基于“微任務”的教學過程管理系統設計與實現

摘要：針對當前教育信息化中存在的數字資源利用有效性問題，本文借鑒微課和MOOC的特點，結合教學實際需求提出了“微任務”的概念，在此基礎上設計并實現了基于“微任務”的教學過程管理系統。該系統以微任務為單位對數字資源進行組織與利用，并支持多種教學形式、教學業務和教學流程的開展，同時該系統能記錄學習數據為進一步的教學改革與創新提供數據支持。

關鍵詞：微任務; 教學過程; 教學管理; 教學資源

中圖分類號：G40-057 文獻標識碼：A 論文編號：1674-2117（2015）07-0124-02

● 引言

回顧我國近幾年教育信息化的發展，不難發現，我們對于教育信息化的建設主要集中在各類教育資源、各學科的教學資源以及教學資源管理平臺和網絡教學支撐平臺的建設上，但是在強調教育、教學過程中的應用方面，我們暫時還沒有對“信息技術與課程整合”[1]進行深入有效的研究。

本文嘗試從“微任務”的角度，設計并實現教學過程管理系統。該系統以信息技術與課程的有效、深入整合為目標，主要實現以下功能：①數字資源與教學點的整合。②教學過程管理。③學習者學習激勵與學習效果評估。④支持多種形式的教學活動與教學改革。⑤教與學的互動。⑥記錄學習者學習數據并用于相關的教學分析。

● 微任務概述

1.微課程與MOOC

自2010年以來，廣東省佛山市教育信息中心主任胡鐵生先生率先在國內提出微課的應用研究后，對于微課的定義一直處于發展之中。從發展的微課定義中我們不難發現微課具有的特點：①以微型教學視頻為核心，融合其他相關教學資源。②鎖定一個知識點、技能點、操作點或是某個教學環節。③支持翻轉學習、混合學習、移動學習、碎片化學習等多種學習方式。

MOOC，即“Massive Open Online Course”，可直譯為“大規模在線開放課程”。其特點在于[2]：開放、大規模，課程要素完整，強調交互。

2.微任務

MOOC與微課進行比較，MOOC更強調的是開放性和課程要素的完整性;微課強調的是“微”特性。結合微課與MOOC的特點，并考慮教學改革與創新的需要，我們需要一個軟件系統，它應該具有以下功能：①體現課程的知識體系或技能體系。②圍繞一個知識點或技能點組織數字教學資源。③支持互聯網環境下的多種教學形式、教學業務和教學流程的開展。④學習過程的評價與監督。⑤學習數據采集。

微任務被定義為滿足上述②至⑤功能點的教學單元，即圍繞一個知識點、技能點組織教學資源，支持互聯網環境下的多種教學形式、教學業務和教學流程的組織與開展，自動記錄學習相關數據并對教學進行監督和評價的最基本的教學單元。基于微任務，設計并實現上述功能的軟件系統是本文的主要內容。

● 系統設計

本文以JAVA和XML為技術基礎，采用三層架構體系，設計并實現滿足系統目標功能的可復用軟件組件包。組件包除了提供Web Service接口供外部程序使用外，還將集成到筆者前期開發的計算機輔助教學平臺[3]，集成后的軟件系統整體功能結構圖，如下圖所示。

1.組件功能描述

微任務組件包共包含7個組件，分屬三個層次：①數據庫層包含2個組件，分別負責對本系統內部數據庫操作和對外部數據庫的訪問。②業務層包含3個組件，微任務描述組件基于XML對微任務進行定義、維護和更新;微任務解釋組件用于解釋微任務描述中的命令，并調用微任務執行組件中的相應功能。③表現層組件包含2個組件，GUI組件提供用戶圖形操作界面，該界面集成于筆者前期的計算機輔助教學平臺;Web Service組件提供給具有權限的外部程序訪問。

2.微任務的系統描述

本系統的開發圍繞微任務進行，其業務層的核心組件也是圍繞微任務的描述、解釋與執行進行設計。在系統中，將微任務進行如下描述：①微任務描述包括兩個部分：知識體系描述與執行過程描述。②知識體系描述記錄與課程知識體系相關的內容，如微任務名稱、課程、知識點（技能點或操作點）、與其他知識點關系、對應教材章節。③執行過程描述記錄微任務的具體執行流程，其基本元素被定義為階段。④每個階段包含階段名、與其他階段關系、相關數字資源、操作記錄、評價設定、交互記錄。⑤每個微任務的執行過程描述除了包含若干個階段元素外，還包括針對整個執行過程的執行信息、交互記錄與評價設定。上述對于微任務的描述均基于XML實現。

● 系統實現

1.階段XML方案

每個階段的XML描述都包含以下幾個元素。

階段標識：PID，標識一個唯一的階段。

階段名：PName，該階段名字。

階段權重：Coil Weight，該階段在整個微任務中的權重，用于教學評價。

階段教學評價方式：Appraise，該階段評價方式：百分制評價、五級評價或無評價。

階段類型：PType，系統當前支持教學資源、在線測試和互動共三個類型的階段。

階段內容：Content，描述當前階段的教學資源、教學任務及教學所需資源。

2.微任務XML方案

微任務的XML描述中主要包含以下內容。

微任務標識：Micro TaskID，標識一個唯一的微任務。

微任務名：Micro Task Name，微任務名字。

知識點：Knowledge，微任務相關的知識點、技能點或者操作點。

微任務權重：Coil Weight，該階段在課程體系中的權重，用于教學評價。

微任務教學評價方式：Appraise，與階段中定義的評價方式相同。

階段列表：Phrases，該任務包含的所有階段。

階段控制：Phrases Control，對該微任務所包含的階段進行控制，以達到實現特殊教學流程、進行教學改革的目的。

3.數據采集XML方案

系統針對學生操作進行的數據記錄以微任務為單位進行記錄，數據記錄的XML描述主要包含以下內容。

操作時間：Date Time，記錄操作發生的時間。

操作階段標識：PID，記錄該操作發生階段的標識。

操作類型：OpType，目前系統具有開始、結束、學習、測試、提問、回答、互動等操作類型。

操作內容：OpContent，記錄具體操作內容。

● 小結

本文基于XML和Java設計并實現了基于微任務的教學過程管理系統。目前系統還處于調試階段，還沒有進行廣泛的應用與實踐;對于采集的學習數據分析有待進一步研究，這兩方面也是筆者今后的工作重點。

參考文獻：

[1]何克抗.我國教育信息化理論研究新進展[J].中國電化教育，2011（1）：1-19

[2]殷丙山，李玉.慕課發展及其對開放大學的啟示[J].北京廣播電視大學學報，2013（5）：29-34.

[3]俞成功，羅文華，白錦表.網絡構件組裝平臺設計與實現[J].微型機與應用，2014，33（406）：5-7.