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在线作业管理教学改革中应用数据分析的策略

2021-12-11 77 上传者：管理员

摘要：受疫情影响，高校推广线上教学。为实现线上作业批改的高效管理，本文设计将当下流行的互联网技术引入教学领域，实现在线作业管理。以通信原理课程为例，设置合理的作业管理规则，采用数据分析，以图表进行展示，追踪学生对课程实时的掌握情况。本次改革可实现学生与教师在不受时间地域限制的情况下完成教学中作业的提交、批改、审阅与提问，实现无纸化作业，节约了资源，同时减轻了教师与学生的任务量，提高了效率，有利于师生的实时通讯。

关键词：
互联网技术
在线作业
地域限制
实时教学
数据分析
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1、引言

作业的布置、提交和批改是教师教学过程中一个必不可少的步骤。根据作业的布置批改，可以很好地帮助教师实时掌握学生学习情况，并可以宏观把控学生在学习过程中的不足。这样，教师可以因材施教地对各个学生进行辅导教学，并归纳其教学中的不足，以便调整相应的教学方法与方式[1]。

最近几年，由于互联网的快速崛起，人们可以在任何时间与地点获得所需要的信息。互联网对教育事业的发展具有重要作用，基于JavaWeb技术的快速发展，进一步扩展了互联网的使用领域，包括深刻影响了教育教学领域[2,3]。尤其目前疫情较为严重，对于教师来说，线上教学与线上作业的批改工作迫在眉睫。但是，现有的作业提交和批改方式仍然以传统形式为主，主要是教师布置作业，学生在纸质上答题，然后提交给教师，最后教师完成批改再发给学生。这样做法步骤甚多、效率较低，且不利于师生之间的实时互动与交流。

因此，有必要研究通过在线的形式布置作业、完成作业。这样，一是便于学生灵活把控自己作业的完成进度。二是线上系统的作业资料能够一直保存，防止学生作业丢失，有利于复习时的查阅。三是在线作业具有统计功能，可以实时反映学生对各个章节知识的理解与掌握情况，便于学生灵活掌握自己的薄弱知识点，从而改进在某个章节知识的学习方法，进而实现成绩的有效提高[4,5]。

与此同时，为了能够积极响应国家教育部所倡导的“停课不停学”，同时也为了满足师生在教学上的需求，本文提出了一种数据分析在线作业管理的教学改革研究。

2、当下作业批改模式的不足分析

目前，由于受到疫情影响，应用网课教学已经成为多个学校的教学方式。钉钉、慕课网、学习通等学习软件在网络教学过程中发挥了很大的作用，但是教师批改作业、学生完成作业仍存在困难[6]。

疫情期间，教师进行作业批改的常见方法主要有三种：

(1）将作业复制到磁盘后交给教师一一批改。

(2）存放在教师指定的共享目录内完成上交。

(3）学生通过邮件发送给教师，教师再从网上下载后进行批改。

但是这几种方法均存在一定的缺点。

第一种方法容易损坏作业内容。

第二种方法虽然解决了磁盘带来的弊端，但是由于学生可以任意查看，而且可以随时修改或者删除其他学生的作业，容易造成学生大面积抄袭作业的现象，甚至出现恶意删除、修改其他学生作业的不良现象。同时，教师在进行学生作业批改时，会经常混淆作业是否已完成批改。此外，该方法不易判断作业是否存在抄袭等各种问题[7]。

应用第三种方法，教师需要完成的工作量很大，同时操作过程繁琐，并且在管理过程中容易混淆学生的作业。

目前信息化技术日渐成熟。对于任何一个学校来说，需要一个实用的作业管理系统来规范作业的管理，改变以前传统的人工批改方式，改善学校的管理水平，以使资源达到最优化，从而使得效益达到最大化[8,9]。

3、线上作业改革任务与措施

基于目前作业管理存在的不足，本文结合Web技术设计一个在线作业批改系统，并将其应用于具体科目教学。

该系统由管理员、教师和学生3个模块组成。管理员模块主要负责课程的设置管理，以及师生模块中各个功能的管理。教师模块的功能包含作业的布置、查看、学生问题的反馈等。学生模块的功能包含作业的完成、提交，并且可以查看教师的批阅等内容。后台可以将每次作业的正确率等情况进行统计，教师根据情况调整教学重难点。具体的系统需求框架如图1所示。

3.1 改革的任务

本次应用在线作业批改系统进行改革的主要任务包括以下几点：

(1）建设优秀课程教学团队。

(2）开发设计一个线上作业批改系统。

(3）制定完整的在线作业提交系统的上传、批改等管理机制。

(4）将该系统应用于本专业的某个科目，实施并评估改革效果。

3.2 改革的方法

本文研究的应用在线作业批改系统进行改革的主要方法有以下几点：

(1）建设优秀课程教学团队。在建设过程中，以5位教师为骨干，适时添加青年教师进入团队建设。同时以老带新的模式，传承课程建设的成功经验，提高课程的教学质量。不断扩大团队力量，保证实现一课多人，并在每学期配备3人以上的主讲教师进行具体的实践教学。

(2）开发设计一个在线作业批改系统。首先，对系统中的需求进行详细研讨，在设计过程中融入软件工程的思维，包括系统的数据流图以及数据字典等模块的设计。其次，通过数据库进行后台设计，通过对某些字段的取值进行详细选取，而后获得数据库具体的选值。最后，完成含有管理者、教师、学生3个功能模块的所有设计。具体实现功能如图2所示。

(3）制定完整的在线作业提交系统的上传、批改等管理规则，包括在线系统上传管理规则及教师批给管理规则。

在线系统上传管理规则包括学生上交时文件的命名格式、学生上交的时间截止点、学生在线回答分值如何作为期末的一个考核标准等。

教师批给管理规则主要包括教师批改作业实时性的监督、教师对学生所提出的问题回答积极性的监督等。

(4）实施并进行评估改革效果。以项目为单位，3人一组，合理搭配，分工合作。通过对项目的调研、分析、讨论，而后制定方案、设计制作、调试、改进及完善。最后将该系统应用于所教的专业科目，充分利用学校的网络综合教学平台开展线上线下相结合的混合式教学。学生在系统平台上提交作业、发布问题，教师及时批改并解答学生的疑惑。其中，系统提交结果作为期末成绩的一部分。最终考核由学生考试成绩综合系统作业提交分值与问题讨论情况共同组成。

3.3 主要技术

本系统设计采用windows10操作系统，使用TCP/IP的网络通信协议，利用VisualStudioCode和MySQL数据库协同开发。

本设计主要包括以下四种技术：Django框架、DIV+CSS布局、MySQL数据库以及JQuery插件。现详细进行介绍。

3.3.1 Django框架与MVC模式

Django框是一款开源的前端框架。Django框架的设计主要基于MVC模型，即模型+视图+控制器的模式。MVC模式能够简单化开发者对后续程序的修改和扩展[7]，增加代码的可重复使用的可能，减少代码的冗余度。

在MVC设计模式下的程序开发者，在开发过程中只需关注业务逻辑。该设计系统分成三个部分：模型、视图和控制器。模型是对各种类型的请求进行处理，负责路由跳转。视图是给开发人员提供图形界面设计，辅助完成前端界面设计。控制器负责完成应用程序的算法部分和业务功能逻辑的实现，对系统数据进行增删改查等操作。

3.3.2 MYSQL数据库

MYSQL支持多种高级语言，包括Java、Python、C、C++、Perl语言等。在MySQL服务中，使用了速度极快的索引压缩，在开发过程中能够极快地实现数据库连接并提供数据库服务。由于其SQL语句简单易懂，在使用过程中能够有效地加快增删改查的速度。

3.3.3 jQuery

jQuery是由JS脚本语言编写的插件库。它具有其他插件不具有的链式语法特点和轻量简洁且功能丰富的API接口，是一种用法易于理解的CSS选择器。JQuery还提供在本身基础上继续创建新插件的能力，拥有便捷的插件扩展机制和丰富的插件。在这些功能丰富的插件支持下，软件开发者运用模块化的开发思想就可以开发出更加美观、操作更加简便、动画特效更加丰富的网页。

3.3.4 DIV+CSS布局

“DIV+CSS”是WEB网页布局里一种常见的布局方式，用于区分布局里表格（table）和HTML网页两种布局方式。在设计网页时，开发者可以摒弃晦涩难用的表格定位布局，直接使用DIV+CSS的形式对网页进行搭建。简单地说，DIV与CSS的主要作用是搭建框架美化网站，把网页页面表现和网页内容进行分离。

3.4 在线作业系统改革应用

现以《通信原理》这门课为案例进行分析。该在线作业管理系统能够实现的功能包括：登入、注销、主页、用户列表、个人资料、密码修改、课程管理、作业设计、作业管理、我的课程等。具体的程序设计流程如图3所示。主要模块有三个部分：

(1）我的课程模块

该模块的主要功能是管理员给具体班级授权相应的课程，添加学生用户并进行授权，使得学生可以看到具体课程的作业，也可以选择退出具体的课程。

(2）我的作业

该模块包含课程信息、课程选择、课程的状态，同时也包括作业信息、描述、发布状态、提交状态等，以及可以进行是否查看、提交等操作。学生提交完成后，可以进一步查看作业的答案。

(3）数据分析

后台通过对学生们答题正确率等情况进行数据分析。在完成数据分析后以图表的方式展示学生们提交作业的情况，以及答题的准确率等情况，以此来追踪学生们对知识点的掌握情况和存在的薄弱知识点。根据这些数据，任课教师可以有针对性地进行授教。图标分析如图4所示。

4、本设计的创新性

(1）本文将当下流行的互联网技术应用于教学领域，实现在线作业批改。学生与教师可以不受时间地域的限制，完成教学中作业的提交、批改、审阅与提问。同时学生可以无纸化完成作业，节约了社会资源。该系统能够减轻教师和学生的工作量，在提高效率的同时，可以很好地解决师生之间的实时交互、实时沟通，便于师生之间问题的交流与答疑解难。

(2）本系统利用数据统计，可以追踪学生对课程实时的掌握情况，同时方便督促学生及时认真地完成作业，并通过给积极提问的学生加额外分的方式，来提高学生在学习过程中注重思考问题的积极性。

5、结语

本次改革采用Web技术构建一个网上作业管理系统并设置合理的管理规则实现线上作业管理。学生端可线上完成并提交、查阅作业等；教师端可线上批阅作业，实时为学生答疑解难，并可利用数据分析获得图表，进行针对性的调整教学重难点。本次改革改变了传统的提交作业、批改作业方式，使其不受地域、时间的约束，有效解决了作业批改步骤繁琐、效率低、保存困难等问题。这是在教学领域结合互联网技术，实现现代教育技术的一个具体应用，具有很重要的使用意义。

参考文献:

[1]曹梅,宋昀桦.在线作业的用户体验及其影响因素研究--兼论对在线作业推广应用的反思[J].现代教育技术,2020,30(2):79-84.

[2]陈美玲,白兴瑞,林艳.移动学习用户持续使用行为影响因素实证研究[J].中国远程教育(综合版),2014(12):41-47.

[4]丁婕峰.基于Web的开放教育学员作业管理系统[硕士学位论文].电子科技大学,西安,2011.

[5]谭颖.基于BIS模式的大学计算机基础作业管理系统的设计与实现[硕士学位论文].重庆大学,重庆,2012.

[6]胡玉才,汪静,周丹.大学物理课程智能化在线作业系统的研究与实践[J].中国大学教学,2018(2).43-46.

[7]徐彦凯,双凯,闫景富.通信原理教学改革探索[J].高师理科学刊,2016,36(8):93-95.

[8]程钦,钱志文,俞洋,等.通信原理课程多元化教学改革与实践[J].江苏理工学院学报,2016,22(4):111-114.

[9]杨淑辉,张妍.在线作业平台对学生成绩影响的差异性分析[J].大学数学,2020(2):66-69

文章来源：陈冬英,严琼.应用数据分析的在线作业管理教学改革[J].福建电脑,2021,37(12):137-140.