基于移动终端的教学反馈系统的设计与应用

2020-12-29丁仁伟赵俐红张金伟支鹏遥李建平张献涛

企业科技与发展 2020年11期

丁仁伟赵俐红张金伟支鹏遥李建平张献涛

【摘要】基于移动终端的教学反馈系统是一种以网络信息技术为基础的教学辅助系统，通过手机App、教师客户端、Web服务端实现师生间教学信息交流。该系统应用于课堂教学的过程性和终结性反馈阶段，通过实现系统教学内容实时测评和意见及时反馈的功能，帮助教师达到即时调整教学过程的目的。相比于传统的移动教学反馈系统，该系统的应用不仅降低了硬件成本，而且方式更加灵活。在实践教学应用中，该系统能提高学生的学习兴趣，更好地激发学生学习的积极性。

【关键词】教学反馈系统;软件开发;手机App;J2EE Web开发;TCP/IP模型

【中图分类号】G434 【文献标识码】A 【文章编号】1674-0688（2020）11-0030-03

教学反馈在教学改革和发展过程中具有重要的地位，大部分高校利用教学反馈环节促进优质教学[1-3]。目前，主要的反馈手段仍停留于课堂成绩、期中教学检查、期末成绩考核、基于教务系统生成的评教等阶段。这些方式存在反馈形式主体单一、反馈速度慢、反馈数据不易得、反馈效果缺少后续的跟踪和验收等弊端[4-5]。基于移动终端的教学反馈系统（Mobile Terminal Teaching Response System，MTTRS）是一种以网络信息技术为基础的教学辅助系统[6]，该系统应用于課堂的过程性和终结性反馈阶段，教师在整个教学过程中适时地穿插教学问题，以了解学生对知识的理解与掌握程度，达到实时测评、及时反馈、即时调整教学方法和方式的目的[7，8]。

1 国内外MTTRS发展现状

MTTRS是基于无线通信技术和专用硬件设备支持的课堂互动系统。比较知名的基于移动终端的教学反馈产品有“齐乐科技”的齐齐乐教学反馈系统、“中有基业”的互动教学反馈系统、“卓翔科技”的互动反馈产品、“中天电子”的SunVote等。然而，这些产品均受制于专用硬件的限制，部署成本高，缺乏必要的灵活性，在很大程度上影响了此类教学反馈系统的推广和普及。

新一代互联网和智能手机技术的迅速普及为MTTRS的发展提供了新的途径，以手机App作为客户端的MTTRS产品摆脱了专用硬件部署成本高、不灵活的限制。通过手机App、Wi-Fi通信、PC机、数据库和服务器搭建数据采集、数据传输和数据展示的平台，具有广阔的发展前景。同时，手机App具有极大的灵活性、及时性和可扩展性，便于个性化操作的定制和教学反馈信息的双向交流[9-11]。

2 系统结构设计

MTTRS系统设计包括运行架构设计、软件架构设计及通信架构设计3个部分。

2.1 运行架构设计

MTTRS中教师以嵌入SWF客户端的Microsoft PowerPoint作为课件设计和教学演示平台[12]，课程中发起讨论，学生通过手机App客户端进行结果发送，课下仍然可以分别通过Web服务端与App客户端实现双向通信。MTTRS的运行架构如图1所示。

学生通过手机App客户端输入用户名和密码登录，教师及时了解学生出勤情况;教师采用预先设置好的题目在PPT中展现，学生通过App客户端给出结果，数据库记录学生的反馈数据，将汇总和分析的数据显示于PPT中;Web服务端给出学生所有数据不同维度的统计与分析，用于师生对信息的查询和教师在课后对学生进行信息推送。

2.2 系统开发构架

本系统采用3层构架，分为显示界面层、服务控制层、数据访问层（如图2所示）。其中，显示层按照MVC模型设计，即Module（模型）、View（视图）、Controller（控制器）。这种模式将系统中的业务逻辑、数据与界面显示分离，从而使系统的各项功能模块结构清晰，同时系统的前后端分离便于系统后期进行拓展维护。

Web服务端的系统开发基于B/S构架采用J2EE技术完成[13]。IDEA集成大量的开发插件，并提供服务器配置、项目部署、项目测试等功能，作为开发J2EE项目时的首选。Tomcat是Apache对开发者提供的免费服务器，其性能比较稳定，已成为当今流行的Web应用服务器。所以，MTTRS系统Web服务端采用Tomcat作为测试服务器。

学生App端因操作系统有区别而采用不同的软件进行开发，就目前手机操作系统而言，实现Android和IOS平台上的App开发，即可满足大部分用户需求。因此，基于Java技术开发Android平台的App，基于Objective-C技术开发IOS平台的App。

教师客户端使用嵌入SWF的PPT，采用Flex4.0和ActionScript3.0作为开发语言，主要实现客户端与服务器的通信，完成了教师登录、获取系统中数据库的数据并在当前PPT界面上展示出数据库进行数据分析结果的功能。

2.3 通信构架

基于用户使用数量和通信距离的限制，在现有的红外线、蓝牙、Wi-Fi 3种通信方式中，本文所设计的MTTRS选用Wi-Fi技术实现通信，并以TCP/IP协议为基础设计实现完整的通信协议栈，完成客户端与服务器端的通信功能。TCP/IP协议的通信模型将传输协议分成4个层次，分别是网络接口层、网络层、传输层和应用层。手机App端与服务器之间的通信使用TCP协议，经过IP通信协议，通过数据链路层通信，通信模型如图3所示。

3 MTTRS的教学应用

在实践教学过程中，MTTRS取得了良好的使用效果。在过程性教学阶段，教师登录客户端打开PPT展示教学内容，学生登录App客户端完成签到。在需要互动讨论时，教师客户端向服务器发送请求，教学内容由服务器向手机App端推送，学生通过手机App端做出应答，应答信息返回数据库，并将数据整理分析后传回PPT与Web服务端。PPT中以图表的形式表现学生答题状况，Web客户端会对每位同学答题做详细记录以供课后查询课堂信息（如图4所示）。

在终结性教学反馈阶段，MTTRS主要是在教师Web客户端与手机App端进行。教师Web客户端通过服务器向手机App端推送课后作业、调查问卷等信息，学生通过App客户端完成应答，将应答信息传送到记录数据库中，并在Web客户端展示数据的分析统计。教师与学生通过不同管理权限的Web客户端登录，查看整个过程中产生的信息（如图5所示）。

4 结语

教学质量是高等院校办学的核心考核指标，直接决定着培养出的人才质量的高低，教师能否及时获取学生对教学的反馈信息将直接影响课堂教学的效果。基于移动终端的教学反馈系统（MTTRS）结合教育技术领域中互动式教学与反馈式教学方式，形成多元化的评价考察模式，强化了学习和教学成果，同时解决了目前移动教学反馈产品技术冗余过大、硬件部署成本过高、使用不够灵活等问题，在实际教学中取得了良好的使用效果，为现代化教学方式提供了新的思路，可有效提高学生的学习兴趣，值得在高校本科教学中推广应用。

参考文献

[1]朱莎，杨浩，徐顺.基于移动终端的教学对学习动机和策略的影响[J].电化教育研究，2018（2）：86-92.

[2]刘文龙.基于移动终端环境的教学即时反馈系统设计[J].中国教育信息化，2015（13）：84-87.

[3]朱贵宝.基于App的课堂教学效果及时反馈系统的设计与应用[J].教育现代化，2016，12（40）：242-243.

[4]陈家刚，鲍同梅.国外高校教学反馈：手段、特点及对我国高校的启示[J].现代教育科学，2008（11）：153-155.

[5]李庆玲，姚秀峰.高校教学反馈平台的建立[J].曲阜师范大学学报（自然科学版），2012（3）：122-125.

[6]王超.基于移动终端的课堂辅助教学系统的设计与实现[D].湘潭：湖南科技大学，2017：1-2.

[7]薛胜兰.基于智能手机教学互动反馈系统的设计与應用研究[J].中国电化教育，2017（7）：115-120.

[8]朱莎，杨浩，徐顺.基于移动终端的教学对学习动机和策略的影响[J].电化教育研究，2018（2）：86-92.

[9]王田甜，孙玉涛.手机App应用开发布局内容设计[J].电子世界，2014（17）：147.

[10]任志宏，张乐芳.基于手机App的无线教学反馈系统研究[J].现代电子技术，2014（13）：164-166.

[11]戴晓娥.智能反馈系统参与高互动课堂的形式和特点[J].中国电化教育，2012（5）：109-112.