劉維娜++余兆釵

摘要：“互聯(lián)網(wǎng)+”正在顛覆所有傳統(tǒng)行業(yè)，教育行業(yè)也正進(jìn)入到一場基于信息技術(shù)的變革中。本文提出了基于“互聯(lián)網(wǎng)+”的程序設(shè)計類課程教學(xué)輔助系統(tǒng)的設(shè)計方案，該系統(tǒng)整合了“微課”與在線程序編譯檢測功能，為學(xué)生自主學(xué)習(xí)提供有力的支持，系統(tǒng)部署在云服務(wù)器上，不僅可以享受云服務(wù)器為我們帶來的高性能、高穩(wěn)定性、安全性等優(yōu)勢，還能降低系統(tǒng)建設(shè)與維護(hù)的成本。

關(guān)鍵詞：互聯(lián)網(wǎng)+；云服務(wù)器；教學(xué)輔助系統(tǒng)；微課；在線編譯

中圖分類號：TP311；G434

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

DOI：10.3969/j.issn.1003-6970.2015.09.016

0 引言

隨著3G、4G網(wǎng)絡(luò)建設(shè)與完善，高速移動寬帶網(wǎng)絡(luò)覆蓋面越來越廣，智能終端普及率也越來越高。據(jù)互聯(lián)網(wǎng)實驗室的綜合研究顯示，2014年全球智能手機(jī)市場近13億部，中國市場達(dá)3.6億部，中國智能手機(jī)用戶數(shù)已超過美國人口總數(shù)，標(biāo)志著中國進(jìn)入了移動互聯(lián)網(wǎng)時代。移動互聯(lián)網(wǎng)才是真正的互聯(lián)網(wǎng)，其本質(zhì)是讓連接無處不在，無時不在，從而改變?nèi)藗兊男畔@取方式、思維模式、行為方式，利用信息通信技術(shù)以及互聯(lián)網(wǎng)平臺，讓互聯(lián)網(wǎng)與傳統(tǒng)行業(yè)進(jìn)行深度融合，創(chuàng)造新的發(fā)展生態(tài)，這也被稱作“互聯(lián)網(wǎng)+”。2015年3月，“互聯(lián)網(wǎng)+”寫入李克強(qiáng)總理的政府工作報告，這意味著“互聯(lián)網(wǎng)+”正式被納入頂層設(shè)汁，成為國家經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的重要戰(zhàn)略?！盎ヂ?lián)網(wǎng)+”正在顛覆所有傳統(tǒng)行業(yè)，教育行業(yè)也正進(jìn)入到一場基于信息技術(shù)的變革中，“互聯(lián)網(wǎng)+教育”的代表在線教育產(chǎn)物——微課、慕課的出現(xiàn)，對傳統(tǒng)教育模式進(jìn)行了強(qiáng)有力的挑戰(zhàn)。

1 “互聯(lián)網(wǎng)+”教學(xué)輔助系統(tǒng)的意義

“互聯(lián)網(wǎng)+”對教育的影響主要體現(xiàn)在教育資源的重新配置和整合上。一方面，互聯(lián)網(wǎng)極大地放大了優(yōu)質(zhì)教育資源的作用和價值，從傳統(tǒng)一個優(yōu)秀老師只能服務(wù)幾十個學(xué)生擴(kuò)大到能服務(wù)幾千個甚至數(shù)萬個學(xué)生。另一方面，互聯(lián)網(wǎng)聯(lián)通一切的特性讓跨區(qū)域、跨行業(yè)、跨時間的合作研究成為可能，這也在很大程度上規(guī)避了低水平的重復(fù)，加速了研究水平的提升。在“互聯(lián)網(wǎng)+”的沖擊下，傳統(tǒng)的因地域、時間和師資力量導(dǎo)致的教育鴻溝將逐步被縮小甚至被填平。

面對互聯(lián)網(wǎng)+對傳統(tǒng)教育的沖擊，各高校應(yīng)未雨綢繆，積極投入到“互聯(lián)網(wǎng)+”浪潮中，把握時代賦予的機(jī)遇，能夠在“互聯(lián)網(wǎng)+教育”領(lǐng)域走在前沿的高校，在未來的激烈競爭中，將會占據(jù)主動?！盎ヂ?lián)網(wǎng)+教育”，實際上就是教育信息化在互聯(lián)網(wǎng)浪潮下的深入發(fā)展，我國教育研究人員在教育信息化領(lǐng)域也做過深入的研究，尤其是網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺的架構(gòu)與設(shè)計，如陳仁章等采用緩存技術(shù)、集群技術(shù)、分布式存儲技術(shù)，并在現(xiàn)有開源軟件系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，為大型網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺實現(xiàn)了一個低成本、高可用、高并發(fā)、高可擴(kuò)的通用架構(gòu)；覃艷為解決網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源平臺建設(shè)中存在的設(shè)備重復(fù)投入、已有資源無法共享等問題，提出了基于云計算的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源共享平臺（NTRP）的架構(gòu)；王福成等為基于云計算的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺提出了設(shè)計方案。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺的建設(shè)與應(yīng)用，能夠有效地支撐教學(xué)活動的各個環(huán)節(jié)，但目前各高校的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺還沒有充分利用到移動互聯(lián)網(wǎng)，也沒有針對程序設(shè)計類課程的特點而提供相應(yīng)的服務(wù)。

本文基于“互聯(lián)網(wǎng)+”的程序設(shè)計類課程教學(xué)輔助系統(tǒng)的設(shè)計，就是充分利用移動互聯(lián)網(wǎng)的優(yōu)勢，促進(jìn)學(xué)生有效地自主學(xué)習(xí)，從而提高教學(xué)質(zhì)量。該系統(tǒng)核心功能主要有兩大模塊，微課子模塊與作業(yè)管理子模塊。教師為每個知識點精心錄制講解微視頻，做成微課發(fā)布在系統(tǒng)中；學(xué)生可以用移動客戶端或PC端的瀏覽器接入系統(tǒng)，隨時隨地的學(xué)習(xí)。由于程序設(shè)計類的作業(yè)以編程題為主，因此我們設(shè)計了作業(yè)管理子模塊，學(xué)生可以在線提交源程序，系統(tǒng)在線檢測編譯評判，并立刻把評判信息返回給學(xué)生；學(xué)生通過排行榜，可以看到別的同學(xué)學(xué)習(xí)進(jìn)度，從而增加學(xué)生之間的互相競爭。該系統(tǒng)為學(xué)生自學(xué)提供了充分的支持，也為教學(xué)改革比如“翻轉(zhuǎn)課堂”提供了有力的支撐平臺。

為了降低系統(tǒng)建設(shè)中的軟硬件成本，減少系統(tǒng)維護(hù)過程的人力資源投入，同時可以隨時隨地開展教學(xué)活動，本系統(tǒng)利用云計算技術(shù)，將各種功能與數(shù)據(jù)部署在云服務(wù)器上，從而充分利用云服務(wù)器為我們帶來的高性能、高穩(wěn)定性、安全等優(yōu)勢。

2 教學(xué)輔助系統(tǒng)的設(shè)計

2.1 云服務(wù)器

云服務(wù)器即云計算三種服務(wù)模式中的IaaS，是服務(wù)體系中的一項主機(jī)產(chǎn)品，是云計算服務(wù)的重要組成部分，是面向各類互聯(lián)網(wǎng)用戶提供綜合業(yè)務(wù)能力的服務(wù)平臺。平臺整合了傳統(tǒng)意義上的互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用三大核心要素：計算、存儲、網(wǎng)絡(luò)，面向用戶提供公用化的互聯(lián)網(wǎng)基礎(chǔ)設(shè)施服務(wù)。云服務(wù)器服務(wù)包括兩個核心產(chǎn)品：面向中小企業(yè)用戶與高端用戶的云服務(wù)器租用服務(wù)；面向大中型互聯(lián)網(wǎng)用戶的彈性計算平臺服務(wù)。

目前國內(nèi)許多互聯(lián)網(wǎng)公司都提供了云服務(wù)器產(chǎn)品，如百度云、阿里云、新浪云等。通過注冊用戶一>在線支付一>購買云服務(wù)器，云服務(wù)器就可以實時開通，開通后登錄用戶管理區(qū)，可以給云服務(wù)器預(yù)裝操作系統(tǒng)，完成后就可以通過遠(yuǎn)程連接進(jìn)行其他應(yīng)用操作。云服務(wù)器幫助我們快速構(gòu)建更穩(wěn)定、安全的應(yīng)用，降低開發(fā)運(yùn)維的難度和成本。

2.2 教學(xué)輔助系統(tǒng)的框架

系統(tǒng)的數(shù)據(jù)以及各模塊功能部署在云服務(wù)器上，并開發(fā)移動客戶端，用戶可以通過web瀏覽器或移動客戶端訪問系統(tǒng)，系統(tǒng)框架如圖1所示。

系統(tǒng)主要包含以下這些功能。

（l）系統(tǒng)管理

主要包括班級管理、教師管理、學(xué)生管理、課程管理、教師開課管理等基本數(shù)據(jù)的管理與維護(hù)。

（2）微課平臺

教師進(jìn)入平臺可以組織和管理微課內(nèi)容，包括課程知識點的組織，微視頻的上傳與管理，教學(xué)課件管理。學(xué)生可以使用瀏覽器或通過手機(jī)安裝客戶端，進(jìn)入系統(tǒng)在線觀看視頻、微視頻、課件，從而實現(xiàn)碎片化、移動化的學(xué)習(xí)。在移動互聯(lián)網(wǎng)時代，微課平臺營造了一個真實的“微教學(xué)資源環(huán)境”，為學(xué)生的自主學(xué)習(xí)提供了強(qiáng)有力的支撐，學(xué)校也可以利用微課平臺，開展各種教學(xué)改革，比如“翻轉(zhuǎn)課堂”等。

（3）作業(yè)平臺

老師可以進(jìn)入系統(tǒng)為某個班級的某門課程布置作業(yè)，查看學(xué)生完成作業(yè)情況。學(xué)生可以進(jìn)入系統(tǒng)完成老師布置的作業(yè)。雖然學(xué)生的本地編程環(huán)境能夠?qū)Τ绦蛘Z法、程序邏輯錯誤給出反饋信息，但是有些邏輯錯誤與程序中的Bug卻是初學(xué)者很難發(fā)現(xiàn)的。根據(jù)程序設(shè)計類課程的特點，在本系統(tǒng)中，所有的編程題都能夠在線提交源程序，由云服務(wù)器對源程序進(jìn)行在線評分。服務(wù)器提供代碼的靜態(tài)檢測，比如數(shù)組越界、內(nèi)存泄露、變量在使用前未初始化等初學(xué)者容易犯的錯誤進(jìn)行檢測，并實時將檢測結(jié)果反饋給學(xué)生，學(xué)生能快速發(fā)現(xiàn)錯誤。有了能夠自動評判程序的作業(yè)平臺，也大大減輕了老師批改作業(yè)的工作量。

（4）排行榜

學(xué)生可以查看學(xué)習(xí)排行榜，排行榜顯示學(xué)生完成微課學(xué)習(xí)進(jìn)度的排名與作業(yè)完成進(jìn)度與分?jǐn)?shù)的排名，從而增加學(xué)生之間的競爭。

（5）在線交互系統(tǒng)

通過在線交互系統(tǒng)，學(xué)生可以向老師提問，老師上線以后可以對問題進(jìn)行解答。只要安裝并啟動了手機(jī)客戶端，老師在手機(jī)通知欄就可以收到學(xué)生提問信息，學(xué)生可以收到老師解答信息。

3 小結(jié)

基于“互聯(lián)網(wǎng)+”的程序設(shè)計類課程教學(xué)輔助系統(tǒng)，能夠為學(xué)生的自主學(xué)習(xí)提供強(qiáng)有力的支持，也為傳統(tǒng)教育基于“互聯(lián)網(wǎng)+”的改革提供支撐平臺。隨著互聯(lián)網(wǎng)教育對傳統(tǒng)教育的沖擊與融合，教育行業(yè)將會發(fā)生深刻的變化，如何有效地利用互聯(lián)網(wǎng)工具為教育行業(yè)服務(wù)，是業(yè)內(nèi)人員需要認(rèn)真思考與實踐的問題。