李歡玉 雷群泌

（湖南環(huán)境生物職業(yè)技術(shù)學(xué)院，湖南 衡陽 421005）

0 引言

在當(dāng)前教育信息化的背景下，為了更好地提高學(xué)生的思政素養(yǎng)，推動日常教學(xué)模式的優(yōu)化與改進，必須對已有的教學(xué)管理模式進行系統(tǒng)化的改進[1]。思政是當(dāng)今高?；A(chǔ)課程中的一門重要學(xué)科，是必不可少的重點學(xué)習(xí)內(nèi)容。目前，各大院校都十分重視思想政治教育，但是高校思政教育仍未完全脫離傳統(tǒng)的教學(xué)方式，其教學(xué)成效有待提升，需要運用信息化技術(shù)進行教學(xué)管理。當(dāng)前，我國高校的思政教學(xué)管理工作完全是靠教師人為操作，導(dǎo)致教學(xué)評估及考核的結(jié)果較為片面，影響了教學(xué)管理工作的整體效率[2]。為了解決以上問題，推進高校思政教學(xué)的管理實施，該文融合移動Web 技術(shù)體系，構(gòu)建高校思政教學(xué)管理系統(tǒng)的總體功能結(jié)構(gòu)設(shè)計。首先優(yōu)化硬件結(jié)構(gòu)，將總體結(jié)構(gòu)分為了3 個部分。其次結(jié)合管理員、教師、學(xué)生3 類主要使用群體的應(yīng)用情況，將整個系統(tǒng)分成登陸模塊、資源模塊、考核模塊和論壇模塊4 個模塊。在新時代背景下，高校思想政治教育面臨互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)及學(xué)生廣泛使用互聯(lián)網(wǎng)帶來的新的發(fā)展空間，校方及教師應(yīng)積極引導(dǎo)、充分發(fā)揮信息資源的優(yōu)勢，通過網(wǎng)絡(luò)平臺和系統(tǒng)管理的形式，將學(xué)生融入校園的主流價值觀中，弘揚主旋律，傳遞正能量，綜合提高思政成績。

1 系統(tǒng)總體功能結(jié)構(gòu)設(shè)計

該文根據(jù)功能需求分析，結(jié)合教師、學(xué)生主要使用群體的應(yīng)用情況，將移動Web 技術(shù)體系下高校思政教學(xué)管理系統(tǒng)分成4 個模塊，分別是登陸模塊、資源模塊、考核模塊和論壇模塊。系統(tǒng)的總體功能結(jié)構(gòu)設(shè)計如圖1 所示。

圖1 系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)設(shè)計圖

在整個系統(tǒng)中，各個模塊被劃分為若干獨立的功能模塊，每個用戶登錄之后都會按照自己的權(quán)限來進行相應(yīng)的操作。例如，當(dāng)一個學(xué)生登錄系統(tǒng)后，在學(xué)習(xí)模塊中便只能按照教師的要求進行操作，將自己的任務(wù)上傳系統(tǒng)，然后在教師的指導(dǎo)下完成任務(wù)，得到及時反饋和作業(yè)安排信息等[3]。在系統(tǒng)中，學(xué)生不能自行發(fā)表思政作業(yè)，也不能修改或移除已發(fā)表的作業(yè)。此外，在檢查作業(yè)的過程中，為防止抄襲和不認(rèn)真完成任務(wù)的情況發(fā)生，學(xué)生只能看到自己的作業(yè)，不具備查看他人作業(yè)內(nèi)容的權(quán)限。為保證網(wǎng)絡(luò)的安全和可靠，高校思政教學(xué)管理系統(tǒng)設(shè)計主要包括校內(nèi)網(wǎng)和校外網(wǎng)2 個部分。然而大多數(shù)學(xué)生都是在校外登錄，因此存在許多不確定的因素，為保證網(wǎng)絡(luò)的安全、穩(wěn)定，采取在外部網(wǎng)與校園網(wǎng)之間增加一道防火墻的措施，以此增強系統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)的安全性。

2 硬件設(shè)計

為了將移動Web 技術(shù)應(yīng)用于高校思政教學(xué)管理系統(tǒng)當(dāng)中，并使其發(fā)揮最大效果，首先需要優(yōu)化硬件結(jié)構(gòu)，具體方案如圖2 所示。

圖2 系統(tǒng)硬件總體結(jié)構(gòu)圖

在硬件部分的設(shè)計中，主要將總體結(jié)構(gòu)分為了3 個部分。為了優(yōu)化系統(tǒng)的運行速度，有效管理各芯片電源，降低功耗，完成系統(tǒng)性能的優(yōu)化，采用Segotep 額定650W GP750G 全模愛國版電源，TCA6416ARTWR 拓展芯片，法國CODECHAMP 譯碼器。教學(xué)管理系統(tǒng)的時鐘頻率很高，經(jīng)常會出現(xiàn)部分干擾，阻礙系統(tǒng)的流暢度，嚴(yán)重時會造成系統(tǒng)的故障，甚至停機。為防止此類現(xiàn)象的出現(xiàn)，系統(tǒng)硬件設(shè)計在原有的架構(gòu)中增加了一個自動重置回路，并將它與人工重置回路相結(jié)合，確保了上電復(fù)位和系統(tǒng)出現(xiàn)故障時的復(fù)位，因此采用CW-341 單片機、FM24W256-GTR 存儲器以及西門子S7-400 擴展工作存儲器。如果發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)某一部分的電壓與其他部分不同，就會自動切斷輸出和輸出電路，直至該部分的電壓恢復(fù)到原來的水平，然后重新開啟電路，使各個部件的電荷在同一區(qū)間內(nèi)進行工作。

3 軟件設(shè)計

3.1 登錄模塊

移動Web 技術(shù)體系下高校思政教學(xué)管理系統(tǒng)的登錄模塊部分由用戶登錄、密碼修改及權(quán)限授權(quán)構(gòu)成。用戶登錄分為2 種情況，第一種是注冊成功，第二種是注冊失敗（由于注冊的使用者名稱已被使用或者忘記密碼而不能登錄），詳細(xì)的用戶登陸過程如圖3 所示。

圖3 系統(tǒng)登錄流程

用戶登陸時存在2 種情況，一種是登錄成功，一種是登錄失敗（用戶還未進行注冊、注冊審核還沒有通過或者用戶名和密碼不正確等）。進行登陸判定時，只要判定登陸成功，就可以直接登陸到首頁。如果登錄失敗，就會再次跳回登入頁面。數(shù)據(jù)庫是系統(tǒng)的核心，是高校思政管理系統(tǒng)在運行和建設(shè)中的關(guān)鍵。系統(tǒng)所設(shè)計的用戶注冊登錄模塊僅需創(chuàng)建一個使用者登記資料表格。用戶的登錄和新用戶注冊均記錄在用戶列表中，用戶輸入的名稱和密碼是系統(tǒng)在數(shù)據(jù)庫中進行查詢的依據(jù)，將密碼、名稱與數(shù)據(jù)庫中的記錄進行比對，查看最終比對結(jié)果，以判定注冊和登錄是否成功。

3.2 資源模塊

高校思政教學(xué)管理系統(tǒng)資源模塊的設(shè)計包括Web 終端和推薦系統(tǒng)2 個部分，其功能是實現(xiàn)內(nèi)部資源共享、創(chuàng)建資源、瀏覽搜索資源、收藏資源、刪除資源和離線及在線排名、離線及在線推薦等功能。系統(tǒng)利用基于模型的ALS推薦算法，使用Lambda 結(jié)構(gòu)來完成分布式計算，進而實現(xiàn)了對高校思政教學(xué)資源的靈活調(diào)度。利用Spark 計算架構(gòu)，實現(xiàn)離線計算和實時計算，提供查詢和推送服務(wù)，幫助用戶更快地查找到所需思政課程的資源。資源模塊設(shè)計建立了一個資源共享模型，假定用戶向量與資源向量之間的相似性，計算用戶的屬性矢量U與資源的屬性項R之間的相似性，構(gòu)建模型中的教學(xué)資源預(yù)測評分Pscore，如公式（1）所示。

在這個假定情況下，用戶的屬性矢量和資源特征矢量可以預(yù)測出用戶對思政教學(xué)資源的使用評價，進而給出相應(yīng)的建議。令Pscore為預(yù)測分?jǐn)?shù)，Tscore為真正的資源評分情況。模型希望Pscore-Tscore≈0，但絕對值函數(shù)具有非光滑性，不僅難以進行優(yōu)化，對模型的正則化也有一定的影響。通常選擇將平方錯誤函數(shù)（Pscore-Tscore）2 ≈0 作為損失函數(shù)。ALS 的目標(biāo)是在現(xiàn)有數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上找出最少的損失函數(shù)值偏差。通過定義損失函數(shù)和矩陣分解的降維處理，對建模訓(xùn)練進行仿真研究，ALS 損失函數(shù)如公式（2）所示。

式中：m為資源的個數(shù)；n為用戶的個數(shù)；T為Tscore，代表真正的模型評分；W與V分別為模型訓(xùn)練后的資源權(quán)重的向量與用戶權(quán)重的向量。

在一個整體的數(shù)據(jù)集中，當(dāng)用戶n對資源m進行預(yù)測時，模型的實際值與預(yù)測值之差即為該模型在某一資源矢量上的損耗，而總損失就是模型中的單一誤差之和。對2 個變量進行分析，得出參數(shù)的最優(yōu)解，將某一變量的數(shù)值固定后，求得變量的表達式，進而可以直接利用單一變量的梯度遞減法求出最小誤差，然后再求出其他矢量的數(shù)值，對其進行線性回歸計算得到其本征矢量。如此反復(fù)地進行線性回歸計算，最后的模型可以輸出所有用戶和資源的特征矢量。將用戶的特征矢量與各資源進行線性結(jié)合，最終獲得最優(yōu)預(yù)測得分，并將最適合的思政教學(xué)資源分配給用戶，便于用戶進行后續(xù)操作。

3.3 考核模塊

移動Web 技術(shù)體系下高校思政教學(xué)管理系統(tǒng)考核模塊主要包括題庫組卷、線上考試及布置作業(yè)3 個板塊，具體的考核流程如圖4 所示。

圖4 考核模塊流程圖

考題庫中的考題是本系統(tǒng)考核模塊中的基礎(chǔ)資料，試題庫試題按照章節(jié)的內(nèi)容、形式和目的可分為5 個大類（主要包括思政基礎(chǔ)知識、思政詞匯概念、政治思想的簡單應(yīng)用、綜合應(yīng)用和發(fā)展應(yīng)用）。為防止系統(tǒng)在多項試題中出現(xiàn)重復(fù)的情況，試題以章為單位，按照類別分類，將所有題目的難度劃分為5 個等級，運用1~5 的難度系數(shù)表達題目的難度以及試卷賦分情況，難度系數(shù)為1-簡單、2-較為簡單、3-中等、4-困難、5-難度較高。每個題目的難度系數(shù)都是由思政教師們討論并根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)來決定的，需要盡可能精確地確定困難系數(shù)，以便于進行組卷中的賦分。賦分要適當(dāng)量化、正確合理，需要簡化命題流程，增加考試的科學(xué)性和可比性。賦分完畢后，組卷徹底完成，系統(tǒng)便可以提示教師安排學(xué)生在網(wǎng)上進行測試，根據(jù)學(xué)生的考核分?jǐn)?shù)和錯題情況制定相應(yīng)的作業(yè)方案，以此來提高學(xué)生的學(xué)習(xí)能力和思政成績。

3.4 論壇模塊

移動Web 技術(shù)體系下高校思政教學(xué)管理系統(tǒng)論壇模塊主要由學(xué)生端和教師端2 個模塊構(gòu)成，學(xué)生端提供發(fā)表帖子、收藏帖子和關(guān)注他人的功能，而教師端則提供帖子審核、學(xué)生管理和分類管理等功能，具體如圖5 所示。

圖5 高校思政教學(xué)管理系統(tǒng)論壇模塊

教師端主要實現(xiàn)了對學(xué)生賬號的管理和操作功能。教師從數(shù)據(jù)庫中可以獲取學(xué)生賬號的名字、年齡、性別以及個人簡介等內(nèi)容，教師有權(quán)限查看并管控違規(guī)學(xué)生的賬號，實現(xiàn)對賬號的管理。帖子管理功能主要為學(xué)生分享的內(nèi)容提供瀏覽發(fā)布，并對不合格的帖子進行審核處理。如果發(fā)布的帖子中有惡意內(nèi)容或圖片，教師可以對該帖子的內(nèi)容進行審查并警告學(xué)生賬號。教師可以看到帖子的內(nèi)容，并將該帖分類到所屬的版塊中。學(xué)生發(fā)表的帖子必須經(jīng)過審查才能在主頁上進行顯示，教師可以修改主題分類的文案，可以將帖子內(nèi)容進行小幅度修改，在發(fā)布后的帖子中添加一些新話題，以確保優(yōu)質(zhì)內(nèi)容的推送。

學(xué)生端的主頁上顯示的是帖子的內(nèi)容、熱門帖排行榜以及話題板塊的分類。關(guān)注功能可以讓學(xué)生關(guān)注其他用戶，如果想了解有多少人關(guān)注自己，學(xué)生可以點擊查看自己的“粉絲”名單，根據(jù)名單就可以知道是誰在關(guān)注自己，并給予對方回關(guān)。學(xué)生可以訪問已關(guān)注用戶或被關(guān)注用戶的網(wǎng)頁，對自己感興趣的帖子進行“點贊”操作。學(xué)生端的個人管理模塊主要負(fù)責(zé)用戶對個人賬號和個人信息的修改，學(xué)生也可以查看自己收集的帖子內(nèi)容，同時可以查看他人對自己帖子內(nèi)容的回復(fù)或評論。帖子信息管理模塊主要負(fù)責(zé)編輯和發(fā)布帖子內(nèi)容、修改帖子內(nèi)容、回復(fù)帖子和收藏帖子等。學(xué)生用戶可以在論壇上寫下自己的觀點和經(jīng)驗，然后選擇一個主題進行發(fā)表，讓更多人看到自己的學(xué)習(xí)經(jīng)驗和學(xué)習(xí)感悟。

4 測試試驗

4.1 試驗準(zhǔn)備

為滿足試驗所需，移動Web 技術(shù)體系下高校思政教學(xué)管理系統(tǒng)測試的硬件環(huán)境要求采用IntelHD4000 及以上的顯卡，英特爾Corei32.4 Ghz 或更高的處理器，8GB 的內(nèi)存和20G 的硬盤容量。系統(tǒng)以ASP.NET 為核心進行開發(fā)，以確保其具有良好的擴展性和易用性。該系統(tǒng)采用Windows 10操作系統(tǒng)，并在Windows 10 上安裝Framework，使用微軟Microsoft DataAccess CompHDnents，數(shù)據(jù)庫選用SQL Server 2008 來創(chuàng)建Web 站點和FTP 支持程序。用戶在登陸時輸入用戶名和密碼，然后進行賬號識別。一旦登錄成功，就會根據(jù)使用者的身份和權(quán)限顯示出對應(yīng)的操作界面，并在相應(yīng)的權(quán)限范圍內(nèi)完成各種操作。系統(tǒng)的課程管理功能是通過教學(xué)資源上傳來實現(xiàn)的。選擇資源上傳后，系統(tǒng)界面會顯示現(xiàn)有資源清單。點擊上傳資源后，會出現(xiàn)上傳對話框，教師填寫資源名稱和資源說明后，在本地選定要上傳的材料，點擊上傳即可。資源上傳完成后，學(xué)生可以選擇資源進行下載學(xué)習(xí)。

4.2 試驗結(jié)果

由于在移動Web 環(huán)境下，高校思政教學(xué)管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫中存有海量的教學(xué)資源，會出現(xiàn)多個用戶同時上傳和下載資源的情況，因此該文采用了疲勞強度評定的方法對該系統(tǒng)進行性能檢測。選擇10 位教師進行教學(xué)資源的上傳，10 位同學(xué)進行資源下載，10 位同學(xué)進行線上考核測試，通過30 個用戶的同時操作來觀察系統(tǒng)的反應(yīng)速度。測試結(jié)果見表1。

表1 測試結(jié)果

由表1 可見，運行時間為2h 時，10 名教師上傳資源的平均響應(yīng)時間為10.52ms，10h 后運行時間達到11.62ms；運行時間為2h 時，10 名學(xué)生下載資源的平均響應(yīng)時間為9.88ms，10h 后運行時間達到10.21ms；運行時間為2h 時，10 名學(xué)生在線考核的平均響應(yīng)時間為11.35ms，10h 后運行時間達到11.82ms。隨著多用戶同時在線操作時間的延長，教師上傳教學(xué)資源的時間、學(xué)生在線考核的響應(yīng)時間以及教學(xué)資源的下載時間以每小時0.1ms 的時間延長。由此看出該系統(tǒng)性能穩(wěn)定，能夠承受壓力測試。移動Web 技術(shù)體系下高校思政教學(xué)管理系統(tǒng)可以有效幫助高校師生在思政學(xué)習(xí)過程中進行互動，可為提高學(xué)生的思政學(xué)習(xí)成績及思政知識儲備提供一定幫助。

5 結(jié)語

綜上所述，高校想要提升思政教學(xué)工作的管理質(zhì)量，就需要構(gòu)建系統(tǒng)并完善管理體系，以幫助高校師生參與到學(xué)習(xí)的全過程中，實現(xiàn)思政學(xué)習(xí)過程中的有效互動。該文基于移動Web 技術(shù)體系研究設(shè)計了高校思政教學(xué)管理系統(tǒng)。構(gòu)建了高校思政教學(xué)管理系統(tǒng)的總體功能結(jié)構(gòu)，優(yōu)化了硬件結(jié)構(gòu)，將總體結(jié)構(gòu)分為了總線、擴展儲存器、譯碼器3 個部分，并結(jié)合教師、學(xué)生主要使用群體的應(yīng)用情況，將整個系統(tǒng)軟件設(shè)計分成登陸模塊、資源模塊、考核模塊和論壇模塊4 個模塊，積極將現(xiàn)代化、智能化的移動Web 技術(shù)應(yīng)用于高校思政教學(xué)管理系統(tǒng)建設(shè)中。在未來的開發(fā)和完善過程中，思政教學(xué)平臺在許多方面還有改進之處，需要思政工作者結(jié)合實際不斷思考、探索與研究，并不斷完善其功能與內(nèi)容，實現(xiàn)服務(wù)學(xué)生、全方位育人、思想引領(lǐng)的功能，為師生的思政學(xué)習(xí)提供更多便利。