基于Web的個性化作業系統的開發研究

■王正

基于Web的個性化作業系統的開發研究

■王正

10.3969/j.issn.1671-489X.2013.08.043

隨著學生數量的逐年上升，教育資源顯得日漸緊張，要在這樣的形勢下達到社會、家長所期待的因材施教，改進教學手段是當務之急。主要闡述如何設計和開發一個結合個性化教學需求的基于Web的作業系統，并且對該系統在實際教學中的應用進行初步探索。

隨著時代的發展，社會教育的要求也在逐步提高，因此，學校“大鍋飯”的教育模式已經不適應時代的要求，迫切需要改變。因材施教，基于學生個體發展水平而量身定制的個性化的教育模式，越來越得到家長、社會的認可。但是對于學校而言，學生數量多，教師資源緊張，特別對于一些城區的學校，要在傳統教學手段的基礎上倡導基于學生個性化的教學模式，幾乎成了一個“不可能完成的任務”。

為了在現在條件下盡可能地實現基于學生個性化的教育，讓每個不同發展情況和接受能力的學生都能得到提高，筆者設計、開發了這個基于Web的個性化作業系統，借此從作業和交流指導兩個方面探討了利用新興的網絡作業系統實現個性化教學的可能性。該系統既繼承了網絡考試系統高效、靈活的特點，又加入了針對個性教學要求而設計的作業反饋模塊和交流討論模塊，同時也針對中學教育的特殊性，設計了家校交流的模塊。

為了實現系統的安全高效和降低對用戶端的要求，軟件設計采用B/S模式的架構，用戶只需要一臺可以上網的電腦，借助兼容的網絡瀏覽器就可以實現所有的功能。該系統包括五大主要功能模塊，分別是系統管理模塊、用戶管理模塊、題庫管理模塊、作業/考試管理模塊、信息查詢模塊。下面介紹各模塊主要功能。

1）系統管理模塊，主要提供管理員用戶使用，登錄后系統會根據設置分配不同的操作權限，動態地生成功能菜單。用合法的系統管理員的賬號登錄，可以對網站名稱、網站地址、站長信息、版權信息、IP段黑名單和系統注冊許可等項目進行設置，所有的設置都是即時生效，并且永久存儲于數據庫的config表中。表結構如表1所示。

2）用戶管理模塊包括對4類用戶的管理，分別是系統管理員、教師、學生和家長。通過通用處理程序實現對4類用戶信息的設置、修改以及在系統中的權限編輯。使用時，各類用戶通過通用的登錄模塊，用各自的用戶名和密碼進行登錄，通過驗證的合法性用戶，系統會自動檢索數據庫，讀取數據庫中的角色和權限，然后自動生成功能菜單，實現用戶的各項功能。如果角色驗證為教師，則生成教師頁面菜單，通過菜單可以實現學生和家長的信息管理、試題庫管理、自動/手動組卷和人工閱卷、查詢作業和考試情況、查詢歷史成績和歷史答卷、回復學生和家長的提問等功能；如果登錄角色為學生，則可以實現查看作業、完成作業、自主練習、查看歷次考試和作業得分情況、個人錯題列表及教師答疑記錄；如果登錄角色驗證為家長，除了擁有學生的所有權限，還可以直接和任課教師進行在線交流，提高家長聯系的針對性。出于安全性考慮，登錄處理系統使用了通用的驗證程序，以提高系統的安全性和減少惡意登錄的情況發生，所有登錄行為，無論是否驗證成功，均對登錄的時間、IP地址、用戶名等信息進行記錄，以備查驗。

3）題庫管理模塊，提供對單選、多選、填空、判斷、解答等5類題型的編輯功能。為了便于大批量地導入現有的試題，還提供試題的批量導入工具，支持Excel格式的試題的批量導入。同樣，該工具也可用于試題導出。當登錄角色為教師時，還可以利用本模塊進行個性化的作業布置和試卷編輯功能，可以設置和修改每一道試題的知識點、章節、難度、分值、標準答案等參數。

表1 config表結構

4）作業/考試管理模塊分成兩部分，分別面向學生和教師用戶。學生可以通過該模塊實現在線完成作業和在線考試、客觀題自動評分、標準答案實時校對等功能，大大提高作業效果反饋的時效性；教師可以組織編輯作業和試卷、主觀題閱卷、作業得分率分析、作業/考試設置等功能。其中，組卷模式分為自動和手動兩種模式，既可以通過設置的條件調用遺傳算法，實現高效的自動組卷；也可以完全由手動從題庫中逐題挑選，組成更具有針對性的卷子；還可以兩種方式結合，自動生成試卷后通過手動替換試題，實現高效和高針對性的高質量組卷。分析功能中提供試卷/作業總體得分情況和每一試題的得分情況；作業設置主要是對作業完成時限、完成對象的設置，可以具體指定某個學生完成哪部分作業，體現出作業個性化、因人而異的教育新理念。

5）信息查詢模塊包括各類信息的查詢與統計。學生可以查詢自己的作業/考試進度、成績、歷史試卷和答卷。這樣的設計，使學生在復習階段能夠更有效率，只要通過查閱自己歷史試卷中的錯題，就可以對自己的薄弱環節了如指掌，復習起來自然也就可以達到事半功倍的效果。另外，針對個性化教學的需要，該模塊還設計了一個試題的交流問答系統，學生可以向教師咨詢對于某一試題的疑惑，而教師可以針對此問題進行一對一的反饋，這樣使每一個學生的個體問題都能得到針對性的解答，比整節課滿堂灌的效果要好得多。而作為家長，登錄后更可以查詢到學生在每一次作業/考試中的成績、名次、詳細答卷、平均得分，優秀率等信息，可以橫向在全班或全系統中進行比較，也可以進行縱向的比較，所有比較結果可以通過折線圖的方式直觀呈現，使家長對子女學習情況的掌握更客觀也更具有說服力。同樣，考慮到家長的需求，系統也提供家長和任課教師直接交流的問答系統，使家長能更客觀地和任課老師進行一對一的交流。

系統已于一年前安裝在學校的服務器上運行，經過一年來教師、學生和家長對本系統的測試使用，各模塊穩定運行，基本可以滿足對于個性化教學的需求。對于教師而言，大大提高教師在批改作業、試卷方面的效率，有的教師還拓展到隨堂練習的使用，使系統高效靈活的特點發揮到極致；對于學生而言，突破了地域和時間的限制，只要一臺可以上網的電腦，任何合法的學生都可以隨時隨地完成一次作業或開始一場考試，以檢驗自己對于學科知識的掌握水平，并且可以及時得到結果，受到學生的歡迎；對于家長，歷史成績的查詢可以反映自己子女學習進步過程，發現異常也可以及時介入處理，讓數據說話，與子女的溝通更客觀。交流反饋模塊還提供了一個家長與教師的交流場所，可以讓教師更有針對性地、一對一地對家長的問題予以解答，實現教學反饋的個性化。

系統的使用效果是明顯的，但在測試使用過程中也出現一些問題。比如，系統目前對于一些復雜的物理公式和化學公式的顯示效果不好，在某些情況下會導致閱讀困難；對于程序的設計，某些統計功能算法比較復雜，導致大量用戶同時操作時系統響應速度變慢，影響使用體驗；程序界面比較簡陋，互動性不強，未經培訓的用戶上手操作可能會遇到一定的困難……對此，筆者將繼續深入研究，進一步優化設計，力爭真正在作業和考試層面實現教育的個性化。

江蘇省昆山市第二中學）