一種高校專業(yè)課程教學(xué)網(wǎng)絡(luò)互動平臺設(shè)計

趙曦 羅遠(yuǎn)

摘要

隨著互聯(lián)網(wǎng)和移動終端在高校的普及，專業(yè)課程教學(xué)迎來了新的挑戰(zhàn)和機(jī)遇，如何利用新型互動終端來提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，增加教學(xué)互動和強(qiáng)化教學(xué)過程管理，是學(xué)校和教師面臨的突出問題，近年各個學(xué)校在信息化建設(shè)方面加強(qiáng)了在線課程和資料共享平臺的投入，其專業(yè)化、個性化和靈活性方面有一定的不足，滿足不了專業(yè)課程的教學(xué)需求。本文介紹一個基于網(wǎng)絡(luò)和移動終端的教學(xué)互動平臺，為教師和學(xué)生提供課程資源、作業(yè)安排、實(shí)驗(yàn)提交、課堂互動和成績考核功能，將教學(xué)過程信息化與多種終端結(jié)合，便捷靈活地跟蹤課程教學(xué)進(jìn)度和學(xué)習(xí)情況。該平臺已經(jīng)投入運(yùn)行，并不斷改進(jìn)和完善，為數(shù)十門專業(yè)課程和近千名學(xué)生和教師提供了服務(wù)，驗(yàn)證了該平臺在專業(yè)課程教學(xué)中的積極作用。

【關(guān)鍵詞】教學(xué)信息化 課程互動 移動終端

1 引言

隨著網(wǎng)絡(luò)和信息化在高校的普及，手機(jī)終端已經(jīng)成為了學(xué)生使用的主要溝通和學(xué)習(xí)交互工具，對傳統(tǒng)的以教材閱讀、PPT講授和FTP提交為手段的教學(xué)方式遇到了新挑戰(zhàn)，例如課堂秩序比以前好了，但是同學(xué)們都在“玩手機(jī)”并沒有認(rèn)真聽講和學(xué)習(xí)，迫使我們要想辦法利用網(wǎng)絡(luò)和手機(jī)來提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，提高課程趣味性和實(shí)時互動，及時掌握課程學(xué)習(xí)進(jìn)度，并為學(xué)習(xí)考核提供依據(jù)。本文介紹的課程教學(xué)網(wǎng)絡(luò)互動平臺（以下簡稱互動平臺）提供了一個集合電腦和手機(jī)為終端的Web應(yīng)用架構(gòu)，分別處理了課程資源共享，教學(xué)過程管理，作業(yè)和實(shí)驗(yàn)報告提交，手機(jī)互動和自動記分，以及學(xué)習(xí)效果考核。

2 課程教學(xué)網(wǎng)絡(luò)互動平臺設(shè)計架構(gòu)

在互動平臺設(shè)計時，需要充分考慮到用戶（學(xué)生和教師）使用平臺功能的不同場景，即校園局域網(wǎng)、移動互聯(lián)網(wǎng)和運(yùn)營上接入網(wǎng);電腦和手機(jī)終端;課堂和實(shí)驗(yàn)室密集使用以及課后分散使用。部分專業(yè)課程會有對應(yīng)的專業(yè)實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)（如金融交易模擬系統(tǒng)），互動平臺應(yīng)該提供能夠集成專業(yè)實(shí)驗(yàn)?zāi)K和擴(kuò)展的能力?；悠脚_在提供在線考察和考試功能時，需要能夠處理足夠多的并發(fā)請求和批量數(shù)據(jù)修改，以及生成考核評分表。為了使互動平臺與教學(xué)進(jìn)度同步，在不同的階段，對課程資源，互動內(nèi)容和實(shí)驗(yàn)作業(yè)進(jìn)行適當(dāng)配置，如：啟用、停止、超時和結(jié)束。

圖1示意了互動平臺應(yīng)用系統(tǒng)的設(shè)計架構(gòu)，體現(xiàn)了用戶請求，接入服務(wù)，分類處理和數(shù)據(jù)服務(wù)。與分類功能處理相對應(yīng)，互動平臺采用分類數(shù)據(jù)服務(wù)來提高數(shù)據(jù)擴(kuò)展、相互獨(dú)立和數(shù)據(jù)安全。

PC和手機(jī)客戶端均使用HTTP協(xié)議作為應(yīng)用協(xié)議，實(shí)現(xiàn)應(yīng)用數(shù)據(jù)傳輸，使用不同的網(wǎng)絡(luò)端口來監(jiān)聽用戶請求，前端頁面使用了BootStrap靈活布局框架和組件，兼容PC和手機(jī)瀏覽器，充分利用Ajax異步傳輸來提高用戶體驗(yàn)。平臺個性化設(shè)置可以調(diào)整如會話、并發(fā)限制、文件容量等運(yùn)行參數(shù)。

不同類型的用戶服務(wù)請求經(jīng)過分類，并分發(fā)到對應(yīng)的功能處理模塊，請求處理后將數(shù)據(jù)返回給用戶終端，包括頁面、資源文件、JSON數(shù)據(jù)。業(yè)務(wù)處理功能模塊采用多種開發(fā)技術(shù)組合（DCS，ASP.NET，PHP），數(shù)據(jù)服務(wù)以O(shè)DBC機(jī)制為基礎(chǔ)集合多種數(shù)據(jù)庫服務(wù)，包括SqlServer，MySql，Access。

3 課程教學(xué)網(wǎng)絡(luò)互動平臺功能設(shè)計

互動平臺由三個主要功能模塊組成：

（1）課程學(xué)習(xí)，提供學(xué)生學(xué)習(xí)和教師跟蹤管理的主要功能;

（2）課程互動，實(shí)現(xiàn)學(xué)習(xí)內(nèi)容和進(jìn)度的實(shí)時互動;

（3）專業(yè)系統(tǒng)，集成不同專業(yè)課程提供的定制功能模塊。使用統(tǒng)一的用戶（學(xué)生）信息管理和登錄認(rèn)證，包括基本信息（學(xué)號、專業(yè)、班級、性別、照片）和配置信息（課程、密碼），學(xué)生基本信息可以通過其他教務(wù)系統(tǒng)獲取和批量導(dǎo)入。

3.1 課程學(xué)習(xí)平臺

圖2示意了課程學(xué)習(xí)平臺的主要功能，將課程內(nèi)容和學(xué)習(xí)過程進(jìn)行信息化，為課堂和實(shí)驗(yàn)教學(xué)提供支撐。

（1）資源共享，提供教學(xué)資源的下載，教師根據(jù)課程學(xué)習(xí)進(jìn)度情況逐步開放和關(guān)閉資源共享：

教學(xué)大綱、授課計劃、實(shí)驗(yàn)大綱

教學(xué)課件（PPT），電子教材

教學(xué)資料，課外資料、案例、模版、工具

上述資源的在線共享可以確保資源的可用、規(guī)范和更新，避免了線下拷貝和分發(fā)的麻煩。

（2）教學(xué)管理，為教師提供作業(yè)準(zhǔn)備和發(fā)布，實(shí)驗(yàn)要求和配置，以及學(xué)生完成情況檢查。

編輯和發(fā)布作業(yè)和實(shí)驗(yàn)要求、提供所需的輔助資源

確定作業(yè)和實(shí)驗(yàn)的開始和結(jié)束時間

檢查學(xué)生完成情況，進(jìn)行評判和評分

學(xué)生根據(jù)發(fā)布要求，在規(guī)定時間內(nèi)完成相應(yīng)的作業(yè)和實(shí)驗(yàn)任務(wù)，在線編輯和提交成果 （文本、文件、報告）。

（3）教學(xué)跟蹤，通過匯集教學(xué)管理的課堂互動的數(shù)據(jù)信息，按照班級、學(xué)生、作業(yè)和實(shí)驗(yàn)、互動章節(jié)，分析教學(xué)進(jìn)度和教學(xué)效果，生成評分報告，作為學(xué)生成績判定的依據(jù)之一。

（4）實(shí)驗(yàn)環(huán)境，集成了信息和計算機(jī)相關(guān)專業(yè)的基礎(chǔ)在線實(shí)驗(yàn)功能，如網(wǎng)頁開發(fā)、SQL數(shù)據(jù)庫操作語言、基于MatLab的數(shù)據(jù)分析和C++/Java程序設(shè)計基礎(chǔ)。在線實(shí)驗(yàn)環(huán)境避免和簡化了諸多軟件安裝、環(huán)境配置和成果提交的問題。

3.2 課堂教學(xué)互動

這是一個以學(xué)生手機(jī)為終端的互動功能，幫助教師在教學(xué)過程中，通過與學(xué)生互動來了解學(xué)習(xí)情況，使教學(xué)與學(xué)生情況緊密結(jié)合，促進(jìn)教學(xué)效果的提高：

（1）課堂實(shí)時間卷調(diào)查;

（2）課堂教學(xué)知識點(diǎn)考察;

（3）公開和顯示互動情況;

（4）自動結(jié)果判斷和評分機(jī)制。

在線互動問題類型包括問卷調(diào)查，對一錯、單選、多選、填空和回答，對前四類問題的回答，可以根據(jù)參考答案進(jìn)行自動評分，對多選類問題設(shè)計了一個罰分機(jī)制，以規(guī)避全部選中的問題。

互動功能的設(shè)計要求較高的用戶體驗(yàn)、界面簡潔和便捷操作，另外一個關(guān)鍵點(diǎn)是網(wǎng)絡(luò)和平臺能夠處理較大的瞬間并發(fā)數(shù)，例如一個100學(xué)生的課堂，每個人同時提交多個http請求，需要平臺具備較強(qiáng)的處理能力和較好的性能指標(biāo)。

3.3 專業(yè)系統(tǒng)集成

互動平臺能夠集成一些專業(yè)課程內(nèi)容和教學(xué)需要的第三方系統(tǒng)和模塊，如財經(jīng)IT領(lǐng)域的外匯模擬交易、金融數(shù)據(jù)分析建模和數(shù)據(jù)挖掘?；悠脚_與專業(yè)系統(tǒng)可通過以下方式進(jìn)行耦合，形成統(tǒng)一的互動平臺。

（1）用戶（學(xué)生）信息映射和認(rèn)證統(tǒng)一化

（2）http服務(wù)端口統(tǒng)一規(guī)劃;

（3）專業(yè)系統(tǒng)數(shù)據(jù)查詢和統(tǒng)計;

（4）互動平臺主頁面導(dǎo)航和嵌入統(tǒng)一。

4 課程教學(xué)網(wǎng)絡(luò)互動平臺實(shí)現(xiàn)

根據(jù)上述課程教學(xué)網(wǎng)絡(luò)互動平臺的設(shè)計架構(gòu)和功能要求，我們進(jìn)行了數(shù)據(jù)分析和設(shè)計，開發(fā)了前端交互界面和后臺處理程序，搭建了該網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)，部署和運(yùn)行在互聯(lián)網(wǎng)上，各項(xiàng)功能和性能指標(biāo)基本達(dá)到了設(shè)計要求。圖3示意了該平臺的數(shù)據(jù)架構(gòu)。

課程教學(xué)網(wǎng)絡(luò)互動平臺上線運(yùn)行以來，已經(jīng)為10多門專業(yè)課程的教學(xué)提供服務(wù)（金融交易系統(tǒng)設(shè)計、項(xiàng)目管理、軟件測試、互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用等），使用學(xué)生數(shù)量累計超過千人。形成了數(shù)百個課件資料、作業(yè)實(shí)驗(yàn)和互動題庫的數(shù)據(jù)積累。

圖4示意了手機(jī)課堂互動的主要功能：課程和章節(jié)、互動問題、提交和查看。以《金融交易系統(tǒng)設(shè)計》課程為例，分為從金融交易基礎(chǔ)到詢價交易設(shè)計8個知識點(diǎn)，每個知識點(diǎn)設(shè)置了課堂10～15個互動，課程總共約100個互動問題，基本上涵蓋了課程主要內(nèi)容，總分500分。每個知識點(diǎn)學(xué)習(xí)和互動結(jié)束后，學(xué)生可以查看參考答案。課程結(jié)束時，可以統(tǒng)計出每個同學(xué)獲得分?jǐn)?shù)（一般在150～450分），可以作為課程考核指標(biāo)中平時成績評定的重要參考。

5 結(jié)論

隨著網(wǎng)絡(luò)和手機(jī)終端的迅速普及，手機(jī)已經(jīng)成為大學(xué)生的主要信息獲取渠道和溝通手段，常規(guī)專業(yè)課程教學(xué)遇到了新的挑戰(zhàn)和機(jī)遇，如果能夠有效利用手機(jī)終端來促進(jìn)和豐富教學(xué)方式，以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和教學(xué)效果，值得嘗試。課程教學(xué)網(wǎng)絡(luò)互動平臺不僅實(shí)現(xiàn)了專業(yè)課程教學(xué)過程的信息化，同時注重通過手機(jī)終端來加強(qiáng)課堂互動，使教師能夠?qū)崟r了解學(xué)生學(xué)習(xí)情況，不斷調(diào)整和改進(jìn)教學(xué)過程。互動平臺集成了教學(xué)資源共享、教學(xué)管理、教學(xué)互動、考察評估和專業(yè)模塊整合的功能，基本滿足的專業(yè)課程教學(xué)信息化的要求，部署簡單靈活，經(jīng)過數(shù)年的運(yùn)行和改進(jìn)，具有一定的成熟度。

在今后的發(fā)展中，互動平臺將具備課程考試模塊，教學(xué)全流程的支撐，如考勤、考試和自動成績計算，以及符合學(xué)校教務(wù)規(guī)范的報表生成。

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