教學信息系統中的教學過程管理

江頡 董天陽 陳鐵明 王小號

摘要： 為了解決通用教學信息系統在面向工程類課程的教學服務中缺乏教學過程設計問題，在信息系統中增加教學過程管理功能，以高校軟件工程課程在教學過程中所體現出的特點為例擴展了傳統的教學信息系統。系統增設了教學進度安排和自動監控、以流媒體技術實現的案例資源多媒體展示、word格式的軟件工程文檔在線填寫以及與學習過程相結合的教學質量檢測和教學成績評定功能。論文概述了系統增設模塊中所采用的主流技術，并展示了系統實現的主要原型界面。

關鍵詞： 教學過程管理； 軟件工程； 流媒體； 教學信息系統

中圖分類號：G642文獻標志碼：A 文章編號：1006-8228（2012）03-15-02

Process management in the teaching information system

Jiang Jie, Dong Tianyang, Chen Tieming, Wang Xiaohao

（College of Computer Science & Technology, Zhejiang University of Technology, Hangzhou, Zhejiang 310023， China）

Abstract： To solve the problem that traditional teaching information systems lack the design of teaching process for the engineering-oriented courses, this paper presents a new information system increasing process management function. By considering the characteristics of Software Engineering courses in the teaching process, this paper extends the traditional teaching information systems and adds some new functions, such as the teaching schedule arrangement and automatic monitoring, multimedia presentations of case based on the streaming media technology, the online filling of software engineering documents in word format and teaching quality testing and teaching performance evaluation combined with the learning process.

Key words： teaching process management； Software Engineering； streaming media； teaching information system

0 引言

現在很多高校通過網上教學平臺實現了教學資源數字化，突破了傳統教學方式在授課時間和場地上的限制，是對傳統教學的一個有益補充。

對于教學信息系統，研究較多的是從技術出發[1],例如采用Web技術[2]、多媒體技術[3]、Blog[4]技術等來支持系統設計。通用性的教學平臺往往也只是設置了一些課件共享、作業批改、教學郵箱互動、教學成績統計等功能來輔助教學活動和教學管理。實際上，作為教學的一種促進手段，教學信息系統功能設計要符合教學者和學習者實施教學過程的特點。在教學活動中，教育者對一門課程具有引導、管理和評價功能；學習者在合理的教學過程指導和監督下，完成課程學習，接受教學質量、教學成果檢查，并對施教者給予一定的評價。在一些通用的課程管理系統中，系統的功能設置往往過多注重教學階段成果檢查、教學材料共享和教學手段的多樣化，而會忽略對課程整個教學過程的設計、管理和監督。

本文將以工程性課程—軟件工程為例，分析在建立教學信息系統時應考慮的問題，并給出該課程教學信息管理系統中關鍵部分的設計和實現。

1 軟件工程教學過程特點

軟件工程課程是一門綜合性很強的課程，主要介紹軟件工程、軟件工程過程、軟件管理的方法學、基本知識和基本技能[5]。該課程的教學實踐的目標是，使授課對象了解和掌握開發軟件項目所使用的方法和工具。本課程可以采用“工學結合、強化實踐”的原則來組織教學內容、教學方法和教學實踐活動。作為工程類的課程，軟件工程的教學過程具有以下特點。

⑴ 學習和實驗體現了逐步求精原則

逐步求精是軟件工程實施中需要遵循的一個基本原則，它可以體現在每個工作流過程中的迭代和遞增[6]。對于軟件工程的教學實踐來說，也需要遵循這一重要的原則。從授課對象最初接觸到課程的理論概念直至可以以小組形式完成的一個項目產品，其學習過程本身就是循序漸進的。從項目實踐的角度，軟件工程課程實驗成果也不可能在短時間內獲得。學生需要在一段持續時間逐漸建立起工程思維方式，并經過反復幾次修改和擴展，最終形成可驗收的成果。軟件工程的工程特性需要我們按照軟件工程過程要求來進行教學環節設計，對整個教學過程進行監督，引導和掌控。在這個過程中，教師發揮著引導，分配和教導的作用。對教學環節的嚴格實施意味著對授課對象軟件工程實踐起到更好的指導和管理作用。

⑵ 過程的實施和管理使其有別于其他課程教學內容

軟件工程與其他計算機課程，如程序設計語言、數據庫、軟件測試和軟件設計模式等課程是互為基礎，相互影響的。它在軟件工程的課程體系中起著承上啟下的作用，是對程序設計課程、數據庫課程的綜合應用，也是軟件工程測試、設計模式等課程的基礎。在一些學校的課程安排上可能在講授軟件工程課程的同時，相關的其他課程授課也在同一學期同步進行。要使得軟件工程課程與其他課程有所區別，需要將授課對象的注意力引導到實驗實施過程中的軟件生命周期中各個環節的把握。需要強調的是作好軟件過程的實施和管理，才能處理好和其他課程所教授內容的銜接和深化。

⑶ 軟件工程教學案例內容的多樣性

軟件工程系列課程的教學培養目標是以市場需求為導向，使課程的授課對象真正能夠在軟件行業中發揮作用。因此，教師在授課時不應拘泥于教材的內容。在講解基本原理、基本概念和基本方法的同時應介紹一些新方法、新技術。教師可以從案例的分析過程中提煉出理論知識，然后用類似案例對授課對象進行課堂模擬實踐來驗證已經闡述的理論觀點，使授課對象體會到理論來源于實踐，而又指導實踐的這一過程。案例可以來源于實際的項目，也可以來源于網上的一些資源。

⑷ 軟件工程文檔撰寫的標準化

軟件工程是一門實踐性很強的課程，它是各種經驗的總結與提煉。在軟件工程中，會涉及到軟件制品的撰寫。在教學活動中往往可采用“項目小組”的形式，通過小組成員的組合以及每個成員的分工，組織實施軟件開發。在開發過程中需要遵照軟件開發的工作流程，做好可行性研究、需求分析、總體設計、詳細設計、編碼、測試環節，以及編制產品文檔。文檔的撰寫需要符合一定的格式與標準。提供文檔編寫模版，可以起到一定的撰寫約束和規范化作用。

⑸ 評價學習成果與實施過程緊密結合

由于軟件工程課程具有一定的理論性，但更多體現出的是其工程性，需要授課對象通過課程學習積累一定的經驗。因此對授課者教學質量的評價和授課對象學習成果評價不能只看可運行的項目成果和筆試成績，需要和課程教學環節的具體實施過程相結合。對過程的評價體現出了對授課對象發現問題、分析問題、解決問題能力的一個綜合評價。

2 基于過程管理的綜合系統設計

[軟件工程課程教學管理系統][教學進度安排與監控][案例資源多媒體展示][軟件工程規范文檔生成][教學成績評定][授課計劃安排][教學日歷制定][實驗安排][文檔類資源上傳][案例資源瀏覽][音視頻資源制作][文檔模板定制][文檔在線生成][文檔查看][成績評定配置][作業統計][成績評定][教學質量評價]

圖1基于過程管理的軟件工程課程教學管理系統

基于以上的分析，我們設計了軟件工程課程管理系統，如圖1所示。為實現軟件工程課程的過程管理目標，我們在傳統課程管理系統基礎上增設了教學進度安排與監控、案例資源多媒體展示、規范文檔生成、教學成績評定等功能。

2.1 案例資源多媒體展示

案例資源多媒體展示模塊為學生提供在線閱讀文檔資源和在線點播視頻資源的功能。系統提供教師對展示案例資源的訪問控制，支持教師將上傳的文檔資源轉換成SWF格式[7]的文件，以統一的界面供用戶瀏覽。同樣教師上傳的教學視頻資源則統一轉換成系統播放器支持的視頻格式，支持在線點播。

為了在教學過程中讓學生可以更清晰地瀏覽和觀看案例演示結果，系統提供互動的教學課堂功能，包括教師發送和授課對象接收兩部分，主要實現遠程語音、視頻、文本等多媒體信息的實時傳播和同步演示功能。

系統采用Flash Media Serve[8，9]的流媒體技術與數據同步構建web服務，提供即時音視頻播出功能。以FMS平臺為核心，實現了主播端（教師端）的音視頻多媒體信息有效采集、編碼、轉換，向客戶端進行有效傳輸的功能。教師通過該功能在實施音視頻在線授課同時，可通過在線錄制將授課內容錄制儲存起來，以便在授課結束后，學生可以繼續學習。教師在授課過程中用到的某些具有版權保護的教學課件，可以向授課對象演示，但拒絕學生下載要求（如圖2所示）。

圖2在線文檔查看

2.2 教學進度安排和監控

圖3授課計劃安排

教學進度安排和監控模塊主要是用于教師安排教學進度并監控教師教學活動的完成進度。每學期的開學初，教師都會根據課程大綱要求制定一份詳細的授課計劃，如圖3所示。

教師確認提交進度安排后，系統會根據教師生成的進度安排，在相應的時間提醒教師發布作業或批閱作業。課程模塊中的課內作業模塊與教學日歷模塊關聯。教學日歷模塊根據授課計劃里的授課起止時間來安排具體的教學日歷內容，并啟動后臺程序對每個教師作相應的進度監督，對教師的發布作業情況和批閱作業情況，系統可給出相應的統計。統計結果可以為評定教師的教學質量提供依據。

2.3 軟件工程文檔的模版定制和生成

軟件工程規范文檔生成功能包括添加規范文檔模板和生成規范文檔兩部分。教師可以根據計算機軟件文檔編制規范，添加各種軟件工程的規范文檔模版，如軟件需求規格說明文檔，軟件設計說明文檔等。學生根據作業進度安排可以在線填寫，按照模版定義的格式最終生成一份包括字體、行距、標注都一致的規范文檔。文檔可以保存在授課對象本地。由于該模塊和教師布置作業進行了時效性相關，超期的作業將不允許被修改和提交。

文檔自動生成及教學進度表生成主要利用了JACOB和iText[10]開源組件。相應的操作步驟為：利用open函數打開Word文檔模板，查找模板中要替換的內容；成功找到后，將用戶輸入的內容替換模板中的內容，并將文檔光標下移一個位置；重復操作至所有內容替換完整，利用save函數保存文檔；最后，用close函數關閉Word。

2.4 與學習過程相結合的成績評定

授課對象學習水平的評估關聯到課程作業的模塊和成績評定標準。教師可以進行評估標準配置，系統根據教師選擇的標準獲取所有已交作業的授課對象信息，并列出授課對象總提交作業次數、正常提交次數和延遲提交次數等。系統預設一些基本的算法，按照教師選擇的算法來提供對學習過程的總體評價。

3 結束語

本系統可以為滿足綜合性課程中理論與實踐相結合的要求提供過程監控和評價。在未來的工作中我們將進一步研究教學過程的信息化管理問題，著重通過建立教學過程模型來實施教學過程的管理。

參考文獻：

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[7] Adobe Systems Incorporated.Macromedia Flash(SWF)and FlashVideo(FLV)File Format Specification Version 8[S].San Francisco.CA 94103.

[8] Adobe Systems Incorporated. Flash Media Server Users Guide [EB/OL]. http://www.adobe.com,2005-3-7

[9] Adobe Systems Incorporated. Flash Media Server Product[EB/OL]. http:// Introduce.www.adobe.com,2005-3-7

[10] Dan Adler. JAcOB document[EB/OL].http://jacob·project.sourceforge.net,2007.