基于勞動教育實踐的數(shù)字化管理系統(tǒng)設(shè)計

摘 要：在傳統(tǒng)的勞動教育實踐中，教育資源（例如工具、材料、指導(dǎo)教師）往往分配不均，導(dǎo)致部分學(xué)生無法充分利用學(xué)習(xí)機(jī)會。因此，本文設(shè)計了基于勞動教育實踐的數(shù)字化管理系統(tǒng)，從用戶管理、課程管理、實踐活動管理、評價與反饋管理以及數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析方面進(jìn)行設(shè)計，以期提高教育質(zhì)量和效率。試驗結(jié)果表明，該系統(tǒng)能夠滿足勞動教育的多樣化管理需求，為勞動教育實踐提供了可靠的數(shù)字化解決方案。

關(guān)鍵詞：勞動教育；課程實踐；數(shù)字化管理；系統(tǒng)設(shè)計

中圖分類號：TP 399" 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

在新時代背景下，勞動教育成為培養(yǎng)全面發(fā)展人才的重要組成部分[1]。實現(xiàn)勞動教育的現(xiàn)代化管理，需要利用數(shù)字化工具提升教學(xué)過程的互動性、實踐性和趣味性。數(shù)字化管理是利用數(shù)字技術(shù)優(yōu)化和自動化企業(yè)各項管理活動的過程[2-3]。它涉及運用現(xiàn)代信息技術(shù)，例如計算機(jī)、通信與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，對管理對象和管理行為進(jìn)行量化，從而實現(xiàn)研發(fā)、計劃、組織、生產(chǎn)、協(xié)調(diào)、銷售、服務(wù)和創(chuàng)新等職能的管理活動和方法。因此，設(shè)計一套基于勞動教育實踐的數(shù)字化管理系統(tǒng)顯得尤為重要。這樣的系統(tǒng)不僅需要滿足教育資源的有效管理，還應(yīng)支持教學(xué)過程的優(yōu)化，確保學(xué)生能在勞動實踐中獲得豐富而有效的學(xué)習(xí)體驗。本文將討論該系統(tǒng)的設(shè)計思路、主要功能和實現(xiàn)方法，并通過系統(tǒng)測試試驗分析系統(tǒng)的性能和穩(wěn)定性，以期為勞動教育領(lǐng)域提供科學(xué)的數(shù)字化管理方案。

1 數(shù)字化管理系統(tǒng)總框架設(shè)計

基于勞動教育實踐的數(shù)字化管理系統(tǒng)總體結(jié)構(gòu)采用B/S（Browser/Server）架構(gòu)，前端使用現(xiàn)代Web技術(shù)構(gòu)建，后端采用穩(wěn)定可靠的服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫技術(shù)，具體框架設(shè)計如圖1所示。

前端框架為Vue.js，UI采用響應(yīng)式設(shè)計，支持多種設(shè)備訪問，主要功能模塊包括用戶登錄與注冊、課程瀏覽與管理、實踐活動報名與記錄、實踐成果展示與分享以及實時通知與消息推送。后端架構(gòu)采用Django服務(wù)器框架，MySQL數(shù)據(jù)庫，主要功能模塊包括用戶管理、課程管理、實踐活動管理、評價與反饋管理以及數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析。

2 軟件設(shè)計

2.1 用戶管理

當(dāng)設(shè)計基于勞動教育實踐的數(shù)字化管理系統(tǒng)時，用戶管理是基礎(chǔ)且關(guān)鍵的部分。用戶填寫必要信息（例如姓名、學(xué)號/工號、郵箱、密碼等）并提交，系統(tǒng)通過郵件或短信發(fā)送驗證碼進(jìn)行身份驗證，用戶輸入驗證碼后賬戶被激活。用戶表包括用戶ID、姓名、學(xué)號/工號、郵箱、密碼（加密）、角色等字段。系統(tǒng)使用哈希函數(shù)來加密密碼，將關(guān)鍵字除以一個不大于哈希表長度的數(shù)p，得到的余數(shù)作為哈希地址Hk，如公式（1）所示。

Hk=K%p，plt;m （1）

式中：m為哈希表的長度。

計算公式（1）可以增強(qiáng)安全性，優(yōu)化數(shù)據(jù)處理和信息存儲的效率。用戶使用注冊信息登錄系統(tǒng)，系統(tǒng)記錄每次登錄的會話ID，系統(tǒng)根據(jù)用戶角色（學(xué)生、教師、管理員等）自動分配相應(yīng)權(quán)限[4]。用戶可以在系統(tǒng)內(nèi)查看自己的基本信息，也可以修改自己的部分信息（例如密碼、聯(lián)系方式等）。系統(tǒng)記錄用戶的每一次操作，例如登錄、退出、信息修改等，定期清理過舊的日志，保證系統(tǒng)性能。

2.2 課程管理

設(shè)計基于勞動教育實踐的數(shù)字化管理系統(tǒng)的課程管理部分，需要詳細(xì)規(guī)劃課程的創(chuàng)建、分配、跟蹤和評估流程。課程創(chuàng)建需要根據(jù)教學(xué)大綱和勞動教育目標(biāo)制定相應(yīng)的課程內(nèi)容、課時和目標(biāo)，將課程信息輸入系統(tǒng)中，包括課程名稱、描述、課時、目標(biāo)等。系統(tǒng)根據(jù)學(xué)生的專業(yè)、年級和興趣自動分配課程，分配系數(shù)考慮學(xué)生興趣、專業(yè)相關(guān)性和已有課程負(fù)載，平衡學(xué)生勞動教育課程負(fù)載，并考慮個人興趣和專業(yè)需求。教師或管理員也可以手動調(diào)整課程分配，以適應(yīng)特殊情況。系統(tǒng)通過考勤記錄表自動記錄每次課程的學(xué)生出勤情況，教師通過用戶界面更新課程進(jìn)度和學(xué)生表現(xiàn)，考勤記錄表包括記錄ID、學(xué)生ID、課程ID、日期、出勤狀態(tài)等字段。課程結(jié)束后，學(xué)生通過用戶界面提供課程反饋，教師錄入學(xué)生的考核成績，系統(tǒng)根據(jù)加權(quán)平均公式計算最終成績，加權(quán)平均如公式（2）所示。

z=k1×Hk+k2×Hp （2）

式中：z為總成績；Hk為學(xué)生課程結(jié)束時的考核或考試中獲得的分?jǐn)?shù)；Hp為平時成績，包括學(xué)生在課程過程中的作業(yè)、課堂表現(xiàn)、小測等多種形式的評價分?jǐn)?shù)；k1和k2為加權(quán)系數(shù)，分別代表考試成績和平時成績在總成績中的權(quán)重。

k1、k2是根據(jù)課程特點和教學(xué)要求預(yù)先設(shè)定的，滿足k1+k2=1。通過調(diào)整k1和k2的比例，教師可以控制考試與平時成績在總成績中的重要性，從而引導(dǎo)學(xué)生更注重課程的平時學(xué)習(xí)還是期末的集中備考。從課程的創(chuàng)建到評估，系統(tǒng)需要確保教育活動高效、有序地進(jìn)行，同時滿足勞動教育實踐的具體要求。

2.3 實踐活動管理

在設(shè)計基于勞動教育實踐的數(shù)字化管理系統(tǒng)中，實踐活動管理是核心部分之一。它需要確保學(xué)生能夠有效地參與和反思，同時也幫助教師更好地組織和評估這些活動，具體系統(tǒng)操作流程如圖2所示。

首先，教師或管理員通過用戶界面輸入實踐活動的詳細(xì)信息，例如活動名稱、描述、目標(biāo)、時間安排等?；顒有畔⒈戆ɑ顒覫D、名稱、描述、目標(biāo)、時間、容量等字段。學(xué)生通過系統(tǒng)報名參加特定的實踐活動，系統(tǒng)記錄學(xué)生的簽到情況、活動中的表現(xiàn)等，教師或管理員更新活動的進(jìn)度和學(xué)生的表現(xiàn)。學(xué)生活動表記錄學(xué)生與活動的關(guān)聯(lián)信息，包括學(xué)生ID、活動ID、表現(xiàn)評分等。其次，系統(tǒng)根據(jù)報名情況和活動容量自動調(diào)整或提出警示，如果容量超載，自動分配算法幫助平衡學(xué)生參與，確?；顒禹樌M(jìn)行。最后，學(xué)生和教師通過系統(tǒng)提供反饋。教師根據(jù)學(xué)生的表現(xiàn)錄入成績，并利用加權(quán)平均公式計算最終成績，確保教育活動高效、有序地進(jìn)行，同時滿足勞動教育實踐的具體要求。系統(tǒng)中實踐管理的流程設(shè)計不僅提升了系統(tǒng)的用戶體驗，而且保證了數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和活動的有效性。

2.4 評價與反饋管理

在設(shè)計基于勞動教育實踐的數(shù)字化管理系統(tǒng)中，評價與反饋管理是維護(hù)和提升教育質(zhì)量的關(guān)鍵部分。它不僅幫助教師了解學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，而且促進(jìn)了學(xué)生的自我反思和進(jìn)步。在該流程中，系統(tǒng)會收集評價，主要評價如下。1）教師評價。在實踐活動結(jié)束后，教師會根據(jù)學(xué)生的表現(xiàn)進(jìn)行評價。這包括學(xué)生的工作態(tài)度、責(zé)任心、團(tuán)隊合作能力以及任務(wù)完成質(zhì)量等方面。2）同行評價。學(xué)生也會參與評價過程中，可以對團(tuán)隊中的其他成員進(jìn)行評價，主要評估團(tuán)隊成員的合作精神和貢獻(xiàn)度。3）自我評價。學(xué)生對自己的表現(xiàn)進(jìn)行反思和自評，這有助于學(xué)生自我識別優(yōu)點和需要改進(jìn)的地方。

除去評價外，系統(tǒng)還要收集反饋：學(xué)生提供關(guān)于實踐活動的內(nèi)容、組織和管理的反饋，這些反饋涉及活動安排的合理性、內(nèi)容的充實度以及組織執(zhí)行的效率等；教師對整個活動的設(shè)計和實施效果提供專業(yè)的反饋，這包括活動的達(dá)成度、學(xué)生的參與情況以及可能的改進(jìn)建議。所有收集的評價和反饋數(shù)據(jù)被錄入系統(tǒng)，系統(tǒng)通過內(nèi)置的算法自動分析收集的數(shù)據(jù)，生成詳細(xì)的評價報告和反饋總結(jié)，為教育決策提供數(shù)據(jù)支持。

根據(jù)反饋和評價的結(jié)果，教育活動的設(shè)計和實施將進(jìn)行必要的調(diào)整和優(yōu)化。例如，如果多數(shù)學(xué)生反映某個環(huán)節(jié)難度過大或內(nèi)容不夠豐富，教育管理者可以根據(jù)這些反饋來調(diào)整活動設(shè)計，使其更符合學(xué)生的學(xué)習(xí)需求和能力范圍。通過評價結(jié)果，教師可以給予學(xué)生更精準(zhǔn)的指導(dǎo)，幫助學(xué)生識別并加強(qiáng)自身的弱點。例如，如果一個學(xué)生在團(tuán)隊合作方面得分較低，那么教師可以針對性地提供更多合作技巧的訓(xùn)練或機(jī)會，以促進(jìn)其能力的提升。

2.5 數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析

在設(shè)計基于勞動教育實踐的數(shù)字化管理系統(tǒng)中，數(shù)據(jù)統(tǒng)計與分析是關(guān)鍵環(huán)節(jié)，它幫助管理者理解活動效果并做出合理的決策。系統(tǒng)通過后端日志自動記錄學(xué)生參與實踐活動的數(shù)據(jù)，例如活動時間、頻率等。使用基于Python的Pandas庫數(shù)據(jù)清洗算法，剔除無效或錯誤的數(shù)據(jù)，確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。使用統(tǒng)計分析軟件（SPSS）進(jìn)行復(fù)雜的數(shù)據(jù)分析，分析學(xué)生參與實踐活動的長期趨勢，了解活動的參與度變化，評估實踐活動的效率，例如學(xué)生完成任務(wù)的平均時間，分析學(xué)生和教師對實踐活動的滿意度，具體如公式（3）所示。

式中：M為滿意度；f為正面反饋數(shù)；fz為總反饋數(shù)。

公式（3）計算學(xué)生和教師對實踐活動的滿意程度，用于評估活動的接受度和改進(jìn)方向。系統(tǒng)根據(jù)分析結(jié)果自動生成詳細(xì)的報告，包括圖表和圖形，以直觀展示數(shù)據(jù)。使用Power BI數(shù)據(jù)可視化工具，將分析結(jié)果轉(zhuǎn)化為易于理解的視覺格式。通過這樣的流程設(shè)計，能夠從大量的數(shù)據(jù)中提取有價值的信息，幫助教師評估勞動教育實踐的整體效果，還可以指導(dǎo)教育管理者優(yōu)化活動設(shè)計和提高教育質(zhì)量。此外，通過數(shù)據(jù)可視化工具，能夠更直觀地展示數(shù)據(jù)分析的結(jié)果，使管理者和教師能夠快速理解和應(yīng)用這些信息。

3 測試試驗

3.1 試驗準(zhǔn)備

為測試基于勞動教育實踐的數(shù)字化管理系統(tǒng)的性能，此次試驗構(gòu)建了一套特定的試驗環(huán)境，其中包括3臺Dell PowerEdge R740服務(wù)器，每臺配備2個Intel Xeon Gold 5118CPU、

64GB RAM以及2TB SSD存儲。這些服務(wù)器運行Ubuntu 20.04 LTS操作系統(tǒng)，搭載MySQL 8.0數(shù)據(jù)庫和Apache 2.4.46 Web服務(wù)器，以支持勞動教育實踐的數(shù)字化管理系統(tǒng)的部署。在試驗步驟中，首先在每臺服務(wù)器上部署了管理系統(tǒng)，然后使用JMeter性能測試工具模擬不同并發(fā)級別的用戶訪問，以對系統(tǒng)進(jìn)行負(fù)載測試。同時，利用Prometheus和Grafana作為系統(tǒng)監(jiān)控工具，收集系統(tǒng)性能數(shù)據(jù)，以便對系統(tǒng)的穩(wěn)定性和性能進(jìn)行詳細(xì)分析，這樣的設(shè)置確保在試驗中可以全面評估系統(tǒng)在各種負(fù)載條件下的表現(xiàn)。

3.2 試驗結(jié)果

試驗選取了5個不同的運行時間節(jié)點進(jìn)行性能對比，分別是系統(tǒng)啟動后的第1h、第3h、第5h、第7h和第9h。各個時間節(jié)點的平均響應(yīng)時間、吞吐量、CPU使用率、內(nèi)存使用率的測試結(jié)果見表1。

系統(tǒng)在初始階段（第1h）的平均響應(yīng)時間為0.32s，即使到第9h，平均響應(yīng)時間增至0.65s，雖然增長顯著，但考慮持續(xù)高負(fù)載運行的情況，這種增加仍在可接受范圍內(nèi)。這顯示了系統(tǒng)在處理請求時具有較高的效率和適當(dāng)?shù)捻憫?yīng)速度。從195.50請求/s降至139.02請求/s，雖然有所下降，但仍保持了較高的處理能力。這表明系統(tǒng)能夠穩(wěn)定處理大量請求，盡管隨著運行時間增加，吞吐量受到影響，部分原因可能與資源使用增加有關(guān)。CPU使用率從42.56%增至59.76%，反映系統(tǒng)資源利用的逐漸增加。然而，即使在長時間運行后，CPU使用率仍未超過60%，說明系統(tǒng)在資源管理方面做得較好，能有效地處理分配的任務(wù)。內(nèi)存使用率從51.23%增至68.37%，顯示系統(tǒng)對內(nèi)存的需求隨運行時間增加而增加。這種增加在預(yù)期范圍內(nèi)，長時間運行的系統(tǒng)通常會累積更多的進(jìn)程和服務(wù)，從而消耗更多內(nèi)存。

4 結(jié)語

綜上所述，基于勞動教育實踐的數(shù)字化管理系統(tǒng)設(shè)計實現(xiàn)了高效管理勞動教育教學(xué)資源和優(yōu)化教學(xué)實踐過程的目標(biāo)。通過細(xì)致的系統(tǒng)測試，驗證了該系統(tǒng)在持續(xù)運行狀態(tài)下仍能保持優(yōu)良的穩(wěn)定性和性能。系統(tǒng)的成功實施有望極大提高勞動教育的效率和質(zhì)量，為學(xué)生提供更豐富和系統(tǒng)的實踐機(jī)會。未來，教育者將繼續(xù)優(yōu)化系統(tǒng)功能，增強(qiáng)用戶體驗，并在實踐中不斷探索和完善數(shù)字化勞動教育的新模式，以適應(yīng)教育發(fā)展的新趨勢。希望本文的研究成果能為勞動教育領(lǐng)域的數(shù)字化轉(zhuǎn)型提供參考和借鑒。

參考文獻(xiàn)

[1]凌云明，劉萍，李華.數(shù)字化轉(zhuǎn)型賦能高校繼續(xù)教育高質(zhì)量發(fā)展的路徑[J].繼續(xù)教育研究，2024（7）：6-10.

[2]張亞林，張晉雁.光網(wǎng)工程數(shù)字化管理系統(tǒng)的設(shè)計與實踐[J].通信與信息技術(shù)，2024（3）：62-66.

[3]符國暉，李福權(quán)，廖永浩.基于BIM技術(shù)的變電站信息數(shù)字化管理系統(tǒng)設(shè)計[J].自動化技術(shù)與應(yīng)用，2024，43（5）：145-148，172.

[4]韓祥祚，王筱淳.互聯(lián)網(wǎng)背景下遠(yuǎn)程教育中數(shù)字教材建設(shè)研究[J].遼寧高職學(xué)報，2024，26（1）：82-85，112.