交互式電子白板課堂教學質量評價數據分析處理系統設計

吳煜祺

摘? 要： 為了使學校教務系統及時將交互式電子白板課堂教學質量評價情況反饋給教師，縮短教師獲取教學質量評價情況的時間，提出交互式電子白板課堂教學質量評價數據分析處理系統設計。通過系統供電模塊設計和系統整體架構設計，實現系統的硬件設計;依托數據庫設計和系統程序設計，完成系統的軟件設計，實現交互式電子白板課堂教學質量評價數據分析處理系統設計。結果表明，提出的數據分析處理系統較常規數據分析處理系統，得到的教師獲取教學質量評價情況的時間縮短了16.39 min，適合數據的分析處理。

關鍵詞： 教學質量評價; 交互式電子白板; 系統設計; 數據分析; 數據處理; 仿真實驗

中圖分類號： TN919?34; TP315? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼： A? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文章編號： 1004?373X（2020）10?0089?03

Design of data analysis and processing system for teaching quality evaluation of interactive electronic whiteboard classroom

WU Yuqi

（Nanhu College， Jiaxing University， Jiaxing 314001， China）

Abstract： In order to make the school educational administration system timely feed the results of the teaching quality evaluation of interactive electronic whiteboard classroom back to teachers， and shorten the time that the teachers obtain the results of teaching quality evaluation， a data analysis and processing system for the teaching quality evaluation of the interactive electronic whiteboard classroom is proposed. The hardware design of the system is realized by means of the system power supply module design and the system overall architecture design， and the software design of the system is completed on the basis of the database design and system program design， so as to realize the design of data analysis and processing system for the teaching quality evaluation of the interactive electronic whiteboard classroom. The results show that， in comparison with the conventional data analysis and processing system， the proposed data analysis and processing system reduces the time that the teachers obtain the results of the teaching quality evaluation by 16.39 min， which is suitable for data analysis and processing.

Keywords： teaching quality evaluation; interactive electronic whiteboard; system design; data analysis; data processing; simulation experiment

0? 引? 言

21世紀初期交互式電子白板教學進入我國，經過初步實驗階段后在國內高校普及，其一開始就被看作是資源整合型和技術集成型的電子交互平臺。不僅可以用于講授型教學，還可以促進學生積極開展探究型和合作型學習，實現電子白板課堂教學的多元化和多樣化[1]。授課教師可以通過手動操作，將圖像經過投影儀投放在白板中，使用功能筆或直接用手觸摸就可以操作和控制[2]。交互式電子白板目前是學校課堂教學的主要工具，也是一種重要教學方式，整套裝置由智能感應筆、投影儀和電子感應白板組成[3]。其在教學質量評價中產生的數據多且復雜，因此設計一種交互式電子白板課堂教學質量評價數據分析處理系統，使教學質量評價數據更為有序。

1? 系統硬件設計

1.1? 系統供電模塊設計

獲取教學質量的評價情況的效率，涉及系統的供電模塊的輸出能力，因此系統供電模塊的設計至關重要。交互式電子白板課堂教學質量評價數據分析處理系統所需的電壓[4]分別為-5 V，2.5 V，3.3 V，5 V，12 V。正常供電系統可提供電壓為-5 V，5 V和12 V，系統硬件之間的接口和電平轉換芯片工作時所需電壓為3.3 V，處理器內核需要的電壓為2.5 V，因此教學質量評價數據分析處理系統需自行提供3.3 V和2.5 V的供電電壓，才能保證教師在最短時間內獲取教學質量評價情況。系統供電系統芯片可提供12 V，5 V和3.3 V的電壓，通過電壓調節確保教學質量評價及時性[5]。配置電路如圖1所示。

配置電路圖中的電阻R1和R2可以輸出大小不同的電壓，電壓計算公式如下：

[Vout=1.240 V×1+R1R2]

系統供電模塊中，輸入電壓選擇5 V，盡量減少電源功耗損耗，加快教學質量評價結果反饋，完成系統供電模塊設計。

1.2? 系統整體架構設計

交互式電子白板課堂教學質量評價數據分析處理系統采用B/S結構模式。開發時要先明確教學質量評價數據分析處理流程，使學校教務系統及時將交互式電子白板課堂教學質量評價情況反饋給教師，盡量縮短教師收到教學質量評價情況的時間。系統的總體架構如圖2所示[6]。

可以看出，教學質量評價數據分析處理分4個階段，分別是準備基礎數據階段、采集教學質量評價數據階段、分析處理教學質量評價數據階段和反饋教學質量評價結果階段，這一實施過程確保了教師接收反饋信息的及時性。

基礎教學質量評價數據準備階段，需準備教師基本信息表、院系表、學年學期表以及專業表等信息資料[7];教學質量評價數據采集階段，準備采集數據、分組與調配人員、調試設備、制定調查信息等，隨機抽取數據樣本，分析處理一定范圍內的教學質量評價數據;分析處理階段主要采用綜合評判法和傾向性分析法[8];最后的反饋階段表達、反饋處理結果以及總結本次分析處理的過程。結果表達中，要將教學質量評價數據定量部分排名，定性部分按照邏輯條理表達;分析處理結果的反饋是將數據的處理結果反饋給教師或者學校的教務部門，最后完成教學質量評價數據分析處理過程的總結[9]。

2? 系統軟件設計

2.1? 數據庫設計

在保存教學質量評價數據分析處理信息的同時，還要保存用戶的管理信息，才能提高數據分析處理效率。所有數據信息都必須通過一個系統維護，便于用戶在不同的時間和地點進入系統，通過ID帳號和姓名實時查詢已有的數據信息，根據自身需要調用或添加數據[10]。為此，設計一個數據庫總體信息結構。系統數據庫信息結構如圖3所示。

系統數據庫中需要設計一個總表和多個信息數據表。總表用來儲存用戶的評價數據信息，信息數據表儲存用戶基本信息，這樣可以分開儲存教學質量評價信息和教學質量數據信息，不僅便于操作系統數據庫，還可以防止管理方面出現漏洞。

2.2? 系統程序設計

用戶登錄系統后，選擇想要采集的數據類型，將選擇好的數據導入系統數據處理模塊。設計系統程序可以提高數據分析處理的效率，進一步縮短教師收到教學質量評價情況的時間。數據分析處理程序框架如圖4所示，計算機開機后先將系統復位，等待教學質量評價數據初始化后，程序開始正常運行和操作，保證教師可以及時接收到教務處反饋的教學質量評價情況。

交互式電子白板課堂教學質量評價數據分析處理程序由兩部分組成，即內部邏輯運行部分和外部接口部分。內部邏輯運行模塊框圖如圖5所示。

內部邏輯運行部分不僅負責接收系統發出的指令，對指令解析執行并保存在系統中;還要采集教學質量評價數據，將數據發送到系統。外部接口部分的功能主要為：首先可以監測系統的觸發信號，控制分析處理時的峰值;其次是控制系統模擬開關，控制ADC對峰值能量的模數轉換;最后通過控制DAC來調節比較器高壓模塊。

3? 仿真分析

為驗證本文提出的系統，模擬不同的評價數據操作，分別利用常規數據及提出的數據分析處理系統，進行教學質量評價情況獲取時間的仿真實驗。

3.1? 實驗方法及步驟

高校教務系統數據較為復雜，數據分析和處理速度較慢。設置不同評價數據的分析處理操作，包括模擬學生評價數據、教師評價數據和專家評價數據。定義不同評價數據復雜程度，利用常規數據分析處理系統作為實驗對比對象，進行仿真實驗。不同數據的操作環境模擬曲線如圖6所示。仿真實驗先準備2臺計算機并安裝仿真軟件，將圖6的仿真環境數據載入到仿真軟件中，2臺計算機分別采用常規數據分析處理系統和提出的數據分析處理系統，分別登錄教務處官網。然后進入交互式電子白板課堂教學質量評價數據庫中，選擇將要分析處理的數據。

登錄系統的數據庫界面如圖7所示。

最后根據兩個數據分析處理系統獲取的結果信息進行抽樣分析，得出不同實驗組、不同操作環境下的教師獲取教學質量評價情況的時間。

3.2? 實驗結果分析

根據不同數據分析處理系統獲取結果，繪制時間耗費曲線，如圖8所示。

從實驗結果可以看出，在教學質量數據的復雜程度低于40%時，常規數據分析處理系統和提出的數據分析處理系統得到的教師獲取教學質量評價情況的時間都很短，但隨著數據復雜程度升高，常規數據分析處理系統得到的教師獲取教學質量評價情況的時間快速延長;而提出的系統得到的教師獲取教學質量評價情況的時間仍然很短，教師可及時得到教學質量評價情況。根據統計學原理，計算兩組實驗數據的平均值，得出提出的數據分析處理系統較常規數據分析處理系統，得到的教師獲取教學質量評價情況的時間縮短16.39 min，適合交互式電子白板課堂教學質量評價數據的分析處理。

4? 結? 語

本文提出交互式電子白板課堂教學質量評價數據分析處理系統設計。基于教學質量評價數據分析處理系統的硬件設計和軟件設計。實驗結果表明，提出的交互式電子白板課堂教學質量評價數據分析處理系統可以使教師及時得到教學質量評價情況。希望本文的研究可以為交互式電子白板課堂教學質量評價數據分析處理系統設計提供理論依據。

參考文獻

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