在線學習平臺成績可視化設計與應用

劉成浩，張水龍，顧月敏，唐小燕

（常州信息職業(yè)技術學院軟件與大數(shù)據學院，常州 江蘇 213164）

0 引言

隨著信息化教學的普及，加上今年的特殊疫情，線上教學已成為現(xiàn)階段學生滿足學業(yè)需求的主要學習方式之一。傳統(tǒng)教學平臺下，學生上傳網站類作業(yè)只能上傳網站項目壓縮包，教師查閱學生作業(yè)必須下載學生作業(yè)項目壓縮包并在本地配置項目所需運行環(huán)境。這種傳統(tǒng)上傳作業(yè)模式存在很多不足，具體表現(xiàn)在以下幾個方面：（1）沒有統(tǒng)一的作業(yè)管理平臺，學生在多個平臺切換非常不便。（2）區(qū)別于圖片、文字、音視頻等單文件，網站類作業(yè)無法在線直接瀏覽。（3）目前主流的學習平臺支持成績表格式呈現(xiàn)，沒有對成績進行充分分析，并通過更豐富的圖表進行可視化呈現(xiàn)。

隨著當前移動聯(lián)網時代移動端設備與5G通信技術普及的發(fā)展，引入二維碼技術和可視化技術，使用手機等終端設備在線訪問網頁相關資源，提高學生學習興趣，學生在作業(yè)上傳、瀏覽的過程中能體驗職業(yè)情境，提升創(chuàng)新能力。此外，隨著高校教育數(shù)字信息化的不斷推進，與教育相關的大數(shù)據正在快速產生[1]，如何有效地將數(shù)據可視化技術應用于教學中，成為目前教育研究者必須解決的問題[2]。

當前各主流學習平臺，如超星學習通、中國大學MOOC，支持學生成績的統(tǒng)計與導出，但是對成績的分析挖掘功能不足，教師下載成績后，需要做進一步分析，才能挖掘出成績數(shù)據中蘊含的價值[3]。這種模式導致工作效率相對較低，數(shù)據價值發(fā)揮作用受限。本文主要探討基于二維碼的在線學習平臺中的成績設置與可視化模塊設計與應用。

1 基于二維碼的在線學習平臺

根據系統(tǒng)的功能需求結合實際應用對系統(tǒng)進行設計，使用PHP+MySQL進行實現(xiàn)[4]，整個系統(tǒng)部署在云服務器上，通過IP地址或域名即可訪問，系統(tǒng)角色功能設計如圖1所示。

學生用戶擁有上傳作業(yè)、查看作業(yè)、互相評分的權限，對應的功能模塊有：（1）上傳作業(yè)：學生根據教師的作業(yè)要求提交相關作業(yè)。（2）查看作業(yè)：學生進入作業(yè)詳情頁可查看本班同學的作業(yè)。（3）作業(yè)評分、點贊：學生查看本班其他同學的作業(yè)后可進行評分、點贊，分數(shù)會記錄在數(shù)據表中。

教師用戶擁有瀏覽作業(yè)、作業(yè)評分、可視化圖表查看成績的權限,對應的功能模塊有：（1）瀏覽作業(yè)：教師可通過篩選班級進入學生作業(yè)詳情頁，對整個班的作業(yè)進行瀏覽。（2）作業(yè)評分、點贊：教師對已瀏覽完的學生作業(yè)進行評分、點贊，分數(shù)會記錄在數(shù)據表中。（3）可視化圖表查看成績：教師點擊成績統(tǒng)計頁選擇班級查看該班級學生該知識點的成績，成績以可視化圖表的形式呈現(xiàn)，明確成績分布及走勢情況。

圖1 平臺角色功能設計

2 成績設置與可視化模塊設計

2.1 模塊業(yè)務流程

基于二維碼的在線學習平臺支持網站類項目的上傳，并根據所在路徑生成二維碼，用戶可以使用手機等移動端設置瀏覽作品，并根據瀏覽效果進行點贊和評分操作，支持教師和企業(yè)導師的評價和學生之間的互評。

成績設置與可視化模塊可個性化設置權重，根據師生點贊次數(shù)和評分情況，自動統(tǒng)計分析作品最終成績，并以可視化圖表展示，具體流程如圖2所示。

圖2 成績設置與可視化模塊流程

學生作業(yè)成績的可視化，節(jié)約了傳統(tǒng)模式下教師對數(shù)據進行統(tǒng)計所花費的時間、精力，并且保證了數(shù)據的準確性。它將數(shù)據背后隱藏的價值進行可視化展示，將內隱數(shù)據價值通過可視化技術顯示，把數(shù)據信息以量化或者圖解的手段直觀、高效地呈現(xiàn)出來，提高人們對數(shù)據獲取的時效性、準確性和利用率[5]，促進教育信息化建設工作的完成。

2.2 加權評分設置

為了體現(xiàn)評價的全面性，通過學生互評和點贊以及教師評分結合權值計算得到總成績，在權重明細頁顯示各學生作業(yè)的總成績，從教師評分、學生互評和點贊三個方面進行計算，再根據這三個參數(shù)值取得的最終結果，按照設置的權重比計算出學生作業(yè)總成績。計算方法如下：

學生總成績=教師評分*權值1 +學生互評分*權值2+ {(作品點贊數(shù)/班級總人數(shù))*100}*權值3。

u=up*wp+uq*wq+ut*wt，wp+wq+wt=1，wp、wq，和wt為設置的教師評分權值、學生互評權值和點贊權值。系統(tǒng)提供各項成績權重的設置，并對這些成績進行統(tǒng)計分析。為了提高學生學習的積極性，鼓勵學生相互學習借鑒作品，讓學生參與到作業(yè)的評閱（點贊和評分）。作品的點贊數(shù)顯示在作品二維碼上方，如圖3所示。

圖3 作品二維碼及點贊數(shù)

假設一門課程有n個知識點，每個知識點都提交一份作品，由不同的教師和學生進行評分，則某個學生的該門課的評分計算規(guī)則如下：

學生提交作業(yè)并點贊互評以及師生評分后，系統(tǒng)自動對學生的作業(yè)進行加權計算并在教師端公布，方便教師直觀地了解作業(yè)完成情況和質量。

2.3 成績分析可視化

對成績進行可視化圖表顯示時，使用Echarts將算出的總分進行可視化顯示[7]。基于PHP+MySQL技術，結合上述存儲在MySQL數(shù)據庫中的成績數(shù)據，通過登錄用戶的SESSION值，根據班級名和知識點id從數(shù)據視圖中篩選出姓名和知識點作業(yè)總分，將這些數(shù)據以JSON形式存儲，利用ajax調用數(shù)據并在可視化呈現(xiàn)數(shù)據分析結果[6]。不同的圖標需設置不同的圖表選項，如標題、圖例、x/y軸等數(shù)據，最后依照配置和數(shù)據顯示圖表，如圖4所示。

圖4 可視化成績顯示

3 總結

基于二維碼的在線學習平臺可以讓學生在線提交作業(yè)、相互評分點贊，教師直接瀏覽作業(yè)、點贊批改作業(yè)，提高了課堂教學效率，優(yōu)化了教學進程。學生作品成績的權重化計算和可視化顯示模塊可根據需要對不同班級設置不同的權值算法，實現(xiàn)自動計算評分結果?？梢暬瘓D表顯示能夠及時直觀地了解學生的學習情況，以便改變教學方法、調整教學策略，極大地提高了教師教學工作效率[8]。