“教學管考”綜合信息服務平臺 在大學計算機類課程中的應用探索

楊麗麗 蔚繼承 劉斌

摘要：為了利用互聯(lián)網等信息化手段提高教學效果、加強教學過程管理，改善傳統(tǒng)教學中資源共享、效果反饋、師生互動、結果考核等方面的問題。課程組成員在長期教學中不斷探索和實踐，實現(xiàn)了利用互聯(lián)網和信息化手段對整個教學過程進行“教學管考”的綜合信息服務平臺，該平臺在大學計算機類多門課程中進行了應用。經過多年實踐證明，綜合信息服務平臺可以達到“愛教樂學”、“易管嚴考”的效果。

關鍵詞：教學管考；信息服務平臺；計算機類課程

引言

隨著計算機技術、網絡技術和信息技術的發(fā)展，計算機基礎及專業(yè)教育不斷地賦予新的內涵，其教學服務理念、手段和形式也與時俱進[1]。在教育管理中，“整合性服務”理念強調知識管理標準下的協(xié)同服務、以學生為中心的服務以及以信息技術為平臺的綜合服務。大數(shù)據(jù)的開放性、平等性及自由性等特性，使海量的數(shù)據(jù)資源能夠為不同用戶所共享，從而有利于整合性服務的真正實現(xiàn)[2]。作為一名高校計算機專業(yè)的教師，筆者在多年的教學中發(fā)現(xiàn)，很多教師在教學中都有如下的需求。上課之前，教師需要將課程資料，如PPT課件、教學微視頻、實驗內容、課程參考資料等相關文檔共享給學生，方便學生在課前課后學習。課程進行中，學生的作業(yè)、實驗報告、實驗代碼等需要及時提交給代課老師，老師批閱完成后將批閱結果實時反饋給學生，并且需要對學生信息和學生的實驗報告、作業(yè)等信息進行有效的管理。課程結束后，計算機類課程需要通過上機操作、編程等來檢驗學生對知識的掌握情況，通過上機考試能夠客觀、真實的反映出學生的學習效果。在以往的教學中，教師的課程資料由于文件格式多樣、大小不一等原因不能在網絡上方便的共享給所有的學生，供學生下載使用，雖然QQ、微信等軟件提供了通過建群等功能將文件共享，但是受加群加好友等要求的限制，無法將課程資源面向所有愿意學習的學生。基于以上需求，在“面向需求逐步開發(fā)，完善應用逐步提升”的指導思想下，課題組教師自主研發(fā)了互聯(lián)網+“教學管考”綜合信息服務平臺，通過在我校多年的運行與不斷改進，該平臺能夠滿足課前、課中、課后教學過程中資源共享、學生與學生作業(yè)管理、課程考試等方面的需求，同時該平臺在建立新型的教與學服務通道、教師愛教、學生樂學、過程易控、能力考核等方面，發(fā)揮了重要作用。

1、“教學管考”教學體系介紹

通過認真研究“教學管考”的基本內涵，結合網絡與互聯(lián)網技術進行“教學管考”的探索、實踐和系統(tǒng)完善，提出并逐漸形成了新型的多通道“教學管理”教學體系[4，5]。該體系以“愛教樂學，易管嚴考”為服務宗旨，包含以下3項內容。

1.1 營造互聯(lián)網下“教與學”氛圍，構建覆蓋教學過程關鍵環(huán)節(jié)的多通道教學信息服務

面對我校學生計算機基礎知識參差不齊、操作技能差異較大，教學起點和教學過程難以把握，課程知識不斷更新而學時卻大幅度減少，綜合運用能力的要求不斷提高而師資力量嚴重不足等問題，在教學過程的關鍵節(jié)點上為學生搭建不受時域地域限制、個性化強的教學信息服務通道，營造新型的“教與學”關系，以激發(fā)學生的學習積極性和主觀能動性。首先按照學生認知規(guī)律結合教學特點，構建覆蓋課前、課中、課后和最終課程考核等關鍵環(huán)節(jié)的教學綜合信息服務通道，具體內容如圖1所示。

1.2 以“信息資源共享，應用系統(tǒng)無縫對接”為目標，構建基于互聯(lián)網與移動互聯(lián)相結合的開放式、可擴展的教學綜合服務信息平臺架構

教學信息資源庫主要包括理論教學、實踐教學、課程考核的基礎信息、核心資源及統(tǒng)計結果等基本數(shù)據(jù)庫，如圖2所示。

2、綜合信息服務平臺設計與實現(xiàn)

以“愛教樂學，易管嚴考”為服務宗旨，開發(fā)實現(xiàn)以下三個應用系統(tǒng)：

2.1 自主研發(fā)教學資源與互動交流系統(tǒng)，實現(xiàn)了“教學資源共享、師生互動交流”

系統(tǒng)基于網絡環(huán)境的B/S架構，其邏輯架構如圖3所示。教師需要發(fā)布資料，并且有些資料文件比較大，為了方便系統(tǒng)開發(fā)與管理，并給教師以最大的使用方便，系統(tǒng)允許教師以FTP的方式來管理自己的數(shù)據(jù)。對于學生來說，主要是作業(yè)的提交和資源下載，為操作簡單，系統(tǒng)采用HTTP的方式。管理員通過遠程FTP管理方式管理教師賬號，通過FTP方式管理所有教師和學生的數(shù)據(jù)。

資源共享功能：實現(xiàn)教師教學資源的上傳和下載。這一功能極大地方便了教師收集課外學習資料、整理案例素材，形成了一批電子學習資源。

留言薄功能：留言薄可供學生在學習過程中實時向任何教師提問，提問可以匿名也可以實名，而教師必須實名回復學生問題，該功能方便教師實時掌握學生在學習中的問題，并給予回復，這種新型的“教與學”關系，使信息類課程的學習溝通更方便快捷，形成了“愛教樂學”的良好氛圍，系統(tǒng)可以將學生經典提問及回復單列出來，形成精華留言區(qū)，為后續(xù)學生學習該課程提供有效的幫助。

提交作業(yè)功能：該功能用于自主學習能力較強的學生完成應用拓展案例或自主研發(fā)小軟件，培養(yǎng)了這一部分學生的創(chuàng)新能力，并通過這些優(yōu)秀學生的作品展示，提高了更多學生的學習積極性和主動性。

該系統(tǒng)建成于2004年，為學院100余位教師提供了資源共享、提交作業(yè)和留言薄等功能，有效地解決了學生提交作業(yè)與教學資源共享的問題。

2.2 自主研發(fā)實驗報告管理系統(tǒng)，實現(xiàn)了“無紙化作業(yè)、批改信息實時反饋、平時成績自動統(tǒng)計、實驗教學自主規(guī)劃”

實驗教學是信息類課程教學的重要環(huán)節(jié)，克服了原來學生手寫實驗報告麻煩、潦草，教學批改實驗報告效率低，不能及時反饋實驗效果，海量紙質報告難于管理，平時成績統(tǒng)計困難等缺點。通過使用開發(fā)的新系統(tǒng)，課程負責人統(tǒng)一規(guī)劃常規(guī)實驗項目，任課教師在此基礎上對實驗項目進行個性化設計，學生對實驗項目進行自主選擇，調試好的程序可以直接復制到WORD文檔并附上實驗總結再提交，教師通過系統(tǒng)給出評閱意見和建議，學生可以實時看到教師的評閱意見，在數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)中可以很容易實現(xiàn)實驗報告的保存及平時成績的統(tǒng)計與匯總，從而達到教學過程的“易管”效果。

系統(tǒng)從功能可以劃分為以下幾個模塊：系統(tǒng)用戶登錄模塊、學生信息管理模塊、課程信息管理模塊、實驗報告信息管理模塊、選課管理模塊。

各個子模塊功能說明如下：

（1）用戶登錄模塊：此模塊包括學生登錄和教師登錄，實現(xiàn)不同權限的賬戶登錄。

（2）學生信息管理模塊：教師可以添加新的學生信息，也可以修改學生的信息。

（3）課程信息管理模塊：教師可以新增一個課程也可以修改已有課程還能刪除一個管理的課程。

（4）實驗項目信息管理模塊：教師可以增刪改查課程和教學任務所屬的實驗項目。

（5）學生作業(yè)管理模塊：教師可以查看，批閱，下載學生提交的實驗報告。

（6）選課管理模塊：學生可以查看開放的教學任務，并且可以選課和退課。

系統(tǒng)選取B/S模式，采用SSH框架基于MVC的模式開發(fā)。同時選擇MySQL數(shù)據(jù)庫和Tomcat服務器作為數(shù)據(jù)存儲和應用服務器，保障了系統(tǒng)的穩(wěn)定運行。

2.3 自主研發(fā)網絡化考試系統(tǒng)，實現(xiàn)了“無紙化考試、自由組卷、考教分離、自動評閱+流水線手動評閱結合”

網絡化考試系統(tǒng)旨在進一步推進無紙化考試，為教師提供利用計算機和網絡進行組卷、考試和試卷批改的一個平臺。對于程序設計類課程利用該系統(tǒng)能夠較公平、客觀的體現(xiàn)學生的真實學習水平，方便教師組織試卷和批改試卷，與傳統(tǒng)的考試方式相比，大大的減少了人為誤差。

網上無紙化考試系統(tǒng)由試題庫組卷子系統(tǒng)、考試子系統(tǒng)、閱卷子系統(tǒng)三部分組成。

試題庫組卷子系統(tǒng)：具有試題管理（添加、修改、刪除等）、考試組卷、生成試卷等功能，可實現(xiàn)選擇、填空、判斷、程序填空、程序閱讀、程序設計、大學計算機基礎中的文檔制作、表格處理等主觀、客觀題的考試。

為方便教師組卷與管理題庫，組卷系統(tǒng)的題庫可以采用數(shù)據(jù)庫或Excel文件兩種方式，按照系統(tǒng)要求整理好題庫，即可利用本子系統(tǒng)生成考試用的試卷文件。系統(tǒng)的基本架構如圖5所示。

考試子系統(tǒng)：由考試控制服務器、FTP服務器試卷（試卷下載、提交、存儲）、數(shù)據(jù)庫服務器、學生考試客戶端四部分組成，具有考場管理、考試控制、學生考試答題、試卷下載與試卷回收等功能。由于題庫中存有海量的試題，每次考試均由計算機自動組卷，相鄰學生考試題完全不同，有效地避免了考試過程中的作弊行為。其架構如圖6所示：

考試控制端在考試完成后，回收考生的答卷生成相應的答卷文件，閱卷子系統(tǒng)導入學生的答卷文件閱卷服務器。閱卷子系統(tǒng)由試卷服務器、數(shù)據(jù)庫服務器和教師閱卷客戶端三部分組成。具有下載學生試卷、評閱試卷、生成閱卷記錄、試卷與成績導出，成績匯總等功能。在閱卷子系統(tǒng)中，客觀題由計算機自動評閱，有效地減輕了教師的閱卷負擔，主觀題實行教師手工評閱，克服了因為程序設計、文檔操作、表格處理中因為自動評閱而造成大量考點無法考試的缺點。其架構如圖7所示：

對于主觀題的評閱，完全采用流水線密封評閱，有效地防止了評閱試卷中的人情分等問題。系統(tǒng)通過試卷分發(fā)策略，減小了不同教師對同一類主觀題上的評分差異，進一步達到公平公正的評卷效果。

3、應用效果及總結

本項成果在學生培養(yǎng)、學科建設、教學管理方面取得良好效果。

（1）自2004年以來，師生互動交流平臺累計師生交流互動超過20萬人次；

（2）自2010年以來，實驗教學管理系統(tǒng)累計收到學生實驗報告超過25萬份，不僅有效的加強了實驗的管理，提高了實驗教學的效果，還節(jié)省紙張約100余萬張。

（3）考試系統(tǒng)的投入和運行，得到學校教務處的支持和認可，完滿完成從2010年以來的《數(shù)據(jù)庫原理與應用》、《Web技術及應用》、《云計算》、《大學計算機基礎》、《程序設計基礎》、《面向對象程序設計》等課程的考試工作。

（4）系統(tǒng)經過多年的完善與修改，逐漸形成通用網絡化考試系統(tǒng)。

開發(fā)的信息服務平臺可以從真正意義上實現(xiàn)師生互動交流平臺，開創(chuàng)師生交流的新渠道，教學資源共享方便了學生課前預習及課后復習，真正達到了“愛教樂學”效果；實驗報告提交與批改系統(tǒng)實現(xiàn)了無紙化作業(yè)，更加有利于教學文件的保存與平時成績的統(tǒng)計，實現(xiàn)了實驗項目個性化設置，達到了“易管”效果；網上上機考試系統(tǒng)方便了試題管理、試卷生成、成績統(tǒng)計、考教分離及考試文件管理，達到了“嚴考”效果。

參考文獻：

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[5] 郁曉華， 江紹祥. 在線教與學集體智慧的有效利用：學習分析的視角與架構[J]. 開放教育研究， 2016（3）.

作者簡介：

楊麗麗，碩士，西北農林科技大學信息工程學院講師，研究方向為現(xiàn)代教學設計與教學模式。

蔚繼承，碩士，西北農林科技大學信息工程學院講師，研究方向為研究方向為教學方法與教學設計。

劉斌，博士，西北農林科技大學信息工程學院講師，研究方向為教學方法與計算機教育。