基于云計算的學生學習跟蹤系統(tǒng)設計

許佳南，蔡潔新，楊春旭

(揭陽職業(yè)技術(shù)學院，廣東 揭陽 522000)

0 引言

隨著信息技術(shù)的發(fā)展，在線課堂、微課堂等網(wǎng)絡化教學方式已邁向教學前沿，特別是2020年年初，網(wǎng)絡教學在全國教育事業(yè)中發(fā)揮了重大作用。但較少關(guān)注平時學生的學習情況，因此，迫切需要一種新方法來有效跟蹤學生學習的情況。

在基礎(chǔ)教育教學中，不提倡過度重視孩子的考試分數(shù)，甚至禁止對學生成績進行排名。但倡導素質(zhì)教育的同時，也意識到了素質(zhì)教育的教學效果及評價標準不能喪失。所以，提倡不對學生學習成績做橫向的對比，而對個體學習成績進行縱向分析，從而及時幫助學生進行查漏補缺。但這就給一線的教師和教務人員增加了大量的工作量，為了能快速統(tǒng)計分析出學生成績數(shù)據(jù)，讓學生及家長可以隨時隨地查詢到學生的成績，跟蹤學生學習情況，并通過平臺查詢所需某個知識點的學習資源，本團隊開發(fā)了基于云計算的學生學習跟蹤系統(tǒng)。

一線教師可以通過該系統(tǒng)快速地統(tǒng)計分析出學生成績數(shù)據(jù)，以便調(diào)整教學計劃，更好地提高學生各方面的素質(zhì)。特別從小學到中學9年求學過程中，小范圍內(nèi)對學生的各科成績進行縱向跟蹤和橫向分析，當學生的成績出現(xiàn)較大波動時，系統(tǒng)能及時提供警報，引起老師和家長的重視。每次考試后，可以查詢學生成績并生成報表，學生可以通過本系統(tǒng)查詢自己入學后每次考試的排名，知道自己哪場考試考差了，哪方面知識點比較薄弱，有針對性地學習。學生也可以在該系統(tǒng)中錄入自己沒有掌握的知識點，系統(tǒng)將自動分析，提供對應學習資源，從而快速鞏固知識。家長可以通過本系統(tǒng)，使用手機或電腦隨時隨地查詢到孩子入學后每場考試的成績。所以，基于云計算的學生學習跟蹤系統(tǒng)能作為傳統(tǒng)教學模式的教學監(jiān)督工具，是保證教學效果的重要方法。在“互聯(lián)網(wǎng)+”教育條件下，基于云計算的學生學習跟蹤系統(tǒng)課題研究的主要內(nèi)容是針對傳統(tǒng)教育的特點，適應基礎(chǔ)教育時期學生特殊性，滿足學生、教師、家長協(xié)同模式的要求，應用云計算的超強計算能力來分析、設計、實施學生學習質(zhì)量的跟蹤。

1 “互聯(lián)網(wǎng)+教育和云服務”輔助傳統(tǒng)教學方式

一般傳統(tǒng)教學方式主要是由專門的教師在固定的時間、場所，根據(jù)教學日歷，教材的教學大綱、教學內(nèi)容等，對課程進行講解，而基于云計算的學生學習跟蹤系統(tǒng)主要是采用“線上+線下”相結(jié)合的學習方式，這樣的課程和一般意義上的課程教學沒有太大區(qū)別，老師在教師管理模塊上傳學習相關(guān)資料，比如教學內(nèi)容、習題等。最有優(yōu)勢的是教師與學生的互動環(huán)節(jié)，學習者可隨時隨地和老師進行互動，及時解決不懂的知識點。傳統(tǒng)的學習方式在解決問題時需要師生面對面地交流?；谠朴嬎銓W生學習跟蹤系統(tǒng)可通過網(wǎng)絡進行互動與交流，及時解決問題。在傳統(tǒng)意義上的教學方式中，教師依據(jù)當時部分學生的學習情況靈活地調(diào)整教學進度和模式等，但會大大增加一線教師的工作量，如果教師不能快速地發(fā)現(xiàn)學習者的學習情況，及時調(diào)整教學策略，那么學習者將出現(xiàn)學習斷層的現(xiàn)象，通過基于云計算的學習跟蹤則可以完全打消這樣的顧慮。傳統(tǒng)教育普遍采用的一次性期末考試決定學生的學習情況，但一次性考試不足以評價學生的學習行為、過程和成就等[1]。

(1)通過基于云計算的學生學習跟蹤系統(tǒng)，可以第一時間掌握學生的學習動態(tài)，及時改變學習策略，監(jiān)督、提醒學生，從而提高學生總體的學習質(zhì)量。充分利用多媒體信息技術(shù)條件、網(wǎng)絡化的學習環(huán)境，構(gòu)建一個能夠輔助傳統(tǒng)教學的應用體系平臺，讓學習者通過此平臺跟蹤學習情況，及時發(fā)現(xiàn)薄弱知識點并學習鞏固所需知識，為其提供更加快捷、方便和個性化的學習服務。云計算是一種基于互聯(lián)網(wǎng)的超級計算模式，在網(wǎng)站上提供快速且安全的云計算服務與數(shù)據(jù)存儲，讓每個使用互聯(lián)網(wǎng)的人都可以使用網(wǎng)絡上龐大的計算資源與數(shù)據(jù)中心。這些資源可以依據(jù)各種規(guī)模的負載來進行自動配置，達到資源的最大使用率，云計算技術(shù)可以為學習者提供更靈活、更實時的學習質(zhì)量跟蹤[2]。

(2)基于云計算并能輔助教學的信息化平臺，是信息化教育的基礎(chǔ)架構(gòu)。通過基于云計算的學生學習跟蹤系統(tǒng)可分析每位學生考試結(jié)果，并能夠縱向分析該學生從入學后的成績對比，進而跟蹤學生的學習質(zhì)量，判斷學生是否有學習斷層的現(xiàn)象，并針對斷層的知識點為學生提供該知識點的學習資源，智能地為學習者提供服務。在知識點重難點分析時，可以利用云計算將這些知識點進行整理歸納，以供學習者學習。利用云計算系統(tǒng)，為學習者搭建起一個快捷、靈活、智能化的輔助平臺，提高學生學習效率。

2 利用云服務的算法幫助學生查漏補缺

可以利用云服務的算法為學生檢查出錯的知識點和未掌握的內(nèi)容。基于云計算的學生學習跟蹤系統(tǒng)是一個以信息化建設為基礎(chǔ)的開放性平臺，借助國家互聯(lián)網(wǎng)的發(fā)展計劃，為開放教學提供各種教學活動所需要的服務，特別是統(tǒng)計分析和對學生的學習質(zhì)量進行跟蹤。從學校教學的實際工作出發(fā)，較好地使用了統(tǒng)計分析和學習質(zhì)量跟蹤的方法。以中學學生的學習質(zhì)量跟蹤為例，進行可行性操作。(1)成績的縱向跟蹤，利用系統(tǒng)的該功能，學生可以輕松得知一段時間內(nèi)自己的所有考試成績，哪次考得不好，知識點是什么，進行查漏補缺，有針對性地加強學習[3]。(2)成績的橫向分析，利用系統(tǒng)的該功能，學生可以對自己的成績、排位做到心中有數(shù)，知道薄弱知識點輕松學習鞏固知識又能知曉自己努力的方向，提高自信心。(3)知識拓展欄，當學有余力時，可進入課外拓展，擴大學習基礎(chǔ)，自我提升。

科學地對學生的學習質(zhì)量進行跟蹤，可以輔助家長更好地跟蹤孩子的學習動態(tài)，有效幫助家長了解孩子的強項和弱項，幫助孩子樹立學習的自信心。

3 基于云計算的學生學習跟蹤系統(tǒng)研究開發(fā)的內(nèi)容

在基礎(chǔ)教育教學中，如何減輕每場考試后老師的工作量，快速統(tǒng)計分析出學生成績數(shù)據(jù)，讓學生及家長可以隨時隨地查詢到學生的成績，學生也可通過網(wǎng)絡下載所需知識點的學習資源。從小學到中學9年求學過程中，對學生的各科成績進行縱向的跟蹤和橫向的比較分析，當學生的成績出現(xiàn)較大的波動時，系統(tǒng)能及時發(fā)出報警，引起老師和家長的重視。在每次考試后，可查詢每個學生或部分學生的成績和生成學生成績報表。學生可以通過本系統(tǒng)查詢自己入學以后每次考試的排名，知道自己在哪場考試考差了，哪方面知識點較薄弱，有針對性地學習該知識點，根據(jù)需要，系統(tǒng)可自動分析，提供學習的指導資源及習題，從而鞏固知識。家長可以通過本系統(tǒng)，使用手機或電腦隨時隨地查詢學生入學后每場考試的成績。

基于云計算的學生學習跟蹤系統(tǒng)以最小的成本，最大限度地滿足學校、老師、學生及家長的需求。幫助學校、教師很好地掌握總體學生學習情況以及每個學生的學習情況，為教學監(jiān)督提供強有力的依據(jù)，能夠幫助各個學校準確地修改教學策略，更好地服務教學。

4 基于云計算的學生學習跟蹤系統(tǒng)的技術(shù)關(guān)鍵

云計算的應用就像是一個在遠端的服務器，只需即時購買，便可使用服務器上面的資源或運算能力?；谠朴嬎愕膶W生學習跟蹤系統(tǒng)中的服務需求可以看成是學校、教師、家長和學生對于教學質(zhì)量監(jiān)督的需求，可通過云計算平臺上提供的各種服務實現(xiàn)，并可根據(jù)不同的需求進行彈性的擴展。該系統(tǒng)可直接調(diào)用 Excel 表格里面的數(shù)據(jù)進行分析統(tǒng)計，將學生每次的成績存進數(shù)據(jù)庫，生成成績分析報表。

云計算服務主即云服務，其服務類型包括3個層面，分別是：軟件即服務(SaaS)、平臺即服務(PaaS)、基礎(chǔ)設施即服務(IaaS)。這3個層次組成了云計算層面的整體架構(gòu)。云服務就是在云計算技術(shù)架構(gòu)支撐下對外提供的按需分配、可計量的一種IT服務。IaaS業(yè)務，比較常見的像盛大云、阿里云，用戶、企業(yè)可以通過Internet從完善的計算機基礎(chǔ)設施獲得服務。又如普通意義上的云服務：如Itunes的用戶就可以通過網(wǎng)絡從Apple的APP store下載歌曲、電影、軟件等。

5 結(jié)語

隨著互聯(lián)網(wǎng)、4G甚至是5G等網(wǎng)絡技術(shù)的發(fā)展，傳統(tǒng)教學模式和學習方式正在發(fā)生變化?；谠朴嬎愕膶W生學習跟蹤系統(tǒng)可以看成是學校、教師、家長和學生對于教學質(zhì)量跟蹤的需求，通過運行該系統(tǒng)，可大大減少一線教師的工作量，為學校做出準確教學策略提供依據(jù)。于教師、于家長是一個非常不錯的輔助手段，于學生是一個非常好的查漏補缺、鞏固知識點、提高自信心的學習平臺，相信基于云計算的學生學習跟蹤系統(tǒng)將是未來教育信息化的必然趨勢。