多功能課堂教學綜合跟蹤管理在線系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用

丁克良，周命端，李學芳，邱冬煒，謝烈虎

(1. 北京建筑大學測繪與城市空間信息學院，北京 100044； 2. 現(xiàn)代城市測繪國家測繪地理信息局重點實驗室，北京 100044； 3. 北京建筑大學網(wǎng)絡(luò)信息服務(wù)管理中心，北京 100044)

多功能課堂教學綜合跟蹤管理在線系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用

丁克良1,2，周命端1,2，李學芳1,2，邱冬煒1,2，謝烈虎3

(1. 北京建筑大學測繪與城市空間信息學院，北京 100044； 2. 現(xiàn)代城市測繪國家測繪地理信息局重點實驗室，北京 100044； 3. 北京建筑大學網(wǎng)絡(luò)信息服務(wù)管理中心，北京 100044)

采用云編輯平臺百會格格和Excel編程技術(shù)設(shè)計開發(fā)了多功能課堂教學綜合跟蹤管理在線系統(tǒng)，并無縫嵌入北京建筑大學網(wǎng)絡(luò)教學中心，可實現(xiàn)大學課堂教學活動實時全過程在線跟蹤管理，體現(xiàn)高等工程教育理念，提升教學質(zhì)量。該系統(tǒng)設(shè)置了考勤、課堂提問、作業(yè)情況、課堂討論、課堂秩序等教學環(huán)節(jié)，并實時自動在線評定平時成績；對每個學生的課堂學習表現(xiàn)進行全過程跟蹤管理，實現(xiàn)平時成績實施積分統(tǒng)計和在線瀏覽查看。該系統(tǒng)已成功應(yīng)用于《誤差理論與測量平差基礎(chǔ)》《衛(wèi)星導航定位》等專業(yè)基礎(chǔ)課程課堂教學中，極大提高了學生的聽課注意力，激發(fā)了學生學習知識的主動性，活躍了課堂氣氛，取得了良好的教學效果。

課堂教學；工程認證；百會格格；云編輯技術(shù)；跟蹤管理

教學質(zhì)量是高等教育的生命線，關(guān)鍵在于課堂教學。課堂教學采用的考勤、課堂討論、平時作業(yè)等教學環(huán)節(jié)是啟發(fā)學生思維、活躍課堂氣氛、督促學生學習的重要措施。如果可以通過課堂教學對學生的學習情況進行跟蹤，就能夠準確地了解學生的學習狀況和知識掌握水平，并及時改進教學方法，以達到提高教學質(zhì)量的目的。然而目前對學生平時學習狀況的跟蹤管理一般僅限于對平時表現(xiàn)的考勤記錄，這種方法的弊端是考勤結(jié)果不便于保存，記錄過程費時費力，所記錄數(shù)據(jù)有可能被篡改而無法保證其準確性，這些都制約著授課教師的工作效率和教學效果。另一方面，學生在課堂教學活動中玩手機現(xiàn)象嚴重影響著以學生為主體的課堂教學效果，盡管授課教師采取有關(guān)措施也未能取得良好效果甚至遭受學生抵制。因此，如何有效提升教學質(zhì)量是當前教育界所面臨的焦點問題。隨著信息化時代的日益發(fā)展，電子點名系統(tǒng)應(yīng)運而生[1-5]。然而現(xiàn)有的電子點名系統(tǒng)功能單一，也僅僅起到課前考勤的作用，未能充分發(fā)揮提高教學質(zhì)量的作用。當前，國際高等工程教育的標準要求突出教學質(zhì)量全過程跟蹤管理[6]，本文結(jié)合《誤差理論與測量平差基礎(chǔ)》等專業(yè)基礎(chǔ)課程課堂教學應(yīng)用實踐[7-10]，采用云編輯平臺百會格格和Excel編程技術(shù)[11-13]開發(fā)并實現(xiàn)了多功能課堂教學綜合跟蹤管理系統(tǒng)，并無縫嵌入北京建筑大學網(wǎng)絡(luò)教學中心，實現(xiàn)課堂教學活動實時全過程在線跟蹤管理，并根據(jù)教學反饋信息，實時并持續(xù)做出教學改進響應(yīng)，體現(xiàn)了國際工程教育理念，極大地提高了學生的注意力，激發(fā)了學生學習知識的主動性，活躍了課堂氣氛，取得了良好的教學效果。

一、系統(tǒng)功能設(shè)計

1. 系統(tǒng)構(gòu)思

課堂學習與教學活動一般包括考勤、課堂提問、作業(yè)、課堂紀律等幾個教學活動。開發(fā)本系統(tǒng)功能的基本思想是以教學活動為中心，期望通過一個系統(tǒng)能夠完整地實時全過程跟蹤整班學生的課堂學習活動，而且要求系統(tǒng)簡單實用，便于教師操作，不增加教學負擔。設(shè)計本系統(tǒng)功能要考慮對各種教學活動進行累計積分計算。對于考勤情況，簽到一次可積1分，遲到或早退一次僅積0.5分，曠課一次扣0.5分，課程結(jié)束可得考勤累計積分，若該項積分少于考勤總分的1/4，發(fā)出禁考預(yù)警信息；若積分少于1/3，按照學校規(guī)定發(fā)出禁考通知。對于作業(yè)完成情況，可以設(shè)置課程作業(yè)次數(shù)，然后根據(jù)作業(yè)完成情況，按優(yōu)、良、中、差、沒交進行積分。對于回答問題情況，可按照回答問題的質(zhì)量水平進行積分。對于聽課情況，可根據(jù)交頭接耳(說話)、睡覺、玩手機等情況進行扣除積分。每一次積分均面向全體學生，每個學生都可以隨時通過學校課程中心網(wǎng)絡(luò)查閱積分及積分排名。針對積分靠后的學生起到一定的警示作用，對于積分較低的學生，無形中造成一定的壓力，迫使其端正學習態(tài)度，改善學習方法，提高平時成績，可以通過提高回答問題的質(zhì)量或完成作業(yè)的質(zhì)量等方式提高積分。針對積分靠前的優(yōu)秀學生，可以鼓勵他們持續(xù)努力，保持較好平時成績。多功能課堂教學綜合跟蹤管理系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 多功能課堂教學綜合跟蹤管理系統(tǒng)功能結(jié)構(gòu)圖

2. 積分設(shè)計

系統(tǒng)設(shè)計的初衷是在課堂教學中，學生通過積極的課堂學習獲得知識，顯現(xiàn)學習效果，給予學生以成就感，通過考勤、作業(yè)、課堂討論、回答問題完成應(yīng)有的學習任務(wù)，獲得相應(yīng)的積分，綜合獲得本課程平時成績。對于某門課程，一般將平時成績設(shè)置為40%，總分為40分，將課堂教學活動主要分為考勤、回答問題、聽課情況和作業(yè)完成情況等4項活動，每一項教學活動積分總分為10分。每個項目總分分別除以上課次數(shù)得出每一次記錄所得平均積分，根據(jù)學生表現(xiàn)的好壞在平均分數(shù)的基礎(chǔ)上進行加減累積最終得分。平時成績分數(shù)分配如圖2所示，4項教學活動每一次課堂教學積分規(guī)則見表1。

圖2 平時成績分數(shù)分配

表1 課堂教學分數(shù)計算規(guī)則表

3. 系統(tǒng)特色

目前信息化網(wǎng)絡(luò)課堂教學日益普及,如MOOCs，各高校都建立了自己的網(wǎng)絡(luò)教學系統(tǒng)。本文開發(fā)的多功能教學綜合跟蹤管理系統(tǒng)應(yīng)具備嵌入到網(wǎng)絡(luò)教學系統(tǒng)中實時在線運行的優(yōu)勢，通過編程技術(shù)和網(wǎng)頁鏈接手段實現(xiàn)本系統(tǒng)的隨時隨地在線運行，實現(xiàn)教學活動中學生課堂表現(xiàn)的跟蹤管理，方便任課教師在線操作和學生的在線實時瀏覽查看。任課教師在應(yīng)用本系統(tǒng)時，只需要選擇預(yù)設(shè)置的課堂表現(xiàn)選項即可實現(xiàn)系統(tǒng)自動積分保存，具有操作簡單、使用方便、可視化在線瀏覽等優(yōu)點，可實現(xiàn)教學活動信息化多功能全過程跟蹤管理。

二、系統(tǒng)功能實現(xiàn)

微軟公司出品的Microsoft Office是目前廣泛使用的一款辦公軟件，其中Excel是Microsoft Office辦公軟件中功能強大的組件之一，可用來制作電子表格，進行各種數(shù)據(jù)加工處理，完成許多復(fù)雜的數(shù)據(jù)運算和數(shù)據(jù)分析預(yù)測。Excel本身集合了多種復(fù)雜的數(shù)據(jù)分析工具，有大量公式可供選擇和使用，因此，本文開發(fā)的多功能課堂教學綜合跟蹤管理系統(tǒng)采用Excel辦公組件，利用百會格格云編輯平臺實現(xiàn)在線相關(guān)功能的編輯和管理，并將該系統(tǒng)嵌入到北京建筑大學課程中心網(wǎng)站，實現(xiàn)與現(xiàn)行網(wǎng)絡(luò)教學系統(tǒng)的無縫鏈接。

多功能教學綜合跟蹤管理系統(tǒng)的主界面由教學管理和可視化積分圖兩部分構(gòu)成。如圖3所示，教學管理包括學生的基本信息(學生姓名、平時成績積分和回答問題的次數(shù)統(tǒng)計等)和每節(jié)課教學活動的綜合表現(xiàn)(考勤、回答問題、聽課情況、作業(yè)完成情況等)。如圖4所示，可視化積分圖包含每名學生總積分數(shù)柱狀圖及及格控制線，可清晰反映學生平時表現(xiàn)情況，給差等生發(fā)出預(yù)警信息，促進其改進學習表現(xiàn)。

圖3 教學管理功能

1. 教學管理功能實現(xiàn)

任課教師可以通過教學管理界面在主界面上對學生上課的情況進行全過程實時在線跟蹤管理，實現(xiàn)系統(tǒng)自動完成積分計算。系統(tǒng)積分用于對學生上課情況包括考勤、作業(yè)、回答問題和聽課等項目進行累加計分，并根據(jù)上課情況所記錄的累積分數(shù)，計算出每位學生的平時成績。

圖4 積分可視化功能

多功能跟蹤管理計分關(guān)鍵函數(shù)及公式如下：

1) 系統(tǒng)中“考勤”單元格對應(yīng)計分欄公式：=IF(G4="√",1,IF(G4="×",0.5,IF(G4="⊙",0.5,IF(G4="▲",0.5,IF(G4="▼",0.5,"")))))

2) 系統(tǒng)中“回答問題”單元格對應(yīng)計分欄公式：=IF(H4="很好",2,IF(H4="較好",1.5,IF(H4="一般",1,IF(H4="不好"，0.8，IF(H4="較差"，0.5，"")))))

3) 系統(tǒng)中“聽課情況”對應(yīng)計分欄公式：=IF(I4="正常",1,IF(I4="說話",-0.3,IF(I4="睡覺",-0.3,IF(I4="玩手機",-0.3,IF(I4="一項以上",-0.1,"")))))

4) 系統(tǒng)中“作業(yè)”單元格對應(yīng)計分欄公式：=IF(J4="優(yōu)",2,IF(J4="良",1.5,IF(J4="中",1,IF(J4="及格",0.5,IF(J4="沒交",-0.5,"")))))

2. 積分可視化實現(xiàn)

系統(tǒng)主界面實現(xiàn)每次課堂教學的綜合計分，為使平時成績更為直觀可視，在系統(tǒng)主界面下采用Excel繪圖工具繪制全班學生的平時成績積分柱狀圖,實時建立排名競爭趨勢。如圖4所示，每一次課堂教學活動結(jié)束后會自動給出全班學生平時成績積分圖，圖中所顯示分數(shù)是根據(jù)成績欄所計算出的數(shù)據(jù)，平時成績積分可實時顯示每位學生的總分，每個學生參與一次課堂教學活動，相應(yīng)的積分產(chǎn)生相應(yīng)的變化，同時在積分柱狀圖上顯示平時成績。柱狀圖主要為學生及教師提供更為直觀的參考數(shù)據(jù)。從平時成績分布圖中，教師和學生都可以實時看到每個學生的成績分布，進而起到一定的警示作用。其中，成績分布圖給出了一條警示線(位于總成績的60%)，線下表示平時成績低于及格線，警示學生加強成績積分。

3. 云端系統(tǒng)實現(xiàn)并嵌入到課程網(wǎng)站

百會是目前全球領(lǐng)先的云計算平臺之一，由世界著名在線軟件供應(yīng)商Zoho獨家運營。百會格格是百會旗下的一款在線儲存編輯云端，支持多人協(xié)作和表格分類共享，兼容傳統(tǒng)Office軟件,支持外部導入。它具備傳統(tǒng)Office的基本功能，還開創(chuàng)性地將Office與數(shù)據(jù)存儲、云計算、多點協(xié)作辦公技術(shù)進行無縫結(jié)合。具體實現(xiàn)流程如下：

第一步，將基于Excel編程的課堂教學系統(tǒng)存儲在百會格格中，通過共享功能將其共享并生成鏈接與代碼。課堂教學管理系統(tǒng)HTTP鏈接：

https:∥docs.baihui.com/sheet/published.do?rid=

4bw54ccbac34862a44eaca4bd32701c92b9e0

第二步，再嵌入到北京建筑大學網(wǎng)絡(luò)教學中心網(wǎng)站指定某網(wǎng)絡(luò)課程網(wǎng)頁中。系統(tǒng)嵌入課程網(wǎng)絡(luò)的具體實現(xiàn)關(guān)鍵代碼如下：

href="https:∥docs.baihui.com/file/4bw54c89fbd664ec54374

b1d5c8a7fd64c39b">

最后，利用云編輯平臺百會格格和Excel編程技術(shù)設(shè)計開發(fā)的多功能課堂教學綜合跟蹤管理系統(tǒng)被成功地無縫嵌入于北京建筑大學網(wǎng)絡(luò)教學中心，例如在《誤差理論與測量平差基礎(chǔ)》網(wǎng)絡(luò)課程中的應(yīng)用效果，如圖5所示。

圖5 已嵌入課程網(wǎng)站中的教學跟蹤管理系統(tǒng)應(yīng)用效果圖

4. 系統(tǒng)可擴展性

根據(jù)課程需求，本系統(tǒng)可自由設(shè)計分權(quán)值，應(yīng)用積分制可以進行增加或刪除部分功能，只需要進行簡單函數(shù)修改即可完成，其可適用于任何課程的課堂教學。本系統(tǒng)可以單獨脫機使用，也可以和既有網(wǎng)絡(luò)課程教學系統(tǒng)無縫嵌入使用，提供了開放連接端口，具有良好的可擴展性。

三、系統(tǒng)應(yīng)用評價

該系統(tǒng)的設(shè)計理念是根據(jù)《誤差理論與測量平差基礎(chǔ)》《衛(wèi)星導航定位》等專業(yè)基礎(chǔ)課程課堂教學的實際情況進行設(shè)計開發(fā)的。經(jīng)過一學年的課程教學應(yīng)用實踐，大量聽取學生們的意見，作了多次修改完善，并嵌入到北京建筑大學網(wǎng)絡(luò)課程中心中，最終建立了多功能課堂教學綜合跟蹤管理在線系統(tǒng)。該系統(tǒng)已成功應(yīng)用于《誤差理論與測量平差基礎(chǔ)》《衛(wèi)星導航定位》等專業(yè)基礎(chǔ)課程課堂教學中，實現(xiàn)了大學課堂教學活動實時全過程在線跟蹤管理和提高了教學質(zhì)量。值得一提的是，本系統(tǒng)設(shè)計和實施過程中得到了學生們的全程參與，極大激發(fā)了學生對專業(yè)基礎(chǔ)課程的學習興趣。該系統(tǒng)自運行以來，學生的出勤率、作業(yè)完成質(zhì)量、課堂討論活躍程度、課堂秩序情況等有顯著好轉(zhuǎn)。每門課程結(jié)束時采用問卷調(diào)查的方式，從學生的學習自覺性、聽課效果及知識獲得成就感等方面開展問卷調(diào)查，統(tǒng)計結(jié)果表明學生評價滿意度達到100%，教學質(zhì)量明顯提高，取得了良好的教學效果。

四、結(jié)束語

采用云編輯平臺百會格格和Excel編程技術(shù)實現(xiàn)多功能課堂教學綜合跟蹤管理系統(tǒng)(包括教學管理和積分可視化兩大功能模塊)，并無縫嵌入北京建筑大學網(wǎng)絡(luò)教學中心，實現(xiàn)課堂教學活動實時全過程在線跟蹤，體現(xiàn)了高等工程教育理念，提高了教學質(zhì)量。該系統(tǒng)應(yīng)用于課堂教學活動中，從信息化的角度支撐著從傳統(tǒng)的知識傳授到能力培養(yǎng)的轉(zhuǎn)變。系統(tǒng)的設(shè)計融入課堂討論、作業(yè)完成情況的積分統(tǒng)計，增加了師生互動的情節(jié)、課堂表現(xiàn)等情況，詳實記錄了課堂教學情況，并覆蓋全部學生積極參與。與傳統(tǒng)考勤方式相比，該系統(tǒng)具有以下特點：系統(tǒng)界面簡潔，簡單實用，與網(wǎng)絡(luò)教學中心無縫嵌入，實現(xiàn)了實時在線記錄，易于操作和擴展，又便于教師教學與管理；實際上該系統(tǒng)是一個積分過程，學生通過努力增加積分，充分調(diào)動學習的積極性，詳實記錄學生的課堂學習情況；系統(tǒng)設(shè)計與課堂教學實際情況緊密結(jié)合，學生全程積極參與，設(shè)計合理，學生易于接受，便于使用；該系統(tǒng)中自動計算平時成績總分的功能也比傳統(tǒng)的手動方式更加科學合理，促進了現(xiàn)代教育方式的信息化革新。該系統(tǒng)已應(yīng)用于《誤差理論與測量平差基礎(chǔ)》《衛(wèi)星導航定位》等專業(yè)基礎(chǔ)課程課堂教學中，取得了良好的教學效果。

[1] 姜世超. 基于C/S的教師點名系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[J].信息系統(tǒng)工程，2012(10)：42-45.

[2] 孫站軍. 成都康賽“上課點名系統(tǒng)”助力學校教學管理[J].中國教育信息化，2013(4)：91-94.

[3] 石元聆. 課堂隨機點名系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[J]. 電腦編程技巧與維護，2015(17)：20-22.

[4] 趙小蕾，鄺曉濱. 基于說話人及語音識別協(xié)同決策點名系統(tǒng)設(shè)計[J].信息安全與技術(shù)，2015(4)：93-96.

[5] 周平，張莉. 在線教學自主評價系統(tǒng)的構(gòu)建與應(yīng)用研究[J]. 中國教育信息化，2015(17)：86-89.

[6] 林健. 工程教育認證與工程教育改革和發(fā)展[J]. 高等工程教育研究，2015(2)：10-19.

[7] 丁克良，陳秀忠，杜明義. 測量平差課程教學若干思考[J].測繪科學，2009(S1)：217-219.

[8] 丁克良，周命端，劉淼. 研究生課程“現(xiàn)代測量數(shù)據(jù)處理”教學改革與實踐[J]. 測繪通報，2014(S1)：297-299.

[9] 陶秋香，劉國林，翟敏. “誤差理論與測量平差基礎(chǔ)”教學系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)[J]. 測繪通報，2015(11)：125-128.

[10] 董春來，劉彥芳，焦明連，等. “大地測量學基礎(chǔ)”教學管理系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)[J]. 測繪通報，2010(9)：73-76.

[11] 李澤江. Excel在信息管理中的應(yīng)用[M]. 北京：中國水利水電出版社，2008.

[12] 雷葆華. 云計算解碼[M].北京：電子工業(yè)出版社，2012.

[13] 李洋. Excel函數(shù)、圖表與數(shù)據(jù)分析應(yīng)用實例[M].北京：清華大學出版社，2007.

Application and Development of Multi-function Course Teaching Comprehensive Tracking Management Online System

DING Keliang,ZHOU Mingduan,LI Xuefang,QIU Dongwei,XIE Liehu

2015-12-03；

北京高等學校教育教學改革面上項目(2014-ms156)；北京建筑大學研究生教育教學重點研究項目(J-2015-001)；北京建筑大學教育教學研究項目(Y1503)

丁克良(1968—)，男，博士，副教授，研究方向為測量數(shù)據(jù)處理。E-mail：dekeliang@bucea.edu.cn

周命端

丁克良，周命端，李學芳,等.多功能課堂教學綜合跟蹤管理在線系統(tǒng)開發(fā)與應(yīng)用[J].測繪通報，2016(12)：131-134.

10.13474/j.cnki.11-2246.2016.0419.

G64

B

0494-0911(2016)12-0131-04

修回日期：2016-03-02