一种高校专业课程教学网络互动平台设计

赵曦 罗远

摘要

随着互联网和移动终端在高校的普及，专业课程教学迎来了新的挑战和机遇，如何利用新型互动终端来提高学生的学习积极性，增加教学互动和强化教学过程管理，是学校和教师面临的突出问题，近年各个学校在信息化建设方面加强了在线课程和资料共享平台的投入，其专业化、个性化和灵活性方面有一定的不足，满足不了专业课程的教学需求。本文介绍一个基于网络和移动终端的教学互动平台，为教师和学生提供课程资源、作业安排、实验提交、课堂互动和成绩考核功能，将教学过程信息化与多种终端结合，便捷灵活地跟踪课程教学进度和学习情况。该平台已经投入运行，并不断改进和完善，为数十门专业课程和近千名学生和教师提供了服务，验证了该平台在专业课程教学中的积极作用。

【关键词】教学信息化 课程互动 移动终端

1 引言

随着网络和信息化在高校的普及，手机终端已经成为了学生使用的主要沟通和学习交互工具，对传统的以教材阅读、PPT讲授和FTP提交为手段的教学方式遇到了新挑战，例如课堂秩序比以前好了，但是同学们都在“玩手机”并没有认真听讲和学习，迫使我们要想办法利用网络和手机来提高学生学习积极性，提高课程趣味性和实时互动，及时掌握课程学习进度，并为学习考核提供依据。本文介绍的课程教学网络互动平台（以下简称互动平台）提供了一个集合电脑和手机为终端的Web应用架构，分别处理了课程资源共享，教学过程管理，作业和实验报告提交，手机互动和自动记分，以及学习效果考核。

2 课程教学网络互动平台设计架构

在互动平台设计时，需要充分考虑到用户（学生和教师）使用平台功能的不同场景，即校园局域网、移动互联网和运营上接入网;电脑和手机终端;课堂和实验室密集使用以及课后分散使用。部分专业课程会有对应的专业实验系统（如金融交易模拟系统），互动平台应该提供能够集成专业实验模块和扩展的能力。互动平台在提供在线考察和考试功能时，需要能够处理足够多的并发请求和批量数据修改，以及生成考核评分表。为了使互动平台与教学进度同步，在不同的阶段，对课程资源，互动内容和实验作业进行适当配置，如：启用、停止、超时和结束。

图1示意了互动平台应用系统的设计架构，体现了用户请求，接入服务，分类处理和数据服务。与分类功能处理相对应，互动平台采用分类数据服务来提高数据扩展、相互独立和数据安全。

PC和手机客户端均使用HTTP协议作为应用协议，实现应用数据传输，使用不同的网络端口来监听用户请求，前端页面使用了BootStrap灵活布局框架和组件，兼容PC和手机浏览器，充分利用Ajax异步传输来提高用户体验。平台个性化设置可以调整如会话、并发限制、文件容量等运行参数。

不同类型的用户服务请求经过分类，并分发到对应的功能处理模块，请求处理后将数据返回给用户终端，包括页面、资源文件、JSON数据。业务处理功能模块采用多种开发技术组合（DCS，ASP.NET，PHP），数据服务以ODBC机制为基础集合多种数据库服务，包括SqlServer，MySql，Access。

3 课程教学网络互动平台功能设计

互动平台由三个主要功能模块组成：

（1）课程学习，提供学生学习和教师跟踪管理的主要功能;

（2）课程互动，实现学习内容和进度的实时互动;

（3）专业系统，集成不同专业课程提供的定制功能模块。使用统一的用户（学生）信息管理和登录认证，包括基本信息（学号、专业、班级、性别、照片）和配置信息（课程、密码），学生基本信息可以通过其他教务系统获取和批量导入。

3.1 课程学习平台

图2示意了课程学习平臺的主要功能，将课程内容和学习过程进行信息化，为课堂和实验教学提供支撑。

（1）资源共享，提供教学资源的下载，教师根据课程学习进度情况逐步开放和关闭资源共享：

教学大纲、授课计划、实验大纲

教学课件（PPT），电子教材

教学资料，课外资料、案例、模版、工具

上述资源的在线共享可以确保资源的可用、规范和更新，避免了线下拷贝和分发的麻烦。

（2）教学管理，为教师提供作业准备和发布，实验要求和配置，以及学生完成情况检查。

编辑和发布作业和实验要求、提供所需的辅助资源

确定作业和实验的开始和结束时间

检查学生完成情况，进行评判和评分

学生根据发布要求，在规定时间内完成相应的作业和实验任务，在线编辑和提交成果 （文本、文件、报告）。

（3）教学跟踪，通过汇集教学管理的课堂互动的数据信息，按照班级、学生、作业和实验、互动章节，分析教学进度和教学效果，生成评分报告，作为学生成绩判定的依据之一。

（4）实验环境，集成了信息和计算机相关专业的基础在线实验功能，如网页开发、SQL数据库操作语言、基于MatLab的数据分析和C++/Java程序设计基础。在线实验环境避免和简化了诸多软件安装、环境配置和成果提交的问题。

3.2 课堂教学互动

这是一个以学生手机为终端的互动功能，帮助教师在教学过程中，通过与学生互动来了解学习情况，使教学与学生情况紧密结合，促进教学效果的提高：

（1）课堂实时间卷调查;

（2）课堂教学知识点考察;

（3）公开和显示互动情况;

（4）自动结果判断和评分机制。

在线互动问题类型包括问卷调查，对一错、单选、多选、填空和回答，对前四类问题的回答，可以根据参考答案进行自动评分，对多选类问题设计了一个罚分机制，以规避全部选中的问题。

互动功能的设计要求较高的用户体验、界面简洁和便捷操作，另外一个关键点是网络和平台能够处理较大的瞬间并发数，例如一个100学生的课堂，每个人同时提交多个http请求，需要平台具备较强的处理能力和较好的性能指标。

3.3 专业系统集成

互动平台能够集成一些专业课程内容和教学需要的第三方系统和模块，如财经IT领域的外汇模拟交易、金融数据分析建模和数据挖掘。互动平台与专业系统可通过以下方式进行耦合，形成统一的互动平台。

（1）用户（学生）信息映射和认证统一化

（2）http服务端口统一规划;

（3）专业系统数据查询和统计;

（4）互动平台主页面导航和嵌入统一。

4 课程教学网络互动平台实现

根据上述课程教学网络互动平台的设计架构和功能要求，我们进行了数据分析和设计，开发了前端交互界面和后台处理程序，搭建了该网络架构，部署和运行在互联网上，各项功能和性能指标基本達到了设计要求。图3示意了该平台的数据架构。

课程教学网络互动平台上线运行以来，已经为10多门专业课程的教学提供服务（金融交易系统设计、项目管理、软件测试、互联网应用等），使用学生数量累计超过千人。形成了数百个课件资料、作业实验和互动题库的数据积累。

图4示意了手机课堂互动的主要功能：课程和章节、互动问题、提交和查看。以《金融交易系统设计》课程为例，分为从金融交易基础到询价交易设计8个知识点，每个知识点设置了课堂10～15个互动，课程总共约100个互动问题，基本上涵盖了课程主要内容，总分500分。每个知识点学习和互动结束后，学生可以查看参考答案。课程结束时，可以统计出每个同学获得分数（一般在150～450分），可以作为课程考核指标中平时成绩评定的重要参考。

5 结论

随着网络和手机终端的迅速普及，手机已经成为大学生的主要信息获取渠道和沟通手段，常规专业课程教学遇到了新的挑战和机遇，如果能够有效利用手机终端来促进和丰富教学方式，以提高学生的学习积极性和教学效果，值得尝试。课程教学网络互动平台不仅实现了专业课程教学过程的信息化，同时注重通过手机终端来加强课堂互动，使教师能够实时了解学生学习情况，不断调整和改进教学过程。互动平台集成了教学资源共享、教学管理、教学互动、考察评估和专业模块整合的功能，基本满足的专业课程教学信息化的要求，部署简单灵活，经过数年的运行和改进，具有一定的成熟度。

在今后的发展中，互动平台将具备课程考试模块，教学全流程的支撑，如考勤、考试和自动成绩计算，以及符合学校教务规范的报表生成。

参考文献

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