基于移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的新型實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)管理系統(tǒng)構(gòu)建研究

唐秀忠，李其琛，楊根成

普洱學(xué)院，云南 普洱 665000

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代化教學(xué)平臺(tái)中逐漸引入互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，大力開展網(wǎng)絡(luò)教學(xué)，從而改變單純的生硬授課模式，提高個(gè)性化教學(xué)水平，這是一項(xiàng)重大的變革，也是更好地適應(yīng)素質(zhì)教育改革理念的需要。由于傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)已經(jīng)不能很好的適應(yīng)時(shí)代發(fā)展的需求，加強(qiáng)新形勢下以移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)為支撐構(gòu)建新型實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)管理系統(tǒng)的研究和探索，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 以移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)為基礎(chǔ)構(gòu)建新型實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)管理系統(tǒng)的意義

當(dāng)前，隨著教學(xué)理念的轉(zhuǎn)變，加上現(xiàn)代化信息技術(shù)的發(fā)展，很多高校紛紛引入了網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，通過互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將知識(shí)傳遞給學(xué)生。這種授課方式主要是通過網(wǎng)絡(luò)在線學(xué)習(xí)進(jìn)行，從而鞏固記憶、增進(jìn)理解，被越來越多的學(xué)生和家長所認(rèn)同。在傳統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)教學(xué)平臺(tái)上進(jìn)行深度二次開發(fā)應(yīng)用，建立基于移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的新型實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)管理系統(tǒng)（以下簡稱“本系統(tǒng)”），能更好的在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)的優(yōu)勢，提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的質(zhì)量?！氨鞠到y(tǒng)”是以教師和學(xué)生為主體，結(jié)合教學(xué)要求完成系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)，充分將“互聯(lián)網(wǎng)+”的設(shè)計(jì)理念融入于功能模塊之中，從而提高網(wǎng)絡(luò)教學(xué)實(shí)效。同時(shí)，系統(tǒng)能與平板電腦、手機(jī)等移動(dòng)設(shè)備有效對接，充分發(fā)揮移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)優(yōu)勢，教師就可以應(yīng)用微信公眾平臺(tái)等技術(shù)進(jìn)行內(nèi)容推送，使用APP、小程序等技術(shù)提高課程交互性和與學(xué)生生活的融合度，從而將課堂學(xué)習(xí)更廣泛地延伸至課外，增強(qiáng)師生的互動(dòng)，提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性，促進(jìn)師生和諧關(guān)系的形成。

2 傳統(tǒng)互聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)管理體系存在的問題

2.1 數(shù)據(jù)處理和響應(yīng)時(shí)間相對較長。傳統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)管理系統(tǒng)，采用B/S 架構(gòu)或C/S 架構(gòu)，所有數(shù)據(jù)資源全部集中到一個(gè)服務(wù)器上進(jìn)行儲(chǔ)存，在進(jìn)行數(shù)據(jù)集中處理和檢索時(shí)就會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)運(yùn)行速度較慢、響應(yīng)時(shí)間較長，數(shù)據(jù)處理進(jìn)程緩慢，大大影響了使用效率，給學(xué)習(xí)者帶來很大的困難。

2.2 信息傳輸較慢，通信方式比較局限。傳統(tǒng)的互聯(lián)網(wǎng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)管理系統(tǒng)必須在一定的局域網(wǎng)環(huán)境中進(jìn)行，即便應(yīng)用了便攜式終端設(shè)備，也需要借助無線網(wǎng)絡(luò)設(shè)備進(jìn)行傳輸，如果沒有互聯(lián)網(wǎng)終端設(shè)備支撐，將不能獲得所需要的教學(xué)資源，通信傳播方式也比較單一和局限。

2.3 學(xué)習(xí)方式方法比較單一。當(dāng)前高校建設(shè)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)管理系統(tǒng)，內(nèi)容相對豐富，但是對移動(dòng)設(shè)備的支持嚴(yán)重不夠，教師和學(xué)生只能夠在固定的場所和環(huán)境中進(jìn)行教學(xué)和學(xué)習(xí)，學(xué)生不能根據(jù)自己的需求隨時(shí)縮地獲得所需要的資源，學(xué)習(xí)方式單一。

2.4 推送內(nèi)容不方便，學(xué)生體驗(yàn)性不高。傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)，由于受到有線網(wǎng)絡(luò)或在局域網(wǎng)內(nèi)傳播的影響，學(xué)生很難隨時(shí)隨地的接收、查看、交流學(xué)習(xí)的內(nèi)容，影響了學(xué)習(xí)的持續(xù)性和積極性。

2.5 個(gè)性化教學(xué)難以有序推進(jìn)。傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)，需要用戶按照設(shè)定的用戶名和密碼登陸進(jìn)入，這種方式很難對學(xué)生的真實(shí)身份進(jìn)行驗(yàn)證，也不能實(shí)現(xiàn)橫向和縱向的統(tǒng)計(jì)分析，不利于教學(xué)效果評(píng)價(jià)和分析，也影響了整個(gè)教學(xué)活動(dòng)的有序開展。

3 基于移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)構(gòu)建新型實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)管理系統(tǒng)的優(yōu)勢分析

3.1 大大提高了教學(xué)資源的豐富性和共享度。通過借助移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，能夠?qū)崿F(xiàn)教學(xué)資源的有序傳輸、下載，突破了時(shí)空的局限性，學(xué)生可自主決定學(xué)習(xí)進(jìn)度，下載學(xué)習(xí)資源并能夠?qū)崿F(xiàn)動(dòng)態(tài)共享。

3.2 將內(nèi)容進(jìn)行個(gè)性化推送。借助移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)，教師可以根據(jù)每一個(gè)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，及時(shí)將信息進(jìn)行個(gè)性化推送，從而更好地體現(xiàn)個(gè)性化的需求。

3.3 實(shí)現(xiàn)教學(xué)評(píng)價(jià)的及時(shí)反饋。教師和學(xué)生可以進(jìn)行雙向互動(dòng)交流，教師可及時(shí)掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)情況，進(jìn)而調(diào)整進(jìn)度和安排，學(xué)生可及時(shí)了解自己的學(xué)習(xí)情況，從而形成雙向交流反饋促進(jìn)機(jī)制。

3.4 有利于實(shí)現(xiàn)協(xié)作互動(dòng)交流。通過引入筆記本電腦、平板電腦、智能手機(jī)等智能終端設(shè)備，能夠不限時(shí)間、不限地點(diǎn)和場所地進(jìn)行一對一、一對多訓(xùn)練和學(xué)習(xí)，提高互動(dòng)效果。

4 基于移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的新型實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)管理系統(tǒng)構(gòu)建和設(shè)計(jì)研究

4.1 相關(guān)技術(shù)支撐

4.1.1 web 服務(wù)。該服務(wù)是面向服務(wù)的架構(gòu)技術(shù)，主要是借助網(wǎng)絡(luò)來實(shí)現(xiàn)信息發(fā)布、定位等功能，提供標(biāo)準(zhǔn)的HTTP 協(xié)議服務(wù)，從而打造一個(gè)完善的服務(wù)體系，實(shí)現(xiàn)不同平臺(tái)之間操作和服務(wù)，其優(yōu)勢是：一方面可實(shí)現(xiàn)交互操作，不受環(huán)境限制，適用性非常強(qiáng)。另一方面不需要考慮細(xì)節(jié)等問題，降低了操作的復(fù)雜性，從而便于更好地應(yīng)用和推廣。

4.1.2 Java Server Pages 技術(shù)。該技術(shù)的平臺(tái)和服務(wù)器都可以獨(dú)立運(yùn)行，用戶可以根據(jù)自己的需求選擇相應(yīng)的服務(wù)器和工具等，并根據(jù)客戶需求進(jìn)行標(biāo)簽庫定制，從而降低操作的復(fù)雜性，提高需求的多樣性，能夠支持復(fù)雜程度比較高的服務(wù)平臺(tái)系統(tǒng)。

4.1.3 SQL Server 數(shù)據(jù)庫。該數(shù)據(jù)庫平臺(tái)是一種關(guān)系型數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)，通過和互聯(lián)網(wǎng)平臺(tái)緊密結(jié)合，從而形成一種開放的數(shù)據(jù)庫服務(wù)體系，廣泛應(yīng)用于大型聯(lián)機(jī)事務(wù)處理等方面，它支持完整的XML 技術(shù)，兼具強(qiáng)大的查詢和搜索作用，所以用戶可以根據(jù)需求及時(shí)查找到所需要的資源。

4.2 總體系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能分析

“本系統(tǒng)”網(wǎng)絡(luò)架構(gòu)主要是基于B/S 多層體系結(jié)構(gòu)，同時(shí)支持局域網(wǎng)和Internet 應(yīng)用，采用SQL Server 2008 為后臺(tái)數(shù)據(jù)庫，從而實(shí)現(xiàn)既定的功能?！氨鞠到y(tǒng)”的功能架構(gòu)主要包括實(shí)驗(yàn)課程管理模塊、實(shí)驗(yàn)室管理模塊、教學(xué)資源管理模塊、網(wǎng)上交互模塊、系統(tǒng)管理模塊、考核管理模塊，如圖1 所示。

4.2.1 實(shí)驗(yàn)課程管理模塊

本模塊是系統(tǒng)的核心部分，結(jié)合實(shí)驗(yàn)教學(xué)目標(biāo)和要求，實(shí)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)預(yù)先申請、實(shí)驗(yàn)信息發(fā)布、實(shí)驗(yàn)作業(yè)上傳、實(shí)驗(yàn)功能模擬等功能。

4.2.2 實(shí)驗(yàn)室管理模塊

本模塊主要是為管理實(shí)驗(yàn)室而專門設(shè)計(jì)的，管理員通過對實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行統(tǒng)一管理，及時(shí)對實(shí)驗(yàn)室教學(xué)安排情況進(jìn)行查詢和統(tǒng)計(jì)分析，從而滿足整體實(shí)驗(yàn)教學(xué)需求，保證實(shí)驗(yàn)教學(xué)活動(dòng)的有序運(yùn)行。

4.2.3 教學(xué)資源管理模塊

本模塊主要是為學(xué)生提供完善豐富的教學(xué)信息資源，進(jìn)而讓學(xué)生進(jìn)行課件學(xué)習(xí)和資源搜索，從而完成相應(yīng)的學(xué)習(xí)任務(wù)和計(jì)劃，主要包含的內(nèi)容有教學(xué)課件資源、實(shí)驗(yàn)設(shè)備資源、工具軟件、資源鏈接服務(wù)等。

4.2.4 師生網(wǎng)上互動(dòng)模塊

本模塊主要是為師生提供交流和互動(dòng)學(xué)習(xí)的空間，包括實(shí)驗(yàn)論壇、疑點(diǎn)問答等。實(shí)驗(yàn)論壇主要是為了便于教師和學(xué)生之間互相交流經(jīng)驗(yàn)和討論成果?；谝苿?dòng)互聯(lián)網(wǎng)的新型實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，可以突破這種限制，使師生交流更加暢通無阻。同時(shí)，教師可以將實(shí)驗(yàn)重點(diǎn)、難點(diǎn)問題的解決思路、方法等上傳，便于學(xué)生及時(shí)查找和搜索，進(jìn)而提高解決問題、領(lǐng)悟知識(shí)的能力。

4.2.5 系統(tǒng)管理模塊

本模塊主要用于實(shí)驗(yàn)教學(xué)事務(wù)管理、日常維護(hù)等工作。主要包括：一是用戶管理，及時(shí)完善教師、學(xué)生等用戶信息。二是權(quán)限管理，主要是按照教學(xué)活動(dòng)需求，分別設(shè)置教師管理權(quán)限、學(xué)生操作權(quán)限和管理員管理權(quán)限等，確保在應(yīng)有的權(quán)限范圍內(nèi)完成既定的任務(wù)。三是模塊管理方面，主要是根據(jù)實(shí)驗(yàn)教學(xué)需求及時(shí)動(dòng)態(tài)完成功能模塊的維護(hù)。

4.2.6 考核管理模塊

本模塊主要用于學(xué)生自我評(píng)價(jià)和教師階段性評(píng)價(jià)，從而對學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行總體評(píng)價(jià)，提出一些改進(jìn)建議等。通過對學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)和學(xué)習(xí)需求進(jìn)行挖掘，能夠及時(shí)找到學(xué)生之間的差距，更好地進(jìn)行分類教學(xué)，提高教學(xué)效率。通過本模塊可實(shí)現(xiàn)師生教學(xué)的有效評(píng)價(jià)。

4.3 系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境和實(shí)現(xiàn)過程分析

系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境方面，選用Tomcat 為Web 服務(wù)器，以windows 系統(tǒng)為操作平臺(tái)，支持IE 7 以上瀏覽器。具體開發(fā)環(huán)境設(shè)置流程包括：一是從java 官方下載軟件，按照具體的操作步驟完成安裝操作，并完成具體的路徑設(shè)置和配置。二是從官網(wǎng)網(wǎng)站下載安裝配置Apache-Tomcat 服務(wù)器，并嚴(yán)格按照操作流程設(shè)置相應(yīng)的參數(shù)。三是從官方網(wǎng)站下載安裝My Eclipse 軟件，并配置具體工作空間，按步驟完成設(shè)置操作流程。

系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)主要包括五個(gè)方面：一是用戶信息表設(shè)計(jì)。主要是管理員、教師、學(xué)生等用戶信息進(jìn)行設(shè)置，主要包括姓名、登錄密碼、專業(yè)、學(xué)歷、身份證、手機(jī)號(hào)碼等信息，從而進(jìn)行角色管理、權(quán)限配置等操作。二是教學(xué)資料信息表設(shè)計(jì)。主要是為了將學(xué)習(xí)資源內(nèi)容進(jìn)行管理和編輯，從而構(gòu)建教學(xué)資源管理系統(tǒng)。主要包括每一個(gè)教學(xué)資源的編號(hào)、項(xiàng)目類別、名稱等，同時(shí)針對訪問情況等進(jìn)行興趣搜集和需求鎖定，進(jìn)而對教學(xué)資源進(jìn)行編輯整合和推送，從而滿足學(xué)習(xí)者的不同需求。三是實(shí)驗(yàn)課程表設(shè)計(jì)。針對具體的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容和教學(xué)資源安排，對不同章節(jié)的知識(shí)點(diǎn)和知識(shí)點(diǎn)所對應(yīng)的程序進(jìn)行編號(hào)和統(tǒng)一安排，設(shè)置成統(tǒng)一規(guī)范的編號(hào)和類別，便于教師和學(xué)生共同查詢，從而滿足整個(gè)學(xué)期的教學(xué)活動(dòng)要求。四是進(jìn)行試題信息表設(shè)計(jì)。針對每一個(gè)章節(jié)或者每一堂課的具體知識(shí)進(jìn)行測驗(yàn)，需要進(jìn)行針對性的試題安排，主要包括試題類型設(shè)計(jì)、試題整體設(shè)計(jì)安排，答案編輯等，從而對學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行針對性考核和評(píng)價(jià)。五是問題設(shè)置設(shè)計(jì)。對于在討論、提問和交流過程中教師和學(xué)生討論的問題等進(jìn)行解答分析，問題不僅包括題目、具體內(nèi)容，還要對問題的解答人員姓名、采用次數(shù)、名稱等進(jìn)行編輯和安排，從而將解答和提問情況進(jìn)行統(tǒng)計(jì)。

5 結(jié)語

綜上所述，基于移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的新型實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)管理系統(tǒng)的構(gòu)建，是一個(gè)系統(tǒng)化的教學(xué)改進(jìn)，需要融合多個(gè)終端系統(tǒng)進(jìn)行統(tǒng)一規(guī)劃設(shè)計(jì)，并且還需要充分結(jié)合教學(xué)目標(biāo)和整體安排，按要求進(jìn)行針對性分析，打造多樣化、全方位的教學(xué)模塊，才能全面完善教學(xué)功能，進(jìn)而達(dá)到提升教學(xué)效果。