支持學生自主出題的扁平化教輔系統設計與實現

摘" 要" 為形成豐富的過程性評價考核方式，全面考查教師教學效果和學生掌握知識情況，提高學生的知識創新能力，設計與實現支持學生自主出題的扁平化教輔系統，無須教務員角色介入，任課教師和學生可自行完成所有常規操作。自主出題模式促進學生思維的開放，學生角色從學習的跟隨者轉為創作者，潛移默化中幫助學生鞏固知識點，開拓思維。支持學生自主出題的扁平化教輔系統的設計與實現是自主出題策略信息化的一次有意義嘗試。

關鍵詞" 學生自主出題；扁平化教輔系統；教務系統

中圖分類號：G434" " 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2024）14-0027-05

0" 引言

課程的深度學習通常是指學習過程中教師引導學生解決相對復雜問題，進而培養學生高階能力的學習過程，從強調知識繼承拓展到追求知識創造[1]。當前國內課程考核一般由教師根據教學大綱和教學重點確定考查的內容并命題，而學生則相對被動地解答這些問題，這種做法或多或少地影響了學生的自主學習積極性和創造性[2]。與此相對的是學生自主出題模式，很多研究已經表明，學生自主出題策略若運用得當，學習效果和綜合能力可得到增強[3]。學生從做題者的角色變換為出題者，換位思考需要考慮出題的知識點，此過程有助于鞏固已學知識并拓展思維[4]。

1 支持學生自主出題的扁平化教輔系統研究意義

自主命題的過程促進學生從更深的層次看待新舊知識。從教育心理學的觀點看，學生對課程內容的理解可以分為四個層次，其中較高的第三層次為學生對知識加入個人的判斷；第四層次為學生可以擺脫教材的束縛，有自己新的、有創造性的見解[5]。常見的基本考查方式主要考慮第一層次和第二層次。學生自主出題這一方式的運用，逐步引導和促進學生進入第三層次和第四層次，讓學生真正地對知識進行再梳理和再創造[6]。

上述關于學生自主出題的教學研究中，大部分為理論研究，或者少數部分通過學生紙筆式操作進行自主出題，目前尚未看到基于在線系統實現自主出題功能的研究。因此，本研究有較大的實際意義。

為了讓在線自主出題功能及后續的在線考試與刷題功能模塊可被系統性應用，一般是將其內嵌于教輔系統[7]，作為教輔系統的重要組成部分。隨著教育信息化的發展，目前絕大部分大學生和大學任課教師都使用過教務系統，但可能未接觸過教輔系統。以大家熟悉的教務系統為例，它主要存儲學生的選課信息以及課程成績，關系到學生是否達到畢業標準和各種評優，有著嚴格的權限管理，因此，目前的教務系統一般不會直接擴展出非核心教務功能之外的教輔功能。教務系統絕大部分為層級化管理，具體表現為系統的正常運行需要學校級別和學院級別的教務員。其中，學校級別的教務員的主要任務為設置院系、專業以及各專業教學大綱規定的課程，設置選課的截止期限、錄入成績的截止期限，錄入教師及學生賬號，設立行政班及分配學生等；學院級別的教務員的主要任務為根據教研室上報的教師教學任務為每門課程的多個教學班分配課室（即排課）、安排考試座位、生成及發布課程成績錄入密碼等。

一般而言，教輔系統有簡單和復雜兩種類型，簡單類型可能只是一個教師和學生的臨時聚合平臺，而復雜類型的組織架構和教務系統類似，都是以課程及其派生的教學班為主。創教學班及分配任課教師后，若為必修課，則自動指派某個或者多個行政班的學生加入該教學班；若為選修課，則自動指派某個或者多個行政班的學生具備權限申請選修該教學班。學生在加入教學班后可以參加該教學班的各種學習活動，如提交作業、論壇答疑和刷題等。

教輔系統并不涉及課程成績等敏感問題，因而無法也不必采用學校官方部署的教務系統的嚴格權限控制運營方式，而是改為由若干任課教師即可靈活部署的彈性運營方式。同樣的，系統必須設置一定的門檻確保是線下教學班的學生才能夠順利注冊賬號或加入教學班，維護正常的網上教學秩序。

教輔系統的刷題模塊以“互聯網+”為載體實現習題設置、練習和反饋等功能，支持學生在課堂教學以外反復練習。文獻[8]論述了一種在線刷題系統的設計與實現，并描述了操作界面。該系統未能實現學生自主出題，而且教師錄入題目時不能輸入題目的章節信息，導致刷題時學生不能自由選擇章節。這導致學生在大部分時間無法刷題，因為刷題模塊會把全部章節的題目都隨機選出來，而此時學生尚未學完全部內容；很多學生會在學完課程的最后一兩周才開始刷題。一個合理的刷題系統應該能夠區分試題章節從而支持按章節刷題，讓在線習題練習與課堂教學步調一致。

綜合上述分析，本文設計與實現支持學生自主出題的扁平化教輔系統，本質上是對“互聯網+”新型學習模式的一次深度探索。該系統的創新點包括：1）實現學生自主出題，后續教師審核并存入題庫；2）實現學生按章節隨機抽取題庫刷題；3）實現扁平化管理的教輔系統設計模式。

2 支持學生自主出題的扁平化教輔系統需求分析

支持扁平化管理的教輔系統運行的關鍵點在于將具體的教學班創建和學生賬號創建等管理權限下放給任課教師，雖然會增加任課教師的管理工作量，但這是教輔系統可以由教師自治的關鍵點。教輔系統在設計時要將以往的層級形式改為扁平化運營的形式，不再需要層級的教務員，絕大部分管理事務由教師完成，少量的管理工作可由某個任課教師兼任的系統管理員完成，大大減少系統落地的資源配置。

根據系統需求分析及對應的功能模塊劃分，本系統包含系統管理員角色、教師角色和學生角色。

系統管理員角色主要負責學生管理模塊、教師管理模塊、課程管理模塊和院系管理模塊等，如圖1所示。院系管理、課程管理和教師管理模塊對應的管理信息較少發生變動，可由系統管理員完成。信息變動較多的功能主要為學生管理和教學班管理，扁平化教輔系統必須解決好這兩個方面的問題。為此，課程管理模塊引入較為特殊的功能邏

輯：能夠將某課程開課權限授權給若干教師，此后這些教師就可自行從該課程派生出不同開課年份的教學班，這是將創建教學班的管理工作由教務員遷移到任課教師的關鍵點。學生管理信息變動較為頻繁，雖然管理員也有操作界面對教師和學生賬號進行添加、刪除、禁用和修改密碼等，但學生賬號的添加工作量太大，并不能依賴管理員賬號完成，管理員一般無法從官方的教務系統導出學生賬號信息并導入教輔系統。故當前主要采取分而治之的策略，由各任課教師負責其教學班首次使用該系統的學生的賬號注冊事宜。總體而言，系統管理員的工作量較少，賬號可以委派給某個任課教師開展業務。

教師角色主要負責教學班管理模塊、選課學生管理模塊、題庫管理模塊和試卷管理模塊，如圖2所示。教學班管理模塊包括教師在獲得管理員授權后，能夠不受限制地對某個課程派生出新教學班，從而將教學班創建任務由院級教務員遷移到任課教師。此外，教學班管理模塊還有個很重要的功能，教師可為每個教學班設置一個全局唯一的注冊邀請碼，學生在賬號注冊界面輸入該教學班的注冊邀請碼后，可以免去管理員審核步驟而直接注冊成功，并且自動加入該邀請碼對應的教學班，大大減輕學生賬號創建或者審核的工作量。選課學生管理的功能主要有教師生成自己創建的某個教學班的選課密碼，已有系統登錄賬號的學生憑借該選課密碼選擇課程的教學班并自主加入。教師在教學班模塊可以對本人任教的課程提交自己的教材及各章節信息。

學生角色負責的功能模塊主要包括個人管理模塊、選課管理模塊、題庫管理模塊和試卷管理模塊等，如圖3所示。此處的選課管理模塊主要作用為學生根據選課密碼加入對應的教學班以及查看已加入的教學班。為了防止學生忘記密碼，用戶注冊時需要輸入郵箱地址以備將來通過郵件進行密碼重置。另外，學生用戶登錄后若檢測到該用戶還沒有設置密保問題和答案，會彈窗提示學生完成設置，以備后續可以通過密保問題完成登錄密碼的重置，減輕乃至消除管理員在重置學生登錄密碼方面的大額工作量。

3nbsp; 支持學生自主出題的扁平化教輔系統實現

系統前端框架采用HTML5、jQuery、Bootstrap和Vue；后端采用輕量級JavaEE，主要包括jsp+Servlet+JavaBeans技術；數據庫采用MySQL數據庫。技術選型保證系統具有良好的前端交互性能和后端穩定性與安全性；系統采用Servlet過濾器技術實現模塊訪問控制，擁有嚴格的角色權限分配管理。分別介紹上述不同模塊的主要使用界面。

圖4顯示管理員設置課程的創建教學班權限的操作界面。圖5顯示獲得權限的教師添加教學班的操作界面。圖6顯示教師設置教學班注冊邀請碼的操作界面。圖7顯示教師查看教學班選課學生名單，并可以通過點擊鏈接查看某個學生的試題提交情況。圖8顯示教師審核教學班學生提交試題的使用界面。圖9顯示教師角色下的單選題題型試題管理列表界面（其他題型管理界面類似）。圖10顯示學生刷題前選擇課程章節的操作界面，使得學生能夠根據當前課程進度選擇課程的某個或者多個章節，并選擇感興趣的題型。圖11和圖12分別顯示學生添加單選題和判斷題的界面。圖13顯示學生刷題的界面。

學生自主出題可能帶來的一個問題是，大量的學生自由出題，很大可能會導致題目重復，進而導致學生在刷題時產生困惑。因為按照刷題模塊的邏輯設定，只有做錯的題目才會反復出現。為了解決這個問題，起初考慮在學生或教師提交題目時，搜索題庫中該課程的所有同類型（單選、多選等）題目的題干，在對它們進行中文分詞后利用SimHash算法[9]與提交的題目題干進行相似度計算并列出超過閾值的已有題目。在實踐過程中發現這種提交時檢查的策略會嚴重影響用戶的使用體驗：分詞計算及相似度計算會使得用戶的提交時間平均多5秒左右（以某課程的單選類型題目1 500道為例，服務器的訪問負載為平均情況下）。目前改為每天凌晨定時對前一天新增的題目與題庫中已有題目進行相似度計算，由任課教師后續自行處理。

4" 結束語

本文論述了支持學生自主出題的扁平化教輔系統的必要性及相關理念，并詳細描述各模塊設計及實現過程，所開發的教輔系統支持在無教務員角色的情境下由任課教師和選課學生自主開展系統業務：學生自主提交題目，根據教師發布的刷題任務進行刷題，進而在提交后查閱答題情況，延伸課堂教學，鞏固學習內容。系統目前已投入使用三年左右，獲得很多學生的認同。運行期間修復了很多代碼故障，也收到來自任課教師和學生的不少建議，相信隨著后續系統的完善和補充，系統的穩定性和體驗感會變得越來越好，展現系統在教學中應有的價值。本系統是首次提出的支持學生自主出題的扁平化結構在線教輔系統。

5" 參考文獻

[1] 張正仁，楊娟，殷鵬飛.高校混合式教學促進深度學習的有效路徑[J].教師教育學報，2023，10（2）：98-105.

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[5] 潘菽.教育心理學[M].北京：人民教育出版社，1983.

[6] 鄭燕，崔凱，汪斌.自主出題模式在高校遺傳學雙語教學中的應用[J].教育教學論壇，2021（8）：161-164.

[7] 薛景，陳仁祥，張敏，等.程序設計類課程在線評測教輔系統的設計與實現[J].計算機教育，2018（11）：104-108.

[8] LIU PF， WU HT， ZHANG WF， et al. Towards Big Data Analytics in the Online Brushing System’s Model Design[M]//2021 IEEE 2nd International Con-ference on Big Data， Artificial Intelligence and"Internet of Things Engineering （ICBAIE），Nanchang，China，2021：37-40.

[9] Manku GS， Jain A.， Sarma AD. Detecting near-duplicates for web crawling[M]//Proceedings of the 16th international conference on World Wide Web.2007：141-150.

*項目來源：中華農業科教基金“產教學深度融合以項目驅動的程序設計實踐教學研究及教材建設”（NKJ202103057）；廣東省高校思想政治教育課題“基于大數據的高校思政課教學信息融合研究”（2020GXSZ004）；廣東省哲學社會科學規劃2019年度青年項目“社區營造視野下社區參與的路徑研究”（GD19YSH03）。

作者簡介：劉鵬飛，博士，講師；賀霞旭，通信作者，博士，副教授；朱旭圻，講師；張偉峰、蔡賢資，副教授。