基于移動平臺的課堂管理系統設計與實現

夏渝彧，姜來為，鄒嘉旭，許俊宜，孫霽萌，侯振宇，孫宇捷

（中國民航大學，天津 300300）

近年來，移動互聯網技術飛速發展，越來越多地應用到現實中各種場景并取得了良好的應用效果。Android系統作為目前最為普及的智能終端操作系統之一，具有操作簡單、運行穩定的特點，在市場中擁有巨大的影響力。在“互聯網+”背景下，傳統的線下課堂授課管理模式急需改變，如何將移動互聯網和Android智能終端應用到教學中，改變傳統課堂管理模式并優化日常教學活動管理，是人們不斷探索和研究的熱點[1]。目前市場上主流的課堂管理軟件有的功能不全面、有的頁面設計復雜不易操作，如果能設計并實現更完善的教學管理平臺可以對高校教學水平和人才質量培養的提升起到重要作用[2-3]。本文從實際需求出發，設計并實現基于Android移動平臺的課堂管理系統供授課教師、學生和管理人員使用。

1 基于移動平臺的課堂管理系統功能設計

1.1 系統總體設計

為了在“互聯網+”背景下更好地實現混合式教學、提高教學質量、優化課堂管理效率并激發學生學習興趣，本文設計并實現基于移動平臺的課堂管理系統具備學生、教師與管理人員3種不同的權限，系統具備視頻流播放、上課提醒、定位簽到、文件共享和課堂測試等主要功能。

1.2 系統詳細設計

1.2.1 學生模塊設計

課堂管理系統的學生模塊主要實現上課提醒、定位簽到、完成測試與問卷和參與翻轉課堂功能，學生模塊功能設計如圖1所示。系統會發出上課提醒顯示臨近課程具體情況通知學生，學生通過定位簽到提供自身定位數據并且完成簽到任務；課堂測試與調查問卷是學生需要在系統內填寫的任務信息；翻轉課堂主要包括參與小組活動與教學視頻，學生可以下載完成觀看教師發布的教學視頻，通過系統查看同學參與活動情況并協助教師完成教學活動。此外，學生可以通過個人信息管理對賬號信息進行修改，并查看課程信息。

圖1 學生模塊功能設計

1.2.2 教師模塊設計

課堂管理系統中的教師模塊主要實現發起定位簽到、課堂測試管理、調查問卷管理和翻轉課堂管理等多項功能，如圖2所示。教師登陸賬號后可以通過簽到管理功能發起簽到請求，并在簽到結束后查看學生簽到情況；調查問卷功能可以讓教師創建調查問卷并查看調查問卷填寫情況；課堂測試功能可以讓教師實時創建課堂測試并發送給學生進行課堂小測，并查看學生測試情況；翻轉課堂功能可以讓教師上傳教學視頻并查看學生完成進度，創建小組活動并對小組完成情況進行評價。此外，教師可以通過個人信息管理部分修改賬號信息，并查看自己的課表信息。

圖2 教師模塊功能設計

1.2.3 管理員模塊設計

管理員模塊功能設計如圖3所示，課堂管理系統提供人員管理、課堂教學數據管理和課程信息管理功能。管理人員可以通過人員管理功能對教師賬號信息、學生賬號信息進行修改，對教師課程信息、學生課程信息進行管理。管理系統還提供課堂教學數據管理對翻轉課堂信息、課堂測試信息、調查問卷信息和學生出勤情況進行管理。此外，系統提供教學計劃管理功能，對所有課程信息進行管理。

圖3 管理員模塊功能設計

1.3 系統安全性設計

基于移動平臺的課堂管理系統需要考慮用戶安全性問題。當用戶首次登陸創建自己的新賬戶時，系統要求其設置的初始密碼復雜度不可以過低，否則無法成功注冊。此外，為了防止個人信息泄露，數據安全方面也進行了特別考慮，即課堂管理系統會根據不同用戶所具備的不同權限，提供不同的數據庫訪問權限。

2 基于移動平臺的課堂管理系統實現

2.1 開發環境搭建

Android操作系統是由Google公司領導開發、目前世界上移動設備使用范圍最廣泛的操作系統。由于其具備統一的Android開發規范、軟件可以免費獲得、開發成本小，因此本系統實現時選擇Android 11并采用JAVA語言進行開發[4]。本系統選擇使用免費開源、易于配置的關系型數據庫MySQL。客戶端使用開發軟件Android Studio、IDEA，移動端與服務器端交互通過http協議。后臺管理系統用Linux云服務器實現，使用MVC和SSH方式進行開發。

2.2 數據庫設計

本系統根據需求分析及前面對學生模塊、教師模塊和管理員模塊設計可知，有必要在數據庫中存儲教師信息、學生信息和授課信息等相關資料以供系統使用者進行相關信息查詢。基于上述考慮本系統設計了相應的數據庫E-R圖，如圖4所示。最終數據庫中主要包括教師備課信息表、教學素材表、課堂記錄表、學習資料表等多個表。

圖4 數據庫E-R圖

2.3 系統測試

對基于移動平臺的課堂管理系統的測試主要包含2方面內容：一方面是系統功能測試，即分別對本系統涉及的教學活動管理、多媒體教學管理和課堂資源管理的實現情況進行測試，驗證每個模塊是否可以實現系統預期的功能，從而滿足高校教師、學生和管理員對系統的需求；另一方面是系統性能測試，為了實現這部分測試需要模擬環境從而進行驗證。下面將對2部分測試進行展開說明。

2.3.1 系統功能測試

系統功能測試具體內容包括：①教學流程管理測試，分別對系統執行課堂簽到、隨堂測試等操作進行測試；②教學質量監控測試，對系統執行答題操作進行測試；③活動評價管理測試，對系統執行教師評價的操作進行測試；④課堂管理測試，分別對系統執行文件分享、定位簽到和上課提醒等操作進行測試。基于移動平臺的課堂管理系統界面展示如圖5、圖6所示，其中圖5為APP端登陸界面，圖6為教師端教學中心界面。

圖5 APP端登陸界面

圖6 教師端教學中心界面

2.3.2 系統性能測試

基于移動平臺的課堂管理系統性能測試包括可靠性和易用性2個方面測試。前者是通過真實環境運行情況和工具搭建模擬環境系統運行情況進行比較，測試相關指標的數據，數據結果顯示正確；后者是在開展系統易用性測試時，分別讓本系統開發人員和志愿者對系統進行Alpha測試和Beta測試，測試過程中主要關注系統界面設計是否合理、使用者操作是否方便等。測試結果表明本文設計并實現的基于移動平臺課堂管理系統具備良好的易用性和可靠性，可以滿足日常教學活動要求。

3 結束語

本文在“互聯網+”背景下對高校教學活動管理功能開展需求分析，設計并實現基于Android移動平臺的課堂管理系統作為輔助教學工具，提升教學質量和教學效率，進一步推進教育教學與現代信息技術深度融合。