基于JaveEE的教學助手平臺的設計與實現(xiàn)

摘 要：在高校教育中強化學生學習過程是提高教學質量的重要方式。設計開發(fā)教學助手平臺，給教學提供了一種新的監(jiān)控學生作業(yè)完成情況的方式和改革思路。該平臺實現(xiàn)了學生向教師進行教學反饋，教師收取電子作業(yè)、記錄評分、文件歸檔、平時成績報表等功能，解決了傳統(tǒng)方式收取作業(yè)存在的作業(yè)零散等問題，且能夠通過評教實時反映教師的授課情況，實現(xiàn)教學相長。該平臺已在某高校投入使用，在教學中發(fā)揮了重要的作用。

關鍵詞：JavaEE；教學助手平臺；評教；教育信息化

中圖分類號：TP311.5 文獻標識碼：A 文章編號：2096-4706（2018）12-0093-03

Design and Implementation of Teaching Assistant Platform Based on JaveEE

TANG Qingsong1，2

（1.School of Intelligent Manufacturing，Sichuan University of Arts and Science，Dazhou 635000，China；

2.Dazhou Intelligent Manufacturing Industry Technology Research Institute，Dazhou 635000，China）

Abstract：Strengthening students undefined learning process is an important way to improve teaching quality in higher education. The design and development of teaching assistant platform provides a new way to monitor the completion of students undefined homework and a new way of reform for teaching. The platform realizes students undefined teaching feedback to teachers，teachers collect electronic homework，record scores，file filing，usual performance report and other functions，which solves the scattered problem of traditional ways of collecting homework. And through the evaluation of teaching to reflect the teaching situation of teachers in real time，to achieve mutual teaching. The platform has been put into use in a university and has played an important role in teaching.

Keywords：JavaEE；teaching assistant platform；teaching evaluation；education informatization

0 引 言

學生完成教師布置的作業(yè)是學習過程中的一項基本任務，也是學生將所學知識轉換成自身能力的一種方式。經對某高校400余名教師教學過程的作業(yè)收取方式進行調研，發(fā)現(xiàn)46.32%的教師使用傳統(tǒng)作業(yè)本的方式收取作業(yè)；47.29%的教師使用QQ等網(wǎng)絡工具收取作業(yè)；5.16%的教師使用FTP服務器收取作業(yè)，1.23%的教師使用其他方式收取作業(yè)。從教師評閱學生作業(yè)的過程來看，使用傳統(tǒng)方式需要經過收取、評閱、成績記錄、發(fā)放等過程，由于教師沒有實行坐班制，這種方式使得整個批閱的過程耗時長、效率低；使用QQ和FTP方式收取作業(yè)提高了效率，但是存在收取的作業(yè)文件命名不規(guī)范的問題，如一個班級的作業(yè)既有以文姓名命名的，又有以學號命名的。另外，教學活動中的信息反饋也是非常重要的一個環(huán)節(jié)，針對現(xiàn)有評教管理系統(tǒng)存在的維護及不能精確統(tǒng)計等問題，設計開發(fā)了教學助手在線信息管理平臺。

1 系統(tǒng)功能劃分

本系統(tǒng)采用B/S結構，分為兩部分：前臺及后臺。系統(tǒng)的權限用戶包含三種：學生、教師和系統(tǒng)管理員，它們的模塊如圖1、圖2、圖3所示[1]。

學生登錄后，可以下載教學資源，完成教師布置的作業(yè)，對上課教師進行課堂意見反饋，及時和同學及教師進行課堂交流。

教師登錄后，發(fā)布所授課程的資源，發(fā)布課堂任務，評閱下載學生作業(yè)，進行作業(yè)成績統(tǒng)計，回復學生作業(yè)（技術）問題，查看評教信息等。

管理員登錄后會對教師、學生、課程任務、課堂資源、論壇、評教、班級、作業(yè)等進行管理。

2 系統(tǒng)設計

2.1 系統(tǒng)框架設計

根據(jù)需求分析，本系統(tǒng)采用B/S模式，使用JavaEE技術，實現(xiàn)系統(tǒng)前臺和后臺的設計。前臺主要包括學生和教師用戶，主要實現(xiàn)學生登錄、學生作業(yè)提交、資源下載、任務查看、教師對任務的發(fā)布、資源的發(fā)布、作業(yè)批改、評教查看等功能。后臺是系統(tǒng)管理員用戶，主要實現(xiàn)用戶登錄管理、學生管理、教師管理等功能。其系統(tǒng)結構功能如圖4所示。

2.2 數(shù)據(jù)庫設計

數(shù)據(jù)庫是信息系統(tǒng)很關鍵的一環(huán)，是B/S結構三層設計中的數(shù)據(jù)層，是系統(tǒng)用來存儲數(shù)據(jù)的地方。故數(shù)據(jù)庫的設計應滿足現(xiàn)有應用及環(huán)境的要求，使數(shù)據(jù)具有一致性及完整性，從而提高系統(tǒng)數(shù)據(jù)的存取效率[2]，降低數(shù)據(jù)的冗余度。

本系統(tǒng)根據(jù)要求，設計出數(shù)據(jù)庫的概念結構，通過抽象化數(shù)據(jù)，創(chuàng)建了對應的實體及E-R模型[3]?，F(xiàn)實世界中實際存在的事物用實體表示，事物之間的聯(lián)系用E-R圖表示。本系統(tǒng)抽取的實體有學生、教師、管理員、資源、任務、作業(yè)、評教信息等實體對象。下面列出幾個具有代表性的實體E-R圖。如圖5、圖6、圖7所示。

根據(jù)實體間的相互關系圖，得到本系統(tǒng)的關系模型，共設計數(shù)據(jù)表37個，其中實現(xiàn)核心功能的數(shù)據(jù)表[4]有：

課程（課程號，課程名，課程教學大綱，教學進度安排，考試大綱課程類型，考核方式，課程學分），主要記錄課程在專業(yè)學習中的作用和地位，課程的基本信息由管理員用戶導入，如課程號和課程名，其他信息則由教師用戶完善。

班級（班級編號，班級名稱，所屬專業(yè)），主要記錄班級的相關信息，與學生信息表建立一對多關系；與課程信息建立多對多關系，為了提升效率，設計中將這個多對多管理拆分成三個數(shù)據(jù)表進行多對一聯(lián)系。

學生（學號，姓名，性別，籍貫，照片，聯(lián)系電話，電子郵箱，所在班級，個人簡介），與班級信息表建立多對一關系。

教師（工號，姓名，性別，專業(yè)，職稱，最高學歷，最高學位，研究方向，創(chuàng)建時間，最后訪問時間），教師信息表與課程信息表實現(xiàn)多對多聯(lián)系。

作業(yè)列表（編號，作業(yè)題目，作業(yè)要求，文件上傳大小限制，文件上傳類型限制，面向班級，教師工號），其中該信息表與班級信息表建立多對一聯(lián)系，與教師信息表建立多對一聯(lián)系。

作業(yè)收取（作業(yè)編號，學生學號，教師工號，作業(yè)文件保存路徑，作業(yè)上傳時間，作業(yè)狀態(tài)，作業(yè)評分，作業(yè)評閱意見，作業(yè)評閱時間），在教師向作業(yè)信息表添加作業(yè)后，在該表中生成對應的若干記錄，并初始化作業(yè)編號，學生學號和教師工號信息，其余信息在學生提交作業(yè)和教師評閱作業(yè)后補充。

教學評價（學生學號，教師工號，評價時間，評價成績計分，向教師提出的建議或意見，評教項目），限制條件：一個學生在一個星期內對某一個教師評價不超過1次；該信息表收集信息后，主要用于數(shù)據(jù)分析，生成相關報表。

3 系統(tǒng)的實現(xiàn)

3.1 學生功能模塊的實現(xiàn)

學生登錄后進入主頁面，如圖8所示，可以看到所上課程的課程任務，下載教師上傳的資源。學生每天可以在線練習作業(yè)并提交，所提交的作業(yè)為*.zip或者*.rar兩種格式的壓縮文件。并且還可以查看所提交的作業(yè)，當提交的作業(yè)沒有被教師評閱和打分，該學生可以再次下載并重新上傳新修改的作業(yè)。學生對教師所授課程進行評教，以前的評教系統(tǒng)沒有具體區(qū)分文、理、工科課程的特點，其問題列表缺乏針對性，本系統(tǒng)對此缺陷進行了改進，減少了問題列表，讓學生以文本的方式對教師的上課情況進行評教，為了防止學生評教時湊字數(shù)，本系統(tǒng)使用分詞算法及關鍵字檢查算法判斷學生評教是否為有效評教。同時，此系統(tǒng)還支持學生在線交流學習心得和技術問題。

3.2 教師功能模塊的實現(xiàn)

在教師功能模塊中，教師登錄后，發(fā)布和管理課程資源、發(fā)布和管理課程任務、批改作業(yè)、下載作業(yè)、查看學生評分分值及信息，其界面風格與學生界面類似。

3.3 管理員功能模塊的實現(xiàn)

系統(tǒng)管理員的主要任務是對學生和教師的相關信息進行管理。對系統(tǒng)中所上傳的各種資源和數(shù)據(jù)進行維護和管理。

4 系統(tǒng)解決的關鍵技術問題

作業(yè)中的公式問題。在線提交作業(yè)時，可能會傳遞特殊的數(shù)字或者符號，使系統(tǒng)難以識別，例如數(shù)學作業(yè)需要公式。針對此問題，本系統(tǒng)中采用的解決方法為：學生先在作業(yè)本上完成作業(yè)，然后使用手機拍攝成照片，再將照片上傳，在此過程中，系統(tǒng)首先使用響應式界面技術，解決手機瀏覽器的支持問題，以完成作業(yè)照片上傳。

作業(yè)歸檔問題。系統(tǒng)按照某門課程、某次作業(yè)、某個班級對文件夾進行分級，學生提交作業(yè)時如果文件夾不存在，系統(tǒng)則自動按照分級的方式創(chuàng)建文件夾，然后將作業(yè)上傳至文件夾，并且以學號重命名文件，最后將文件保存的路徑寫入對應的字段[5]。

批量文件下載。系統(tǒng)從數(shù)據(jù)庫中篩選需要的數(shù)據(jù)記錄，然后從該記錄中提取文件的路徑——用Java壓縮Zip的功能打包下載文件[6]。

學生警告。系統(tǒng)自動統(tǒng)計學生某次沒提交的作業(yè)，實時在線監(jiān)控和提醒學生完成作業(yè)。

重復提交，覆蓋原有文件。在自此系統(tǒng)中，如果在作業(yè)允許提交的狀態(tài)下，學生可以反復提交作業(yè)并替換以前提交的作業(yè)文件，解決了傳統(tǒng)方式僅允許提交一次作業(yè)的問題。

5 結 論

系統(tǒng)采用JavaEE技術，結合Bootstrap頁面框架技術，實現(xiàn)響應式Web前端界面，很好地實現(xiàn)了多終端模式下系統(tǒng)的使用?；谠摷夹g開發(fā)的教學助手系統(tǒng)，在學校運行良好，在教師收取、評閱作業(yè)，教學評教等方面起到很好的作用。筆者下一步將對系統(tǒng)的作業(yè)查重功能進行深入研究，以便教師使用平臺監(jiān)測學生作業(yè)完成的質量。

參考文獻：

[1] 肖群，焦慧華，李湘一.基于SaaS的精品課程網(wǎng)站建設系統(tǒng)設計 [J].電子技術與軟件工程，2016（4）：50.

[2] 劉凱.基于SaaS的汽車改裝產品設計和報價系統(tǒng)的設計與實現(xiàn) [D].廣州：華南理工大學，2014.

[3] 肖健，蔣發(fā)俊，曾蘭.基于SaaS平臺的科技項目管理系統(tǒng)設計與實現(xiàn) [C]//廣西計算機學會2014年學術年會.廣西計算機學會2014年學術年會論文集.中國廣西北海：出版社不詳，2014：170-176.

[4] 李樺.基于B/S結構的英語標準化考試系統(tǒng)設計與實現(xiàn) [J].電子設計工程，2018，26（10）：26-29+34.

[5] 楊公義，張亦工.北京大學教室管理系統(tǒng)的設計與實現(xiàn) [J].現(xiàn)代教育技術，2015，25（4）：115-120.

[6] 溫梓靖.基于JAVA的考試系統(tǒng)設計與實現(xiàn) [J].中國新通信，2018，20（1）：190-191.

作者簡介：唐青松（1980-），男，四川簡陽人，碩士。研究方向：網(wǎng)絡數(shù)據(jù)庫、軟件技術與理論。