鄧偉華,黃海平,吳 欣

(湖南省婁底職業(yè)技術(shù)學(xué)院,湖南婁底 417000)

基于過程監(jiān)控的軟件類實驗監(jiān)督評價系統(tǒng)研究

鄧偉華,黃海平,吳 欣

(湖南省婁底職業(yè)技術(shù)學(xué)院,湖南婁底 417000)

高職院校軟件類課程的上機(jī)實驗課是非常重要的操作技能訓(xùn)練課,但學(xué)生上機(jī)行為難以監(jiān)督。本文將學(xué)生在機(jī)器上打開的軟件程序和本堂課需要打開的程序進(jìn)行比對,利用軟件進(jìn)行自動監(jiān)控,并提出了一個認(rèn)真指數(shù)來量化學(xué)生的上機(jī)認(rèn)真程度。

軟件類實驗;實驗監(jiān)控;實驗評價;過程監(jiān)控

軟件類課程是指以訓(xùn)練計算機(jī)軟件操作技能為教學(xué)目標(biāo)的課程,這類課程在高職各個專業(yè)均有開設(shè),特別是在計算機(jī)專業(yè)更是占了很大比例。軟件類課程的專業(yè)教學(xué)手段就是通過學(xué)生自己上機(jī)操作來提高操作技能。然而現(xiàn)在的PC機(jī)不僅可以用來學(xué)習(xí),還可以用來聽音樂、打游戲,由于教師主要精力在指導(dǎo)學(xué)生實驗上,所以很難發(fā)現(xiàn)和制止學(xué)生做與學(xué)習(xí)無關(guān)的事情,主要依靠學(xué)生自覺,但是高職學(xué)生一般自覺性不強(qiáng),好玩。因此如何監(jiān)控和引導(dǎo)學(xué)生的上機(jī)行為成了實踐性教學(xué)環(huán)節(jié)的重要工作,對培養(yǎng)目標(biāo)的實現(xiàn)起著決定性作用。

1 軟件類實驗教學(xué)現(xiàn)狀

高等職業(yè)教育主要培養(yǎng)高技能人才,這就決定了高職院校的課程開設(shè)是以實踐性操作為主。軟件類課程的教學(xué)目的就是通過上機(jī)實驗來訓(xùn)練學(xué)生對軟件操作的熟練程度。高職學(xué)生基礎(chǔ)差,學(xué)習(xí)主動性不強(qiáng),難以長時間進(jìn)行獨立操作訓(xùn)練,必須在教師的監(jiān)督和引導(dǎo)下完成。但是隨著招生規(guī)模的擴(kuò)大,教師輔導(dǎo)的學(xué)生增多,沒有更多的時間和精力監(jiān)督學(xué)生,所以現(xiàn)階段的學(xué)生的上機(jī)行為主要依靠學(xué)生的自覺和教師的監(jiān)督,其中教師的監(jiān)督是通過每次上機(jī)將學(xué)生的不良上機(jī)行為進(jìn)行登記,并反映到學(xué)生課程平時分?jǐn)?shù)中。然而教師監(jiān)督具有時間和空間的局限性,這樣靠手工方法來監(jiān)督學(xué)生的上機(jī)行為不但教師難以從時間和精力上做到,并具有很大隨意性和不公平性,難以全面公正地監(jiān)控學(xué)生的不良上機(jī)行為。另外由于教師花費了大量的時間和精力來監(jiān)控學(xué)生,就會造成教師對實驗的指導(dǎo)精力下降,造成上機(jī)實驗的教學(xué)質(zhì)量整體質(zhì)量下降。并且這樣監(jiān)控學(xué)生還必須依靠教師的責(zé)任心,如果教師責(zé)任心不強(qiáng),勢必監(jiān)控的效果還會更差。

本文針對上述問題展開探討,建立一套自動監(jiān)控與評價的軟件系統(tǒng)。該系統(tǒng)自動監(jiān)控學(xué)生的上機(jī)過程,將學(xué)生的不良上機(jī)行為進(jìn)行登記保存,并根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)將學(xué)生的實驗成績進(jìn)行評定,經(jīng)過長時間的大量監(jiān)控數(shù)據(jù)就可以得出學(xué)生的上機(jī)認(rèn)真程度,同時也可以根據(jù)學(xué)生的上機(jī)認(rèn)真程度和上機(jī)成績得出教師的責(zé)任心指數(shù)。

2 系統(tǒng)的設(shè)計和實現(xiàn)

對上機(jī)實驗過程的監(jiān)控和評價,本身是一個單純簡單的管理問題,但軟件類實驗課有自己的特點,實驗課的所有實驗過程都在PC機(jī)器上完成,可以利用計算機(jī)的特點來進(jìn)行自動化監(jiān)控與評價,這樣就克服了教師手工監(jiān)控和評價的缺點和弊端。下面就基于過程監(jiān)控的軟件類實驗監(jiān)督評價系統(tǒng)的設(shè)計進(jìn)行探討。

2.1 系統(tǒng)的總體設(shè)計

軟件系統(tǒng)由教師端子系統(tǒng)、學(xué)生端子系統(tǒng)、WEB端子系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫組成。教師端子系統(tǒng)負(fù)責(zé)對局域網(wǎng)內(nèi)所有安放學(xué)生端子系統(tǒng)的工作站進(jìn)行監(jiān)視和安全管理。學(xué)生端子系統(tǒng)工作在局域網(wǎng)內(nèi)的工作站上,負(fù)責(zé)收集學(xué)生機(jī)器上的信息,并根據(jù)教師端子系統(tǒng)發(fā)出的命令對工作站進(jìn)行安全管理。這兩個子系統(tǒng)通過局域網(wǎng)網(wǎng)絡(luò)通信模塊進(jìn)行數(shù)據(jù)的發(fā)送與接受。在課程完成后,教師端子系統(tǒng)將該堂課所收集的信息上傳到WEB子系統(tǒng)保存,供教師、家長、學(xué)生在互聯(lián)網(wǎng)上查詢。

該系統(tǒng)的部署結(jié)構(gòu)圖如下:

圖1 系統(tǒng)部署結(jié)構(gòu)圖

該系統(tǒng)的邏輯結(jié)構(gòu)分為教師端子系統(tǒng)、學(xué)生端子系統(tǒng)、WEB端子系統(tǒng)和數(shù)據(jù)庫組成,具體如圖2所示。

圖2 軟件邏輯結(jié)構(gòu)圖

2.2 教師端子系統(tǒng)的設(shè)計

教師端子系統(tǒng)是這個軟件系統(tǒng)的核心,負(fù)責(zé)整個機(jī)房實驗的發(fā)布、監(jiān)控、評價等工作,具體由認(rèn)證模塊、設(shè)置模塊、連接模塊、評價模塊和監(jiān)控模塊組成。其中認(rèn)證模塊主要負(fù)責(zé)教師上課前登錄管理器的身份認(rèn)證工作;設(shè)置模塊的工作也在登錄時一并完成,屬于登錄的一個步驟,完成實驗班級、課程、實驗內(nèi)容、監(jiān)控規(guī)則和評價規(guī)則等參數(shù)設(shè)置工作;連接模塊主要負(fù)責(zé)教師端子系統(tǒng)和學(xué)生端子系統(tǒng)的連接工作,以及負(fù)責(zé)教師端子系統(tǒng)和WEB端子系統(tǒng)的連接工作;監(jiān)控模塊主要負(fù)責(zé)獲取學(xué)生端子系統(tǒng)傳來的數(shù)據(jù),根據(jù)監(jiān)控規(guī)則進(jìn)行篩選和保存,啟動評價模塊進(jìn)行評價工作;評價模塊主要負(fù)責(zé)完成學(xué)生上機(jī)質(zhì)量的評價工作,評價時以系統(tǒng)自動監(jiān)控數(shù)據(jù)和教師手動評價數(shù)據(jù)為依據(jù),以評價規(guī)則和評價算法為準(zhǔn)繩來進(jìn)行評價。整個子系統(tǒng)的具體工作流程如圖3所示。

2.3 學(xué)生端子系統(tǒng)設(shè)計

學(xué)生端子系統(tǒng)包括登錄模塊、連接模塊、監(jiān)控模塊、消息告警模塊、自我保護(hù)與隱蔽模塊等組成,其中登錄模塊主要負(fù)責(zé)身份認(rèn)證功能,該模塊將學(xué)生端學(xué)生上機(jī)輸入的學(xué)號與教師端的數(shù)據(jù)庫進(jìn)行比較,是本班人員就進(jìn)入系統(tǒng),啟動監(jiān)控,進(jìn)入監(jiān)控狀態(tài),如果學(xué)生出現(xiàn)不當(dāng)上機(jī)行為時就給出警告,并進(jìn)行抓屏,對上機(jī)評價,同時將監(jiān)控情況上傳到教師端保存。這個學(xué)生端的子系統(tǒng)必須隨機(jī)器啟動而啟動,并將該進(jìn)程隱藏,使得學(xué)生不能通過常規(guī)手段終止該進(jìn)程,學(xué)生下機(jī)后將返回該系統(tǒng)的登錄界面,使用任何手段均不能脫離該系統(tǒng)的監(jiān)控。該子系統(tǒng)的工作流程如圖4所示。

圖3 教師端子系統(tǒng)工作流程

圖4 學(xué)生端子系統(tǒng)工作流程圖

2.4 監(jiān)控與評價模塊設(shè)計

學(xué)生上機(jī)活動的評價主要有兩個方面:一是學(xué)生上機(jī)的認(rèn)真程度 (或稱認(rèn)真指數(shù));二是學(xué)生上機(jī)實驗的工作成果 (或稱成果指數(shù)),一般通俗認(rèn)為前者為苦勞,后者為功勞。這兩個方面相輔相成,前者是基礎(chǔ),反映學(xué)生的學(xué)習(xí)態(tài)度,高職專業(yè)是技能型學(xué)習(xí),主要是多練,沒有認(rèn)真是不可能熟練的。從評價方法上來看,前者既可以教師手工來評價,也可以采用監(jiān)控軟件自動評價,后者一般只能由教師手工來評價。本軟件系統(tǒng)主要是針對前者的監(jiān)控和評價。

監(jiān)控學(xué)生的上機(jī)認(rèn)真程度,主要是獲得每個學(xué)生在上機(jī)時的活動內(nèi)容信息,這需要一個監(jiān)控程序來監(jiān)視獲取學(xué)生的上機(jī)活動信息,并將獲得信息發(fā)送至服務(wù)器保存、處理。通過分析常見學(xué)生的上機(jī)行為有打瞌睡、打游戲、聽音樂等,這些行為本質(zhì)上都是做與課堂無關(guān)的事。這些行為可以分為兩類:一類不良上機(jī)行為是在機(jī)器外做與本課堂無關(guān)的事情,也就是說開著機(jī)器,進(jìn)入本課堂操作軟件系統(tǒng),卻玩著手機(jī)、看小說等與本課堂無關(guān)的行為;另外一類不良上機(jī)行為是在機(jī)器上做與本課堂無關(guān)的工作,例如在機(jī)器上打游戲等。第一類可以采用本課堂主實驗軟件的活動程度來監(jiān)控,通過本課堂實驗軟件的活動程度來反映學(xué)生的認(rèn)真程度,可以通過表1來實現(xiàn);第二類則采用本課堂只能啟動幾個相關(guān)軟件,一旦其他軟件啟動就提出扣分警告,并強(qiáng)制關(guān)閉。每門課可以啟動哪些軟件主要通過表2來實現(xiàn),該表的參數(shù)由任課教師在本期初 (或本堂課前)上課時進(jìn)行初始化。

表1 記錄機(jī)器上機(jī)行為信息

表2 上機(jī)課可以啟動的軟件信息

在獲取了這些上機(jī)行為的數(shù)據(jù)之后就可以對學(xué)生的上機(jī)行為進(jìn)行評價,可以得出學(xué)生的上機(jī)認(rèn)真指數(shù),下面給出本堂課的認(rèn)識指數(shù):

3 結(jié)語

高職院校的軟件類課程的上機(jī)實驗監(jiān)控問題,看是一個管理問題,其實是一個技術(shù)問題,從實驗室的使用結(jié)果表明,本系統(tǒng)采用后學(xué)生基本很難逃脫系統(tǒng)的監(jiān)督。系統(tǒng)經(jīng)過分析得出的學(xué)生的認(rèn)真指數(shù)也很好地反映了學(xué)生的學(xué)生用功程度,通過期末考試表明,認(rèn)真指數(shù)高的成績就好,兩者基本重合。

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Research on Supervision and Evaluation System of Softw are Experiment Based on Process Monitoring

DENGWei-hua,HUANG Hai-ping,WU Xin
(Loudi Vocational and Technical College,Loudi 417000,China)

The computer experiment course of software curriculum in higher vocational colleges is a very important course for training operation skills,but itπs very difficult to supervise studentsπ surfing behavior in the Internet.In this paper,by using the software for automatic monitoring,we campare the software program opened by students in computer with the software program needed in class,and put forward a reliability index to quantify studentsπreliability when using computer in class.

software experiment;experiment monitoring;experiment evaluation;process monitoring

TP311

A

1008-178X(2011)02-0053-04

2011-02-12

湖南省高校科研課題 (10C0289);婁底職業(yè)技術(shù)學(xué)院院級科研課題 (09ZF009)。

鄧偉華 (1975-),男,湖南漣源人,湖南省婁底職業(yè)技術(shù)學(xué)院副教授,碩士,從事軟件工程與網(wǎng)絡(luò)安全研究。