高職院校智能化課堂教學質量監控系統研究

王云良　湯慧芹　顧衛杰

摘 要：基于物聯網技術，對傳統的高職課堂教學質量監控系統進行了改進。將各種信息如射頻識別（RFID）、視頻監控、手機終端等綜合起來形成一個智能化課堂監控系統網絡，系統軟件采用Oracle作為數據庫管理工具，采用B/S模式。基于物聯網技術的教學質量監控系統對于提高教學質量，構建教學質量保障體系具有重要的意義。

關鍵詞：智能化課堂；教學質量；監控系統

中圖分類號：P393 文獻標識碼：A

1 引言（Introduction）

物聯網（Internet of Things，IOT）這一概念最早由麻省理工學院的Ashton教授于1991提出，并于1999年給出了物聯網的定義[1]。物聯網通過智能感知、識別技術與普適計算，廣泛應用于網絡的融合中，被稱為繼計算機、互聯網之后世界信息產業發展的第三次浪潮[2]。2009年，溫家寶提出“感知中國”的概念，將物聯網列為國家五大新興戰略產業之一。目前，物聯網以先進的技術為支撐，將應用的觸角延伸到社會發展的各個領域[3-5]。高職課堂在物聯網技術的支撐下，也朝著智能化方向發展，其中教學質量保障體系的智能化是智能化課堂中的一個必備環節。傳統的教學質量保障體系存在著一系列的缺點，如監控與評估范圍不夠全面、對教學監控與評估反饋信息反應速度慢等[6，7]。目前，物聯網技術已經應用于智慧校園的建設中[8]，但是對于教學質量保障體系的研究則較少。本文基于物聯網技術構建了高職智能化課堂中的教學質量監控系統，該系統能夠及時地反饋教學信息，有助于提高教學質量。

2 物聯網及教學質量監控系統（Iots and the teaching

quality monitoring System）

國際電信聯盟（International Telecommunication Union，ITU）對物聯網的定義為：物聯網實現物到物、人到物和人到人的互連。物聯網的核心是實現物體之間的互連，從而能夠實現物體與物體之間的信息交換和通信。物體信息通過網絡傳輸到信息處理中心后可實現各種信息服務和應用。

物聯網的關鍵技術主要有：（1）傳感技術。傳感技術是計算機應用中的重要技術，在物聯網中更顯得尤為重要。物聯網需要依靠傳感技術進行采集并且將采集到的信息轉變成數字信號進行傳輸。也就是說傳感技術是物聯網最前端的感覺細胞，將收集到的信息傳遞給大腦進行分析，然后再處理大腦反饋的信息。（2）射頻識別（RFID）標簽。RFID標簽也是一種傳感器技術，RFID技術是融合了無線射頻技術和嵌入式技術為一體的綜合技術。RFID技術就是一種無線通信技術，可以通過無線電訊號識別特定目標并讀寫相關數據，而無需識別系統與特定目標之間建立機械或者光學接觸。也就是說物聯網將傳感器作為感知設備，將RFID標簽作為被識別的電子標識。這樣就可以組成一套完整的感知與識別系統。（3）嵌入式系統。嵌入式系統技術是綜合了計算機硬件、傳感器技術、集成電路技術、電子應用技術為一體的復雜技術。以嵌入式系統為特征的智能終端產品隨處可見，小到隨身MP3大到飛機衛星都可以看到嵌入式技術的影子。

教學質量監控系統的建設是保證教學質量、提高教學效果的重要措施。但是，傳統的教學質量監控系統忽視了全員參與的意識，僅由院系的領導從管理的角度出發，忽視了教學質量監控的本質。學生評教是教學質量監控中重要的信息來源，具有較高的參考價值，然而，傳統的教學質量監控系統僅在學期末才組織學生參與評教。不能夠動態地反映教學過程中出現的問題。在智能化課堂中，學生可以將學習的效果實時地進行反饋，同時教師可以通過終端、視頻監控等設備實時了解學生的學習狀態，每堂課結束后，都會形成一個課堂教學效果分析表，因此在信息化的今天，引入物聯網技術到教學質量的監控系統中，則顯得尤為必要。

3 智能化課堂中教學質量監控系統的設計（The

design of teaching quality monitoring system in

intelligent classroom）

3.1 硬件建設方案

圖1 基于物聯網的教學質量保障系統的網絡結構圖

Fig.1 The network structure of teaching quality

assurance system based on Iots

物聯網的感知層即數據的采集，主要有讀寫器、RFID、手機終端、計算機終端。學生的信息可以通過RFID卡來實現存儲，學生通過刷卡識別將信息通過網絡上傳到系統中，日常的考勤工作同樣也可以通過RFID技術完成，這樣就可以避免傳統教學管理過程中繁瑣的點名等環節。

課程教學過程中，學校領導或督導人員，可以通過遠程的監控系統直接完成聽課、檢查等工作。課程結束后，學生可以及時地給教師的上課質量進行評價。與傳統的教學保障體系相比，基于物聯網的教學質量保障體系省時省力，而且可以真實的反映教學情況。改變了原來的一學期進行一次評教的弊端。

3.2 軟件結構設計及其功能簡介

系統軟件采用Oracle作為數據庫管理系統工具的后臺，采用Java開發工具軟件作為數據操作的前臺，是用戶和計算機交流的人-機接口管理軟件。系統實現在PC平臺下編程實現各功能模塊的設計。結構上采用B/S結構，軟件系統具有良好的性能、易用性和人機交互能力。按照教學質量保障體系中教學監控系統的架構，設計了如圖2所示的結構圖。

圖2 教學質量監控系統結構圖

Fig.2 The block diagram of teaching quality

monitoring system

從圖中可以看出，教學質量監控系統包括目標的確定，各主要教學環節質量標準建立、信息的收集、評估、信息反饋、調控環節。主要分為信息收集模塊、教學評價模塊、信息反饋模塊。

（1）信息收集模塊

用戶以不同的身份登錄后則具有不同的權限。比如教學聽課模塊，聽課者可以通過網絡實時進行聽課；教學檢查模塊，教務處、系部檢查人員可以完成對課堂的檢查環節；督導檢查模塊，督導可以對教學過程進行檢查、評價；學生評教模塊中，學生可以反饋教學過程中知識的掌握情況等問題。

（2）教學評價模塊

該模塊分為單位評估、專業評估、課程評估、教師評學等模塊。在教學過程中，基本的教學資源、教學資料、課程反饋等信息能實現實時采集，這樣在各類評估過程中，無需再準備評估材料，運用一定的數學算法對其進行加權平均，并通過質量標準配套的評價表給出相關課程評價。

（3）信息反饋模塊

每月召開一次到兩次教學例會，通過教學例會及時反饋教學中的信息，解決教學中存在的問題。學院可以定期發布教學信息在學校的網站上，反映教學動態，通報教學情況。督導人員在聽課后應及時和任課教師溝通，反饋意見，改進教學。對家長或學生反應較大或教學存在問題的教師，領導應進行個別談話，做好思想工作，確定幫扶教師進行指導，并限期改正。學院通過學生測評、師生交流會、畢業生信息反饋等及時了解并解決教學問題。

本文的重點則是將物聯網技術應用到教學質量監控系統中。傳統的教學質量保障系統實時性差，通常需要一個月甚至一個學期才能將信息收集和反饋。而基于物聯網技術的教學監控系統能夠實時地收集和反饋信息，更好實現對教學質量的動態監控，促進教學質量提高。

4 結論（Conclusion）

教學質量是學校的生命線和發展之基，教學質量監控系統的建設是保證教學質量和提高教學效果的重要措施。本文基于物聯網技術建立了智能化的教學質量監控系統。從設計教學過程開始就充分考慮質量保障目標、方法和措施。在教學實施的每個環節中動態地進行質量跟蹤和監控，通過快速地反饋來提高教學質量，確保教學目標的實現，進一步完善了教學質量監控系統。當然，教學質量保障體系是一個龐大繁雜的系統工程，需要制定一系列系統來完善，有待于進一步地研究。

參考文獻（References）

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[7] 趙建成，等.高職骨干院校建設中教學質量保障踐行[J].重慶電子工程職業學院學報，2013，22（06）：14-17.

[8] 韓雪.基于物聯網技術的智慧校園系統設計研究[J].電子設計工程，2011，19（24）：41-43.

作者簡介：

王云良（1968-），男，碩士，副教授.研究領域：物聯網技術與應用.

湯慧芹（1971-），女，碩士，副教授.研究領域：高職教育教學管理.

顧衛杰（1980-），男，碩士，講師.研究領域：物聯網技術與應用.