课程教学辅助平台的设计与实现

摘要：在传统的高校教学活动中，教学手段单一、教学工作重复性严重、效率低下，教师教学负担重，而学生的主动性也不高。针对以上问题，文章设计并实现了一个便捷高效、安全稳定、简单易用、易扩展的课程教学辅助平台。该平台提供课程、作业、考勤、考试管理、在线学习、教学文件共享等十大功能。该课程教学辅助平台在满足高校线上线下混合教学通用功能需求的同时，还基于浙江交通职业技术学院实际教学和管理工作需求，提供了个性化的功能。通过该课程教学辅助平台，可以提高教学效率、提高教学质量、激发学生的学习主动性。

关键词：教学辅助平台；混合教学；教学改革；软件设计

中图分类号：TP311 文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2024）23-0067-05

开放科学（资源服务）标识码（OSID）

0 引言

随着信息化、数字化技术的快速发展，教学方式正面临着十分大的变革。中央网络安全和信息化委员会发布的《“十四五”国家信息化规划》[1]、教育部发布的《关于加快推进现代职业教育体系建设改革重点任务的通知》[2]等文件明确提出，要提升教育信息化设施建设水平，构建高质量教育支撑体系，要推进信息技术、智能技术与教育教学融合的教育教学变革。在传统的高校教学活动中，教学手段单一、教学工作重复性严重、效率低下，教师教学负担重，而学生的主动性也不高[3-4]。为优化教育、提升教学质量，推进信息技术与教学的融合，研究和开发课程教学辅助系统具有重要意义[5]。

目前，已有不少学者对线上线下混合式教学进行了研究。MOOC、SPOC、智慧职教、雨课堂、超星学习通等是高校主要采用的智慧教育平台[6-7]。虽然功能很强大，但这些平台提供通用化的功能，无法满足本校课程教学个性化的需求，特别是无法自动生成在教学过程中耗费大量人力的、符合本校管理要求的教学过程类文件，比如教学手册、教学进度登记表、成绩登记表、考勤登记表等材料文件。

本文提出了一种基于互联网的课程教学辅助平台。该平台主要从功能需求、总体架构、功能模块设计与实现等方面介绍了其构建思路。在既满足高校线上线下混合教学通用功能需求的基础上，也基于本校实际教学工作需求，提供了个性化的功能。通过该课程教学辅助平台，可以提高教学效率、提高教学质量、激发学生学习主动性。

1 平台需求分析

从大学课程教学的实际情况和本校教学工作任务两个方面对平台需求进行分析。课程教学辅助平台需要对教学工作起到线上辅助功能。一方面，能帮助教师完善教学过程，解决烦琐的教学工作；另一方面，能帮助提高学生的学习效率和学习效果。

教学辅助平台面向的群体是学校内的教师与学生，平台分为教师和学生两个角色。教师角色应该具备注册登录、课程列表展示、课程详情展示、作业管理、考勤管理、考试管理、成绩管理、教学文件管理、资源共享、统计管理等功能；学生角色应该具备注册登录、课表展示、课程详情展示、作业与考试等功能。

2 平台设计

2.1 平台总体设计

平台共十大功能模块，教师登录平台开展相关的教学工作，学生登录平台完成相关的学习任务。平台的总体设计如图1所示。

教师注册完成登录成功后，教师可以对课程、作业、考试、成绩、文件、统计、知识库等功能模块进行管理。学生用户注册完成登录成功后，学生可以查看加入的课程，进入课程详情页面完成教师发布的相关教学任务。详细功能如图2、图3所示。

2.2 平台详细功能设计

2.2.1 注册登录模块

注册模块实现用户注册功能。当用户注册成功后，用户信息将会存储在数据库中。为保护账户的唯一性，用户名和邮箱在注册成功后将无法进行再次注册。登录模块分为教师端登录和学生端登录。登录时可以选择用户名或邮箱进行登录。教师通过教师端登录进入相关课程管理界面，学生通过学生端登录加入课程完成相关教学工作。

2.2.2 课程2a9467d3ed2fde584799b1bd30e3a9a6管理与详情模块

课程管理模块包含新建课程、课程列表展示功能。教师填写课程基本信息新建课程，该课程将显示在“我任教的课程”列表中，并会在腾讯云平台自动创建一个存储桶用于存储课程相关文件。创建完课程后自动生成邀请码，学生端通过邀请码加入课程，并将显示在学生课程列表中。课程详情模块包含了新增作业统计、作业状态统计、课程成员统计（教师与学生）、课程详情等4个部分。

2.2.3 作业管理模块

教师端作业模块包含发布作业、作业查找与展示、作业发布、作业评阅等功能。学生可以根据作业状态和难度筛选出相应的作业，并点击作业进入作业详情完成相关作业。教师可以查看作业提交状态及进行作业评阅。

2.2.4 考勤管理模块

考勤管理模块只存在于教师端，主要包含考勤管理和考勤导出两部分。模块课展示每门课程所有学生的课堂考勤情况，教师可实时对学生课堂考勤情况进行登记。平台根据登记的考勤情况进行自动扣分。考勤导出功能可将本课程所有学生的考勤情况进行快速汇总并生成符合学校规格要求的教学考勤文件。

2.2.5 考试管理模块

教师端考试管理模块包含题库管理和试卷管理。题库支持不同题型，可以手动编辑题目也可以一键导入题目。教师发布的考卷题目将在题库中根据选择的数量进行随机抽取。进入考卷详情页面可以查看学生考试情况以及考卷答案。学生端考试模块只包含试卷部分，学生点击进入考卷详情页面进行考试，若已经参加过考试则展示考试分数以及考卷答案。

2.2.6 成绩管理模块

教师端成绩管理模块包含了学生课程各部分成绩（作业平时分、考勤分、期末分等）管理及课程成绩计算和成绩导出等功能。平时成绩部分可以根据所有学生每次的作业得分情况计算出平均成绩作为该同学的作业平时分。点击导出成绩，将以Excel文件的形式一键导出所有同学的作业平时分、考勤分、考试分和三部分加权得到的期末分，快速生成教学手册成绩部分文件。

2.2.7 知识库与文件管理模块

教师端知识库管理模块主要用于教师将课上的知识点进行归纳总结，写入当前模块以便学生进行知识的获取。文件管理模块主要用于教师上传文件类的教学资源供学生下载使用，还可以用于学生文件类作业的上交。

2.2.8 统计模块

教师端统计模块主要用于统计展示出教师布置的作业完成情况，通过图形界面的方式帮助教师快速了解到课程的作业情况。

3 平台实现

本节主要介绍系统技术选型和平台主要模块的功能实现。

3.1 技术选型

教学辅助平台需要符合开发效率高、维护升级容易、安全稳定、交互友好等特点[8]。本平台采用Python语言进行开发。Python语言是一种面向对象、解释型、动态型的编程语言，具有简单易学、类库丰富、可拓展等特点[9]。后端采用Django框架，它遵循MVC设计模式，具有灵活性强、易于扩展、安全可靠等优点[10]。前端采用Bootstrap框架，它为开发者提供了大量的预定义样式和组件，使得构建响应式和移动优先的网站变得更加简单和高效[11]。基于Python+Django+Bootstrap技术框架的教学辅助平台能较好地满足技术、安全、交互等方面的要求。

3.2 教师角色主要功能实现

3.2.1 注册登录功能实现

注册模块首先判断用户名是否存在，再去判断重复密码是否和密码一致，所有的验证通过才能注册成功。当用户点击注册按钮时，自动收集表单中的数据，并将数据发送到后台，后台对数据进行校验，校验完成后写入数据库并执行相应的功能。登录模块需要校验用户名、邮箱、密码、图片验证码等信息，验证通过后完成登录，并在右上角显示登录的教师/学生名。注册登录界面如图4、图5所示。

3.2.2 课程管理模块实现

在课程管理模块中，教师可以进行课程的创建。创建完成的课程将在课程列表中进行展示，点击相应的课程进入课程详情页。教师端课程详情模块包含了每天新增作业的折线图统计、作业状态的数字化统计、课程成员统计（教师与学生）、课程详情等4个部分。新增作业折线图可以展示过去一个月每天新增的作业数量；作业状态数字化统计可以呈现所有作业的状态，点击相应的状态可以跳转到作业列表页面进行查看；课程成员可以显示该课程的教师与学生；课程详情显示该课程名称、课程内容、创建时间以及所占用的存储空间大小。课程管理页面及课程详情界面如图6、图7所示。

3.2.3 作业管理模块实现

在作业管理模块中，教师可以填入作业信息并发布作业。已发布的作业将展示在作业列表中。点击每个作业的名称即可进入作业详情页面。在作业详情页面的右侧面板中，可以看到所有学生完成的作业以及对学生作业进行评阅打分。作业列表及作业详情与打分页面如图8、图9所示。

3.2.4 教师考勤管理模块实现

教师端考勤管理模块包括考勤学生列表的展示、学生考勤登记和考勤表导出等功能。缺课、迟到早退、扣分情况、请假次数默认都是0，而考勤分默认是100分，采用了扣分制。当教师点击登记按钮对学生考勤进行登记时，只有考勤分不为0分时才能登记成功，平台会根据所选的考勤情况进行相应的扣分。考勤列表及考勤登记页面如图10、图11所示。

3.2.5 成绩管理模块实现

教师端成绩管理模块包含了学生作业平时分、考勤分、考试分三部分数据的管理。系统会根据这三部分数据进行加权计算得出期末分。点击导出成绩功能，可以快速生成学生成绩报表，该报表可直接打印作为教学手册材料。成绩统计及成绩报表如图12、图13所示。

3.2.6 文件管理模块

教师端文件管理模块实现了教学文件管理的功能。当点击上传文件时，教师可以选择本地的文件进行上传，文件将存储在腾讯云平台。教师可以通过这个模块上传课程教学所需的程序包等资源，供学生下载使用。当教师需要学生上交文件类型的作业时，学生可将作业打包进行上交。文件管理界面展示如图14所示。

3.2.7 考试管理模块实现

教师端考试管理模块包括了题库和考卷两部分。题库支持主观题和客观题，教师可以手动添加或者批量导入题目和答案。考卷题目的生成需要从题库中进行抽取。进入试卷详情页面可以查看学生考试情况以及试卷答案。题库界面及考卷详情如图15、图16所示。

3.3 学生角色主要功能实现

3.3.1 课程展示模块实现

在学生端课程展示模块中，只显示学生已加入的所有课程。学生点击相应的课程即可进入课程详情页面，完成教师布置的教学任务。学生端通过输入教师提供的邀请码加入课程，后端会校验验证码的正确性。校验通过后，学生成功加入课程并展示在课程列表中。课程展示页面如图17所示。

3.3.2 作业模块实现

学生在作业模块可以查看教师发布的所有作业列表。点击每个作业的名称即可进入作业详情页面，学生可以在左侧查看作业内容，在右侧页面完成作业。学生作业详情页面只展示自己的作业和教师发布的信息，有效避免了学生复制其他同学的作业进行上交。作业列表及作业详情页面如图18、图19所示。

3.3.3 考试模块实现

学生端考试模块包含考卷列表和考卷详情两部分功能。学生点击考卷列表中的考卷，即可进入考卷详情页面，如图20所示。若学生已经完成考试，则页面上会展示考试分数以及正确答案，如图21所示。

4 结束语

本文从功能需求、总体架构、功能模块设计到技术选型与各个功能模块实现等方面，详细地介绍了一个基于互联网信息技术的课程教学辅助平台。该辅助平台具备课程管理、作业管理、考勤管理、考试管理、在线学习、教学文件共享等十大功能，在既满足高校线上线下混合教学通用功能需求的同时，也基于浙江交通职业技术性学院实际教学和管理工作需求，提供了个性化的功能。通过该课程教学辅助平台，可以较好地提高教学效率、提高教学质量、激发学生学习主动性。下一步，将继续进行平台优化和升级，结合教学实际工作和学校管理要求提供更多提高教学效率的个性化功能。

参考文献：

[1] “十四五”国家信息化规划[EB/OL].[2021-12-27].https：//www.cac.gov.cn/2021-12/27/c_1642205314518676.htm.

[2] 教育部办公厅关于加快推进现代职业教育体系建设改革重点任务的通知[EB/OL].[2023-07-11].http：//www.moe.gov.cn/srcsite/A07/zcs_zhgg/202307/t20230717_1069319.html.

[3] 邢丽丽.基于精准教学的混合式教学模式构建与实证研究[J].中国电化教育，2020（9）：135-141.

[4] 郭建鹏.翻转课堂教学模式：变式与统一[J].中国高教研究，2019（6）：8-14.

[5] 谢幼如，陆怡，夏婉，等.国家智慧教育平台赋能高校课堂数字化转型探析[J].中国教育信息化，2024，30（3）：15-24.

[6] 熊晶，段晓坤.基于智慧教育平台的高职新型混合式教学模式设计[J].常州信息职业技术学院学报，2023，22（3）：23-26.

[7] 孙笑微.“互联网+”时代下“雨课堂” 在课程中的教学改革实践研究[J].沈阳师范大学学报（自然科学版），2018，36（1）：92-96.

[8] 李术萍.基于WEB的专业课程辅助教学管理系统设计[J].现代科学仪器，2022，39（5）：25-29.

[9] 牛作东，李捍东.基于Python与flask工具搭建可高效开发的实用型MVC框架[J].计算机应用与软件，2019，36（7）：21-25.

[10] 白昌盛.基于 Django的 Python Web开发[J].信息与电脑，2019，31（24）：37-40.

[11] 廖诗雨.Bootstrap框架在响应式Web设计中的应用分析[J].电脑知识与技术，2021，17（25）：144-145.

【通联编辑：谢媛媛】