基于移動終端的教學反饋系統的設計與應用

丁仁偉 趙俐紅 張金偉 支鵬遙 李建平 張獻濤

【摘 要】基于移動終端的教學反饋系統是一種以網絡信息技術為基礎的教學輔助系統，通過手機App、教師客戶端、Web服務端實現師生間教學信息交流。該系統應用于課堂教學的過程性和終結性反饋階段，通過實現系統教學內容實時測評和意見及時反饋的功能，幫助教師達到即時調整教學過程的目的。相比于傳統的移動教學反饋系統，該系統的應用不僅降低了硬件成本，而且方式更加靈活。在實踐教學應用中，該系統能提高學生的學習興趣，更好地激發學生學習的積極性。

【關鍵詞】教學反饋系統;軟件開發;手機App;J2EE Web開發;TCP/IP模型

【中圖分類號】G434 【文獻標識碼】A 【文章編號】1674-0688（2020）11-0030-03

教學反饋在教學改革和發展過程中具有重要的地位，大部分高校利用教學反饋環節促進優質教學[1-3]。目前，主要的反饋手段仍停留于課堂成績、期中教學檢查、期末成績考核、基于教務系統生成的評教等階段。這些方式存在反饋形式主體單一、反饋速度慢、反饋數據不易得、反饋效果缺少后續的跟蹤和驗收等弊端[4-5]。基于移動終端的教學反饋系統（Mobile Terminal Teaching Response System，MTTRS）是一種以網絡信息技術為基礎的教學輔助系統[6]，該系統應用于課堂的過程性和終結性反饋階段，教師在整個教學過程中適時地穿插教學問題，以了解學生對知識的理解與掌握程度，達到實時測評、及時反饋、即時調整教學方法和方式的目的[7，8]。

1 國內外MTTRS發展現狀

MTTRS是基于無線通信技術和專用硬件設備支持的課堂互動系統。比較知名的基于移動終端的教學反饋產品有“齊樂科技”的齊齊樂教學反饋系統、“中有基業”的互動教學反饋系統、“卓翔科技”的互動反饋產品、“中天電子”的SunVote等。然而，這些產品均受制于專用硬件的限制，部署成本高，缺乏必要的靈活性，在很大程度上影響了此類教學反饋系統的推廣和普及。

新一代互聯網和智能手機技術的迅速普及為MTTRS的發展提供了新的途徑，以手機App作為客戶端的MTTRS產品擺脫了專用硬件部署成本高、不靈活的限制。通過手機App、Wi-Fi通信、PC機、數據庫和服務器搭建數據采集、數據傳輸和數據展示的平臺，具有廣闊的發展前景。同時，手機App具有極大的靈活性、及時性和可擴展性，便于個性化操作的定制和教學反饋信息的雙向交流[9-11]。

2 系統結構設計

MTTRS系統設計包括運行架構設計、軟件架構設計及通信架構設計3個部分。

2.1 運行架構設計

MTTRS中教師以嵌入SWF客戶端的Microsoft PowerPoint作為課件設計和教學演示平臺[12]，課程中發起討論，學生通過手機App客戶端進行結果發送，課下仍然可以分別通過Web服務端與App客戶端實現雙向通信。MTTRS的運行架構如圖1所示。

學生通過手機App客戶端輸入用戶名和密碼登錄，教師及時了解學生出勤情況;教師采用預先設置好的題目在PPT中展現，學生通過App客戶端給出結果，數據庫記錄學生的反饋數據，將匯總和分析的數據顯示于PPT中;Web服務端給出學生所有數據不同維度的統計與分析，用于師生對信息的查詢和教師在課后對學生進行信息推送。

2.2 系統開發構架

本系統采用3層構架，分為顯示界面層、服務控制層、數據訪問層（如圖2所示）。其中，顯示層按照MVC模型設計，即Module（模型）、View（視圖）、Controller（控制器）。這種模式將系統中的業務邏輯、數據與界面顯示分離，從而使系統的各項功能模塊結構清晰，同時系統的前后端分離便于系統后期進行拓展維護。

Web服務端的系統開發基于B/S構架采用J2EE技術完成[13]。IDEA集成大量的開發插件，并提供服務器配置、項目部署、項目測試等功能，作為開發J2EE項目時的首選。Tomcat是Apache對開發者提供的免費服務器，其性能比較穩定，已成為當今流行的Web應用服務器。所以，MTTRS系統Web服務端采用Tomcat作為測試服務器。

學生App端因操作系統有區別而采用不同的軟件進行開發，就目前手機操作系統而言，實現Android和IOS平臺上的App開發，即可滿足大部分用戶需求。因此，基于Java技術開發Android平臺的App，基于Objective-C技術開發IOS平臺的App。

教師客戶端使用嵌入SWF的PPT，采用Flex4.0和ActionScript3.0作為開發語言，主要實現客戶端與服務器的通信，完成了教師登錄、獲取系統中數據庫的數據并在當前PPT界面上展示出數據庫進行數據分析結果的功能。

2.3 通信構架

基于用戶使用數量和通信距離的限制，在現有的紅外線、藍牙、Wi-Fi 3種通信方式中，本文所設計的MTTRS選用Wi-Fi技術實現通信，并以TCP/IP協議為基礎設計實現完整的通信協議棧，完成客戶端與服務器端的通信功能。TCP/IP協議的通信模型將傳輸協議分成4個層次，分別是網絡接口層、網絡層、傳輸層和應用層。手機App端與服務器之間的通信使用TCP協議，經過IP通信協議，通過數據鏈路層通信，通信模型如圖3所示。

3 MTTRS的教學應用

在實踐教學過程中，MTTRS取得了良好的使用效果。在過程性教學階段，教師登錄客戶端打開PPT展示教學內容，學生登錄App客戶端完成簽到。在需要互動討論時，教師客戶端向服務器發送請求，教學內容由服務器向手機App端推送，學生通過手機App端做出應答，應答信息返回數據庫，并將數據整理分析后傳回PPT與Web服務端。PPT中以圖表的形式表現學生答題狀況，Web客戶端會對每位同學答題做詳細記錄以供課后查詢課堂信息（如圖4所示）。

在終結性教學反饋階段，MTTRS主要是在教師Web客戶端與手機App端進行。教師Web客戶端通過服務器向手機App端推送課后作業、調查問卷等信息，學生通過App客戶端完成應答，將應答信息傳送到記錄數據庫中，并在Web客戶端展示數據的分析統計。教師與學生通過不同管理權限的Web客戶端登錄，查看整個過程中產生的信息（如圖5所示）。

4 結語

教學質量是高等院校辦學的核心考核指標，直接決定著培養出的人才質量的高低，教師能否及時獲取學生對教學的反饋信息將直接影響課堂教學的效果。基于移動終端的教學反饋系統（MTTRS）結合教育技術領域中互動式教學與反饋式教學方式，形成多元化的評價考察模式，強化了學習和教學成果，同時解決了目前移動教學反饋產品技術冗余過大、硬件部署成本過高、使用不夠靈活等問題，在實際教學中取得了良好的使用效果，為現代化教學方式提供了新的思路，可有效提高學生的學習興趣，值得在高校本科教學中推廣應用。

參 考 文 獻

[1]朱莎，楊浩，徐順.基于移動終端的教學對學習動機和策略的影響[J].電化教育研究，2018（2）：86-92.

[2]劉文龍.基于移動終端環境的教學即時反饋系統設計[J].中國教育信息化，2015（13）：84-87.

[3]朱貴寶.基于App的課堂教學效果及時反饋系統的設計與應用[J].教育現代化，2016，12（40）：242-243.

[4]陳家剛，鮑同梅.國外高校教學反饋：手段、特點及對我國高校的啟示[J].現代教育科學，2008（11）：153-155.

[5]李慶玲，姚秀峰.高校教學反饋平臺的建立[J].曲阜師范大學學報（自然科學版），2012（3）：122-125.

[6]王超.基于移動終端的課堂輔助教學系統的設計與實現[D].湘潭：湖南科技大學，2017：1-2.

[7]薛勝蘭.基于智能手機教學互動反饋系統的設計與應用研究[J].中國電化教育，2017（7）：115-120.

[8]朱莎，楊浩，徐順.基于移動終端的教學對學習動機和策略的影響[J].電化教育研究，2018（2）：86-92.

[9]王田甜，孫玉濤.手機App應用開發布局內容設計[J].電子世界，2014（17）：147.

[10]任志宏，張樂芳.基于手機App的無線教學反饋系統研究[J].現代電子技術，2014（13）：164-166.

[11]戴曉娥.智能反饋系統參與高互動課堂的形式和特點[J].中國電化教育，2012（5）：109-112.

[12]駱正新，陸雯綺，王祖源.基于WiFi-SMS的互動反饋系統的設計與應用[J].現代教育技術，2015（1）：114-119.

[13]杜小剛，李舟軍.J2EE Web開發框架體系結構[J].計算機科學，2006（8）：236-239.