Android互動(dòng)課堂教學(xué)輔助軟件的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

摘 ?要：課堂教學(xué)是完成學(xué)校教學(xué)任務(wù)的主要方式，當(dāng)前云南師范大學(xué)的課堂教學(xué)管理以教師的人工管理為主，尚未引入較為高效的教學(xué)管理方法和工具。結(jié)合新教改提倡的“從傳統(tǒng)的教學(xué)模式解放出來，實(shí)行靈活多變的計(jì)算機(jī)多媒體教學(xué)”的觀點(diǎn)，為給該校教師課堂教學(xué)提供便利，文章立足于科學(xué)的現(xiàn)代教育技術(shù)應(yīng)用觀，設(shè)計(jì)開發(fā)了一個(gè)互動(dòng)課堂教學(xué)輔助軟件，用于優(yōu)化教師的教學(xué)管理。

關(guān)鍵詞：教學(xué)管理;Android;教學(xué)輔助軟件

中圖分類號(hào)：TP311.52 ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：2096-4706（2020）13-0022-04

Abstract：Classroom teaching is the main method to complete the task of school teaching. At present，the classroom teaching management in Yunnan Normal University is based on the manual management of teachers，and no more efficient teaching management methods and tools have emerged. Combined with the viewpoint of “l(fā)iberate from the traditional teaching mode and implement flexible multi-media computer teaching”advocated by the new teaching reform，in order to provide convenience for teachersclassroom teaching，this paper designs and develops an interactive classroom teaching assistant software based on the scientific application view of modern educational technology，which is used to optimize the teaching management of teachers.

Keywords：teaching management;Android;teaching assistant software

0 ?引 ?言

20世紀(jì)70年代末到90年代初，隨著信息技術(shù)的發(fā)展，教育軟件的發(fā)展受到廣泛的關(guān)注，大量的教育軟件進(jìn)入了教師的教學(xué)和學(xué)生的學(xué)習(xí)過程中[1]。經(jīng)過二十年的發(fā)展和進(jìn)步，市面上的教育軟件在種類和數(shù)量上已明顯區(qū)別于過去，涉及學(xué)前、初等、高等、職業(yè)教育的工具類、視頻類、管理類等不同類別的軟件已經(jīng)占領(lǐng)了手機(jī)教育軟件市場的大量份額，然而，當(dāng)前的教育軟件在課堂教學(xué)中的應(yīng)用仍有許多缺陷，沒有達(dá)到軟件和硬件結(jié)合使用，通過圖文、視頻、音頻多種媒體來對(duì)學(xué)生進(jìn)行教學(xué)的預(yù)期效果。

傳統(tǒng)教學(xué)的教學(xué)模式單一，課堂互動(dòng)較少[2]。由于教師對(duì)于信息技術(shù)的應(yīng)用存在多方面的困難，教學(xué)管理大多處在人工管理的層次上，效率較低，這給教師實(shí)際的課堂教學(xué)帶來了很多煩惱，也產(chǎn)生了諸多不便，所以設(shè)計(jì)可以改善當(dāng)前課堂教學(xué)情況的輔助軟件十分必要。本文中的課堂教學(xué)輔助軟件系統(tǒng)在設(shè)計(jì)時(shí)很大程度上考慮到加強(qiáng)教育軟件與教學(xué)過程各個(gè)環(huán)節(jié)的結(jié)合，從教學(xué)目標(biāo)、教學(xué)資源、教學(xué)過程、教學(xué)評(píng)價(jià)等方面設(shè)計(jì)了教師與學(xué)生的活動(dòng)。運(yùn)用課堂輔助教學(xué)軟件可以使教師在課下進(jìn)行一部分課堂活動(dòng)，節(jié)省上課時(shí)某些教學(xué)管理活動(dòng)使用的時(shí)間，進(jìn)而優(yōu)化教學(xué)過程，改善教學(xué)效果。運(yùn)用課堂輔助教學(xué)軟件可充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的主動(dòng)性和積極性，培養(yǎng)學(xué)生的創(chuàng)新能力和自主學(xué)習(xí)能力，進(jìn)而優(yōu)化課堂教學(xué)，提高學(xué)習(xí)效率[3]。

1 ?需求分析

1.1 ?系統(tǒng)調(diào)研

需求分析是軟件開發(fā)周期中極其重要的階段，對(duì)課堂考勤人工進(jìn)行、作業(yè)無紙化程度低、教師無法直觀了解學(xué)生作業(yè)完成情況以及學(xué)習(xí)資源無法高效共享等現(xiàn)狀進(jìn)行深入了解和分析，是開發(fā)課堂教學(xué)輔助軟件前必須進(jìn)行的一項(xiàng)工作。本文中軟件的需求分析，首先從系統(tǒng)目標(biāo)入手，之后在了解教師和學(xué)生需求的基礎(chǔ)上確定了系統(tǒng)的功能需求和性能需求。

1.2 ?系統(tǒng)目標(biāo)

后臺(tái)管理程序的用戶主要完成數(shù)據(jù)更新和統(tǒng)計(jì)、系統(tǒng)維護(hù)等操作;教師和學(xué)生使用的互動(dòng)課堂教學(xué)輔助軟件需要實(shí)現(xiàn)包括注冊(cè)登錄、班級(jí)管理、作業(yè)管理、評(píng)價(jià)管理、考勤管理等模塊的操作。

1.3 ?系統(tǒng)功能需求

系統(tǒng)角色分為兩種：管理員用戶與普通用戶。進(jìn)行用戶和數(shù)據(jù)的管理以及系統(tǒng)的維護(hù)是管理員身份的主要需求;普通用戶分為教師和學(xué)生兩種類型。管理員主要在Web端完成系統(tǒng)各類用戶數(shù)據(jù)的更新和統(tǒng)計(jì)，班級(jí)、作業(yè)、考勤、評(píng)價(jià)等信息的維護(hù)等操作。教師端APP應(yīng)具備創(chuàng)建班級(jí)，查看成員，上傳、批閱、查看作業(yè)以及查看教學(xué)評(píng)價(jià)和學(xué)生出勤情況的功能。學(xué)生端APP應(yīng)具有加入班級(jí)、查看成員、提交作業(yè)、查詢答案、思考反饋、發(fā)表評(píng)價(jià)及簽到等多種功能。

1.4 ?系統(tǒng)性能需求

系統(tǒng)處理的準(zhǔn)確性和及時(shí)性是系統(tǒng)的必要性能[4]。在系統(tǒng)登錄時(shí)，不同用戶名的用戶需要匹配到正確的用戶角色和密碼。

系統(tǒng)要保持?jǐn)?shù)據(jù)的準(zhǔn)確性，運(yùn)用過程中保證系統(tǒng)不易出現(xiàn)紊亂，避免軟件系統(tǒng)設(shè)計(jì)出現(xiàn)泄露信息[5]。系統(tǒng)的使用者分教師和學(xué)生兩種，不同角色進(jìn)入的操作頁面不同，在進(jìn)入功能操作頁面之前必須進(jìn)行登錄操作。

系統(tǒng)的可靠性主要體現(xiàn)在軟件運(yùn)行可靠性、數(shù)據(jù)處理可靠性等方面。根據(jù)軟件工程設(shè)計(jì)思想的要求，系統(tǒng)會(huì)盡量控制運(yùn)行時(shí)可能存在的突發(fā)情況。

2 ?系統(tǒng)設(shè)計(jì)

2.1 ?系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)功能劃分為管理員操作和普通用戶操作兩大模塊，管理員操作分用戶管理、班級(jí)管理、作業(yè)管理、考勤管理、評(píng)價(jià)管理五個(gè)模塊，普通用戶操作的功能模塊又各自細(xì)分為4個(gè)小模塊。普通用戶——學(xué)生和教師操作的功能模塊如圖1所示。

系統(tǒng)總體流程如圖2所示。圖中詳細(xì)闡述了軟件的整體操作流程。從用戶登錄系統(tǒng)、非用戶注冊(cè)進(jìn)入開始，若用戶成功登錄則進(jìn)入主界面、選擇功能，完成操作、退出系統(tǒng)后或注冊(cè)失敗則結(jié)束使用。

2.2 ?系統(tǒng)方案選擇

Android是移動(dòng)設(shè)備中份額高居榜首的操作系統(tǒng)[6]，文中客戶端的Android軟件利用Eclipse作為開發(fā)平臺(tái)和測試工具（JDK釆用1.6版本），服務(wù)器和Web管理端的開發(fā)基于MyEclipse環(huán)境，同時(shí)使用MySQL作為后臺(tái)數(shù)據(jù)庫，采用Java、Tomcat等技術(shù)。

（1）服務(wù)器端：MyEclipse是功能豐富的JavaEE集成開發(fā)環(huán)境，可以支持Java Servlet，AJAX，Struts，JSF，JSP，EJB3，JDBC數(shù)據(jù)庫鏈接工具等多項(xiàng)功能。服務(wù)器端系統(tǒng)主要利用MyEclipse設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫和編寫API接口。

（2）客戶端：在Eclipse環(huán)境下進(jìn)行開發(fā)，它是一個(gè)開放源代碼的、基于Java的可擴(kuò)展開發(fā)平臺(tái)。系統(tǒng)主要利用Eclipse根據(jù)UI設(shè)計(jì)圖進(jìn)行界面開發(fā)，UI開發(fā)完成則進(jìn)入和服務(wù)端接口對(duì)接，通過服務(wù)端的接口獲取數(shù)據(jù)，編寫功能上的邏輯代碼。

（3）Web管理端：MyEclipse的功能非常強(qiáng)大，支持也十分廣泛，完整支持JSP，HTML，SQL，Struts，CSS，Javascript，Spring，Hibernate。根據(jù)客戶端的業(yè)務(wù)邏輯，系統(tǒng)利用MyEclipse編寫管理員用戶Web頁面和功能上的邏輯代碼。

2.3 ?數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)

系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中有banji表、banjishow表、qiandao表、user表、zuoye表、zyshow表和jianyi表共7張表。其中banji表為班級(jí)信息表，存儲(chǔ)班級(jí)基本信息;banjishow表存儲(chǔ)班級(jí)成員信息;qiandao表為簽到表，存儲(chǔ)簽到信息;user表為用戶表，存儲(chǔ)用戶信息;zuoye表為作業(yè)表，存儲(chǔ)作業(yè)內(nèi)容;zyshow表為作業(yè)信息表，存儲(chǔ)學(xué)生上交的作業(yè)內(nèi)容信息;jianyi表為評(píng)價(jià)建議表，存儲(chǔ)學(xué)生提交的教學(xué)評(píng)價(jià)信息。利用數(shù)據(jù)模型進(jìn)行概念數(shù)據(jù)庫的模式設(shè)計(jì)得到的數(shù)據(jù)表如表1至表7所示。

2.4 ?面向?qū)ο蠓治?/p>

（1）登錄用例分析建模：用戶訪問登錄頁面Login-Activity，輸入登錄信息，在頁面內(nèi)進(jìn)行有效性判斷后接受信息參數(shù)提交到LoginServlet，傳遞參數(shù)調(diào)用UserDao中的checkUserPass（）方法得到信息的正確性，若信息錯(cuò)誤，頁面提示，信息正確，跳轉(zhuǎn)到MainActivity。

（2）注冊(cè)用例分析建模：用戶在RegisterActivity進(jìn)行注冊(cè)的同時(shí)進(jìn)行有效性判斷，之后提交參數(shù)到RegisterServlet，隨后調(diào)用UserDao中的insertUser（）方法插入用戶信息。若信息正確，提示注冊(cè)完成，進(jìn)入MainActivity。

（3）班級(jí)管理用例分析建模：用戶在BanJiShowActivity中點(diǎn)擊查看成員信息按鈕后便可提交參數(shù)到BanJiShowServlet，隨后調(diào)用BanJiDao中的checkbanJi（）方法查看成員信息。用戶在BanJiActivity中點(diǎn)擊加入班級(jí)按鈕后便可提交參數(shù)到BanJiJiaRuServlet，隨后調(diào)用BanJiDao中的JiaRuBanJi（）方法加入該班級(jí)。教師在BanJiActivity中點(diǎn)擊創(chuàng)建班級(jí)的按鈕后在頁面內(nèi)進(jìn)行有效性判斷，若信息正確便可提交參數(shù)到BanJiServlet，隨后調(diào)用BanJiDao中的insertBanJi（）方法創(chuàng)建該班級(jí)。

（4）作業(yè)管理用例分析建模：教師在ZuoYeActivity中點(diǎn)擊發(fā)布作業(yè)的按鈕后便可提交參數(shù)到ZuoYeShowServlet，隨后調(diào)用ZuoYeDao中的insertZuoye（）方法發(fā)布新作業(yè);在Zuo YeShowActivity中點(diǎn)擊上傳答案的按鈕后便可提交參數(shù)到Zuo YeUpdateServlet，隨后調(diào)用ZuoYeShowDao中的updateZY2（）方法上傳答案。學(xué)生在ZuoYeShowActivity中點(diǎn)擊提交作業(yè)的按鈕后便可提交參數(shù)到Y(jié)ZShoewInsertservlet，隨后調(diào)用ZuoYeShowDao中的insertZYShow（）方法提交作業(yè)。

（5）評(píng)價(jià)管理用例分析建模：學(xué)生在PingJiaActivity中點(diǎn)擊上傳評(píng)價(jià)的按鈕后便可提交參數(shù)到PingJiaServlet，隨后調(diào)用PingJiaDao中的insertPingJia（）方法上傳評(píng)價(jià)。教師在PingJiaActivity中點(diǎn)擊查看評(píng)價(jià)的按鈕后便可提交參數(shù)到ChaXunPJServlet，隨后調(diào)用PingJiaDao中的checkUPass（）方法查看到學(xué)生的評(píng)價(jià)。

（6）考勤管理用例分析建模：用戶在QianDaoActivity中點(diǎn)擊查看名單的按鈕后便可提交參數(shù)到QianDaoCXServlet，隨后調(diào)用QianDaoDao中的chaxunQD（）方法查看到名單。

3 ?系統(tǒng)應(yīng)用

3.1 ?課前

教師通過系統(tǒng)收到學(xué)生上節(jié)課的課堂表現(xiàn)、課后作業(yè)情況，以便新課導(dǎo)入前總結(jié)鞏固舊知識(shí)。教師發(fā)布新課相關(guān)課程資源后，學(xué)生在線觀看，進(jìn)行課前預(yù)習(xí);教師發(fā)布預(yù)習(xí)內(nèi)容測試，學(xué)生自主學(xué)習(xí)后回答問題，系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。教師收到有關(guān)學(xué)生課前預(yù)習(xí)的學(xué)習(xí)和答題情況，便于調(diào)整上課講解重點(diǎn)。

3.2 ?課中

教師發(fā)布簽到二維碼，學(xué)生掃描二維碼進(jìn)行簽到，系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)分析考勤狀況?？梢允褂煤罄m(xù)開發(fā)的搖一搖或點(diǎn)名功能進(jìn)行課堂提問，學(xué)生被選中后手機(jī)振動(dòng)，起立回答問題;發(fā)布課堂小測試，學(xué)生答題后系統(tǒng)統(tǒng)計(jì)分析答題情況，教師及時(shí)得到學(xué)生學(xué)習(xí)效果的反饋。

3.2 ?課后

課后教師發(fā)布作業(yè)，學(xué)生提交答案后，系統(tǒng)反饋統(tǒng)計(jì)作業(yè)的完成情況給教師。

4 ?結(jié) ?論

本文中的課堂教學(xué)輔助軟件系統(tǒng)基于Eclipse、MyEclipse平臺(tái)和MySQL數(shù)據(jù)庫技術(shù)實(shí)現(xiàn)，主要功能包括注冊(cè)登錄、班級(jí)管理、作業(yè)管理、實(shí)時(shí)評(píng)價(jià)、考勤管理等。從教師的角度來說，可以科學(xué)、有條理地對(duì)學(xué)生和作業(yè)的具體信息進(jìn)行統(tǒng)一管理，更多地關(guān)注學(xué)生的過程性成長，有利于提高教師的教學(xué)水平和教學(xué)效率。從學(xué)生的角度來看，通過減少在傳統(tǒng)課堂管理模式中某些教學(xué)活動(dòng)上使用的時(shí)間，讓學(xué)生可以更多地關(guān)注課堂教學(xué)內(nèi)容，了解教師的教學(xué)進(jìn)度并進(jìn)行評(píng)價(jià)，還可以通過系統(tǒng)快捷地上傳作業(yè)、加強(qiáng)與教師、其他同學(xué)的溝通，更好地完成學(xué)習(xí)目標(biāo)。

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作者簡介：鄭素鈺（1996—），女，漢族，山西臨汾人，碩士研究生，研究方向：信息技術(shù)教育應(yīng)用。