高職院校一體化教學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)論證與實(shí)現(xiàn)

吳　迪

摘要：高職院校應(yīng)具體分析教學(xué)中存在的若干問題，認(rèn)真分析高職學(xué)生的心理特點(diǎn)，提出一體化教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的創(chuàng)新性構(gòu)想，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與信息處理技術(shù)提出設(shè)計(jì)方案并進(jìn)行嚴(yán)謹(jǐn)?shù)恼撟C，解決系統(tǒng)中存在的一些技術(shù)難題。

關(guān)鍵詞：高職院校；教學(xué)系統(tǒng)；一體化；證書

近年來，就業(yè)市場對高職院校畢業(yè)生的能力逐漸認(rèn)可，高職院校迎來了發(fā)展的高峰期。同時也對高職院校提出了更高的要求，除了需要不斷完善教學(xué)設(shè)施和條件以外，更需要致力于改進(jìn)教學(xué)體系、探索專業(yè)課程的改革，以培養(yǎng)適應(yīng)市場需要并具有發(fā)展?jié)摿Φ膶I(yè)技術(shù)人才。伴隨教學(xué)改革的不斷深入，許多先進(jìn)的教學(xué)理念與教學(xué)方法開始應(yīng)用到教學(xué)實(shí)踐中，一些先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與信息處理技術(shù)，如無紙化辦公軟件、教務(wù)信息分布式處理軟件等得到越來越普遍的應(yīng)用，這些都對教學(xué)工作起到了很好的促進(jìn)作用。

高職教學(xué)存在的問題

問題一：少數(shù)學(xué)生平時不用功，到期末臨時突擊，應(yīng)付考試。造成這種現(xiàn)象的原因主要是有的上課班級規(guī)模較大，人數(shù)眾多，教師無法準(zhǔn)確地對每個學(xué)生的平時表現(xiàn)和成績給出客觀的評估，因此在這個環(huán)節(jié)上對學(xué)生的激勵和約束機(jī)制顯得比較薄弱。教師的教學(xué)水平高，會給學(xué)生帶來正面影響，不用功的學(xué)生就相對少些，但是僅僅靠學(xué)生的自我約束和教師的人工管理仍無法達(dá)到比較滿意的效果。

問題二：教師與學(xué)生的課外互動較少。通過一些即時通訊類軟件，例如QQ、MSN等，教師與學(xué)生可以通過互聯(lián)網(wǎng)保持聯(lián)系，學(xué)生可以及時請教問題、提交作業(yè)等。但是比較多的是一對一的問答，達(dá)不到類似課堂討論的效果。而且這也需要依靠學(xué)生的學(xué)習(xí)自覺性，如果學(xué)生不主動，教師就無法通過這種方式調(diào)動學(xué)生的學(xué)習(xí)熱情。

問題三：考核手段比較單一。目前高校的學(xué)科成績考核主要還是依靠試卷筆試，有條件的還可輔之以技能考核，最后綜合打分。這樣的考核形式存在的問題一是對筆試的依賴性較強(qiáng)；二是考卷相同，容易作弊；三是考試成績與學(xué)生的真實(shí)學(xué)習(xí)情況之間有一定的差距。

結(jié)合實(shí)際探索解決方案

筆者在多年的教學(xué)工作中注意到上述問題的存在，并開始認(rèn)真思考解決方案。筆者認(rèn)為，可以先進(jìn)的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與信息處理技術(shù)為工具，建立一個教學(xué)、互動交流、考核一體化的信息化系統(tǒng)，教師、學(xué)生與教輔人員在這個系統(tǒng)中分別扮演不同的角色。

（一）教學(xué)一體化系統(tǒng)的設(shè)計(jì)思想

相對于論壇式網(wǎng)絡(luò)虛擬社區(qū)，系統(tǒng)設(shè)計(jì)可借鑒類似“百度知道”的系統(tǒng)“百度知道”是中文搜索引擎“百度”研發(fā)的基于搜索的互動式知識問答分享平臺，用戶可以根據(jù)自身的需求，有針對性地提出問題，并通過積分制鼓勵其他用戶，共同創(chuàng)造該問題的答案。同時，這些答案又將作為搜索結(jié)果，進(jìn)一步提供給其他有類似疑問的人。系統(tǒng)引入這個功能時可做一些改動，使提問和回答的學(xué)生都能得到獎勵，但獎勵的程度有所不同，做出解答的積分更高些。這樣就引入了一種激勵機(jī)制，不僅學(xué)生可以通過這個系統(tǒng)得到其他同學(xué)或教師的幫助，解答學(xué)習(xí)中遇到的問題，而且?guī)椭鷦e人的學(xué)生也可以產(chǎn)生成就感并得到獎勵。可借鑒“百度知道”的頭銜制，按照積分高低，分設(shè)初入江湖、江湖新秀、江湖大俠等不同頭銜，增加系統(tǒng)體驗(yàn)的趣味性。系統(tǒng)還可提供數(shù)據(jù)庫支持，學(xué)生只要有權(quán)限，就可以對以前的問答過程、最佳回答等進(jìn)行查詢。

解決身份確認(rèn)問題本系統(tǒng)不允許匿名登錄，要確保確實(shí)是合適的人在使用相應(yīng)的賬號登錄系統(tǒng)，“百度”所采用的簡單的用戶名/密碼的方式無法進(jìn)行安全的身份認(rèn)證，本系統(tǒng)采用更為嚴(yán)格的認(rèn)證規(guī)則，即通過客戶端數(shù)字證書加強(qiáng)身份認(rèn)證并加密。PKI技術(shù)是目前唯一的、最好的解決方案。系統(tǒng)在開發(fā)時已經(jīng)考慮應(yīng)用PKI技術(shù)。Windows Server 2003系統(tǒng)可支持PKI技術(shù)，教師可通過教學(xué)一體化系統(tǒng)制作、頒發(fā)數(shù)字證書，通過 Web 界面方便地管理所有已經(jīng)頒發(fā)的數(shù)字證書，檢查所有證書的到期時間，證書到期后可以重新頒發(fā)，也可以根據(jù)需要隨時吊銷和替換證書。學(xué)生每人都可通過在線申請，獲得屬于自己的數(shù)字證書，并保存在自己的電腦上，私鑰設(shè)置為不可導(dǎo)出，以此保障證書的安全性。

布置課程任務(wù)，學(xué)生自由選題系統(tǒng)中包含了課程實(shí)踐的題庫，題庫中的題目與當(dāng)前所授課程相關(guān)，具有一定的難度，按照要求，學(xué)生每一學(xué)期可自行從題庫中抽取一項(xiàng)任務(wù)，在學(xué)期結(jié)束以前完成。教師與學(xué)生按照各自不同的權(quán)限對任務(wù)進(jìn)行管理，學(xué)生可以對任務(wù)進(jìn)行增加、刪除、修改等操作，教師具有審核、批準(zhǔn)、刪除等操作權(quán)限。

期末實(shí)現(xiàn)無紙化在線考試網(wǎng)絡(luò)拓?fù)鋱D如圖1所示，學(xué)生客戶機(jī)無需安裝任何軟件，只需要從瀏覽器打開考試站點(diǎn)即可。系統(tǒng)中具有豐富的試題庫，可以通過自動和手動兩種方式生成試卷，考生試卷相同的幾率幾乎為零。試題庫有豐富的題型，編輯題目時可插入圖片、聲音等多媒體信息。系統(tǒng)具有較強(qiáng)的分類管理功能，教師可根據(jù)需要設(shè)定不同科目的題庫，針對不同的考生設(shè)置不同的考試內(nèi)容。在線考試系統(tǒng)可嚴(yán)格控制整個考試過程，實(shí)行時間監(jiān)控與權(quán)限控制，考生需要在限定時間內(nèi)提交試卷，考試時間一到，系統(tǒng)會自動結(jié)束考試。閱卷分主觀與客觀兩部分，主觀卷由教師批閱，客觀卷由計(jì)算機(jī)自動完成批閱，并計(jì)算出得分，可有效減輕教師評卷的工作負(fù)擔(dān)。對考試結(jié)果有多種形式的分析和統(tǒng)計(jì)，可按各種條件分析/統(tǒng)計(jì)考試結(jié)果，例如考試信息、考生信息等，可生成各種類型的統(tǒng)計(jì)圖，如餅圖、柱狀圖等。該系統(tǒng)是運(yùn)行在Internet/LAN上的多媒體教學(xué)考試系統(tǒng)，具有一定的安全性和保密性，能分別對應(yīng)學(xué)生、教師與管理員用戶，并授予不同的權(quán)限，通過管理員進(jìn)行統(tǒng)一管理。

系統(tǒng)綜合打分利用系統(tǒng)中的信息處理技術(shù)，對學(xué)生期末考試的評分變得很輕松，系統(tǒng)可根據(jù)教師事先設(shè)定的各項(xiàng)得分的加權(quán)，自動計(jì)算出學(xué)生的最后成績。

（二）系統(tǒng)實(shí)施的技術(shù)手段

系統(tǒng)選擇B/S模式，即瀏覽器/服務(wù)器模式，方便應(yīng)用程序的部署，采用微軟的.net技術(shù)進(jìn)行開發(fā)，.net依托Windows操作系統(tǒng)，.net framework框架完全面向?qū)ο?，具有豐富的類庫及可視化開發(fā)界面，可為系統(tǒng)的實(shí)施提供足夠的技術(shù)支持。登錄到網(wǎng)站時，系統(tǒng)首先進(jìn)行安全連接，檢驗(yàn)客戶端證書的有效性，需要訪問Windows證書存儲區(qū)，使用System.Security.X509Certificates 命名空間中的X509Certificate的證書類4，選擇使用派生自X509 Certificate的.NET Framework 2.0版本的X509 Certificate2，可以支持加密操作。在獲得X509 Certificate2的一個實(shí)例后，可以檢查證書的各個屬性（如使用者名稱、到期日期、頒發(fā)者和友好名稱等）。HasPrivateKey屬性會告知是否存在關(guān)聯(lián)私鑰。PrivateKey和PublicKey 屬性將對應(yīng)密鑰作為一個RSACryptoServiceProvider實(shí)例返回。

下面給出的是本系統(tǒng)使用的搜索證書的具體代碼：

static X509Certificate2 FindCertificate（StoreLocation location，StoreName name，

X509FindType findType，string findValue）

{

X509Store store = new X509Store（name，location）；

try

{

//創(chuàng)建并打開證書存儲進(jìn)行只讀訪問

store.Open（OpenFlags.ReadOnly）；

// 搜索證書存儲

X509Certificate2Collection col = store.Certificates.Find（

findType，findValue，true）；

// 返回找到的第一條記錄

return col[0]；

}

// 確保關(guān)閉證書存儲

finally { store.Close（）；}

}

訪問證書存儲區(qū)域使用證書存儲類X509Store類。存儲區(qū)如圖2所示。在其構(gòu)造函數(shù)中，需要提供存儲區(qū)位置（當(dāng)前用戶或計(jì)算機(jī)）和存儲區(qū)名稱?？梢允褂米址騍toreName枚舉指定要打開的容器。獲得有效的X509Store實(shí)例后，就可以搜索、檢索、刪除和添加證書。類的功能很強(qiáng)，可以按使用者名稱、序列號、指紋、頒發(fā)者和有效期等條件搜索證書。通過該類的Add方法可以將學(xué)生的客戶端證書導(dǎo)入到Windows證書存儲區(qū)中。下面給出的是在系統(tǒng)使用的證書導(dǎo)入的具體代碼，ImportCert方法演示了如何將用戶李婷的證書導(dǎo)入TechSystem容器中：

static void ImportCert（）

{

X509Certificate2 cert = new X509Certificate2（"李婷.cer"）；

X509Store store = new X509Store（"TechSystem"，StoreLocation.CurrentUser）；

try

{

store.Open（OpenFlags.ReadWrite）；

store.Add（cert）；

}

finally { store.Close（）；}

}

一體化教學(xué)系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中取得了比較滿意的效果。該系統(tǒng)中的知識問答積分體系非常適合像計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)這樣重視平時知識積累的課程。學(xué)生平時通過系統(tǒng)與同學(xué)、老師交流，積累經(jīng)驗(yàn)，到期末就會感覺到考試變得不再是一種負(fù)擔(dān)。系統(tǒng)還可以做進(jìn)一步改進(jìn)，將證書放入Usbkey，Usbkey是一種內(nèi)置單片機(jī)或智能卡芯片USB接口的硬件設(shè)備，有一定的存儲空間，可以存儲用戶的私鑰及數(shù)字證書，利用Usbkey內(nèi)置的公鑰算法可實(shí)現(xiàn)對用戶身份的認(rèn)證。Usbkey非常安全可靠，由于用戶私鑰保存在密碼鎖中，理論上使用任何方式都無法讀取。Usbkey與學(xué)生的身份進(jìn)行綁定，就可以應(yīng)用本系統(tǒng)的問答體系與考試體系的身份認(rèn)證。

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作者簡介：

吳迪（1976—），男，福建泉州人，講師，主要從事計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、軟件方面的教育和研究。（本文責(zé)任編輯：王恒）

（本欄責(zé)任編輯：張維佳）