基于“互聯網+”的微作業管理系統開發六

鄧曉剛　楊曉毅

摘要：開發了一個基于“互聯網+”的微作業管理系統，其能在課間推送客觀題，讓學生在線答題提交，便于教師了解學生聽課完成情況，把控教學進度。還能通過作業系統發放問卷，即時掌握學生學習該門課程的動態信息。該系統的使用將手機轉變為課堂教學交互式工具，能夠讓教師在授課過程中得到最真實和及時的數據信息，提高課堂管理水平。另外，該系統可以充分發揮手機媒體對大學生學習的促進作用，正確引導學生合理使用手機。

關鍵詞：互聯網+;微作業系統;實時反饋;信息化時代

中圖分類號：TP315

文獻標識碼：A

DOI： 10.15913/j.cnki.kjycx.2019.09.002

1 引言

傳統教學中，受時間和精力的限制，教師沒辦法在每次作業練習后及時批改、統計各種回答或錯誤的比例，從而無法得到準確的“教學診斷”信息以供后續教學活動中參考;另一方面，學生作業互相抄襲現象嚴重，也起不到復習知識點、查漏補缺的作用。

如何有效進行作業管理，是一個讓很多教師頭痛的問題。紙質作業增加了很多教師的批改工作量，而且目前學生作業相互抄襲現象十分嚴重，經常一個教學班80多份作業，只有10余個版本。如果提交電子作業，卻存在一個更致命的缺點：電子文檔管理不方便，而學生要抄襲作業就更容易，只需要復制、粘貼。在當前的信息化時代中，學校都需要一個實用的作業管理系統來規范作業管理，以此來大大提高學校的管理水平，優化資源，實現效益的最大化。

本文以“液壓傳動技術”為例，建立課程的網絡微作業題庫，將各章節的知識點以客觀題的形式（選擇、判斷、填空）給出。學生可以使用手機客戶端，用學號登錄，輸入課程名、教師名，進入到當堂課程教師的云班級。由教師指定當堂完成微作業推送的章節，系統隨機在該章節題庫里選擇3-5道題推送到學生手機客戶端。學生作答后提交，由微作業系統自動評分并生成作業記錄，供教師查詢。由于是隨機抽題，每個學生的答題內容不完全相同，一定程度上避免了抄襲行為。

2 系統模塊設計

2.1 系統功能設計

本系統具有對題庫的分類、隨機抽題、自動判分等功能，并支持實時地將結果反饋到教師端，教師可以根據反饋結果對學生們的學習情況有直觀的了解;可通過訪問后臺網站對題目進行批量的導人、導出，對題庫中的題干、選項等進行編輯，對學生的答題情況進行可視化分析。

2.2 工作流程設計

微作業管理系統的流程如圖1所示。上課前，教師在后臺管理系統中生成指定章節的二維碼，將其粘貼到授課時使用的課件之中，學生通過手機客戶端掃描解析教師指定的章節，系統會根據二維碼的設定，即時推送題目或在課間推送題目，課程結束后，系統會根據學生的完成情況，按正態分布生成學生的平時成績，并將生成的平時成績推送至教師郵箱和學生的手機端。

2.3 系統結構設計

為了提高系統運行效率，系統設計有學生手機端、教師手機端、教師網頁端三個模塊，系統模塊如圖2所示。手機端采用vue.Js進行跨平臺開發，封裝成Android及iOS應用，覆蓋絕大多數手機型號。網頁端使用Java語言進行開發，用戶可以使用Webkit內核研發出來的任意瀏覽器進行訪問并取得良好的體驗效果。

2.4 數據庫架構設計

數據庫表單中主要有三張表，分別是人員信息表（ person）、題目信息表（exam）以及成績信息表（grade）。人員信息表的密碼字段采用MD5加密、AES加密的雙重加密，如表1所示。其中，人員類型字段用來判定用戶的類型，0表示學生，1表示教師，2表示管理員。

課程信息表主要有題目類別字段、題目詳情字段，如表2所示，其中題目類別字段用來判定該題目的章節歸屬，題目選項詳情字段用JSON封裝，前端可以方便地解析出該題目的選項、正確答案，正確答案的判定將在手機端進行，服務器只存放最后的成績信息，以減輕服務器壓力。

成績信息表主要有學號、題號、原始分數、加權分數，如表3所示。當課程結束后，系統提取對應課程的所有成績。通過正態分布的結果，計算出加權得分，并由教師自行決定采用原始分數還是加權分數。

2.5 數據的封裝與解析

微作業管理系統的核心部分在于學生們使用手機APP解析出課件二維碼上的信息。存放在二維碼中的數據主要是題目對應的章節，并不涉及具體的題目，用戶在獲取到題目章節之后，向服務器請求獲取對應的信息。二維碼中的JSON結構如圖3所示。其中teacher表示上課教師，chapter表示選取題庫的章節，course表示選取題庫的課程名。

除了對二維碼進行JSON封裝外，在本系統的題目選項詳情字段、成績內容字段均進行了JSON封裝，將題目詳情字段進行JSON封裝的原因是因為一套題目的選項可能有多個，如果使用在表結構里面新增選項一、選項二直至選項n等字段，將使得表結構更加臃腫，考慮到題目的選項一般不會被用作檢索，所以，將題目的選項詳情封裝到一個字段里面，可以減少表結構的冗余。成績內容采用JSON結構的原因是為了記錄每道題目的得分，將每道題目的序號及對應的得分放在成績內容里，教師對學生的答題情況進行分析，可以有針對性地進行題目解答。題目選項詳情JSON結構如圖4所示。成績詳情JSON結構如圖5所示。

手機端對于二維碼、題目的JSON解析可以采用官方解析類、GSON解析、FastjSON解析等，而微作業管理系統的JSON解析需要運行于手機端，因此采用的是JS讀取JSON數據。即先定義var obj-JSON.parse（）str），然后再對obj進行操作。采用JSON封裝可以極大地節約數據庫存儲空間，減少資源浪費。

2.6 系統負載均衡

由于本系統在學生答題后需要及時地進行成績分析，將對應的總分、各題目的小分及時地匯總到教師端，在實際運行中，需要一定程度的負載均衡能力，本系統主要從以下幾個方面增加了系統的負載均衡能力：①答案正確性本地判別。學生們提交了答案后，系統依據已經存在的正確答案進行打分，并將評分結果進行上傳，服務器不對答案的正確性進行判斷，僅存儲評分結果。②采用ngmx進行反向代理，均衡各項服務流量，保障服務穩定運行。③數據庫讀寫分離。采用主從數據庫實現數據庫的讀寫分離，有效降低數據庫壓力。④采用Redis進行數據緩存。對常查詢且變化頻率較低的數據進行緩存處理，可以有效地降低數據庫的連接數。

3 結論與展望

本文對基于“互聯網+”的微作業管理系統方案進行了詳細論證，從系統的硬件和操作系統特征方面對系統的層次結構和模塊關系進行研究，提出基于“互聯網+”微作業系統的實現方案。

基于“互聯網+”的微作業系統，充分利用了現代互聯網技術開展教學，能夠體現教師主導、學生主體的開放式教學理念，全面體現了互聯網技術的先進性和優越性。二者的結合豐富了教學資源，拓展了學習空間，提高了教師的信息化教學水平，促進了學生的自主學習能力的提高。

按照工程教育認證的思想，教學過程中體現以“學”為主，拓寬了師生交流的渠道，通過APP可以隨時收集學生對課堂進度、內容的反饋，幫助教師微調教學計劃，提高教學效果。

參考文獻：

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