基于移動(dòng)終端的教學(xué)反饋系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

丁仁偉 趙俐紅 張金偉 支鵬遙 李建平 張獻(xiàn)濤

【摘 要】基于移動(dòng)終端的教學(xué)反饋系統(tǒng)是一種以網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)為基礎(chǔ)的教學(xué)輔助系統(tǒng)，通過手機(jī)App、教師客戶端、Web服務(wù)端實(shí)現(xiàn)師生間教學(xué)信息交流。該系統(tǒng)應(yīng)用于課堂教學(xué)的過程性和終結(jié)性反饋階段，通過實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)教學(xué)內(nèi)容實(shí)時(shí)測評和意見及時(shí)反饋的功能，幫助教師達(dá)到即時(shí)調(diào)整教學(xué)過程的目的。相比于傳統(tǒng)的移動(dòng)教學(xué)反饋系統(tǒng)，該系統(tǒng)的應(yīng)用不僅降低了硬件成本，而且方式更加靈活。在實(shí)踐教學(xué)應(yīng)用中，該系統(tǒng)能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，更好地激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。

【關(guān)鍵詞】教學(xué)反饋系統(tǒng);軟件開發(fā);手機(jī)App;J2EE Web開發(fā);TCP/IP模型

【中圖分類號(hào)】G434 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1674-0688（2020）11-0030-03

教學(xué)反饋在教學(xué)改革和發(fā)展過程中具有重要的地位，大部分高校利用教學(xué)反饋環(huán)節(jié)促進(jìn)優(yōu)質(zhì)教學(xué)[1-3]。目前，主要的反饋手段仍停留于課堂成績、期中教學(xué)檢查、期末成績考核、基于教務(wù)系統(tǒng)生成的評教等階段。這些方式存在反饋形式主體單一、反饋速度慢、反饋數(shù)據(jù)不易得、反饋效果缺少后續(xù)的跟蹤和驗(yàn)收等弊端[4-5]?；谝苿?dòng)終端的教學(xué)反饋系統(tǒng)（Mobile Terminal Teaching Response System，MTTRS）是一種以網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)為基礎(chǔ)的教學(xué)輔助系統(tǒng)[6]，該系統(tǒng)應(yīng)用于課堂的過程性和終結(jié)性反饋階段，教師在整個(gè)教學(xué)過程中適時(shí)地穿插教學(xué)問題，以了解學(xué)生對知識(shí)的理解與掌握程度，達(dá)到實(shí)時(shí)測評、及時(shí)反饋、即時(shí)調(diào)整教學(xué)方法和方式的目的[7，8]。

1 國內(nèi)外MTTRS發(fā)展現(xiàn)狀

MTTRS是基于無線通信技術(shù)和專用硬件設(shè)備支持的課堂互動(dòng)系統(tǒng)。比較知名的基于移動(dòng)終端的教學(xué)反饋產(chǎn)品有“齊樂科技”的齊齊樂教學(xué)反饋系統(tǒng)、“中有基業(yè)”的互動(dòng)教學(xué)反饋系統(tǒng)、“卓翔科技”的互動(dòng)反饋產(chǎn)品、“中天電子”的SunVote等。然而，這些產(chǎn)品均受制于專用硬件的限制，部署成本高，缺乏必要的靈活性，在很大程度上影響了此類教學(xué)反饋系統(tǒng)的推廣和普及。

新一代互聯(lián)網(wǎng)和智能手機(jī)技術(shù)的迅速普及為MTTRS的發(fā)展提供了新的途徑，以手機(jī)App作為客戶端的MTTRS產(chǎn)品擺脫了專用硬件部署成本高、不靈活的限制。通過手機(jī)App、Wi-Fi通信、PC機(jī)、數(shù)據(jù)庫和服務(wù)器搭建數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸和數(shù)據(jù)展示的平臺(tái)，具有廣闊的發(fā)展前景。同時(shí)，手機(jī)App具有極大的靈活性、及時(shí)性和可擴(kuò)展性，便于個(gè)性化操作的定制和教學(xué)反饋信息的雙向交流[9-11]。

2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

MTTRS系統(tǒng)設(shè)計(jì)包括運(yùn)行架構(gòu)設(shè)計(jì)、軟件架構(gòu)設(shè)計(jì)及通信架構(gòu)設(shè)計(jì)3個(gè)部分。

2.1 運(yùn)行架構(gòu)設(shè)計(jì)

MTTRS中教師以嵌入SWF客戶端的Microsoft PowerPoint作為課件設(shè)計(jì)和教學(xué)演示平臺(tái)[12]，課程中發(fā)起討論，學(xué)生通過手機(jī)App客戶端進(jìn)行結(jié)果發(fā)送，課下仍然可以分別通過Web服務(wù)端與App客戶端實(shí)現(xiàn)雙向通信。MTTRS的運(yùn)行架構(gòu)如圖1所示。

學(xué)生通過手機(jī)App客戶端輸入用戶名和密碼登錄，教師及時(shí)了解學(xué)生出勤情況;教師采用預(yù)先設(shè)置好的題目在PPT中展現(xiàn)，學(xué)生通過App客戶端給出結(jié)果，數(shù)據(jù)庫記錄學(xué)生的反饋數(shù)據(jù)，將匯總和分析的數(shù)據(jù)顯示于PPT中;Web服務(wù)端給出學(xué)生所有數(shù)據(jù)不同維度的統(tǒng)計(jì)與分析，用于師生對信息的查詢和教師在課后對學(xué)生進(jìn)行信息推送。

2.2 系統(tǒng)開發(fā)構(gòu)架

本系統(tǒng)采用3層構(gòu)架，分為顯示界面層、服務(wù)控制層、數(shù)據(jù)訪問層（如圖2所示）。其中，顯示層按照MVC模型設(shè)計(jì)，即Module（模型）、View（視圖）、Controller（控制器）。這種模式將系統(tǒng)中的業(yè)務(wù)邏輯、數(shù)據(jù)與界面顯示分離，從而使系統(tǒng)的各項(xiàng)功能模塊結(jié)構(gòu)清晰，同時(shí)系統(tǒng)的前后端分離便于系統(tǒng)后期進(jìn)行拓展維護(hù)。

Web服務(wù)端的系統(tǒng)開發(fā)基于B/S構(gòu)架采用J2EE技術(shù)完成[13]。IDEA集成大量的開發(fā)插件，并提供服務(wù)器配置、項(xiàng)目部署、項(xiàng)目測試等功能，作為開發(fā)J2EE項(xiàng)目時(shí)的首選。Tomcat是Apache對開發(fā)者提供的免費(fèi)服務(wù)器，其性能比較穩(wěn)定，已成為當(dāng)今流行的Web應(yīng)用服務(wù)器。所以，MTTRS系統(tǒng)Web服務(wù)端采用Tomcat作為測試服務(wù)器。

學(xué)生App端因操作系統(tǒng)有區(qū)別而采用不同的軟件進(jìn)行開發(fā)，就目前手機(jī)操作系統(tǒng)而言，實(shí)現(xiàn)Android和IOS平臺(tái)上的App開發(fā)，即可滿足大部分用戶需求。因此，基于Java技術(shù)開發(fā)Android平臺(tái)的App，基于Objective-C技術(shù)開發(fā)IOS平臺(tái)的App。

教師客戶端使用嵌入SWF的PPT，采用Flex4.0和ActionScript3.0作為開發(fā)語言，主要實(shí)現(xiàn)客戶端與服務(wù)器的通信，完成了教師登錄、獲取系統(tǒng)中數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)并在當(dāng)前PPT界面上展示出數(shù)據(jù)庫進(jìn)行數(shù)據(jù)分析結(jié)果的功能。

2.3 通信構(gòu)架

基于用戶使用數(shù)量和通信距離的限制，在現(xiàn)有的紅外線、藍(lán)牙、Wi-Fi 3種通信方式中，本文所設(shè)計(jì)的MTTRS選用Wi-Fi技術(shù)實(shí)現(xiàn)通信，并以TCP/IP協(xié)議為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)完整的通信協(xié)議棧，完成客戶端與服務(wù)器端的通信功能。TCP/IP協(xié)議的通信模型將傳輸協(xié)議分成4個(gè)層次，分別是網(wǎng)絡(luò)接口層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層和應(yīng)用層。手機(jī)App端與服務(wù)器之間的通信使用TCP協(xié)議，經(jīng)過IP通信協(xié)議，通過數(shù)據(jù)鏈路層通信，通信模型如圖3所示。

3 MTTRS的教學(xué)應(yīng)用

在實(shí)踐教學(xué)過程中，MTTRS取得了良好的使用效果。在過程性教學(xué)階段，教師登錄客戶端打開PPT展示教學(xué)內(nèi)容，學(xué)生登錄App客戶端完成簽到。在需要互動(dòng)討論時(shí)，教師客戶端向服務(wù)器發(fā)送請求，教學(xué)內(nèi)容由服務(wù)器向手機(jī)App端推送，學(xué)生通過手機(jī)App端做出應(yīng)答，應(yīng)答信息返回?cái)?shù)據(jù)庫，并將數(shù)據(jù)整理分析后傳回PPT與Web服務(wù)端。PPT中以圖表的形式表現(xiàn)學(xué)生答題狀況，Web客戶端會(huì)對每位同學(xué)答題做詳細(xì)記錄以供課后查詢課堂信息（如圖4所示）。

在終結(jié)性教學(xué)反饋階段，MTTRS主要是在教師Web客戶端與手機(jī)App端進(jìn)行。教師Web客戶端通過服務(wù)器向手機(jī)App端推送課后作業(yè)、調(diào)查問卷等信息，學(xué)生通過App客戶端完成應(yīng)答，將應(yīng)答信息傳送到記錄數(shù)據(jù)庫中，并在Web客戶端展示數(shù)據(jù)的分析統(tǒng)計(jì)。教師與學(xué)生通過不同管理權(quán)限的Web客戶端登錄，查看整個(gè)過程中產(chǎn)生的信息（如圖5所示）。

4 結(jié)語

教學(xué)質(zhì)量是高等院校辦學(xué)的核心考核指標(biāo)，直接決定著培養(yǎng)出的人才質(zhì)量的高低，教師能否及時(shí)獲取學(xué)生對教學(xué)的反饋信息將直接影響課堂教學(xué)的效果?；谝苿?dòng)終端的教學(xué)反饋系統(tǒng)（MTTRS）結(jié)合教育技術(shù)領(lǐng)域中互動(dòng)式教學(xué)與反饋式教學(xué)方式，形成多元化的評價(jià)考察模式，強(qiáng)化了學(xué)習(xí)和教學(xué)成果，同時(shí)解決了目前移動(dòng)教學(xué)反饋產(chǎn)品技術(shù)冗余過大、硬件部署成本過高、使用不夠靈活等問題，在實(shí)際教學(xué)中取得了良好的使用效果，為現(xiàn)代化教學(xué)方式提供了新的思路，可有效提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，值得在高校本科教學(xué)中推廣應(yīng)用。

參 考 文 獻(xiàn)

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