简谈作业基于Web个性化作业系统开发设计

随着学生数量的逐年上升，教育资源显得日渐紧张，要在这样的形势下达到社会、家长所期待的因材施教，改进教学手段是当务之急。主要阐述如何设计和开发一个结合个性化教学需求的基于Web的作业系统，并且对该系统在实际教学中的应用进行初步探索。
随着时代的发展，社会教育的要求也在逐步提高，因此，学校“大锅饭”的教育模式已经不适应时代的要求，迫切需要改变。因材施教，基于学生个体发展水平而量身的个性化的教育模式，越来越得到家长、社会的认可。但是对于学校而言，学生数量多，教师资源紧张，特别对于一些城区的学校，要在传统教学手段的基础上倡导基于学生个性化的教学模式，几乎成了一个“不可能完成的任务”。
为了在现在条件下尽可能地实现基于学生个性化的教育，让每个不同发展情况和接受能力的学生都能得到提高，笔者设计、开发了这个基于Web的个性化作业系统，借此从作业和交流指导两个方面探讨了利用新兴的网络作业系统实现个性化教学的可能性。该系统既继承了网络考试系统高效、灵活的特点，又加入了针对个性教学要求而设计的作业反馈模块和交流讨论模块，同时也针对中学教育的特殊性，设计了家校交流的模块。
为了实现系统的安全高效和降低对用户端的要求，软件设计采用B/S模式的架构，用户只需要一台可以上网的电脑，借助兼容的网络浏览器就可以实现所有的功能。该系统包括五大主要功能模块，分别是系统管理模块、用户管理模块、题库管理模块、作业/考试管理模块、信息查询模块。下面介绍各模块主要功能。
1）系统管理模块，主要提供管理员用户使用，登录后系统会根据设置分配不同的操作权限，动态地生成功能菜单。用合法的系统管理员的登录，可以对网站名称、网站地址、站长信息、版权信息、IP段黑名单和系统注册许可等项目进行设置，所有的设置都是即时生效，并且永久存储于数据库的config表中。表结构如表1所示。
2）用户管理模块包括对4类用户的管理，分别是系统管理员、教师、学生和家长。通过通用处理程序实现对4类用户信息的设置、修改以及在系统中的权限编辑。使用时，各类用户通过通用的登录模块，用各自的用户名和进行登录，通过验证的合法性用户，系统会自动检索数据库，读取数据库中的角色和权限，然后自动生成功能菜单，实现用户的各项功能。如果角色验证为教师，则生成教师页面菜单，通过菜单可以实现学生和家长的信息管理、试题库管理、自动/手动组卷和人工阅卷、查询作业和考试情况、查询历史成绩和历史答卷、回复学生和家长的提问等功能；如果登录角色为学生，则可以实现查看作业、完成作业、自主练习、查看历次考试和作业得分情况、个人错题列表及教师答疑记录；如果登录角色验证为家长，除了拥有学生的所有权限，还可以直接和任课教师进行在线交流，提高家长联系的针对性。出于安全性考虑，登录源于：本科论文www.618jyw.com
处理系统使用了通用的验证程序，以提高系统的安全性和减少恶意登录的情况发生，所有登录行为，无论是否验证成功，均对登录的时间、IP地址、用户名等信息进行记录，以备查验。
3）题库管理模块，提供对单选、多选、填空、判断、解答等5类题型的编辑功能。为了便于大批量地导入现有的试题，还提供试题的批量导入工具，支持Excel格式的试题的批量导入。同样，该工具也可用于试题导出。当登录角色为教师时，还可以利用本模块进行个性化的作业布置和试卷编辑功能，可以设置和修改每一道试题的知识点、章节、难度、分值、标准答案等参数。
4）作业/考试管理模块分成两部分，分别面向学生和教师用户。学生可以通过该模块实现在线完成作业和在线考试、客观题自动评分、标准答案实时校对等功能，大大提高作业效果反馈的时效性；教师可以组织编辑作业和试卷、主观题阅卷、作业得分率分析、作业/考试设置等功能。其中，组卷模式分为自动和手动两种模式，既可以通过设置的条件调用遗传算法，实现高效的自动组卷；也可以完全由手动从题库中逐题挑选，组成更具有针对性的卷子；还可以两种方式结合，自动生成试卷后通过手动替换试题，实现高效和高针对性的高质量组卷。分析功能中提供试卷/作业总体得分情况和每一试题的得分情况；作业设置主要是对作业完成时限、完成对象的设置，可以具体指定某个学生完成哪部分作业，体现出作业个性化、因人而异的教育新理念。
5）信息查询模块包括各类信息的查询与统计。学生可以查询自己的作业/考试进度、成绩、历史试卷和答卷。这样的设计，使学生在复习阶段能够更有效率，只要通过查阅自己历史试卷中的错题，就可以对自己的薄弱环节了如指掌，复习起来自然也就可以达到事半功倍的效果。另外，针对个性化教学的需要，该模块还设计了一个试题的交流问答系统，学生可以向教师咨询对于某一试题的疑惑，而教师可以针对此问题进行一对一的反馈，这样使每一个学生的个体问题都能得到针对性的解答，比整节课满堂灌的效果要好得多。而作为家长，登录后更可以查询到学生在每一次作业/考试中的成绩、名次、详细答卷、平均得分，优秀率等信息，可以横向在全班或全系统中进行比较，也可以进行纵向的比较，所有比较结果可以通过折线图的方式直观呈现，使家长对子女学习情况的掌握更客观也更具有说服力。同样，考虑到家长的需求，系统也提供家长和任课教师直接交流的问答系统，使家长能更客观地和任课老师进行一对一的交流。
系统已于一年前安装在学校的服务器上运行，经过一年来教师、学生和家长对本系统的测试使用，各模块稳定运行，基本可以满足对于个性化教学的需求。对于教师而言，大大提高教师在批改作业、试卷方面的效率，有的教师还拓展到随堂练习的使用，使系统高效灵活的特点发挥到极致；对于学生而言，突破了地域和时间的限制，只要一台可以上网的电脑，任何合法的学生都可以随时随地完成一次作业或开始一场考试，以检验自己对于学科知识的掌握水平，并且可以及时得到结果，受到学生的欢迎；对于家长，历史成绩的查询可以反映自己子女学习进步过程，发现异常也可以及时介入处理，让数据说话，与子女的沟通更客观。交流反馈模块还提供了一个家长与教师的交流场所，可以让教师更有针对性地、一对一地对家长的问题予以解答，实现教学反馈的个性化。
系统的使用效果是明显的，但在测试使用过程中也出现一些问题。比如，系统目前对于一些复杂的物理公式和化学公式的显示效果不好，在某些情况下会导致阅读困难；对于程序的设计，某些统计功能算法比较复杂，导致大量用户同时操作时系统响应速度变慢，影响使用体验；程序界面比较简陋，互动性不强，未经培训的用户上手操作可能会遇到一定的困难……对此，笔者将继续深入研究，进一步优化设计，力争真正在作业和考试层面实现教育的个性化。
（作者单位：江苏省昆山市第二中学）