網(wǎng)絡(luò)實驗實訓(xùn)教學(xué)交互系統(tǒng)平臺設(shè)計與實現(xiàn)

陳敏+裴云

摘要：現(xiàn)在各高校普遍開設(shè)實驗實訓(xùn)課，但實驗實訓(xùn)課教學(xué)中普遍存在實驗、實訓(xùn)、考勤分開管理互不關(guān)連，實驗實訓(xùn)成果提交局限、實驗實訓(xùn)成果歸檔雜亂、實驗實訓(xùn)成績統(tǒng)計難、師生課后交互不便等問題。針對這些實驗實訓(xùn)課程存在的問題和計算機(jī)通信技術(shù)發(fā)展的需求，研究和設(shè)計了一個基于Java Web與Android的網(wǎng)絡(luò)實驗實訓(xùn)教學(xué)交互平臺，這個平臺具備電腦版和智能手機(jī)版兩種途徑訪問的能力。

關(guān)鍵詞：實驗實訓(xùn)教學(xué)；交互系統(tǒng)平臺；Android Java；web

引言

網(wǎng)絡(luò)實驗實訓(xùn)教學(xué)交互系統(tǒng)平臺是一種新的學(xué)生學(xué)習(xí)接受信息的手段，這個平臺里教師通過建立好的交互網(wǎng)站，為學(xué)生布置實驗實訓(xùn)任務(wù)、學(xué)生考勤管理、進(jìn)行實驗實訓(xùn)任務(wù)評分、實驗實訓(xùn)成績管理、上傳學(xué)習(xí)資料、查閱學(xué)生留言、進(jìn)行學(xué)生問題解答；學(xué)生通過這個平臺可以手機(jī)或電腦登錄實驗實訓(xùn)教學(xué)交互網(wǎng)站系統(tǒng)進(jìn)行實驗實訓(xùn)任務(wù)查看、進(jìn)行考勤簽到、進(jìn)行專業(yè)問題提問，問題回答、上傳學(xué)習(xí)資源、上傳我的作品、查閱實驗實訓(xùn)作品成績、查閱實驗實訓(xùn)標(biāo)準(zhǔn)答案、查閱實驗實訓(xùn)成績、查看班級成績、進(jìn)行在線討論、進(jìn)行在線考試。

1系統(tǒng)需求

目前，高校實驗實訓(xùn)課程急需要解決以下幾大實驗實訓(xùn)教學(xué)問題：實驗管理、實訓(xùn)管理、考勤管理互不相連分開進(jìn)行，實驗實訓(xùn)成果提交局限、實驗實訓(xùn)成果歸檔雜亂、成績統(tǒng)計難、師生課后交互不便等問題。針對這些實驗實訓(xùn)課程存在的不足點，研究和設(shè)計了一個基于Java Web與Android的網(wǎng)絡(luò)實驗實訓(xùn)教學(xué)交互平臺，根據(jù)計算機(jī)通信技術(shù)發(fā)展的需求，這個平臺應(yīng)具備Web瀏覽器端電腦版和Android智能手機(jī)版兩種途徑訪問的能力。能為學(xué)生布置實驗實訓(xùn)任務(wù)、進(jìn)行學(xué)生考勤管理、進(jìn)行實驗實訓(xùn)任務(wù)評分、實驗實訓(xùn)成績管理、上傳學(xué)習(xí)資料、查閱學(xué)生留言、進(jìn)行學(xué)生問題解答；學(xué)生通過這個平臺可以手機(jī)或電腦登錄實驗實訓(xùn)教學(xué)交互網(wǎng)站系統(tǒng)進(jìn)行實驗實訓(xùn)任務(wù)查看、進(jìn)行考勤簽到、進(jìn)行專業(yè)問題提問，問題回答、上傳學(xué)習(xí)資源、上傳我的作品、查閱實驗實訓(xùn)作品成績、查閱實驗實訓(xùn)標(biāo)準(zhǔn)答案、查閱實驗實訓(xùn)成績、查看班級成績、進(jìn)行在線討論、進(jìn)行在線考試。本系統(tǒng)共有學(xué)生和管理員教師兩種角色。

2系統(tǒng)實現(xiàn)

2.1系統(tǒng)前臺學(xué)生應(yīng)用模塊和后臺教師管理員

管理模塊

本系統(tǒng)可分為前臺學(xué)生應(yīng)用模塊和后臺教師管理員管理模塊兩個部分。

1）前臺學(xué)生應(yīng)用模塊

我的任務(wù)：學(xué)生登錄成功后，在此可以提交教師布置的實驗實訓(xùn)報告或作品，按時完成任務(wù)有加分，分?jǐn)?shù)記入期末總成績中。實驗報告、實訓(xùn)報告、代碼文檔格式是doc的文檔，實驗作品、作業(yè)代碼、結(jié)果截圖壓縮文件格式是rar或.zip的壓縮文件，該模塊中通過RKR-GST算法，可以自動過濾掉抄襲的成果。實驗實訓(xùn)成果提交后，可以查看或下載任務(wù)對應(yīng)的答案。學(xué)生上繳的實驗實訓(xùn)成果會自動生成多級目錄，自動統(tǒng)一格式規(guī)范命名存放，以便教學(xué)歸檔。如按“學(xué)號姓名學(xué)生王二Java課程類與對象課題實驗報告”可按照規(guī)范依次建立或存放于實訓(xùn)/實訓(xùn)報告/1 5軟件技術(shù)305班/第5次實訓(xùn)報告目錄下，文件被重命名為”學(xué)號姓名實訓(xùn)報告名稱doc”。

考勤：學(xué)生使用平臺進(jìn)行考勤的“簽到”和“簽退”，可以限制并要求實驗實訓(xùn)課上課前10分鐘簽到，下課前5分鐘簽退，設(shè)置只有軟件學(xué)院實驗室電腦IP可以考勤，寢室或外網(wǎng)不能考勤，要求學(xué)生必須到課堂，不能替簽?！昂灥健鼻摇昂炌恕?次且未遲到者給予加分，“簽到”且“簽退”1次但遲到者也可加相應(yīng)比例分（算按時簽到的1/2分）；“簽到”但不“簽退”不予加分；未簽到不能給予簽退，未簽到而且簽退不加分。學(xué)生機(jī)一個MIC號考勤時間內(nèi)只能考勤一次，代簽無效?？记诜?jǐn)?shù)記入期末總成績中。

愛問愛答：學(xué)生可以對進(jìn)行提問、也可以回答其他同學(xué)的問題，是專業(yè)知識交互的平臺。提出問題、回答問題后被推薦有加分，分?jǐn)?shù)記入期末總成績中。此環(huán)節(jié)加入了語言過濾功能，留言內(nèi)容和專業(yè)不相關(guān)時會被留言信息自動被過濾掉，不予加分和顯示。

學(xué)習(xí)資源：學(xué)生可以上傳跟專業(yè)學(xué)習(xí)相關(guān)的視頻、課件、素材、學(xué)習(xí)網(wǎng)站鏈接、軟件下載鏈接，以供給其他同學(xué)瀏覽或下載，上傳資源有加分，分?jǐn)?shù)記入期末總成績中。學(xué)生也可通過學(xué)習(xí)資源模塊下載對自己有價值的學(xué)習(xí)資源，包括課件、素材、視頻等。上傳的資源需經(jīng)過教師管理員省察后才能供其他同學(xué)查閱和下載。

我的作品及成績：可以查詢到成績及評價（提交過的實驗報告、作品、文檔、源碼的成績都能查），我的成績中總成績?yōu)?00分，由4部分組成：實驗任務(wù)（占總成績60%，包括實驗實訓(xùn)報告、實驗實訓(xùn)作品），考勤（占總成績30%），交互問答（占總成績5%），學(xué)習(xí)資源貢獻(xiàn)（占總成績5%）。按時完成實驗實訓(xùn)任務(wù)中的作品和報告的同學(xué)可以查看成績和評語，否則成績不予合格。

查看班級成績：學(xué)生可以在每個學(xué)期結(jié)束時查看自己班級總成績，即該生該學(xué)期學(xué)該科最終總成績。

在線討論：用于信息交流，類似于網(wǎng)絡(luò)聊天室，教師與學(xué)生、學(xué)生與學(xué)生之間可進(jìn)行實時的網(wǎng)上交流，網(wǎng)上在線討論。

個人資料修改：學(xué)生登錄后可以修改自己的密碼和完善自己的基本信息，遇到問題可以與老師聯(lián)系，此功能能保證學(xué)生自己信息的安全。

在線考試：學(xué)生可以在教師規(guī)定的一段時間內(nèi)參與在線考試。

實驗實訓(xùn)教學(xué)平臺電腦版學(xué)生端界面圖如下（圖1）

2）后臺教師管理員管理模塊

后臺教師管理員管理模塊包括：任務(wù)管理模塊、任務(wù)評分模塊、問答管理模塊、考勤管理模塊、學(xué)習(xí)資源管理模塊、成績管理模塊、學(xué)生管理模塊、權(quán)限管理模塊。

任務(wù)管理模塊：教師管理員可以在實驗實訓(xùn)平臺Web端后臺后發(fā)布實驗實訓(xùn)任務(wù)和上傳任務(wù)對應(yīng)的參考答案及學(xué)習(xí)資源。任務(wù)按分為必做、選做任務(wù)兩種，任務(wù)按實驗實訓(xùn)課程分為實驗報告、實驗作品、實訓(xùn)報告、實訓(xùn)作品。

任務(wù)評分模塊：教師管理員登錄Web端后臺后就可以根據(jù)自己的使用權(quán)限對學(xué)生提交上來的實驗實訓(xùn)成果進(jìn)行評分，評分可按三種方式進(jìn)行：按學(xué)號查詢、按班級查詢、按實驗實訓(xùn)次數(shù)查詢對學(xué)生作品、報告進(jìn)行評分和評語。教師管理員完成批改后學(xué)生實驗實訓(xùn)成果的成績即可查詢（顯示在我的作品及成績中），沒有經(jīng)過評價的成績顯示為未評。

問答管理模塊：教師管理員可以回答被提出的疑難問題，也可以提出問題供學(xué)生思考、回答，教師還可以推薦某同學(xué)的答案為最佳答案，答案被推薦為最佳答案的同學(xué)可得到提問懸賞分?jǐn)?shù)。通過此環(huán)節(jié)教師和學(xué)生可進(jìn)行交互，教師可以把學(xué)生在實驗實訓(xùn)中遇到的問題和易犯的錯誤以回答問題的形式表現(xiàn)出來，以交互的形式指導(dǎo)學(xué)生順利完成階段網(wǎng)絡(luò)實踐。

考勤管理模塊：教師管理員能夠管理班級考勤，含班級考勤、考勤明細(xì)以及考勤時間管理。

學(xué)習(xí)資源管理模塊：教師管理員可審查學(xué)生提交的學(xué)習(xí)資源，刪除被上傳的無用課件、素材、視頻等資源。

成績管理模塊：成績管理有兩個功能：實驗實訓(xùn)成績、總成績管理功能。教師管理員通過班級、課程、實驗類型關(guān)鍵字檢索查看實驗實訓(xùn)成績，最終導(dǎo)出成績?yōu)镋XCEL表格形式下載?？偝煽兡軌蛞园嗉?、課程匯總?cè)嗤瑢W(xué)總成績，生成課程總成績功能等。

學(xué)生管理模塊：教師管理員可以通過權(quán)限管理學(xué)生的基本信息，如單個添加、修改、刪除或批量添加、修改學(xué)生信息。

權(quán)限管理模塊：教師管理員分三類權(quán)限：系統(tǒng)教師管理員、科任教師管理員和實訓(xùn)教師管理員，系統(tǒng)教師管理員擁有本實驗實訓(xùn)平臺的最高權(quán)限、具有權(quán)限管理、學(xué)生管理、公告管理、考勤管理、任務(wù)管理、問答管理、課程管理、學(xué)習(xí)資源管理、班級管理等的全部操作權(quán)限。各普通認(rèn)可教師具有自己教授課程相應(yīng)的權(quán)限，但不具有權(quán)限管理、課程管理兩項權(quán)限。實訓(xùn)教師具有實訓(xùn)課相對應(yīng)的權(quán)限，也不具有權(quán)限管理、課程管理權(quán)限。

2.2系統(tǒng)Android手機(jī)端和Web電腦端組成部分

本系統(tǒng)由Android手機(jī)端和Web電腦端兩個部分組成。

1）Android手機(jī)端

實驗實訓(xùn)平臺Android手機(jī)端由6大功能模塊。它們分別為登錄模塊、公告瀏覽模塊、任務(wù)瀏覽模塊、查看考勤模塊、愛問愛答模塊、查看作品及成績模塊。

學(xué)生登錄模塊：實現(xiàn)學(xué)生學(xué)號登錄。

公告瀏覽模塊：教師或?qū)W生可以使用Android手機(jī)端APP登錄，對公告信息進(jìn)行瀏覽。

任務(wù)瀏覽模塊：教師或?qū)W生可以對實驗實訓(xùn)任務(wù)信息進(jìn)行瀏覽。

查看考勤模塊：學(xué)生可查看的自己考勤的明細(xì)信息，但不能簽到、簽退操作。

愛問愛答模塊：教師或?qū)W生能用手機(jī)進(jìn)行提出問題和解答的問題。

查看作品及成績模塊：學(xué)生可以查看自己每個實驗實訓(xùn)任務(wù)的成績（含實驗實訓(xùn)分?jǐn)?shù)和實驗實訓(xùn)報告中的教師評語，可查看到自己累計的總成績、班級的各個實訓(xùn)成績）。

教師手機(jī)批閱模塊：教師能使用手機(jī)進(jìn)行學(xué)生提交的實訓(xùn)實驗任務(wù)文檔的批閱等。

2）web電腦端

本平臺web電腦端主要實現(xiàn)前臺學(xué)生應(yīng)用功能和后臺教師管理員管理功能，前臺學(xué)生應(yīng)用功能是我的任務(wù)功能、考勤功能、愛問愛答功能和學(xué)習(xí)資源功能。后臺教師管理員管理模塊包括：登錄功能、任務(wù)管理功能、考勤管理功能、問答管理功能、學(xué)習(xí)資源管理功能、成績管理功能、學(xué)生管理功能、公告管理功能、班級管理功能。

3結(jié)束語

本基于網(wǎng)絡(luò)的實驗實訓(xùn)教學(xué)交互系統(tǒng)平臺中，教師和學(xué)生可以通過此平臺實現(xiàn)實時和非實時的網(wǎng)上交流，教師可以線上輕松的布置實驗實訓(xùn)課堂教學(xué)任務(wù)，實驗實訓(xùn)成果線上收集匯總、自動評定實驗實訓(xùn)成績和評語，進(jìn)行實驗實訓(xùn)成果自動評分及學(xué)生實驗實訓(xùn)成績排名，進(jìn)行隨堂線上考勤登記和自動匯總考勤，上傳學(xué)習(xí)資源供學(xué)生參考、自學(xué)，可進(jìn)行相關(guān)專業(yè)問題解答、進(jìn)行隨堂考試等功能，而學(xué)生可以觀看上傳的指導(dǎo)實驗實訓(xùn)教學(xué)的教學(xué)錄像，了解實驗實訓(xùn)任務(wù)、進(jìn)行實驗實訓(xùn)作品提交、查閱實驗實訓(xùn)總成績及標(biāo)準(zhǔn)答案、瀏覽留言并回答留言，可以下載平臺上的資料。通過本平臺學(xué)生可以兼顧預(yù)習(xí)、復(fù)習(xí)相關(guān)教學(xué)理論，有針對性的進(jìn)行學(xué)習(xí)、進(jìn)行討論、進(jìn)行經(jīng)驗分享，實現(xiàn)了實驗、實訓(xùn)、考勤聯(lián)合管理，線上歸檔、自動統(tǒng)計匯總實驗實訓(xùn)成績等等，所有功能間相互對應(yīng)，各功能之間相互聯(lián)系。在本平臺上，“所學(xué)即所用”使理論與實踐相結(jié)合變得更加方便靈活，學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力得到加強(qiáng)，學(xué)習(xí)過程少走彎路，課堂教學(xué)效果較好。