巧用Python优化信息技术课堂管理

摘要：在常态信息技术课堂中，教师缺乏足够的精力去关注全体学习者的真实状态，导致课堂管理松懈，严重影响了教学目标的有效达成。本文针对这一现状，基于Python设计并实现了一套课堂学习行为记录软件，该软件可以按设定的频率自动收集学生上机时的电脑屏幕图像信息，汇总归档截图文件，以便于回顾教学过程，了解每位学生真实的学习状态，为教师实施过程性评价、改善教学提供更加真实、全面、客观的数据支撑。

关键词：课堂管理;评价工具;信息技术课堂;Python

中图分类号：G434  文献标识码：A  论文编号：1674-2117（2022）10-0043-03

● 引言

在信息技术课堂教学中，教师常通过项目引导、问题驱动等策略增加学习过程的趣味性和挑战性，激发学习兴趣[1]，但由于信息技术课程教学场地特殊、学生人数多、课时数少、不参与升学考试等，中小学信息技术教学在课堂管理上还存在诸多问题[2]，学生在上机实践过程中偷玩游戏、下课前复制他人作品蒙混过关的现象屡见不鲜，严重影响了课堂氛围和效率。因此，当下的信息技术课堂急需一种更为优化的过程管理策略，来应对这些问题。

● 可行性分析

《普通高中信息技术课程标准（2017年版）》中明确指出，信息技术课堂中应“利用多元方式跟踪学生的学习过程，采集学习数据”[3]，充分发挥过程性评价的重要作用，关注学生学习状态，改进教学过程，提升教学质量。信息技术课程具备实践性、工具性等特征，强调培养学生使用计算机解决实际问题的能力，课程实施的主要场地为计算机机房，学生机屏幕的运行画面可以客观地反映学习者的学习状态。通过屏幕截图的方式，就可以记录学生操作计算机的行为快照。一台计算机在一段时间内的快照文件，可以客观反映出特定学生在课堂中的真实状态，可以辅助教师回顾教学过程，为改进教学、提供个性化指导提供客观的依据。

● 逻辑设计

软件由学生端和教师端组成，分别运行于学生机和教师机。学生端程序待开机后自动运行，按设定的频率截取电脑屏幕图面，以图片文件的形式上传至教师端存档。教师端包含FTP服务和班级目录创建与归档程序，最终按“班级-日期-机位号（IP地址）”的三级目录结构存放收集到的截屏图片文件，方便教师查阅（如下页图1）。

● 主要技术

1.图片处理模块——Pillow

作为Python的标准图片处理模块，Pillow（程序中简写为PIL）提供了一系列图片处理的相关方法，极大地简化了程序开发的难度。例如，PIL.ImageGrab.grab（）方法可截取电脑屏幕，将数据封装为PIL.Image对象并返回;PIL.Image.save（fp）方法可以将图片保存至本地目录（保存的位置通过fp参数指定），实现存档。结合Python的循环结构，即可实现周期性截屏和存档操作（如图2）。

2.FTP服务器的安装和配置

学生机的截屏文件需要自动上传至教师机存档，实现统一管理，防止丢失和篡改。這一步可采取的方案有多种，如电子邮件、HTTP上传、FTP传输等。在这些方案中，通过电子邮件批量查阅图片的操作并不方便;HTTP方式需要额外实现接收上传文件的WEB端代码;FTP方式仅需简单配置服务器即可。因此，笔者最终选择使用FTP作为文件传输方案。

Windows7以后的操作系统安装FTP服务非常简单，在教师机的命令窗口中输入optionalfeatures，打开“启用或关闭windows功能”窗口，在其中勾选Internet Information Services/FTP服务器/FTP服务，点击确定即可。

在安装完成后，需打开IIS控制台配置FTP站点。在IIS控制台中，右击计算机名称，选择添加FTP站点，根据向导，完成站点名称、内容目录（存放文件的位置，建议选择空余容量较大的磁盘分区）的配置。考虑到此FTP服务仅在机房内部网络使用，从提高效率、降低成本的角度出发，将SSL选择“无”，身份认证勾选“基本”，选择授权访问的系统账号（该账号必须设置登录密码），权限勾选“写入”。

3.上传模块——ftplib

ftplib模块封装了客户端访问FTP服务的常用接口，上传文件的逻辑顺序依次为：建立连接、登录、切换目录、上传文件、退出（如图3）。

4.目录操作模块——os

在教师端，教师需要在上课之前，以学生机的IP地址池为名称，完成学生目录的批量预建;在下课后，及时地将本节课堂采集的图片文件归档至相应的班级目录，以防数据文件被覆盖，同时更便于浏览。此类操作可通过os模块实现（如下页图4）。

为方便读者调试运行，所有项目文件均已将项目文件上传至第三方代码托管平台，访问地址为git@gitee.com：lpwind/py_watch_demo.git。

● 结语

对信息技术课堂的过程管理水平，关系到学习的效率，影响到学科核心素养的落地。本文从常态信息技术课堂管理这一真实问题着手，设计并实现了基于Python的信息化解决方案，该方案可以按设定的频率自动收集学生上机时的电脑屏幕图像信息，汇总整理截图文件，以便于教师回顾教学过程，了解每位学生真实的学习状态，为教师实施过程性评价、改善教学提供更加真实、全面、客观的数据支撑。作为以培养学生信息素养为己任的信息技术教师，应更积极地学习，发挥学科优势，提升使用Python解决实际问题的意识和能力，努力提升教学工作品质。

参考文献：

[1]张义.浅谈优化初中信息技术课堂管理质量的有效策略[J].电脑知识与技术，2020，16（08）：175-176.

[2]蓝凌.加强信息技术课堂管理，提高教学有效性[J].中国教育信息化，2010（18）：27-29.

[3]中华人民共和国教育部.教育部关于印发《普通高中课程方案和语文等学科课程标准（2017年版）》的通知[DB/OL].http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A26/s8001/201801/t20180115_324647.html.

作者简介：高向敏（1987.02—），中小学一级教师，硕士研究生学历，研究方向为信息技术教学。