基于過程監控的軟件類實驗監督評價系統研究

鄧偉華,黃海平,吳 欣

(湖南省婁底職業技術學院,湖南婁底 417000)

基于過程監控的軟件類實驗監督評價系統研究

鄧偉華,黃海平,吳 欣

(湖南省婁底職業技術學院,湖南婁底 417000)

高職院校軟件類課程的上機實驗課是非常重要的操作技能訓練課,但學生上機行為難以監督。本文將學生在機器上打開的軟件程序和本堂課需要打開的程序進行比對,利用軟件進行自動監控,并提出了一個認真指數來量化學生的上機認真程度。

軟件類實驗;實驗監控;實驗評價;過程監控

軟件類課程是指以訓練計算機軟件操作技能為教學目標的課程,這類課程在高職各個專業均有開設,特別是在計算機專業更是占了很大比例。軟件類課程的專業教學手段就是通過學生自己上機操作來提高操作技能。然而現在的PC機不僅可以用來學習,還可以用來聽音樂、打游戲,由于教師主要精力在指導學生實驗上,所以很難發現和制止學生做與學習無關的事情,主要依靠學生自覺,但是高職學生一般自覺性不強,好玩。因此如何監控和引導學生的上機行為成了實踐性教學環節的重要工作,對培養目標的實現起著決定性作用。

1 軟件類實驗教學現狀

高等職業教育主要培養高技能人才,這就決定了高職院校的課程開設是以實踐性操作為主。軟件類課程的教學目的就是通過上機實驗來訓練學生對軟件操作的熟練程度。高職學生基礎差,學習主動性不強,難以長時間進行獨立操作訓練,必須在教師的監督和引導下完成。但是隨著招生規模的擴大,教師輔導的學生增多,沒有更多的時間和精力監督學生,所以現階段的學生的上機行為主要依靠學生的自覺和教師的監督,其中教師的監督是通過每次上機將學生的不良上機行為進行登記,并反映到學生課程平時分數中。然而教師監督具有時間和空間的局限性,這樣靠手工方法來監督學生的上機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,難以全面公正地監控學生的不良上機行為。另外由于教師花費了大量的時間和精力來監控學生,就會造成教師對實驗的指導精力下降,造成上機實驗的教學質量整體質量下降。并且這樣監控學生還必須依靠教師的責任心,如果教師責任心不強,勢必監控的效果還會更差。

本文針對上述問題展開探討,建立一套自動監控與評價的軟件系統。該系統自動監控學生的上機過程,將學生的不良上機行為進行登記保存,并根據標準將學生的實驗成績進行評定,經過長時間的大量監控數據就可以得出學生的上機認真程度,同時也可以根據學生的上機認真程度和上機成績得出教師的責任心指數。

2 系統的設計和實現

對上機實驗過程的監控和評價,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機器上完成,可以利用計算機的特點來進行自動化監控與評價,這樣就克服了教師手工監控和評價的缺點和弊端。下面就基于過程監控的軟件類實驗監督評價系統的設計進行探討。

2.1 系統的總體設計

軟件系統由教師端子系統、學生端子系統、WEB端子系統和數據庫組成。教師端子系統負責對局域網內所有安放學生端子系統的工作站進行監視和安全管理。學生端子系統工作在局域網內的工作站上,負責收集學生機器上的信息,并根據教師端子系統發出的命令對工作站進行安全管理。這兩個子系統通過局域網網絡通信模塊進行數據的發送與接受。在課程完成后,教師端子系統將該堂課所收集的信息上傳到WEB子系統保存,供教師、家長、學生在互聯網上查詢。

該系統的部署結構圖如下:

圖1 系統部署結構圖

該系統的邏輯結構分為教師端子系統、學生端子系統、WEB端子系統和數據庫組成,具體如圖2所示。

圖2 軟件邏輯結構圖

2.2 教師端子系統的設計

教師端子系統是這個軟件系統的核心,負責整個機房實驗的發布、監控、評價等工作,具體由認證模塊、設置模塊、連接模塊、評價模塊和監控模塊組成。其中認證模塊主要負責教師上課前登錄管理器的身份認證工作;設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、實驗內容、監控規則和評價規則等參數設置工作;連接模塊主要負責教師端子系統和學生端子系統的連接工作,以及負責教師端子系統和WEB端子系統的連接工作;監控模塊主要負責獲取學生端子系統傳來的數據,根據監控規則進行篩選和保存,啟動評價模塊進行評價工作;評價模塊主要負責完成學生上機質量的評價工作,評價時以系統自動監控數據和教師手動評價數據為依據,以評價規則和評價算法為準繩來進行評價。整個子系統的具體工作流程如圖3所示。

2.3 學生端子系統設計

學生端子系統包括登錄模塊、連接模塊、監控模塊、消息告警模塊、自我保護與隱蔽模塊等組成,其中登錄模塊主要負責身份認證功能,該模塊將學生端學生上機輸入的學號與教師端的數據庫進行比較,是本班人員就進入系統,啟動監控,進入監控狀態,如果學生出現不當上機行為時就給出警告,并進行抓屏,對上機評價,同時將監控情況上傳到教師端保存。這個學生端的子系統必須隨機器啟動而啟動,并將該進程隱藏,使得學生不能通過常規手段終止該進程,學生下機后將返回該系統的登錄界面,使用任何手段均不能脫離該系統的監控。該子系統的工作流程如圖4所示。

圖3 教師端子系統工作流程

圖4 學生端子系統工作流程圖

2.4 監控與評價模塊設計

學生上機活動的評價主要有兩個方面:一是學生上機的認真程度 (或稱認真指數);二是學生上機實驗的工作成果 (或稱成果指數),一般通俗認為前者為苦勞,后者為功勞。這兩個方面相輔相成,前者是基礎,反映學生的學習態度,高職專業是技能型學習,主要是多練,沒有認真是不可能熟練的。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。本軟件系統主要是針對前者的監控和評價。

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

表1 記錄機器上機行為信息

表2 上機課可以啟動的軟件信息

在獲取了這些上機行為的數據之后就可以對學生的上機行為進行評價,可以得出學生的上機認真指數,下面給出本堂課的認識指數:

3 結語

高職院校的軟件類課程的上機實驗監控問題,看是一個管理問題,其實是一個技術問題,從實驗室的使用結果表明,本系統采用后學生基本很難逃脫系統的監督。系統經過分析得出的學生的認真指數也很好地反映了學生的學生用功程度,通過期末考試表明,認真指數高的成績就好,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);婁底職業技術學院院級科研課題 (09ZF009)。

鄧偉華 (1975-),男,湖南漣源人,湖南省婁底職業技術學院副教授,碩士,從事軟件工程與網絡安全研究。