课前、课中、课后三个阶段各项课堂管理及数据统计功能。其中课前主要有：座位分配、考勤记录等功能，课中主要有随机提问及评分、学生的多项平时数据的柱状图展示等功能，课后主要有作业收取名单的生成、学生作业分数记录等功能。系统功能框图如图1所示。课前运行系统执行班级文件生成功能可以在运行的文件夹下自动创建一个名称为“课程-班级信息表.xlsx”的Excel文档。此时教师需要将对应班级的学生姓名和学号信息输入到该文
3、档中。此后授课过程中产生的相关数据（考勤、课堂互动成绩、作业成绩等）将存储在该文档中。系统的座位分配、随机提问、成绩展示、作业名单生成等功能所需的数据也是从该文档中读取。该系统采用Excel文档来存储和读取数据，主要是方便教师对学生成绩进行编辑、保存和分享。3 模块设计该系统主要由班级文件生成模块、班级文件导0 引言信息化手段是提升管理水平的重要途径之一。许多学者对此进行了大量的探索，所开发的信息系统涉及课堂教学1-3、实践教学4、学生管理5、就业6等关键环节。这些信息化系统在一定程度上提升了所涉及领域的管理效率。本文提出的管理系统聚焦于课堂教学环节，目的在于提升大学课堂的管理水平。系统实现了
4、课前、课中、课后三个阶段的课堂管理及数据统计功能，全面服务课堂的各个环节，尤其关注了课前学生座位分配环节。据相关文献7调查发现高达77.2%的前排学生学习兴趣更高，即大学课堂存在着明显的“前排优势效应”。这说明，课堂座位的合理分配也是大学课堂需要重点关注的环节之一。1 开发语言与开发环境本文所述的高校课堂管理系统采用Python语言开发。Python语言目前有Python2和Python3两个版本，但两个版本不完全兼容。本文采用Python3的稳定版本Python3.9进行开发。系统界面开发采用的Pyside2库是基于QT的官方Python库，具有控件丰富、跨平台体验好、文档完善、用户多等优点
5、。系统开发采用的集成开发环境是PyCharm，它基于Python的教学管理系统设计吕丽君，赵丹梅，张龙（长治学院 物理系，山西 046011）Abstract This paper describes the design of teaching management system,which is based on Python language and PyCharm integrated development environment,and realizes the functions of seat allocation,attendance records,random quest
6、ions,and classroom data display.In the random question simulation test,the students in the class are fully covered.The test results show that this system can effectively improve the management efficiency of classroom teaching.Index Terms computer system,teaching management,Python,PyCharm.Design of T
7、eaching Management System Based on PythonLYU Lijun,ZHAO Danmei,ZHANG Long(Department of Physics,Changzhi University,Shanxi 046011,China.)基金项目：长治学院2021年校级教学改革创新项目（JC202106）。作者简介：吕丽君，长治学院物理系，讲师，硕士；研究方向：电子信息系统。收稿日期：2022-09-02；修回日期：2023-06-12。62 电子技术 第 52 卷 第 6 期（总第 559 期）2023 年 6 月Computer Engineering计
8、算机工程入模块、座位分配模块、随机提问模块、作业收取模块、参数设置模块、班级/学生个人成绩展示模块等模块组成。（1）班级文件生成模块。班级文件生成模块负责根据教师输入的信息生成对应的班级文档。教师输入班级的相关信息后，自动检测所填信息是否完整。如果未填写完整，则弹出消息提示框，让教师继续填写信息。如果已填写完整，则生成班级文件，流程结束。班级文件中学生的姓名和学号信息需教师手动输入。（2）班级文件导入模块。班级文件导入模块负责读取对应的班级文件，并根据文件中教室座位的行数和列数信息生成对应的教室座位表。如果未找到对应班级文件，则弹出消息提示框。（3）座位分配模块。座位分配模块实现了完全随机分配
9、、按学生学号顺序分配、手动指定+随机分配三种座位分配方式。其中手动指定+随机分配模式主要用来满足教师认为某位学生必须坐某一位置、有些学生强烈要求坐某一位置或某一座位已损坏（此时禁用该座位即可）等情形。假如座位20、21已损坏，则将其禁用。并指定姓名为“学生7”的学生坐在该4号座位上。之后点击“随机分配”菜单生成该堂课学生的座位表，如图2所示。可以看到，30名学生均靠前并随机分配了座位，学生的名字显示在对应的座位上。编号为4的座位对应指定的学生“学生7”，编号为20、21的座位被禁用，未分配学生。（4）随机提问模块。随机提问模块主要是避免传统课堂上教师口头点名出现的“伪随机”现象。所谓“伪随机”
10、现象指的是教师自己随机点名时会受到个人情感偏爱等多种因素的影响，导致某些学生被点到的概率远大于其他人。相应地某些学生被点到的概率极低。“伪随机”现象会让学生感觉不公平，进而影响授课效果。采用计算机点名，会让学生感觉更公平。点击“随机提问”菜单，系统会随机抽取一名学生，图2中姓名为“学生8”的学生即被抽中。学生回答完之后，教师点击该按钮，弹出对应的学生信息窗口，如图3所示，教师可以在课堂评价对应的文本框输入对学生的评价分数，系统会把该分数自动保存到班级文件中。（5）作业收取模块。作业收取模块同样能够避免“伪随机”现象的出现。教师在弹出的窗口中输入要收取作业的份数，系统则随机生成对应数量的学生名单
11、。教师可在学生信息窗口中输入作业成绩，系统会自动将结果保存至班级文件中。（6）参数设置模块。各高校对学生平时成绩的算法各不相同，为提升该系统的通用性，允许教师对分值及相关比例自行设置。其中考勤分值学期初每位学生为100分，默认扣除分值如表1所示。假如某学生一学期迟到1次，旷课2次，请假3次，则图1 课堂管理系统功能框图图2 课程“手动+随机”模式生成的学生座位表图3 学生信息窗口电子技术 第 52 卷 第 6 期（总第 559 期）2023 年 6 月 63Computer Engineering计算机工程最终考勤分值为69分（100-51-102-23），教师可根据自己学校的规定自行设置每项
12、扣除的分值。课程最终平时成绩计算包括课堂参与成绩、作业成绩、考勤成绩，默认占比为0.3、0.4、0.3，即某位学生的最终平时成绩为：课堂参与成绩0.3+作业成绩0.4+考勤成绩0.3。同样，各部分成绩占比也可以由授课教师自行设置。（7）班级/学生个人成绩展示模块。该模块能够以数据或柱状图的形式直观展示班级/学生个人的各项数据，包括迟到/早退、旷课、请假次数及考勤、作业、课堂参与、平时总成绩等数据。教师可通过查看班级成绩分布图、对比不同学生之间的成绩，从中查找规律并发现学习情况较差的学生，及时与该生进行沟通。4 系统测试假定某课程共48课时，即24次课，来测试系统的随机分配座位、随机提问等功能，
13、来验证系统的有效性。学生座位的随机性测试。随机分配座位24次，统计某学生座位分布如图4所示。其中横轴是座位的列数，纵轴为座位的行数，行数1，列数1，表示编号为1的座位，测试过程中为该学生分配该座位的次数是3次。行数为2，列数为7，表示编号为15的座位，分配了2次。可以看到经过24次随机分配，该学生的座位可以出现在教室各处。课堂随机提问随机性测试。假如每节课抽取2次，48课时共需抽取96次。为方便统计，测试随机提问功能100次，统计抽取到的结果如图5所示。可以看到只有学号为14的同学未被抽到，其他同学均被抽到过，抽到的次数16次不等。表明在实际授课过程中，采用该系统可以基本覆盖全班学生，能够避免
14、教师口头点名出现的“伪随机”现象。5 结语本文采用Python语言开发的高校课堂管理系统，实现了课前、课中、课后三个阶段所需的座位分配、考勤记录、随机提问及评分、作业收取名单的生成、作业分数记录以及学生的多项平时数据的柱状图展示等多项功能。所有数据能够自动记录到对应班级文档中，减少了教师在课堂管理及相关数据记录方面工作量。着重对系统的随机分配座位和随机提问功能进行了模拟测试，结果表明该系统对某学生的座位分配遍布教室的各个方位，随机提问基本覆盖全班学生。由于计算机随机抽取避免了教师口头抽取的“伪随机”现象，且课前座位随机靠前分配可以最大化利用大学课堂的“前排优势效应”的同时也能避免相熟的同学交头
15、接耳、情侣谈恋爱等现象出现，学生在课堂上的专注度和参与度会得到较大提升，进而在一定程度上提升授课效果。参考文献1 蒋金涛.基于Android平台的课程管理App设计J.电子技术,2022,51(07):222-223.2 戴志诚,周家瑶.基于蓝牙4.0的课堂签到系统设计与开发J.计算机应用与软件,2018,35(02):273-278.3 朱家龙.基于Visual Basic的随机提问系统的实现与教学应用J.电脑知识与技术,2019,15(15):148-149.4 姜宁.基于身份认证的实验室在线管理系统J.信息技术,2022(03):24-29.5 王颇.云平台数据挖掘的学生行为分析管理系统J.信息技术,2022(02):36-40+47.6 卢岩.大数据环境下的高校就业信息管理系统设计J.信息技术,2021(05):5-11.7 刘莹.前排优势效应下的大学英语课堂导入J.考试周刊,2014(83):107-108.表1 考勤分值默认设置图4 24次随机分配座位后，某学生座位分布图图5 随机提问100次，抽到的学生次数分布情况
