課程教學輔助平臺的設計與實現

摘要：在傳統的高校教學活動中，教學手段單一、教學工作重復性嚴重、效率低下，教師教學負擔重，而學生的主動性也不高。針對以上問題，文章設計并實現了一個便捷高效、安全穩定、簡單易用、易擴展的課程教學輔助平臺。該平臺提供課程、作業、考勤、考試管理、在線學習、教學文件共享等十大功能。該課程教學輔助平臺在滿足高校線上線下混合教學通用功能需求的同時，還基于浙江交通職業技術學院實際教學和管理工作需求，提供了個性化的功能。通過該課程教學輔助平臺，可以提高教學效率、提高教學質量、激發學生的學習主動性。

關鍵詞：教學輔助平臺；混合教學；教學改革；軟件設計

中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2024）23-0067-05

開放科學（資源服務）標識碼（OSID）

0 引言

隨著信息化、數字化技術的快速發展，教學方式正面臨著十分大的變革。中央網絡安全和信息化委員會發布的《“十四五”國家信息化規劃》[1]、教育部發布的《關于加快推進現代職業教育體系建設改革重點任務的通知》[2]等文件明確提出，要提升教育信息化設施建設水平，構建高質量教育支撐體系，要推進信息技術、智能技術與教育教學融合的教育教學變革。在傳統的高校教學活動中，教學手段單一、教學工作重復性嚴重、效率低下，教師教學負擔重，而學生的主動性也不高[3-4]。為優化教育、提升教學質量，推進信息技術與教學的融合，研究和開發課程教學輔助系統具有重要意義[5]。

目前，已有不少學者對線上線下混合式教學進行了研究。MOOC、SPOC、智慧職教、雨課堂、超星學習通等是高校主要采用的智慧教育平臺[6-7]。雖然功能很強大，但這些平臺提供通用化的功能，無法滿足本校課程教學個性化的需求，特別是無法自動生成在教學過程中耗費大量人力的、符合本校管理要求的教學過程類文件，比如教學手冊、教學進度登記表、成績登記表、考勤登記表等材料文件。

本文提出了一種基于互聯網的課程教學輔助平臺。該平臺主要從功能需求、總體架構、功能模塊設計與實現等方面介紹了其構建思路。在既滿足高校線上線下混合教學通用功能需求的基礎上，也基于本校實際教學工作需求，提供了個性化的功能。通過該課程教學輔助平臺，可以提高教學效率、提高教學質量、激發學生學習主動性。

1 平臺需求分析

從大學課程教學的實際情況和本校教學工作任務兩個方面對平臺需求進行分析。課程教學輔助平臺需要對教學工作起到線上輔助功能。一方面，能幫助教師完善教學過程，解決煩瑣的教學工作；另一方面，能幫助提高學生的學習效率和學習效果。

教學輔助平臺面向的群體是學校內的教師與學生，平臺分為教師和學生兩個角色。教師角色應該具備注冊登錄、課程列表展示、課程詳情展示、作業管理、考勤管理、考試管理、成績管理、教學文件管理、資源共享、統計管理等功能；學生角色應該具備注冊登錄、課表展示、課程詳情展示、作業與考試等功能。

2 平臺設計

2.1 平臺總體設計

平臺共十大功能模塊，教師登錄平臺開展相關的教學工作，學生登錄平臺完成相關的學習任務。平臺的總體設計如圖1所示。

教師注冊完成登錄成功后，教師可以對課程、作業、考試、成績、文件、統計、知識庫等功能模塊進行管理。學生用戶注冊完成登錄成功后，學生可以查看加入的課程，進入課程詳情頁面完成教師發布的相關教學任務。詳細功能如圖2、圖3所示。

2.2 平臺詳細功能設計

2.2.1 注冊登錄模塊

注冊模塊實現用戶注冊功能。當用戶注冊成功后，用戶信息將會存儲在數據庫中。為保護賬戶的唯一性，用戶名和郵箱在注冊成功后將無法進行再次注冊。登錄模塊分為教師端登錄和學生端登錄。登錄時可以選擇用戶名或郵箱進行登錄。教師通過教師端登錄進入相關課程管理界面，學生通過學生端登錄加入課程完成相關教學工作。

2.2.2 課程2a9467d3ed2fde584799b1bd30e3a9a6管理與詳情模塊

課程管理模塊包含新建課程、課程列表展示功能。教師填寫課程基本信息新建課程，該課程將顯示在“我任教的課程”列表中，并會在騰訊云平臺自動創建一個存儲桶用于存儲課程相關文件。創建完課程后自動生成邀請碼，學生端通過邀請碼加入課程，并將顯示在學生課程列表中。課程詳情模塊包含了新增作業統計、作業狀態統計、課程成員統計（教師與學生）、課程詳情等4個部分。

2.2.3 作業管理模塊

教師端作業模塊包含發布作業、作業查找與展示、作業發布、作業評閱等功能。學生可以根據作業狀態和難度篩選出相應的作業，并點擊作業進入作業詳情完成相關作業。教師可以查看作業提交狀態及進行作業評閱。

2.2.4 考勤管理模塊

考勤管理模塊只存在于教師端，主要包含考勤管理和考勤導出兩部分。模塊課展示每門課程所有學生的課堂考勤情況，教師可實時對學生課堂考勤情況進行登記。平臺根據登記的考勤情況進行自動扣分。考勤導出功能可將本課程所有學生的考勤情況進行快速匯總并生成符合學校規格要求的教學考勤文件。

2.2.5 考試管理模塊

教師端考試管理模塊包含題庫管理和試卷管理。題庫支持不同題型，可以手動編輯題目也可以一鍵導入題目。教師發布的考卷題目將在題庫中根據選擇的數量進行隨機抽取。進入考卷詳情頁面可以查看學生考試情況以及考卷答案。學生端考試模塊只包含試卷部分，學生點擊進入考卷詳情頁面進行考試，若已經參加過考試則展示考試分數以及考卷答案。

2.2.6 成績管理模塊

教師端成績管理模塊包含了學生課程各部分成績（作業平時分、考勤分、期末分等）管理及課程成績計算和成績導出等功能。平時成績部分可以根據所有學生每次的作業得分情況計算出平均成績作為該同學的作業平時分。點擊導出成績，將以Excel文件的形式一鍵導出所有同學的作業平時分、考勤分、考試分和三部分加權得到的期末分，快速生成教學手冊成績部分文件。

2.2.7 知識庫與文件管理模塊

教師端知識庫管理模塊主要用于教師將課上的知識點進行歸納總結，寫入當前模塊以便學生進行知識的獲取。文件管理模塊主要用于教師上傳文件類的教學資源供學生下載使用，還可以用于學生文件類作業的上交。

2.2.8 統計模塊

教師端統計模塊主要用于統計展示出教師布置的作業完成情況，通過圖形界面的方式幫助教師快速了解到課程的作業情況。

3 平臺實現

本節主要介紹系統技術選型和平臺主要模塊的功能實現。

3.1 技術選型

教學輔助平臺需要符合開發效率高、維護升級容易、安全穩定、交互友好等特點[8]。本平臺采用Python語言進行開發。Python語言是一種面向對象、解釋型、動態型的編程語言，具有簡單易學、類庫豐富、可拓展等特點[9]。后端采用Django框架，它遵循MVC設計模式，具有靈活性強、易于擴展、安全可靠等優點[10]。前端采用Bootstrap框架，它為開發者提供了大量的預定義樣式和組件，使得構建響應式和移動優先的網站變得更加簡單和高效[11]。基于Python+Django+Bootstrap技術框架的教學輔助平臺能較好地滿足技術、安全、交互等方面的要求。

3.2 教師角色主要功能實現

3.2.1 注冊登錄功能實現

注冊模塊首先判斷用戶名是否存在，再去判斷重復密碼是否和密碼一致，所有的驗證通過才能注冊成功。當用戶點擊注冊按鈕時，自動收集表單中的數據，并將數據發送到后臺，后臺對數據進行校驗，校驗完成后寫入數據庫并執行相應的功能。登錄模塊需要校驗用戶名、郵箱、密碼、圖片驗證碼等信息，驗證通過后完成登錄，并在右上角顯示登錄的教師/學生名。注冊登錄界面如圖4、圖5所示。

3.2.2 課程管理模塊實現

在課程管理模塊中，教師可以進行課程的創建。創建完成的課程將在課程列表中進行展示，點擊相應的課程進入課程詳情頁。教師端課程詳情模塊包含了每天新增作業的折線圖統計、作業狀態的數字化統計、課程成員統計（教師與學生）、課程詳情等4個部分。新增作業折線圖可以展示過去一個月每天新增的作業數量；作業狀態數字化統計可以呈現所有作業的狀態，點擊相應的狀態可以跳轉到作業列表頁面進行查看；課程成員可以顯示該課程的教師與學生；課程詳情顯示該課程名稱、課程內容、創建時間以及所占用的存儲空間大小。課程管理頁面及課程詳情界面如圖6、圖7所示。

3.2.3 作業管理模塊實現

在作業管理模塊中，教師可以填入作業信息并發布作業。已發布的作業將展示在作業列表中。點擊每個作業的名稱即可進入作業詳情頁面。在作業詳情頁面的右側面板中，可以看到所有學生完成的作業以及對學生作業進行評閱打分。作業列表及作業詳情與打分頁面如圖8、圖9所示。

3.2.4 教師考勤管理模塊實現

教師端考勤管理模塊包括考勤學生列表的展示、學生考勤登記和考勤表導出等功能。缺課、遲到早退、扣分情況、請假次數默認都是0，而考勤分默認是100分，采用了扣分制。當教師點擊登記按鈕對學生考勤進行登記時，只有考勤分不為0分時才能登記成功，平臺會根據所選的考勤情況進行相應的扣分。考勤列表及考勤登記頁面如圖10、圖11所示。

3.2.5 成績管理模塊實現

教師端成績管理模塊包含了學生作業平時分、考勤分、考試分三部分數據的管理。系統會根據這三部分數據進行加權計算得出期末分。點擊導出成績功能，可以快速生成學生成績報表，該報表可直接打印作為教學手冊材料。成績統計及成績報表如圖12、圖13所示。

3.2.6 文件管理模塊

教師端文件管理模塊實現了教學文件管理的功能。當點擊上傳文件時，教師可以選擇本地的文件進行上傳，文件將存儲在騰訊云平臺。教師可以通過這個模塊上傳課程教學所需的程序包等資源，供學生下載使用。當教師需要學生上交文件類型的作業時，學生可將作業打包進行上交。文件管理界面展示如圖14所示。

3.2.7 考試管理模塊實現

教師端考試管理模塊包括了題庫和考卷兩部分。題庫支持主觀題和客觀題，教師可以手動添加或者批量導入題目和答案。考卷題目的生成需要從題庫中進行抽取。進入試卷詳情頁面可以查看學生考試情況以及試卷答案。題庫界面及考卷詳情如圖15、圖16所示。

3.3 學生角色主要功能實現

3.3.1 課程展示模塊實現

在學生端課程展示模塊中，只顯示學生已加入的所有課程。學生點擊相應的課程即可進入課程詳情頁面，完成教師布置的教學任務。學生端通過輸入教師提供的邀請碼加入課程，后端會校驗驗證碼的正確性。校驗通過后，學生成功加入課程并展示在課程列表中。課程展示頁面如圖17所示。

3.3.2 作業模塊實現

學生在作業模塊可以查看教師發布的所有作業列表。點擊每個作業的名稱即可進入作業詳情頁面，學生可以在左側查看作業內容，在右側頁面完成作業。學生作業詳情頁面只展示自己的作業和教師發布的信息，有效避免了學生復制其他同學的作業進行上交。作業列表及作業詳情頁面如圖18、圖19所示。

3.3.3 考試模塊實現

學生端考試模塊包含考卷列表和考卷詳情兩部分功能。學生點擊考卷列表中的考卷，即可進入考卷詳情頁面，如圖20所示。若學生已經完成考試，則頁面上會展示考試分數以及正確答案，如圖21所示。

4 結束語

本文從功能需求、總體架構、功能模塊設計到技術選型與各個功能模塊實現等方面，詳細地介紹了一個基于互聯網信息技術的課程教學輔助平臺。該輔助平臺具備課程管理、作業管理、考勤管理、考試管理、在線學習、教學文件共享等十大功能，在既滿足高校線上線下混合教學通用功能需求的同時，也基于浙江交通職業技術性學院實際教學和管理工作需求，提供了個性化的功能。通過該課程教學輔助平臺，可以較好地提高教學效率、提高教學質量、激發學生學習主動性。下一步，將繼續進行平臺優化和升級，結合教學實際工作和學校管理要求提供更多提高教學效率的個性化功能。

參考文獻：

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【通聯編輯：謝媛媛】