基于多媒體技術(shù)的思政課堂自動(dòng)輔助平臺(tái)模式研究

沈樹(shù)永

(上海建橋?qū)W院， 馬克思主義學(xué)院， 上海 201306)

0 引言

現(xiàn)代教育技術(shù)和教育觀(guān)念不斷更新，高校以計(jì)算機(jī)為核心的多媒體輔助教學(xué)越來(lái)越多地被應(yīng)用到教學(xué)工作中，這是教育科學(xué)主要發(fā)展趨勢(shì)[1]。作為一門(mén)兼具強(qiáng)烈思想和先進(jìn)科學(xué)理念的學(xué)科，思想政治課不僅向?qū)W生傳遞重要知識(shí)，還在學(xué)生成長(zhǎng)過(guò)程中發(fā)揮重要作用。將多媒體技術(shù)應(yīng)用于思想政治教育過(guò)程，充分利用現(xiàn)代信息技術(shù)，有利于提高思想政治教育的實(shí)效性[2]。常規(guī)教學(xué)中，信息源十分有限，受到傳統(tǒng)教學(xué)思想的影響，許多教師的教學(xué)方法往往是一塊黑板、一支粉筆、一本書(shū)，這樣很難激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)熱情[3]。以教師為中心，以學(xué)生為對(duì)象的傳統(tǒng)教學(xué)模式，盡管它在一定程度上維護(hù)了教師權(quán)威，卻無(wú)法反映學(xué)生的認(rèn)知主體地位。在一定程度上，教學(xué)效果過(guò)于依賴(lài)教師個(gè)人的知識(shí)儲(chǔ)備和技能水平，忽視了教學(xué)活動(dòng)中雙方的互動(dòng)，從而給教學(xué)效率帶來(lái)一定的負(fù)面影響。以往使用基于P2P技術(shù)設(shè)計(jì)的思政課堂自動(dòng)輔助平臺(tái)，利用整個(gè)網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)計(jì)算，充分挖掘網(wǎng)絡(luò)存在的空間資源，雖然使用該方法資源利用率高，但信息檢索功能性差，導(dǎo)致平臺(tái)輔助效果不理想。針對(duì)這一問(wèn)題，提出了一種基于多媒體技術(shù)的思政課堂自動(dòng)輔助平臺(tái)模式研究。相對(duì)于傳統(tǒng)的教學(xué)方法，多媒體輔助思想政治課教學(xué)具有生動(dòng)、形象、豐富、互動(dòng)等特點(diǎn)，能夠更好地為思想政治課教學(xué)實(shí)踐服務(wù)。

1 基于多媒體技術(shù)的思政課堂自動(dòng)輔助平臺(tái)模塊設(shè)計(jì)

多媒體技術(shù)的引入改變了高校教學(xué)實(shí)踐中傳統(tǒng)教學(xué)模式，在教學(xué)中，專(zhuān)業(yè)教師可運(yùn)用多媒體技術(shù)，結(jié)合科技元素，運(yùn)用文字、圖片、錄像等方式，對(duì)學(xué)生進(jìn)行嚴(yán)格的思想政治知識(shí)和邏輯思維生動(dòng)講解。發(fā)揮聽(tīng)覺(jué)與視覺(jué)的能動(dòng)作用，改變主體間互動(dòng)學(xué)習(xí)模式[4]。以多媒體技術(shù)為基礎(chǔ)的教學(xué)方式為協(xié)同學(xué)習(xí)提供了方便快捷信息的交流渠道。比如，通過(guò)云服務(wù)可以共享各地教學(xué)資源，教師可以參與到學(xué)生學(xué)習(xí)的整個(gè)過(guò)程中，從而提高學(xué)生的思維能力，進(jìn)而在課堂上思考[5]?；诙嗝襟w技術(shù)的思政課堂自動(dòng)輔助平臺(tái)架構(gòu)如圖1所示。

圖1 基于多媒體技術(shù)的思政課堂自動(dòng)輔助平臺(tái)架構(gòu)

由圖1可知，該平臺(tái)能獨(dú)立于網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源，對(duì)分散的資源進(jìn)行有效整合，為教學(xué)資源的獲取和充分利用提供方便。在多媒體環(huán)境下云存儲(chǔ)的安全存儲(chǔ)能力較強(qiáng)，師生可節(jié)省大量的云端存儲(chǔ)資源，為用戶(hù)提供穩(wěn)定安全的服務(wù)[6]。利用多媒體技術(shù)提供的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)環(huán)境，教師可以訪(fǎng)問(wèn)公共教學(xué)工具，使用現(xiàn)有的教學(xué)資源，教師可在線(xiàn)實(shí)時(shí)教學(xué)，方便學(xué)生學(xué)習(xí)[7]。

1.1 虛擬教室模塊

將多媒體技術(shù)應(yīng)用于思想政治教育，可以使思想政治教育更快、更好地融入學(xué)生思維。利用多媒體技術(shù)改變傳統(tǒng)板書(shū)教學(xué)模式，使板書(shū)教學(xué)內(nèi)容不再單一，教學(xué)過(guò)程不再枯燥[8]。采用視頻播放、畫(huà)面切換、聲音搭配，滿(mǎn)足學(xué)生對(duì)視覺(jué)和聽(tīng)覺(jué)的需求[9]。利用三維空間技術(shù)，思想政治教育的內(nèi)容可以更生動(dòng)、更具體地表現(xiàn)出來(lái)[10-11]。比如，在思政教學(xué)中，教師可以通過(guò)多媒體將刑事案件的錄像或影片播放給學(xué)生，使學(xué)生對(duì)法律的認(rèn)識(shí)更加深刻。從圖2可以看出，這是一個(gè)虛擬教室模塊。

圖2 虛擬教室模塊

高校作為培養(yǎng)高素質(zhì)人才的主要場(chǎng)所，為社會(huì)輸送各類(lèi)專(zhuān)業(yè)的優(yōu)秀創(chuàng)新人才已成為辦學(xué)和日常教學(xué)的首要目標(biāo)。隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)發(fā)展，學(xué)生的思維活動(dòng)日益活躍，對(duì)學(xué)生的世界觀(guān)、人生觀(guān)、價(jià)值觀(guān)進(jìn)行正確引導(dǎo)和塑造，培養(yǎng)大學(xué)生愛(ài)國(guó)主義精神和社會(huì)責(zé)任感，對(duì)高等教育具有重要現(xiàn)實(shí)意義[12]。

1.2 用戶(hù)移動(dòng)輔助學(xué)習(xí)模塊

以多媒體技術(shù)為基礎(chǔ)，采用基于C/S架構(gòu)的思想政治課堂移動(dòng)教學(xué)平臺(tái)。這種結(jié)構(gòu)中最重要的部分是客戶(hù)端與服務(wù)器之間的請(qǐng)求響應(yīng)交互，即客戶(hù)端接口與服務(wù)器接口之間的交互。大學(xué)思想政治理論課移動(dòng)教學(xué)平臺(tái)的設(shè)計(jì)采用網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器實(shí)現(xiàn)移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)模式下的快速數(shù)據(jù)響應(yīng)處理模式，并通過(guò)數(shù)據(jù)包向客戶(hù)端快速發(fā)送數(shù)據(jù)。界面類(lèi)別分為客戶(hù)端界面和服務(wù)器界面2種，客戶(hù)端界面包括請(qǐng)求處理及結(jié)果分析；服務(wù)器界面包括請(qǐng)求處理及資料存取。服務(wù)端將用戶(hù)數(shù)據(jù)庫(kù)、課程數(shù)據(jù)等連接起來(lái)，基于上述分析，圖3顯示了用戶(hù)移動(dòng)輔助學(xué)習(xí)模塊。

圖3 用戶(hù)移動(dòng)輔助學(xué)習(xí)模塊

由圖3可知，客戶(hù)機(jī)使用HTTP URL連接類(lèi)為服務(wù)器分配事務(wù)，該軟件能夠計(jì)算URL地址，并根據(jù)URL地址分析參數(shù)信息，主要用于對(duì)返回信息進(jìn)行詳細(xì)分析。

2 平臺(tái)自動(dòng)輔助模式設(shè)計(jì)

該平臺(tái)由學(xué)生、教師、管理和交互4大模塊組成，這4個(gè)模塊既有各自功能，又不完全獨(dú)立，而是相輔相成的。圖4中顯示了自動(dòng)輔助平臺(tái)。

圖4 自動(dòng)輔助平臺(tái)流程

2.1 用戶(hù)登錄模式設(shè)計(jì)

使用者可分為3類(lèi)：學(xué)生、老師和管理員，用戶(hù)在登錄窗口發(fā)起登錄請(qǐng)求，注冊(cè)模塊根據(jù)數(shù)據(jù)信息庫(kù)對(duì)用戶(hù)提交注冊(cè)信息進(jìn)行注冊(cè)，并向用戶(hù)返回注冊(cè)結(jié)果，如圖5所示。

圖5 用戶(hù)登錄時(shí)序

由圖5可知，在用戶(hù)登錄到系統(tǒng)時(shí)，可能由于用戶(hù)名不正確、密碼不正確和無(wú)法選擇正確登錄用戶(hù)類(lèi)型而導(dǎo)致用戶(hù)登錄錯(cuò)誤。該平臺(tái)應(yīng)對(duì)用戶(hù)進(jìn)行提示，提醒用戶(hù)存在問(wèn)題，以提供更好人性化服務(wù)。由于用戶(hù)可能因?yàn)槟承┰蛲浟说卿浢艽a，用戶(hù)登錄系統(tǒng)時(shí)也需要提供恢復(fù)密碼功能。使用者進(jìn)入密碼恢復(fù)頁(yè)，提示使用者輸入使用者名稱(chēng)及注冊(cè)信箱。一個(gè)用戶(hù)登記電子郵件地址用來(lái)決定它是否是用戶(hù)名，一旦確認(rèn)無(wú)誤，就會(huì)發(fā)送一封電子郵件到用戶(hù)注冊(cè)郵箱，內(nèi)容包括用戶(hù)密碼等注冊(cè)信息，用戶(hù)可以用此密碼登錄系統(tǒng)，登錄后可修改密碼。

2.2 在線(xiàn)考試模式設(shè)計(jì)

該模式的主要功能是學(xué)生登錄考試系統(tǒng)后，隨機(jī)生成每個(gè)學(xué)生的一組試卷，每張?jiān)嚲淼碾y度都是相同的，而且難度由老師來(lái)決定?？荚嚱Y(jié)束后，將試卷直接交給服務(wù)器。登錄系統(tǒng)后，教師可對(duì)試卷進(jìn)行閱卷，評(píng)分和錄入學(xué)生成績(jī)。學(xué)生可登錄后臺(tái)管理查詢(xún)個(gè)人考試成績(jī)，圖6顯示了整個(gè)檢測(cè)過(guò)程時(shí)序圖。

圖6 在線(xiàn)考試時(shí)序圖

2.3 個(gè)性化推薦模式設(shè)計(jì)

高校思想政治課移動(dòng)多媒體輔助教學(xué)平臺(tái)是一種基于客戶(hù)端的移動(dòng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)。該網(wǎng)站提供大量學(xué)習(xí)資料，并支持用戶(hù)分享學(xué)習(xí)資料。面向海量數(shù)據(jù)庫(kù)，用戶(hù)可以通過(guò)教師推薦的移動(dòng)教學(xué)助手客戶(hù)端進(jìn)行學(xué)習(xí)，平臺(tái)也可以根據(jù)自己的推薦方式推薦學(xué)習(xí)資料。根據(jù)圖表模型進(jìn)行推薦也是一種推薦重要方法，圖表模型算法是為不同的用戶(hù)和項(xiàng)目建立不同二維關(guān)系模型。若使用者選擇課程，則形成使用者與課程二進(jìn)制檔案。

假設(shè)使用A，B，C，D…表示用戶(hù)，a，b，c，d…表示思政課堂資源，由此構(gòu)造的二部圖和資源分配過(guò)程如圖7所示。

假設(shè)存在U個(gè)用戶(hù)和G個(gè)課程，如果單一用戶(hù)選擇課程，那么在圖模型推薦中存在一條關(guān)系邊。如果其他用戶(hù)也選擇該項(xiàng)目，那么賦予該值為1，否則為0。該算法推薦過(guò)程主要有2個(gè)步驟，分別是：

步驟1 根據(jù)當(dāng)前用戶(hù)偏好，選擇用戶(hù)喜歡的思政課堂資源；

步驟2 根據(jù)目標(biāo)用戶(hù)選擇課程獲取資源值，再將用戶(hù)偏好的資源按照選擇關(guān)系分配給關(guān)聯(lián)對(duì)象。

2.4 信息交互評(píng)價(jià)模式設(shè)計(jì)

假設(shè)存在n個(gè)任務(wù)，共享m個(gè)資源，該資源分配最終實(shí)現(xiàn)方案是在一個(gè)非負(fù)n*m矩陣中，該矩陣為

(1)

式中，φm表示資源。信息交互過(guò)程的云服務(wù)評(píng)價(jià)指標(biāo)如式(2),

(2)

式中，Qm表示評(píng)價(jià)指標(biāo)。

當(dāng)有多個(gè)任務(wù)出現(xiàn)全局效用損失值為負(fù)值時(shí)，為了使目標(biāo)公平，使用加權(quán)平均方法，使資源分配損失達(dá)到最小值。利用多媒體技術(shù)構(gòu)建的自主輔助平臺(tái)可以協(xié)助教師更好教學(xué)、學(xué)生更好學(xué)習(xí)，為教師-學(xué)生搭建交流渠道，提高教學(xué)效率。

3 實(shí)驗(yàn)

實(shí)驗(yàn)測(cè)試是軟件工程中的一個(gè)重要過(guò)程，尤其是保證基于多媒體技術(shù)的思政課堂自動(dòng)輔助平臺(tái)模式研究合理性的關(guān)鍵步驟。

3.1 測(cè)試內(nèi)容和方法

測(cè)試內(nèi)容包括平臺(tái)程序運(yùn)行及平臺(tái)安全性，在Inter (R) Pentium(R) 4 CPU 2.0GHz處理器，Windows XP SP3操作系統(tǒng)和MySQL4.1數(shù)據(jù)庫(kù)下進(jìn)行測(cè)試。

測(cè)試方法為采用黑盒測(cè)試，通過(guò)測(cè)試檢驗(yàn)每個(gè)功能是否正常工作，在測(cè)試過(guò)程中，將程序視為一個(gè)不能打開(kāi)的盒子，不考慮內(nèi)部結(jié)構(gòu)情況下，測(cè)試程序接口，檢驗(yàn)程序功能是否按照需求規(guī)格正常使用，程序是否能夠適當(dāng)接受輸入數(shù)據(jù)而產(chǎn)生正確信息。

3.2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

3.2.1 平臺(tái)功能性測(cè)試

為了對(duì)平臺(tái)功能有一個(gè)客觀(guān)評(píng)價(jià)，進(jìn)行全面測(cè)試，測(cè)試用例如表1所示。

表1 思政課堂自動(dòng)輔助平臺(tái)功能測(cè)試用例

分別采用基于P2P技術(shù)與基于多媒體技術(shù)分析思政課課堂輔助平臺(tái)各種測(cè)試用例安全使用情況，對(duì)比結(jié)果如表2所示。

表2 兩種技術(shù)平臺(tái)測(cè)試用例安全使用情況對(duì)比分析

由表2可知，使用基于P2P技術(shù)不能直接進(jìn)入推薦視圖，也不能通過(guò)電機(jī)顯示主要活動(dòng)，更不能直接進(jìn)入話(huà)題討論界面，無(wú)法顯示個(gè)性化推薦結(jié)果，無(wú)法點(diǎn)擊推薦字母和討論按鈕，導(dǎo)致平臺(tái)功能不完整。而使用基于多媒體技術(shù)能夠正常完成平臺(tái)操作，具有完整平臺(tái)功能性。

3.2.2 信息檢索測(cè)試

使用2種技術(shù)測(cè)試思政課堂學(xué)生檢索信息情況，對(duì)比結(jié)果如圖8所示。

圖8 兩種技術(shù)思政課堂學(xué)生信息檢索精準(zhǔn)度對(duì)比分析

由圖8可知，使用基于P2P技術(shù)隨著檢索人數(shù)的增加，檢索精準(zhǔn)度也隨之下降，當(dāng)檢索人數(shù)為70人時(shí)，檢索精準(zhǔn)度達(dá)到最低為50%，而當(dāng)檢索人數(shù)為10人時(shí)，檢索精準(zhǔn)度達(dá)到最高為72%；使用基于多媒體技術(shù)隨著檢索人數(shù)增加，檢索精準(zhǔn)度也有所變化，當(dāng)檢索人數(shù)為70人時(shí)，檢索精準(zhǔn)度達(dá)到最低為88%，而當(dāng)檢索人數(shù)為10人時(shí)，檢索精準(zhǔn)度達(dá)到最高為98%。由此可知，使用基于多媒體技術(shù)信息檢索精準(zhǔn)度較高。

4 總結(jié)

多媒體輔助思想政治教育是一種新教學(xué)方法，采用先進(jìn)技術(shù)手段，在思想政治教育中得到廣泛應(yīng)用。但多媒體僅僅是教學(xué)的輔助工具和手段，其真正的目的是提高教學(xué)效果和教學(xué)質(zhì)量。要取得最佳的教學(xué)效果，高校思想政治理論課多媒體輔助教學(xué)必須理性認(rèn)識(shí)與正確對(duì)待，制定與實(shí)施各種教學(xué)監(jiān)督措施與考核標(biāo)準(zhǔn)。

盡管該平臺(tái)已經(jīng)基本實(shí)現(xiàn)了功能目標(biāo)的需要，但在科技飛速發(fā)展的今天，該平臺(tái)顯然還很不完善，今后完善趨勢(shì)如下。

(1) 強(qiáng)化課程模塊和互動(dòng)功能

移動(dòng)教學(xué)輔助平臺(tái)是高校思想政治課教師整合優(yōu)秀教學(xué)資源的重要平臺(tái)，應(yīng)積極拓展網(wǎng)絡(luò)直播課程功能。與此同時(shí)，手機(jī)輔助教學(xué)系統(tǒng)應(yīng)采取開(kāi)放的參與和互動(dòng)交流方式，進(jìn)一步突出信息時(shí)代思想政治理論課程的特點(diǎn)和思維。

(2) 實(shí)現(xiàn)平臺(tái)持續(xù)運(yùn)作

思想政治課移動(dòng)教學(xué)輔助系統(tǒng)正常使用，需要客戶(hù)端系統(tǒng)正常運(yùn)行。但客戶(hù)維護(hù)往往需要一個(gè)強(qiáng)大技術(shù)維護(hù)隊(duì)伍，缺少研究和編寫(xiě)過(guò)程，需要整合更多力量才能實(shí)現(xiàn)平臺(tái)持續(xù)運(yùn)行。