探究移動Web技術體系下高校思政教學管理系統研究與設計

李歡玉 雷群泌

（湖南環境生物職業技術學院，湖南 衡陽 421005）

0 引言

在當前教育信息化的背景下，為了更好地提高學生的思政素養，推動日常教學模式的優化與改進，必須對已有的教學管理模式進行系統化的改進[1]。思政是當今高校基礎課程中的一門重要學科，是必不可少的重點學習內容。目前，各大院校都十分重視思想政治教育，但是高校思政教育仍未完全脫離傳統的教學方式，其教學成效有待提升，需要運用信息化技術進行教學管理。當前，我國高校的思政教學管理工作完全是靠教師人為操作，導致教學評估及考核的結果較為片面，影響了教學管理工作的整體效率[2]。為了解決以上問題，推進高校思政教學的管理實施，該文融合移動Web 技術體系，構建高校思政教學管理系統的總體功能結構設計。首先優化硬件結構，將總體結構分為了3 個部分。其次結合管理員、教師、學生3 類主要使用群體的應用情況，將整個系統分成登陸模塊、資源模塊、考核模塊和論壇模塊4 個模塊。在新時代背景下，高校思想政治教育面臨互聯網技術及學生廣泛使用互聯網帶來的新的發展空間，校方及教師應積極引導、充分發揮信息資源的優勢，通過網絡平臺和系統管理的形式，將學生融入校園的主流價值觀中，弘揚主旋律，傳遞正能量，綜合提高思政成績。

1 系統總體功能結構設計

該文根據功能需求分析，結合教師、學生主要使用群體的應用情況，將移動Web 技術體系下高校思政教學管理系統分成4 個模塊，分別是登陸模塊、資源模塊、考核模塊和論壇模塊。系統的總體功能結構設計如圖1 所示。

圖1 系統功能結構設計圖

在整個系統中，各個模塊被劃分為若干獨立的功能模塊，每個用戶登錄之后都會按照自己的權限來進行相應的操作。例如，當一個學生登錄系統后，在學習模塊中便只能按照教師的要求進行操作，將自己的任務上傳系統，然后在教師的指導下完成任務，得到及時反饋和作業安排信息等[3]。在系統中，學生不能自行發表思政作業，也不能修改或移除已發表的作業。此外，在檢查作業的過程中，為防止抄襲和不認真完成任務的情況發生，學生只能看到自己的作業，不具備查看他人作業內容的權限。為保證網絡的安全和可靠，高校思政教學管理系統設計主要包括校內網和校外網2 個部分。然而大多數學生都是在校外登錄，因此存在許多不確定的因素，為保證網絡的安全、穩定，采取在外部網與校園網之間增加一道防火墻的措施，以此增強系統網絡的安全性。

2 硬件設計

為了將移動Web 技術應用于高校思政教學管理系統當中，并使其發揮最大效果，首先需要優化硬件結構，具體方案如圖2 所示。

圖2 系統硬件總體結構圖

在硬件部分的設計中，主要將總體結構分為了3 個部分。為了優化系統的運行速度，有效管理各芯片電源，降低功耗，完成系統性能的優化，采用Segotep 額定650W GP750G 全模愛國版電源，TCA6416ARTWR 拓展芯片，法國CODECHAMP 譯碼器。教學管理系統的時鐘頻率很高，經常會出現部分干擾，阻礙系統的流暢度，嚴重時會造成系統的故障，甚至停機。為防止此類現象的出現，系統硬件設計在原有的架構中增加了一個自動重置回路，并將它與人工重置回路相結合，確保了上電復位和系統出現故障時的復位，因此采用CW-341 單片機、FM24W256-GTR 存儲器以及西門子S7-400 擴展工作存儲器。如果發現系統某一部分的電壓與其他部分不同，就會自動切斷輸出和輸出電路，直至該部分的電壓恢復到原來的水平，然后重新開啟電路，使各個部件的電荷在同一區間內進行工作。

3 軟件設計

3.1 登錄模塊

移動Web 技術體系下高校思政教學管理系統的登錄模塊部分由用戶登錄、密碼修改及權限授權構成。用戶登錄分為2 種情況，第一種是注冊成功，第二種是注冊失敗（由于注冊的使用者名稱已被使用或者忘記密碼而不能登錄），詳細的用戶登陸過程如圖3 所示。

圖3 系統登錄流程

用戶登陸時存在2 種情況，一種是登錄成功，一種是登錄失敗（用戶還未進行注冊、注冊審核還沒有通過或者用戶名和密碼不正確等）。進行登陸判定時，只要判定登陸成功，就可以直接登陸到首頁。如果登錄失敗，就會再次跳回登入頁面。數據庫是系統的核心，是高校思政管理系統在運行和建設中的關鍵。系統所設計的用戶注冊登錄模塊僅需創建一個使用者登記資料表格。用戶的登錄和新用戶注冊均記錄在用戶列表中，用戶輸入的名稱和密碼是系統在數據庫中進行查詢的依據，將密碼、名稱與數據庫中的記錄進行比對，查看最終比對結果，以判定注冊和登錄是否成功。

3.2 資源模塊

高校思政教學管理系統資源模塊的設計包括Web 終端和推薦系統2 個部分，其功能是實現內部資源共享、創建資源、瀏覽搜索資源、收藏資源、刪除資源和離線及在線排名、離線及在線推薦等功能。系統利用基于模型的ALS推薦算法，使用Lambda 結構來完成分布式計算，進而實現了對高校思政教學資源的靈活調度。利用Spark 計算架構，實現離線計算和實時計算，提供查詢和推送服務，幫助用戶更快地查找到所需思政課程的資源。資源模塊設計建立了一個資源共享模型，假定用戶向量與資源向量之間的相似性，計算用戶的屬性矢量U與資源的屬性項R之間的相似性，構建模型中的教學資源預測評分Pscore，如公式（1）所示。

在這個假定情況下，用戶的屬性矢量和資源特征矢量可以預測出用戶對思政教學資源的使用評價，進而給出相應的建議。令Pscore為預測分數，Tscore為真正的資源評分情況。模型希望Pscore-Tscore≈0，但絕對值函數具有非光滑性，不僅難以進行優化，對模型的正則化也有一定的影響。通常選擇將平方錯誤函數（Pscore-Tscore）2 ≈0 作為損失函數。ALS 的目標是在現有數據的基礎上找出最少的損失函數值偏差。通過定義損失函數和矩陣分解的降維處理，對建模訓練進行仿真研究，ALS 損失函數如公式（2）所示。

式中：m為資源的個數；n為用戶的個數；T為Tscore，代表真正的模型評分；W與V分別為模型訓練后的資源權重的向量與用戶權重的向量。

在一個整體的數據集中，當用戶n對資源m進行預測時，模型的實際值與預測值之差即為該模型在某一資源矢量上的損耗，而總損失就是模型中的單一誤差之和。對2 個變量進行分析，得出參數的最優解，將某一變量的數值固定后，求得變量的表達式，進而可以直接利用單一變量的梯度遞減法求出最小誤差，然后再求出其他矢量的數值，對其進行線性回歸計算得到其本征矢量。如此反復地進行線性回歸計算，最后的模型可以輸出所有用戶和資源的特征矢量。將用戶的特征矢量與各資源進行線性結合，最終獲得最優預測得分，并將最適合的思政教學資源分配給用戶，便于用戶進行后續操作。

3.3 考核模塊

移動Web 技術體系下高校思政教學管理系統考核模塊主要包括題庫組卷、線上考試及布置作業3 個板塊，具體的考核流程如圖4 所示。

圖4 考核模塊流程圖

考題庫中的考題是本系統考核模塊中的基礎資料，試題庫試題按照章節的內容、形式和目的可分為5 個大類（主要包括思政基礎知識、思政詞匯概念、政治思想的簡單應用、綜合應用和發展應用）。為防止系統在多項試題中出現重復的情況，試題以章為單位，按照類別分類，將所有題目的難度劃分為5 個等級，運用1~5 的難度系數表達題目的難度以及試卷賦分情況，難度系數為1-簡單、2-較為簡單、3-中等、4-困難、5-難度較高。每個題目的難度系數都是由思政教師們討論并根據相關數據來決定的，需要盡可能精確地確定困難系數，以便于進行組卷中的賦分。賦分要適當量化、正確合理，需要簡化命題流程，增加考試的科學性和可比性。賦分完畢后，組卷徹底完成，系統便可以提示教師安排學生在網上進行測試，根據學生的考核分數和錯題情況制定相應的作業方案，以此來提高學生的學習能力和思政成績。

3.4 論壇模塊

移動Web 技術體系下高校思政教學管理系統論壇模塊主要由學生端和教師端2 個模塊構成，學生端提供發表帖子、收藏帖子和關注他人的功能，而教師端則提供帖子審核、學生管理和分類管理等功能，具體如圖5 所示。

圖5 高校思政教學管理系統論壇模塊

教師端主要實現了對學生賬號的管理和操作功能。教師從數據庫中可以獲取學生賬號的名字、年齡、性別以及個人簡介等內容，教師有權限查看并管控違規學生的賬號，實現對賬號的管理。帖子管理功能主要為學生分享的內容提供瀏覽發布，并對不合格的帖子進行審核處理。如果發布的帖子中有惡意內容或圖片，教師可以對該帖子的內容進行審查并警告學生賬號。教師可以看到帖子的內容，并將該帖分類到所屬的版塊中。學生發表的帖子必須經過審查才能在主頁上進行顯示，教師可以修改主題分類的文案，可以將帖子內容進行小幅度修改，在發布后的帖子中添加一些新話題，以確保優質內容的推送。

學生端的主頁上顯示的是帖子的內容、熱門帖排行榜以及話題板塊的分類。關注功能可以讓學生關注其他用戶，如果想了解有多少人關注自己，學生可以點擊查看自己的“粉絲”名單，根據名單就可以知道是誰在關注自己，并給予對方回關。學生可以訪問已關注用戶或被關注用戶的網頁，對自己感興趣的帖子進行“點贊”操作。學生端的個人管理模塊主要負責用戶對個人賬號和個人信息的修改，學生也可以查看自己收集的帖子內容，同時可以查看他人對自己帖子內容的回復或評論。帖子信息管理模塊主要負責編輯和發布帖子內容、修改帖子內容、回復帖子和收藏帖子等。學生用戶可以在論壇上寫下自己的觀點和經驗，然后選擇一個主題進行發表，讓更多人看到自己的學習經驗和學習感悟。

4 測試試驗

4.1 試驗準備

為滿足試驗所需，移動Web 技術體系下高校思政教學管理系統測試的硬件環境要求采用IntelHD4000 及以上的顯卡，英特爾Corei32.4 Ghz 或更高的處理器，8GB 的內存和20G 的硬盤容量。系統以ASP.NET 為核心進行開發，以確保其具有良好的擴展性和易用性。該系統采用Windows 10操作系統，并在Windows 10 上安裝Framework，使用微軟Microsoft DataAccess CompHDnents，數據庫選用SQL Server 2008 來創建Web 站點和FTP 支持程序。用戶在登陸時輸入用戶名和密碼，然后進行賬號識別。一旦登錄成功，就會根據使用者的身份和權限顯示出對應的操作界面，并在相應的權限范圍內完成各種操作。系統的課程管理功能是通過教學資源上傳來實現的。選擇資源上傳后，系統界面會顯示現有資源清單。點擊上傳資源后，會出現上傳對話框，教師填寫資源名稱和資源說明后，在本地選定要上傳的材料，點擊上傳即可。資源上傳完成后，學生可以選擇資源進行下載學習。

4.2 試驗結果

由于在移動Web 環境下，高校思政教學管理系統的數據庫中存有海量的教學資源，會出現多個用戶同時上傳和下載資源的情況，因此該文采用了疲勞強度評定的方法對該系統進行性能檢測。選擇10 位教師進行教學資源的上傳，10 位同學進行資源下載，10 位同學進行線上考核測試，通過30 個用戶的同時操作來觀察系統的反應速度。測試結果見表1。

表1 測試結果

由表1 可見，運行時間為2h 時，10 名教師上傳資源的平均響應時間為10.52ms，10h 后運行時間達到11.62ms；運行時間為2h 時，10 名學生下載資源的平均響應時間為9.88ms，10h 后運行時間達到10.21ms；運行時間為2h 時，10 名學生在線考核的平均響應時間為11.35ms，10h 后運行時間達到11.82ms。隨著多用戶同時在線操作時間的延長，教師上傳教學資源的時間、學生在線考核的響應時間以及教學資源的下載時間以每小時0.1ms 的時間延長。由此看出該系統性能穩定，能夠承受壓力測試。移動Web 技術體系下高校思政教學管理系統可以有效幫助高校師生在思政學習過程中進行互動，可為提高學生的思政學習成績及思政知識儲備提供一定幫助。

5 結語

綜上所述，高校想要提升思政教學工作的管理質量，就需要構建系統并完善管理體系，以幫助高校師生參與到學習的全過程中，實現思政學習過程中的有效互動。該文基于移動Web 技術體系研究設計了高校思政教學管理系統。構建了高校思政教學管理系統的總體功能結構，優化了硬件結構，將總體結構分為了總線、擴展儲存器、譯碼器3 個部分，并結合教師、學生主要使用群體的應用情況，將整個系統軟件設計分成登陸模塊、資源模塊、考核模塊和論壇模塊4 個模塊，積極將現代化、智能化的移動Web 技術應用于高校思政教學管理系統建設中。在未來的開發和完善過程中，思政教學平臺在許多方面還有改進之處，需要思政工作者結合實際不斷思考、探索與研究，并不斷完善其功能與內容，實現服務學生、全方位育人、思想引領的功能，為師生的思政學習提供更多便利。