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理论力学动力学作业在线平台的建立及其应用研究

郭子沣  
【摘要】:近年来,在线作业系统在高等教育教学中的应用越来越广泛,调研统计结果表明,现行的大多数理论力学课程在线作业系统中的题型均以选择题和填空题为主,涉及到理论力学计算题的作业系统寥寥可数。为了能够有效节约教师在作业批改与成绩统计上消耗的时间,同时为了全面考核学生对理论力学中动力学部分的掌握能力,本文在参考了当前主流网上作业系统设计模式的基础上,利用Python强大的编辑库,建立了理论力学动力学作业在线平台。本文主要做了以下三个方面的研究工作:(1)编写了理论力学动力学图形库、题目库,将理论力学动力学问题中涉及的单元信息、节点信息、约束信息、荷载信息、加速度信息分别存储在指定的向量中,以随机组合的方式将各向量中的元素重组成新的矩阵。矩阵中每一行向量代表一类题型,按照矩阵中题型的分类,编写了通用的绘图程序,用于绘制与题目相对应的载荷、结构与约束示意图。通过引入随机命令,实现对图形、题目可控范围内的随机性,达到出题的随机性。(2)编写了理论力学动力学求解器,能够对常见的动力学问题进行求解。将题目中的单元信息、节点信息、约束信息、荷载信息、加速度信息进行程序输入,通过计算程序得出答案信息矩阵,可根据题目的需要,从答案信息矩阵中调取相应的答案。(3)建立了在线作业平台,将题目上传到网络平台前端界面。基于Django框架设计的教务管理系统,用于以作业为主要内容的教学活动管理,同时还可用于负责管理力学题库与分配学校的指标;设计得教师管理系统,用于教师根据教学任务安排,完成作业的布置;设计的学生作业系统,用于学生在网络平台的前端页面进行作答。理论力学动力学作业在线平台的建立,对于提高教学质量、推动网络教育的发展具有重要意义。


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