基于“互联网+”的微作业管理系统开发六

邓晓刚　杨晓毅

摘要：开发了一个基于“互联网+”的微作业管理系统，其能在课间推送客观题，让学生在线答题提交，便于教师了解学生听课完成情况，把控教学进度。还能通过作业系统发放问卷，即时掌握学生学习该门课程的动态信息。该系统的使用将手机转变为课堂教学交互式工具，能够让教师在授课过程中得到最真实和及时的数据信息，提高课堂管理水平。另外，该系统可以充分发挥手机媒体对大学生学习的促进作用，正确引导学生合理使用手机。

关键词：互联网+;微作业系统;实时反馈;信息化时代

中图分类号：TP315

文献标识码：A

DOI： 10.15913/j.cnki.kjycx.2019.09.002

1 引言

传统教学中，受时间和精力的限制，教师没办法在每次作业练习后及时批改、统计各种回答或错误的比例，从而无法得到准确的“教学诊断”信息以供后续教学活动中参考;另一方面，学生作业互相抄袭现象严重，也起不到复习知识点、查漏补缺的作用。

如何有效进行作业管理，是一个让很多教师头痛的问题。纸质作业增加了很多教师的批改工作量，而且目前学生作业相互抄袭现象十分严重，经常一个教学班80多份作业，只有10余个版本。如果提交电子作业，却存在一个更致命的缺点：电子文档管理不方便，而学生要抄袭作业就更容易，只需要复制、粘贴。在当前的信息化时代中，学校都需要一个实用的作业管理系统来规范作业管理，以此来大大提高学校的管理水平，优化资源，实现效益的最大化。

本文以“液压传动技术”为例，建立课程的网络微作业题库，将各章节的知识点以客观题的形式（选择、判断、填空）给出。学生可以使用手机客户端，用学号登录，输入课程名、教师名，进入到当堂课程教师的云班级。由教师指定当堂完成微作业推送的章节，系统随机在该章节题库里选择3-5道题推送到学生手机客户端。学生作答后提交，由微作业系统自动评分并生成作业记录，供教师查询。由于是随机抽题，每个学生的答题内容不完全相同，一定程度上避免了抄袭行为。

2 系统模块设计

2.1 系统功能设计

本系统具有对题库的分类、随机抽题、自动判分等功能，并支持实时地将结果反馈到教师端，教师可以根据反馈结果对学生们的学习情况有直观的了解;可通过访问后台网站对题目进行批量的导人、导出，对题库中的题干、选项等进行编辑，对学生的答题情况进行可视化分析。

2.2 工作流程设计

微作业管理系统的流程如图1所示。上课前，教师在后台管理系统中生成指定章节的二维码，将其粘贴到授课时使用的课件之中，学生通过手机客户端扫描解析教师指定的章节，系统会根据二维码的设定，即时推送题目或在课间推送题目，课程结束后，系统会根据学生的完成情况，按正态分布生成学生的平时成绩，并将生成的平时成绩推送至教师邮箱和学生的手机端。

2.3 系统结构设计

为了提高系统运行效率，系统设计有学生手机端、教师手机端、教师网页端三个模块，系统模块如图2所示。手机端采用vue.Js进行跨平台开发，封装成Android及iOS应用，覆盖绝大多数手机型号。网页端使用Java语言进行开发，用户可以使用Webkit内核研发出来的任意浏览器进行访问并取得良好的体验效果。

2.4 数据库架构设计

数据库表单中主要有三张表，分别是人员信息表（ person）、题目信息表（exam）以及成绩信息表（grade）。人员信息表的密码字段采用MD5加密、AES加密的双重加密，如表1所示。其中，人员类型字段用来判定用户的类型，0表示学生，1表示教师，2表示管理员。

课程信息表主要有题目类别字段、题目详情字段，如表2所示，其中题目类别字段用来判定该题目的章节归属，题目选项详情字段用JSON封装，前端可以方便地解析出该题目的选项、正确答案，正确答案的判定将在手机端进行，服务器只存放最后的成绩信息，以减轻服务器压力。

成绩信息表主要有学号、题号、原始分数、加权分数，如表3所示。当课程结束后，系统提取对应课程的所有成绩。通过正态分布的结果，计算出加权得分，并由教师自行决定采用原始分数还是加权分数。

2.5 数据的封装与解析

微作业管理系统的核心部分在于学生们使用手机APP解析出课件二维码上的信息。存放在二维码中的数据主要是题目对应的章节，并不涉及具体的题目，用户在获取到题目章节之后，向服务器请求获取对应的信息。二维码中的JSON结构如图3所示。其中teacher表示上课教师，chapter表示选取题库的章节，course表示选取题库的课程名。

除了对二维码进行JSON封装外，在本系统的题目选项详情字段、成绩内容字段均进行了JSON封装，将题目详情字段进行JSON封装的原因是因为一套题目的选项可能有多个，如果使用在表结构里面新增选项一、选项二直至选项n等字段，将使得表结构更加臃肿，考虑到题目的选项一般不会被用作检索，所以，将题目的选项详情封装到一个字段里面，可以减少表结构的冗余。成绩内容采用JSON结构的原因是为了记录每道题目的得分，将每道题目的序号及对应的得分放在成绩内容里，教师对学生的答题情况进行分析，可以有针对性地进行题目解答。题目选项详情JSON结构如图4所示。成绩详情JSON结构如图5所示。

手机端对于二维码、题目的JSON解析可以采用官方解析類、GSON解析、FastjSON解析等，而微作业管理系统的JSON解析需要运行于手机端，因此采用的是JS读取JSON数据。即先定义var obj-JSON.parse（）str），然后再对obj进行操作。采用JSON封装可以极大地节约数据库存储空间，减少资源浪费。

2.6 系统负载均衡

由于本系统在学生答题后需要及时地进行成绩分析，将对应的总分、各题目的小分及时地汇总到教师端，在实际运行中，需要一定程度的负载均衡能力，本系统主要从以下几个方面增加了系统的负载均衡能力：①答案正确性本地判别。学生们提交了答案后，系统依据已经存在的正确答案进行打分，并将评分结果进行上传，服务器不对答案的正确性进行判断，仅存储评分结果。②采用ngmx进行反向代理，均衡各项服务流量，保障服务稳定运行。③数据库读写分离。采用主从数据库实现数据库的读写分离，有效降低数据库压力。④采用Redis进行数据缓存。对常查询且变化频率较低的数据进行缓存处理，可以有效地降低数据库的连接数。

3 结论与展望

本文对基于“互联网+”的微作业管理系统方案进行了详细论证，从系统的硬件和操作系统特征方面对系统的层次结构和模块关系进行研究，提出基于“互联网+”微作业系统的实现方案。

基于“互联网+”的微作业系统，充分利用了现代互联网技术开展教学，能够体现教师主导、学生主体的开放式教学理念，全面体现了互联网技术的先进性和优越性。二者的结合丰富了教学资源，拓展了学习空间，提高了教师的信息化教学水平，促进了学生的自主学习能力的提高。

按照工程教育认证的思想，教学过程中体现以“学”为主，拓宽了师生交流的渠道，通过APP可以随时收集学生对课堂进度、内容的反馈，帮助教师微调教学计划，提高教学效果。

参考文献：

[1]邵明英，纪一鹏.手机媒体时代大学生学习方式对师生关系的影响[J].思想理论教育，2016（ 5）： 108-110.

[2]李英辉，曲钧卿.基于“互联网+”的开放式教学改革[J].石家庄职业技术学院学报，2016，28 （2）： 8-12.

[3]曹记东，和斌涛.二维码加密的手机签到系统设计[J].无线互联科技，2016（5）：44-46.