高等院校智慧实训教学平台设计与实现的研究

2022-08-12王越超

现代信息科技 2022年8期

王越超

（广州城市职业学院，广东广州 510405）

0 引言

近年来，随着新一代信息技术的快速发展，学校大力推动教育信息化建设项目，促进信息技术与教育教学深度融合，支持学校充分利用信息技术开展人才培养模式和教学方法改革，逐步实现信息化教与学应用师生全覆盖。学校创新信息时代教育治理新模式，开展大数据支撑下的教育治理能力优化行动，推动以互联网等信息化手段服务教育教学全过程。作者针对本校的实验实训过程缺乏跟踪监控手段、学生实验实训的时间空间受限等问题，提出通过建设智慧实验实训平台，利用信息化手段创新改革实验实训教法，实现实训教学全程信息化管理，支持多终端数据互通，课前、课中、课后无缝衔接，教师实时有效监督学生学习进度，支持师生线上互动答疑，全面突破时间、空间限制，学生可随时随地做实验实训，实现“做中学、学中做、边做边学、边学边做”的教法改革，提升实验实训教学质量，提高学生的创新实践动手能力。作者负责该项目的整体技术架构设计、功能模块设计，负责部分模块的核心代码实现的工作任务。该系统已经上线使用，已获得良好的应用效果。

1 系统的功能分析

智慧实训教学平台可以划分为3个功能模块：教务管理平台、教师教学平台、学生实训平台。

1.1 教务管理平台的功能模块设计

权限管理：可管理维护账号权限，可设置用户的角色权限，包含子功能：查询数据、添加用户、修改用户信息、删除用户、设置角色、查看全部数据。需包括的数据项：用户名、姓名、用户角色、状态、用户类型。可下载导入模板，可批量导入教师数据。

基本配置：可配置维护院系、专业、课程的基础信息。可批量导入院系、专业、课程基础信息。

课程资源管理：可添加教材，可录入实训课程的PPT课件、实训任务、课程习题等。

班级管理：可维护管理实训班级信息、学生信息，可查看学生实训报告。

1.2 教师教学平台的功能模块设计

智慧课堂：支持教师开展现场授课、远程授课，支持教师布置课程预习任务、随堂练习、课后实验实训任务。包括的子功能：我的班级、开始上课、班级活跃排行榜，可下发课件、布置随堂练习、布置实训任务等。

教学互动：支持开展课堂抢答，支持在线答疑，可设置精选问答，可查询学生答卷等。

统计空间：可查看各班级的预习统计情况、问答统计情况、习题统计情况、实训统计情况等。

系统设置：可设置附件下载目录、录屏的存储目录、PPT同步授课功能等。

1.3 学生实训平台的功能模块设计

学生登录：包括登录本地及远程实验实训环境，支持“本地实验”和“远程实验”模式。可选择“远程实验”模式，直接登录到远程实验环境做实验实训，一键登录到远程云端实验实训环境，随时随地做实验，提升实验实训教学的效率。也可选择“本地实验”模式，使用本地电脑做实验实训。

我的实训：支持查看教师分配的实训任务，点击“开始实训”，进入实训界面。可查看实训任务名称、实训目标、实训环境要求、实训内容、实训附件文档。点击继续实训，可进入向导式的实训任务界面，左侧显示实训步骤，右侧显示实训步骤的具体内容，点击提交实训步骤，则自动依据平台教师设定的实训规则，检测学生是否已经按要求完成了实验实训步骤的内容。支持自动截取实训过程的关键步骤截图。支持自动生成实验实训报告书。

我要预习：需支持学生在线预习的功能，支持PPT课件、视频课件，增强课堂效果。

我的题库：需支持学生在线做习题，巩固课程的学习效果。

我的提问：需支持学生在线提问，需支持上传文档附件、截图、视频，学生端需自带截图功能、一键视频录制的功能，需支持静音录屏、录音录屏的录制模式，方便学生操作。

精选问答：教师精选的问答记录，可共享给班级学生查看，提升教学资源利用率。

我的答卷：支持查看我的答题记录，支持按教材名称、试卷名称、教师名称查询。

系统设置：可设置系统参数，包括：附件下载的临时目录，录制视频的临时存放目录。

2 系统的设计与实现

2.1 系统架构设计

本系统开发主要采用B/S技术架构，使用Java、SpringMVC、Struts2、Mybatis、Ext4Js、C#、HTML5、JavaScript等新一代互联网技术进行开发设计。容器采用Tomcat、Nginx做负载均衡，满足高并发访问量的业务需求，采用大型关系数据库MySQL，结合Memcache、分布式缓存等技术，提高了系统性能，如图1所示。