大学课外师生互动网络平台的设计

高克芳,刘银春

(福建农林大学机电工程学院,福建福州350002)

大学课外师生互动网络平台是现代远程教育系统中的一个子系统[1]。我国各大型远程教育站点一般都有此平台供异地师生交流。由于该平台是针对网校具体需求进行开发的,不太适合全日制高校,而且硬件要求较高,软件系统价格昂贵。为了给异地师生提供一个灵活免费的网络交流平台,人们开展了将博客和 E-mail技术应用于教育的研究和实践[2,3]。但教育博客很难实现作业的批改和管理,而E-mail不便于开展大规模讨论。本文提出了一种融合博客和E-mail技术而实现的课外师生互动网络平台。该平台既可利用博客的实时性和群体交互性,发挥了E-mail的私密性和便于管理的特点。利用此平台教师可在线答疑,学生可开展在线讨论,而且实现了作业管理的自动化和无纸化。

1 博客技术

博客是Weblog(网络日志)的简称,是在网络上的一种流水记录形式[4],是继 E-mail、BBS和 ICQ之后的第四种网络交流方式。博客包含以下三个要素:①网页主体内容由个性化的众多帖子组成;②帖子可以按照时间、主题和标签等形式进行分类;③帖子内容可以是文本、图片、图像、视频和动画等多媒体,并且以超链接作为重要的表达方式。

博客本身只不过是原有的网络表现形式,如个人网站、新闻网页和电子公告板BBS等的综合,但其使用和管理极度简单化。博客页面虽可不断更新,但不需要专门网站维护,只要通过简单点击提交就能够发布刷新页面内容。申请博客站点如同申请免费邮箱一样,不需要任何成本。只要有必要,你随时可以注册若干个博客站点。

博客技术已经集成了E-mail、BBS和FTP三种技术于一体,这使得基于博客的课外师生互动网络平台成为可能。

2 师生互动网络平台架构设计

师生互动网络平台由博客网站、博客部落和电子作业管理三个功能模块组成,如图1所示。

图1 课外师生互动网络平台架构图

(1)博客网站模块的主要功能是实现教师向学生发布信息,如本次课的作业内容、下次课的预习内容、每次作业完成的详细情况及未交作业的学生名单;作业问题点评、作业中或讨论过程中有代表性问题的集中解答;作业范例和学习资料的下载以及教师对本次课的教学反思等。为了方便学生阅读,将这些内容按图1所示栏目进行分类。

(2)博客部落模块的主要功能是实现答疑解惑和在线群体讨论,侧重于师生间、学生与学生间的双向交流。虽然学生也可以通过在博客网站中给教师留言的方式提出问题,但这种方式不仅不便于其他学生浏览,也不便于教师进行管理。博客部落实质上是一个BBS系统,教师在“部落公告”中发布最新的通知或讨论题目。学生加入该部落后,通过在“讨论区”中以发帖子方式主动提出问题,其他学生或教师通过回帖子方式参与讨论或进行问题解答。

(3)电子作业管理模块的主要功能是实现作业的自动收集、抄袭检测和作业批改等。如上交情况统计、得分登记、各种作业的分类、按题目得分统计、平均分的计算和指定作业的导出等功能。这样不仅可以减少教师答疑的工作量,而且学生在讨论过程中也学会了协作和交流。

3 关键功能模块设计

现在,我校网络平台架构中的博客网站模块和博客部落模块都能提供完善的技术支持,即教师不需要懂得IP网络,更不必了解网页制作和动态网页编程,只要会电脑操作就能实现上述两个模块的全部功能,只有电子作业管理模块需要自己设计。

教师通过电子作业管理模块的“作业分类”组合框,可以方便地按树型控件“提交作业日期”、“学号和姓名”或“布置作业日期”查询一个学生或多个学生的一次作业或多次作业情况。“列表”控件会详细显示所查询的作业信息和对应的教师批改信息,如作业的提交时间、作业得分和各题对错统计。选中该列表控件中的一个项目后,“编辑”控件将显示作业邮件和教师批改回复邮件的正文内容以及对应的附件名。点击“打开”按钮,就可打开教师的批改回复邮件附件,其内容除了包含学生作业原文外,还有教师通过Word批注功能添加的批改信息。通过界面上相应的按钮和菜单可完成作业的对错统计、平均分的计算和导出指定的作业,生成作业上交情况以及缺交情况、按学号和姓名排列的所有作业列表等各种报表文本文件。教师通过在博客网站上发布这些文件实现作业完成情况的即时通报和催交等功能。

基于E-mail的电子作业系统都存在一个缺陷:由于很难保证学生的作业邮件标题或附件名符合规定的格式要求,因此系统接收到作业后就不可能准确识别,如果教师不手动修改作业的格式,系统就无法实现自动对作业进行分类统计和生成各种统计报表。本文提出了“Word作业模板”的解决方案,不仅实现了作业的自动准确识别,而且还能简单解决作业的抄袭检测这个难题[5]。

(1)Word作业模板

Word作业模板是一个.doc文档,除了包含作业题目,在其头部还含有“学号和姓名”和“布置作业日期”两个组合框。学生在图1中的博客网站模块下载本次作业模板后,只要在文件头部组合框中选择自己的学号和姓名及布置作业的日期,点击“保存”,该模块就会为该学生自动生成一个按格式“学号和姓名 布置作业日期.doc”命名的word文档,并自动打开。学生在该文档内答题,存盘后将其作为附件提交到教师指定的邮箱,就完成了一次作业。作业模板保证了每个学生提交的作业文档都是按规定格式命名,因此系统就能自动准确识别每份作业。用学号和姓名一起作为关键词识别学生的好处是,既可帮助学生检查自己的作业文件名是否正确,也可让教师很直观看出是哪位学生提交的作业。

(2)抄袭自动检测

抄袭是电子作业中存在的一种普遍现象,教师在认真批改作业的过程中是很容易发现的,但要教师要找出是谁抄了谁的作业,却是一件很费时的事情。本文在Word文档中嵌入秘密水印的算法[5]基础上,实现了教师在打开学生作业文档时,自动高亮显示作业中涉嫌抄袭的地方及抄袭的来源。

计算机通过学号能准确识别一份作业。考虑到大多数情况下作业的拷贝发生在同一班级内部,因此取学号后3位数字即可。由于学号中的每个数字通过4位二进制即可编码,这4位二进制编码中有24-10=6种编码是未使用的,可以任取其中2种分别作为学号编码的前后导码,本文取的是”1010”和“1100”,因此要嵌入的水印总长度为:4+3＊4+4=20位二进制位。根据这 20位比特位的“1”和“0”的情况,分别将Word文档中的汉字的西文字体相应设置为“Times New Roman”和“Basemic Times”,使用20个字符即可完成水印的嵌入,因此,只要学生拷贝其他同学20个以上字符,即半行左右文本,系统就能检测出抄袭。

作业模板除了自动生成上面按一定格式命令的作业word文档,同时在学生保存自己的作业时,自动实现水印的嵌入,即word作业模板文件本身并不含水印,但已按一定格式命名的作业Word文档中已含有对应学生的水印信息。

4 结语

按本文提出的设计方法,在嵌入式门户网站——“嵌入式在线”的博客版块中建立了一个“嵌入式系统原理与应用”和“电子系统集成设计”两门课程的课外师生互动网络平台[6]。该站点经过三个学期的试运行,目前点击次数已超过4万次,在学习嵌入式系统的学生中已产生较大影响,最近被评为该门户网站的“博客秀”,证实了本文提出的设计方法是行之有效的。通过该网络平台,学生在很短的时间内就获得了问题的解答。电子作业管理系统可以提高教师批改作业的效率,及时发现学生学习过程中的问题,积累大量的教学资源,促进教师专业化的进一步发展。

[1] 教育部现代远程教育资源建设委员会.现代远程教育资源建设技术规范[DB/O L].http:∥dean.pku.edu.cn/jiaoxue

[2] 杨晓新,章伟民.博客在教育中的应用研究[J].北京:中国远程教育,2006.6(上):47-50

[3] 罗东俊.基于E-mail的作业管理模式研究与实践[J].承德:承德石油高等专科学校学报,2007(9)1 39-44

[4] Weblog百科.什么是 Weblog[DB/OL].http:∥cnblog.o rg/wiki

[5] 付兵.基于Word文档的电子作业防拷贝研究[J].荆州:长江大学学报<自然版>理工卷,2007(4).1 69-70

[6] 嵌入式在线.高克芳老师的嵌入式教学博客[DB/O L].http:∥www.mcuol.com/cdkfGao