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        基于移動(dòng)終端的教學(xué)反饋系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

        2020-12-29 08:19:02丁仁偉趙俐紅張金偉支鵬遙李建平張獻(xiàn)濤
        企業(yè)科技與發(fā)展 2020年11期
        關(guān)鍵詞:手機(jī)app軟件開(kāi)發(fā)

        丁仁偉 趙俐紅 張金偉 支鵬遙 李建平 張獻(xiàn)濤

        【摘 要】基于移動(dòng)終端的教學(xué)反饋系統(tǒng)是一種以網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)為基礎(chǔ)的教學(xué)輔助系統(tǒng),通過(guò)手機(jī)App、教師客戶端、Web服務(wù)端實(shí)現(xiàn)師生間教學(xué)信息交流。該系統(tǒng)應(yīng)用于課堂教學(xué)的過(guò)程性和終結(jié)性反饋階段,通過(guò)實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)教學(xué)內(nèi)容實(shí)時(shí)測(cè)評(píng)和意見(jiàn)及時(shí)反饋的功能,幫助教師達(dá)到即時(shí)調(diào)整教學(xué)過(guò)程的目的。相比于傳統(tǒng)的移動(dòng)教學(xué)反饋系統(tǒng),該系統(tǒng)的應(yīng)用不僅降低了硬件成本,而且方式更加靈活。在實(shí)踐教學(xué)應(yīng)用中,該系統(tǒng)能提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,更好地激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性。

        【關(guān)鍵詞】教學(xué)反饋系統(tǒng);軟件開(kāi)發(fā);手機(jī)App;J2EE Web開(kāi)發(fā);TCP/IP模型

        【中圖分類號(hào)】G434 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】1674-0688(2020)11-0030-03

        教學(xué)反饋在教學(xué)改革和發(fā)展過(guò)程中具有重要的地位,大部分高校利用教學(xué)反饋環(huán)節(jié)促進(jìn)優(yōu)質(zhì)教學(xué)[1-3]。目前,主要的反饋手段仍停留于課堂成績(jī)、期中教學(xué)檢查、期末成績(jī)考核、基于教務(wù)系統(tǒng)生成的評(píng)教等階段。這些方式存在反饋形式主體單一、反饋速度慢、反饋數(shù)據(jù)不易得、反饋效果缺少后續(xù)的跟蹤和驗(yàn)收等弊端[4-5]。基于移動(dòng)終端的教學(xué)反饋系統(tǒng)(Mobile Terminal Teaching Response System,MTTRS)是一種以網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)為基礎(chǔ)的教學(xué)輔助系統(tǒng)[6],該系統(tǒng)應(yīng)用于課堂的過(guò)程性和終結(jié)性反饋階段,教師在整個(gè)教學(xué)過(guò)程中適時(shí)地穿插教學(xué)問(wèn)題,以了解學(xué)生對(duì)知識(shí)的理解與掌握程度,達(dá)到實(shí)時(shí)測(cè)評(píng)、及時(shí)反饋、即時(shí)調(diào)整教學(xué)方法和方式的目的[7,8]。

        1 國(guó)內(nèi)外MTTRS發(fā)展現(xiàn)狀

        MTTRS是基于無(wú)線通信技術(shù)和專用硬件設(shè)備支持的課堂互動(dòng)系統(tǒng)。比較知名的基于移動(dòng)終端的教學(xué)反饋產(chǎn)品有“齊樂(lè)科技”的齊齊樂(lè)教學(xué)反饋系統(tǒng)、“中有基業(yè)”的互動(dòng)教學(xué)反饋系統(tǒng)、“卓翔科技”的互動(dòng)反饋產(chǎn)品、“中天電子”的SunVote等。然而,這些產(chǎn)品均受制于專用硬件的限制,部署成本高,缺乏必要的靈活性,在很大程度上影響了此類教學(xué)反饋系統(tǒng)的推廣和普及。

        新一代互聯(lián)網(wǎng)和智能手機(jī)技術(shù)的迅速普及為MTTRS的發(fā)展提供了新的途徑,以手機(jī)App作為客戶端的MTTRS產(chǎn)品擺脫了專用硬件部署成本高、不靈活的限制。通過(guò)手機(jī)App、Wi-Fi通信、PC機(jī)、數(shù)據(jù)庫(kù)和服務(wù)器搭建數(shù)據(jù)采集、數(shù)據(jù)傳輸和數(shù)據(jù)展示的平臺(tái),具有廣闊的發(fā)展前景。同時(shí),手機(jī)App具有極大的靈活性、及時(shí)性和可擴(kuò)展性,便于個(gè)性化操作的定制和教學(xué)反饋信息的雙向交流[9-11]。

        2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

        MTTRS系統(tǒng)設(shè)計(jì)包括運(yùn)行架構(gòu)設(shè)計(jì)、軟件架構(gòu)設(shè)計(jì)及通信架構(gòu)設(shè)計(jì)3個(gè)部分。

        2.1 運(yùn)行架構(gòu)設(shè)計(jì)

        MTTRS中教師以嵌入SWF客戶端的Microsoft PowerPoint作為課件設(shè)計(jì)和教學(xué)演示平臺(tái)[12],課程中發(fā)起討論,學(xué)生通過(guò)手機(jī)App客戶端進(jìn)行結(jié)果發(fā)送,課下仍然可以分別通過(guò)Web服務(wù)端與App客戶端實(shí)現(xiàn)雙向通信。MTTRS的運(yùn)行架構(gòu)如圖1所示。

        學(xué)生通過(guò)手機(jī)App客戶端輸入用戶名和密碼登錄,教師及時(shí)了解學(xué)生出勤情況;教師采用預(yù)先設(shè)置好的題目在PPT中展現(xiàn),學(xué)生通過(guò)App客戶端給出結(jié)果,數(shù)據(jù)庫(kù)記錄學(xué)生的反饋數(shù)據(jù),將匯總和分析的數(shù)據(jù)顯示于PPT中;Web服務(wù)端給出學(xué)生所有數(shù)據(jù)不同維度的統(tǒng)計(jì)與分析,用于師生對(duì)信息的查詢和教師在課后對(duì)學(xué)生進(jìn)行信息推送。

        2.2 系統(tǒng)開(kāi)發(fā)構(gòu)架

        本系統(tǒng)采用3層構(gòu)架,分為顯示界面層、服務(wù)控制層、數(shù)據(jù)訪問(wèn)層(如圖2所示)。其中,顯示層按照MVC模型設(shè)計(jì),即Module(模型)、View(視圖)、Controller(控制器)。這種模式將系統(tǒng)中的業(yè)務(wù)邏輯、數(shù)據(jù)與界面顯示分離,從而使系統(tǒng)的各項(xiàng)功能模塊結(jié)構(gòu)清晰,同時(shí)系統(tǒng)的前后端分離便于系統(tǒng)后期進(jìn)行拓展維護(hù)。

        Web服務(wù)端的系統(tǒng)開(kāi)發(fā)基于B/S構(gòu)架采用J2EE技術(shù)完成[13]。IDEA集成大量的開(kāi)發(fā)插件,并提供服務(wù)器配置、項(xiàng)目部署、項(xiàng)目測(cè)試等功能,作為開(kāi)發(fā)J2EE項(xiàng)目時(shí)的首選。Tomcat是Apache對(duì)開(kāi)發(fā)者提供的免費(fèi)服務(wù)器,其性能比較穩(wěn)定,已成為當(dāng)今流行的Web應(yīng)用服務(wù)器。所以,MTTRS系統(tǒng)Web服務(wù)端采用Tomcat作為測(cè)試服務(wù)器。

        學(xué)生App端因操作系統(tǒng)有區(qū)別而采用不同的軟件進(jìn)行開(kāi)發(fā),就目前手機(jī)操作系統(tǒng)而言,實(shí)現(xiàn)Android和IOS平臺(tái)上的App開(kāi)發(fā),即可滿足大部分用戶需求。因此,基于Java技術(shù)開(kāi)發(fā)Android平臺(tái)的App,基于Objective-C技術(shù)開(kāi)發(fā)IOS平臺(tái)的App。

        教師客戶端使用嵌入SWF的PPT,采用Flex4.0和ActionScript3.0作為開(kāi)發(fā)語(yǔ)言,主要實(shí)現(xiàn)客戶端與服務(wù)器的通信,完成了教師登錄、獲取系統(tǒng)中數(shù)據(jù)庫(kù)的數(shù)據(jù)并在當(dāng)前PPT界面上展示出數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析結(jié)果的功能。

        2.3 通信構(gòu)架

        基于用戶使用數(shù)量和通信距離的限制,在現(xiàn)有的紅外線、藍(lán)牙、Wi-Fi 3種通信方式中,本文所設(shè)計(jì)的MTTRS選用Wi-Fi技術(shù)實(shí)現(xiàn)通信,并以TCP/IP協(xié)議為基礎(chǔ)設(shè)計(jì)實(shí)現(xiàn)完整的通信協(xié)議棧,完成客戶端與服務(wù)器端的通信功能。TCP/IP協(xié)議的通信模型將傳輸協(xié)議分成4個(gè)層次,分別是網(wǎng)絡(luò)接口層、網(wǎng)絡(luò)層、傳輸層和應(yīng)用層。手機(jī)App端與服務(wù)器之間的通信使用TCP協(xié)議,經(jīng)過(guò)IP通信協(xié)議,通過(guò)數(shù)據(jù)鏈路層通信,通信模型如圖3所示。

        3 MTTRS的教學(xué)應(yīng)用

        在實(shí)踐教學(xué)過(guò)程中,MTTRS取得了良好的使用效果。在過(guò)程性教學(xué)階段,教師登錄客戶端打開(kāi)PPT展示教學(xué)內(nèi)容,學(xué)生登錄App客戶端完成簽到。在需要互動(dòng)討論時(shí),教師客戶端向服務(wù)器發(fā)送請(qǐng)求,教學(xué)內(nèi)容由服務(wù)器向手機(jī)App端推送,學(xué)生通過(guò)手機(jī)App端做出應(yīng)答,應(yīng)答信息返回?cái)?shù)據(jù)庫(kù),并將數(shù)據(jù)整理分析后傳回PPT與Web服務(wù)端。PPT中以圖表的形式表現(xiàn)學(xué)生答題狀況,Web客戶端會(huì)對(duì)每位同學(xué)答題做詳細(xì)記錄以供課后查詢課堂信息(如圖4所示)。

        在終結(jié)性教學(xué)反饋階段,MTTRS主要是在教師Web客戶端與手機(jī)App端進(jìn)行。教師Web客戶端通過(guò)服務(wù)器向手機(jī)App端推送課后作業(yè)、調(diào)查問(wèn)卷等信息,學(xué)生通過(guò)App客戶端完成應(yīng)答,將應(yīng)答信息傳送到記錄數(shù)據(jù)庫(kù)中,并在Web客戶端展示數(shù)據(jù)的分析統(tǒng)計(jì)。教師與學(xué)生通過(guò)不同管理權(quán)限的Web客戶端登錄,查看整個(gè)過(guò)程中產(chǎn)生的信息(如圖5所示)。

        4 結(jié)語(yǔ)

        教學(xué)質(zhì)量是高等院校辦學(xué)的核心考核指標(biāo),直接決定著培養(yǎng)出的人才質(zhì)量的高低,教師能否及時(shí)獲取學(xué)生對(duì)教學(xué)的反饋信息將直接影響課堂教學(xué)的效果?;谝苿?dòng)終端的教學(xué)反饋系統(tǒng)(MTTRS)結(jié)合教育技術(shù)領(lǐng)域中互動(dòng)式教學(xué)與反饋式教學(xué)方式,形成多元化的評(píng)價(jià)考察模式,強(qiáng)化了學(xué)習(xí)和教學(xué)成果,同時(shí)解決了目前移動(dòng)教學(xué)反饋產(chǎn)品技術(shù)冗余過(guò)大、硬件部署成本過(guò)高、使用不夠靈活等問(wèn)題,在實(shí)際教學(xué)中取得了良好的使用效果,為現(xiàn)代化教學(xué)方式提供了新的思路,可有效提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣,值得在高校本科教學(xué)中推廣應(yīng)用。

        參 考 文 獻(xiàn)

        [1]朱莎,楊浩,徐順.基于移動(dòng)終端的教學(xué)對(duì)學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)和策略的影響[J].電化教育研究,2018(2):86-92.

        [2]劉文龍.基于移動(dòng)終端環(huán)境的教學(xué)即時(shí)反饋系統(tǒng)設(shè)計(jì)[J].中國(guó)教育信息化,2015(13):84-87.

        [3]朱貴寶.基于App的課堂教學(xué)效果及時(shí)反饋系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J].教育現(xiàn)代化,2016,12(40):242-243.

        [4]陳家剛,鮑同梅.國(guó)外高校教學(xué)反饋:手段、特點(diǎn)及對(duì)我國(guó)高校的啟示[J].現(xiàn)代教育科學(xué),2008(11):153-155.

        [5]李慶玲,姚秀峰.高校教學(xué)反饋平臺(tái)的建立[J].曲阜師范大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版),2012(3):122-125.

        [6]王超.基于移動(dòng)終端的課堂輔助教學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[D].湘潭:湖南科技大學(xué),2017:1-2.

        [7]薛勝蘭.基于智能手機(jī)教學(xué)互動(dòng)反饋系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用研究[J].中國(guó)電化教育,2017(7):115-120.

        [8]朱莎,楊浩,徐順.基于移動(dòng)終端的教學(xué)對(duì)學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)和策略的影響[J].電化教育研究,2018(2):86-92.

        [9]王田甜,孫玉濤.手機(jī)App應(yīng)用開(kāi)發(fā)布局內(nèi)容設(shè)計(jì)[J].電子世界,2014(17):147.

        [10]任志宏,張樂(lè)芳.基于手機(jī)App的無(wú)線教學(xué)反饋系統(tǒng)研究[J].現(xiàn)代電子技術(shù),2014(13):164-166.

        [11]戴曉娥.智能反饋系統(tǒng)參與高互動(dòng)課堂的形式和特點(diǎn)[J].中國(guó)電化教育,2012(5):109-112.

        [12]駱正新,陸雯綺,王祖源.基于WiFi-SMS的互動(dòng)反饋系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用[J].現(xiàn)代教育技術(shù),2015(1):114-119.

        [13]杜小剛,李舟軍.J2EE Web開(kāi)發(fā)框架體系結(jié)構(gòu)[J].計(jì)算機(jī)科學(xué),2006(8):236-239.

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