夏渝彧,姜來為,鄒嘉旭,許俊宜,孫霽萌,侯振宇,孫宇捷
(中國民航大學(xué),天津 300300)
近年來,移動互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)飛速發(fā)展,越來越多地應(yīng)用到現(xiàn)實(shí)中各種場景并取得了良好的應(yīng)用效果。Android系統(tǒng)作為目前最為普及的智能終端操作系統(tǒng)之一,具有操作簡單、運(yùn)行穩(wěn)定的特點(diǎn),在市場中擁有巨大的影響力。在“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下,傳統(tǒng)的線下課堂授課管理模式急需改變,如何將移動互聯(lián)網(wǎng)和Android智能終端應(yīng)用到教學(xué)中,改變傳統(tǒng)課堂管理模式并優(yōu)化日常教學(xué)活動管理,是人們不斷探索和研究的熱點(diǎn)[1]。目前市場上主流的課堂管理軟件有的功能不全面、有的頁面設(shè)計復(fù)雜不易操作,如果能設(shè)計并實(shí)現(xiàn)更完善的教學(xué)管理平臺可以對高校教學(xué)水平和人才質(zhì)量培養(yǎng)的提升起到重要作用[2-3]。本文從實(shí)際需求出發(fā),設(shè)計并實(shí)現(xiàn)基于Android移動平臺的課堂管理系統(tǒng)供授課教師、學(xué)生和管理人員使用。
為了在“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下更好地實(shí)現(xiàn)混合式教學(xué)、提高教學(xué)質(zhì)量、優(yōu)化課堂管理效率并激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣,本文設(shè)計并實(shí)現(xiàn)基于移動平臺的課堂管理系統(tǒng)具備學(xué)生、教師與管理人員3種不同的權(quán)限,系統(tǒng)具備視頻流播放、上課提醒、定位簽到、文件共享和課堂測試等主要功能。
1.2.1 學(xué)生模塊設(shè)計
課堂管理系統(tǒng)的學(xué)生模塊主要實(shí)現(xiàn)上課提醒、定位簽到、完成測試與問卷和參與翻轉(zhuǎn)課堂功能,學(xué)生模塊功能設(shè)計如圖1所示。系統(tǒng)會發(fā)出上課提醒顯示臨近課程具體情況通知學(xué)生,學(xué)生通過定位簽到提供自身定位數(shù)據(jù)并且完成簽到任務(wù);課堂測試與調(diào)查問卷是學(xué)生需要在系統(tǒng)內(nèi)填寫的任務(wù)信息;翻轉(zhuǎn)課堂主要包括參與小組活動與教學(xué)視頻,學(xué)生可以下載完成觀看教師發(fā)布的教學(xué)視頻,通過系統(tǒng)查看同學(xué)參與活動情況并協(xié)助教師完成教學(xué)活動。此外,學(xué)生可以通過個人信息管理對賬號信息進(jìn)行修改,并查看課程信息。
圖1 學(xué)生模塊功能設(shè)計
1.2.2 教師模塊設(shè)計
課堂管理系統(tǒng)中的教師模塊主要實(shí)現(xiàn)發(fā)起定位簽到、課堂測試管理、調(diào)查問卷管理和翻轉(zhuǎn)課堂管理等多項功能,如圖2所示。教師登陸賬號后可以通過簽到管理功能發(fā)起簽到請求,并在簽到結(jié)束后查看學(xué)生簽到情況;調(diào)查問卷功能可以讓教師創(chuàng)建調(diào)查問卷并查看調(diào)查問卷填寫情況;課堂測試功能可以讓教師實(shí)時創(chuàng)建課堂測試并發(fā)送給學(xué)生進(jìn)行課堂小測,并查看學(xué)生測試情況;翻轉(zhuǎn)課堂功能可以讓教師上傳教學(xué)視頻并查看學(xué)生完成進(jìn)度,創(chuàng)建小組活動并對小組完成情況進(jìn)行評價。此外,教師可以通過個人信息管理部分修改賬號信息,并查看自己的課表信息。
圖2 教師模塊功能設(shè)計
1.2.3 管理員模塊設(shè)計
管理員模塊功能設(shè)計如圖3所示,課堂管理系統(tǒng)提供人員管理、課堂教學(xué)數(shù)據(jù)管理和課程信息管理功能。管理人員可以通過人員管理功能對教師賬號信息、學(xué)生賬號信息進(jìn)行修改,對教師課程信息、學(xué)生課程信息進(jìn)行管理。管理系統(tǒng)還提供課堂教學(xué)數(shù)據(jù)管理對翻轉(zhuǎn)課堂信息、課堂測試信息、調(diào)查問卷信息和學(xué)生出勤情況進(jìn)行管理。此外,系統(tǒng)提供教學(xué)計劃管理功能,對所有課程信息進(jìn)行管理。
圖3 管理員模塊功能設(shè)計
基于移動平臺的課堂管理系統(tǒng)需要考慮用戶安全性問題。當(dāng)用戶首次登陸創(chuàng)建自己的新賬戶時,系統(tǒng)要求其設(shè)置的初始密碼復(fù)雜度不可以過低,否則無法成功注冊。此外,為了防止個人信息泄露,數(shù)據(jù)安全方面也進(jìn)行了特別考慮,即課堂管理系統(tǒng)會根據(jù)不同用戶所具備的不同權(quán)限,提供不同的數(shù)據(jù)庫訪問權(quán)限。
Android操作系統(tǒng)是由Google公司領(lǐng)導(dǎo)開發(fā)、目前世界上移動設(shè)備使用范圍最廣泛的操作系統(tǒng)。由于其具備統(tǒng)一的Android開發(fā)規(guī)范、軟件可以免費(fèi)獲得、開發(fā)成本小,因此本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)時選擇Android 11并采用JAVA語言進(jìn)行開發(fā)[4]。本系統(tǒng)選擇使用免費(fèi)開源、易于配置的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫MySQL。客戶端使用開發(fā)軟件Android Studio、IDEA,移動端與服務(wù)器端交互通過http協(xié)議。后臺管理系統(tǒng)用Linux云服務(wù)器實(shí)現(xiàn),使用MVC和SSH方式進(jìn)行開發(fā)。
本系統(tǒng)根據(jù)需求分析及前面對學(xué)生模塊、教師模塊和管理員模塊設(shè)計可知,有必要在數(shù)據(jù)庫中存儲教師信息、學(xué)生信息和授課信息等相關(guān)資料以供系統(tǒng)使用者進(jìn)行相關(guān)信息查詢。基于上述考慮本系統(tǒng)設(shè)計了相應(yīng)的數(shù)據(jù)庫E-R圖,如圖4所示。最終數(shù)據(jù)庫中主要包括教師備課信息表、教學(xué)素材表、課堂記錄表、學(xué)習(xí)資料表等多個表。
圖4 數(shù)據(jù)庫E-R圖
對基于移動平臺的課堂管理系統(tǒng)的測試主要包含2方面內(nèi)容:一方面是系統(tǒng)功能測試,即分別對本系統(tǒng)涉及的教學(xué)活動管理、多媒體教學(xué)管理和課堂資源管理的實(shí)現(xiàn)情況進(jìn)行測試,驗(yàn)證每個模塊是否可以實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)預(yù)期的功能,從而滿足高校教師、學(xué)生和管理員對系統(tǒng)的需求;另一方面是系統(tǒng)性能測試,為了實(shí)現(xiàn)這部分測試需要模擬環(huán)境從而進(jìn)行驗(yàn)證。下面將對2部分測試進(jìn)行展開說明。
2.3.1 系統(tǒng)功能測試
系統(tǒng)功能測試具體內(nèi)容包括:①教學(xué)流程管理測試,分別對系統(tǒng)執(zhí)行課堂簽到、隨堂測試等操作進(jìn)行測試;②教學(xué)質(zhì)量監(jiān)控測試,對系統(tǒng)執(zhí)行答題操作進(jìn)行測試;③活動評價管理測試,對系統(tǒng)執(zhí)行教師評價的操作進(jìn)行測試;④課堂管理測試,分別對系統(tǒng)執(zhí)行文件分享、定位簽到和上課提醒等操作進(jìn)行測試?;谝苿悠脚_的課堂管理系統(tǒng)界面展示如圖5、圖6所示,其中圖5為APP端登陸界面,圖6為教師端教學(xué)中心界面。
圖5 APP端登陸界面
圖6 教師端教學(xué)中心界面
2.3.2 系統(tǒng)性能測試
基于移動平臺的課堂管理系統(tǒng)性能測試包括可靠性和易用性2個方面測試。前者是通過真實(shí)環(huán)境運(yùn)行情況和工具搭建模擬環(huán)境系統(tǒng)運(yùn)行情況進(jìn)行比較,測試相關(guān)指標(biāo)的數(shù)據(jù),數(shù)據(jù)結(jié)果顯示正確;后者是在開展系統(tǒng)易用性測試時,分別讓本系統(tǒng)開發(fā)人員和志愿者對系統(tǒng)進(jìn)行Alpha測試和Beta測試,測試過程中主要關(guān)注系統(tǒng)界面設(shè)計是否合理、使用者操作是否方便等。測試結(jié)果表明本文設(shè)計并實(shí)現(xiàn)的基于移動平臺課堂管理系統(tǒng)具備良好的易用性和可靠性,可以滿足日常教學(xué)活動要求。
本文在“互聯(lián)網(wǎng)+”背景下對高校教學(xué)活動管理功能開展需求分析,設(shè)計并實(shí)現(xiàn)基于Android移動平臺的課堂管理系統(tǒng)作為輔助教學(xué)工具,提升教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效率,進(jìn)一步推進(jìn)教育教學(xué)與現(xiàn)代信息技術(shù)深度融合。