教学信息系统中的教学过程管理
摘 要: 为了解决通用教学信息系统在面向工程类课程的教学
服务中缺乏教学过程设计问题,在信息系统中增加教学过程管理功
能,以高校软件工程课程在教学过程中所体现出的特点为例扩展了
传统的教学信息系统。系统增设了教学进度安排和自动监控、以流
媒体技术实现的案例资源多媒体展示、word 格式的软件工程文档在
线填写以及与学习过程相结合的教学质量检测和教学成绩评定功
能。论文概述了系统增设模块中所采用的主流技术,并展示了系统
实现的主要原型界面。
关键词: 教学过程管理; 软件工程; 流媒体; 教学信息系统
process management in the teaching information system
jiang jie, dong tianyang, chen tieming, wang xiaohao
(college of computer science & technology, zhejiang
university of technology, hangzhou, zhejiang 310023, china)
abstract : to solve the problem that traditional teaching
information systems lack the design of teaching process for
the engineering-oriented courses, this paper presents a new
information system increasing process management function.
by considering the characteristics of software engineering
courses in the teaching process, this paper extends the
traditional teaching information systems and adds some new
functions, such as the teaching schedule arrangement and
automatic monitoring, multimedia presentations of case based
on the streaming media technology, the online filling of
software engineering documents in word format and teaching
quality testing and teaching performance evaluation combined
with the learning process.
key words: teaching process management; software
engineering ; streaming media ; teaching information system
0 引言
现在很多高校通过网上教学平台实现了教学资源数字化,突破了
传统教学方式在授课时间和场地上的限制,是对传统教学的一个有
益补充。
对于教学信息系统,研究较多的是从技术出发[1],例如采用web
技术[2]、多媒体技术[3]、blog[4]技术等来支持系统设计。通用
性的教学平台往往也只是设置了一些课件共享、作业批改、教学邮
箱互动、教学成绩统计等功能来辅助教学活动和教学管理。实际上,
作为教学的一种促进手段,教学信息系统功能设计要符合教学者和
学习者实施教学过程的特点。在教学活动中,教育者对一门课程具
有引导、管理和评价功能;学习者在合理的教学过程指导和监督下,
完成课程学习,接受教学质量、教学成果检查,并对施教者给予一
定的评价。在一些通用的课程管理系统中,系统的功能设置往往过
多注重教学阶段成果检查、教学材料共享和教学手段的多样化,而
会忽略对课程整个教学过程的设计、管理和监督。
本文将以工程性课程—软件工程为例,分析在建立教学信息系统
时应考虑的问题,并给出该课程教学信息管理系统中关键部分的设
计和实现。
1 软件工程教学过程特点
软件工程课程是一门综合性很强的课程,主要介绍软件工程、软
件工程过程、软件管理的方法学、基本知识和基本技能[5]。该课
程的教学实践的目标是,使授课对象了解和掌握开发软件项目所使
用的方法和工具。本课程可以采用“工学结合、强化实践”的原则
来组织教学内容、教学方法和教学实践活动。作为工程类的课程,
软件工程的教学过程具有以下特点。
⑴ 学习和实验体现了逐步求精原则
逐步求精是软件工程实施中需要遵循的一个基本原则,它可以体
现在每个工作流过程中的迭代和递增[6]。对于软件工程的教学实
践来说,也需要遵循这一重要的原则。从授课对象最初接触到课程
的理论概念直至可以以小组形式完成的一个项目产品,其学习过程
本身就是循序渐进的。从项目实践的角度,软件工程课程实验成果
也不可能在短时间内获得。学生需要在一段持续时间逐渐建立起工
程思维方式,并经过反复几次修改和扩展,最终形成可验收的成果。
软件工程的工程特性需要我们按照软件工程过程要求来进行教学
环节设计,对整个教学过程进行监督,引导和掌控。在这个过程中,
教师发挥着引导,分配和教导的作用。对教学环节的严格实施意味
着对授课对象软件工程实践起到更好的指导和管理作用。
⑵ 过程的实施和管理使其有别于其他课程教学内容
软件工程与其他计算机课程,如程序设计语言、数据库、软件测
试和软件设计模式等课程是互为基础,相互影响的。它在软件工程
的课程体系中起着承上启下的作用,是对程序设计课程、数据库课
程的综合应用,也是软件工程测试、设计模式等课程的基础。在一
些学校的课程安排上可能在讲授软件工程课程的同时,相关的其他
课程授课也在同一学期同步进行。要使得软件工程课程与其他课程
有所区别,需要将授课对象的注意力引导到实验实施过程中的软件
生命周期中各个环节的把握。需要强调的是作好软件过程的实施和
管理,才能处理好和其他课程所教授内容的衔接和深化。
⑶ 软件工程教学案例内容的多样性
软件工程系列课程的教学培养目标是以市场需求为导向,使课程
的授课对象真正能够在软件行业中发挥作用。因此,教师在授课时
不应拘泥于教材的内容。在讲解基本原理、基本概念和基本方法的
同时应介绍一些新方法、新技术。教师可以从案例的分析过程中提
炼出理论知识,然后用类似案例对授课对象进行课堂模拟实践来验
证已经阐述的理论观点,使授课对象体会到理论来源于实践,而又
指导实践的这一过程。案例可以来源于实际的项目,也可以来源于
网上的一些资源。
⑷ 软件工程文档撰写的标准化
软件工程是一门实践性很强的课程,它是各种经验的总结与提炼。
在软件工程中,会涉及到软件制品的撰写。在教学活动中往往可采
用“项目小组”的形式,通过小组成员的组合以及每个成员的分工,
组织实施软件开发。在开发过程中需要遵照软件开发的工作流程,
做好可行性研究、需求分析、总体设计、详细设计、编码、测试环
节,以及编制产品文档。文档的撰写需要符合一定的格式与标准。
提供文档编写模版,可以起到一定的撰写约束和规范化作用。
⑸ 评价学习成果与实施过程紧密结合
由于软件工程课程具有一定的理论性,但更多体现出的是其工程
性,需要授课对象通过课程学习积累一定的经验。因此对授课者教
学质量的评价和授课对象学习成果评价不能只看可运行的项目成
果和笔试成绩,需要和课程教学环节的具体实施过程相结合。对过
程的评价体现出了对授课对象发现问题、分析问题、解决问题能力
的一个综合评价。
2 基于过程管理的综合系统设计
[软件工程课程教学管理系统][教学进度安排与监控][案例资源
多媒体展示][软件工程规范文档生成][教学成绩评定][授课计划
安排][教学日历制定][实验安排][文档类资源上传][案例资源浏
览][音视频资源制作][文档模板定制][文档在线生成][文档查
看][成绩评定配置][作业统计][成绩评定][教学质量评价]
图1 基于过程管理的软件工程课程教学管理系统
基于以上的分析,我们设计了软件工程课程管理系统,如图1所
示。为实现软件工程课程的过程管理目标,我们在传统课程管理系
统基础上增设了教学进度安排与监控、案例资源多媒体展示、规范
文档生成、教学成绩评定等功能。
2.1 案例资源多媒体展示
案例资源多媒体展示模块为学生提供在线阅读文档资源和在线点
播视频资源的功能。系统提供教师对展示案例资源的访问控制,支
持教师将上传的文档资源转换成swf 格式[7]的文件,以统一的界
面供用户浏览。同样教师上传的教学视频资源则统一转换成系统播
放器支持的视频格式,支持在线点播。
为了在教学过程中让学生可以更清晰地浏览和观看案例演示结
果,系统提供互动的教学课堂功能,包括教师发送和授课对象接收
两部分,主要实现远程语音、视频、文本等多媒体信息的实时传播
和同步演示功能。
系统采用flash media serve[8,9]的流媒体技术与数据同步构建
web 服务,提供即时音视频播出功能。以fms 平台为核心,实现了
主播端(教师端)的音视频多媒体信息有效采集、编码、转换,向
客户端进行有效传输的功能。教师通过该功能在实施音视频在线授
课同时,可通过在线录制将授课内容录制储存起来,以便在授课结
束后,学生可以继续学习。教师在授课过程中用到的某些具有版权
保护的教学课件,可以向授课对象演示,但拒绝学生下载要求(如
图2所示)。
图2 在线文档查看
2.2 教学进度安排和监控
图3 授课计划安排
教学进度安排和监控模块主要是用于教师安排教学进度并监控教
师教学活动的完成进度。每学期的开学初,教师都会根据课程大纲
要求制定一份详细的授课计划,如图3所示。
教师确认提交进度安排后,系统会根据教师生成的进度安排,在
相应的时间提醒教师发布作业或批阅作业。课程模块中的课内作业
模块与教学日历模块关联。教学日历模块根据授课计划里的授课起
止时间来安排具体的教学日历内容,并启动后台程序对每个教师作
相应的进度监督,对教师的发布作业情况和批阅作业情况,系统可
给出相应的统计。统计结果可以为评定教师的教学质量提供依据。
2.3 软件工程文档的模版定制和生成
软件工程规范文档生成功能包括添加规范文档模板和生成规范文
档两部分。教师可以根据计算机软件文档编制规范,添加各种软件
工程的规范文档模版,如软件需求规格说明文档,软件设计说明文
档等。学生根据作业进度安排可以在线填写,按照模版定义的格式
最终生成一份包括字体、行距、标注都一致的规范文档。文档可以
保存在授课对象本地。由于该模块和教师布置作业进行了时效性相
关,超期的作业将不允许被修改和提交。
文档自动生成及教学进度表生成主要利用了jacob 和itext[10]
开源组件。相应的操作步骤为:利用open 函数打开word 文档模板,
查找模板中要替换的内容;成功找到后,将用户输入的内容替换模
板中的内容,并将文档光标下移一个位置;重复操作至所有内容替
换完整,利用save 函数保存文档;最后,用close 函数关闭word 。
2.4 与学习过程相结合的成绩评定
授课对象学习水平的评估关联到课程作业的模块和成绩评定标
准。教师可以进行评估标准配置,系统根据教师选择的标准获取所
有已交作业的授课对象信息,并列出授课对象总提交作业次数、正
常提交次数和延迟提交次数等。系统预设一些基本的算法,按照教
师选择的算法来提供对学习过程的总体评价。
3 结束语
本系统可以为满足综合性课程中理论与实践相结合的要求提供过
程监控和评价。在未来的工作中我们将进一步研究教学过程的信息
化管理问题,着重通过建立教学过程模型来实施教学过程的管理。
参考文献:
[1] 王珠珠, 张伟远. 我国普通高校网上教学平台及网站建设的现
状分析[j].
中国远程教育,2005.3:40~44
[2] 王若愚. 基于web 的教学平台的分析与设计[d].北京邮电大
学,2009.
[3] 王绍卜. 基于web 的校园多媒体教学平台技术研究[j].实验技
术与
管理,2006.v23(11):88~90
[4] 何鹏, 邱建林, 顾翔. 基于blog 与rss 的主动探究式教学平台
设计[j].
计算机工程与设计,2010.31(17):3932~3935
[5] 教育部高等学校计算机科学与技术教学指导委员会. 高等学
校计算
机科学与技术专业人才专业能力构成与培养[m].机械工业出版
社,2010.
[6] stephen r.schach 著, 邓迎春, 韩松邓等译. 软件工程面向对象
和传
统的方法[m].机械工业出版社,2007.
[7] adobe systems incorporated.macromedia flash(swf)and
flashvideo(flv)file format specification version 8[s].san
francisco.ca 94103.
[8] adobe systems incorporated. flash media server users
guide [eb/ol]. http://www.adobe.com,2005-3-7
[9] adobe systems incorporated. flash media server
product[eb/ol]. http:// introduce.www.adobe.com,2005-3-7
[10] dan adler. jacob
document[eb/ol].http://jacob·project.sourceforge.net,2007.
教学信息系统中的教学过程管理
摘 要: 为了解决通用教学信息系统在面向工程类课程的教学
服务中缺乏教学过程设计问题,在信息系统中增加教学过程管理功
能,以高校软件工程课程在教学过程中所体现出的特点为例扩展了
传统的教学信息系统。系统增设了教学进度安排和自动监控、以流
媒体技术实现的案例资源多媒体展示、word 格式的软件工程文档在
线填写以及与学习过程相结合的教学质量检测和教学成绩评定功
能。论文概述了系统增设模块中所采用的主流技术,并展示了系统
实现的主要原型界面。
关键词: 教学过程管理; 软件工程; 流媒体; 教学信息系统
process management in the teaching information system
jiang jie, dong tianyang, chen tieming, wang xiaohao
(college of computer science & technology, zhejiang
university of technology, hangzhou, zhejiang 310023, china)
abstract : to solve the problem that traditional teaching
information systems lack the design of teaching process for
the engineering-oriented courses, this paper presents a new
information system increasing process management function.
by considering the characteristics of software engineering
courses in the teaching process, this paper extends the
traditional teaching information systems and adds some new
functions, such as the teaching schedule arrangement and
automatic monitoring, multimedia presentations of case based
on the streaming media technology, the online filling of
software engineering documents in word format and teaching
quality testing and teaching performance evaluation combined
with the learning process.
key words: teaching process management; software
engineering ; streaming media ; teaching information system
0 引言
现在很多高校通过网上教学平台实现了教学资源数字化,突破了
传统教学方式在授课时间和场地上的限制,是对传统教学的一个有
益补充。
对于教学信息系统,研究较多的是从技术出发[1],例如采用web
技术[2]、多媒体技术[3]、blog[4]技术等来支持系统设计。通用
性的教学平台往往也只是设置了一些课件共享、作业批改、教学邮
箱互动、教学成绩统计等功能来辅助教学活动和教学管理。实际上,
作为教学的一种促进手段,教学信息系统功能设计要符合教学者和
学习者实施教学过程的特点。在教学活动中,教育者对一门课程具
有引导、管理和评价功能;学习者在合理的教学过程指导和监督下,
完成课程学习,接受教学质量、教学成果检查,并对施教者给予一
定的评价。在一些通用的课程管理系统中,系统的功能设置往往过
多注重教学阶段成果检查、教学材料共享和教学手段的多样化,而
会忽略对课程整个教学过程的设计、管理和监督。
本文将以工程性课程—软件工程为例,分析在建立教学信息系统
时应考虑的问题,并给出该课程教学信息管理系统中关键部分的设
计和实现。
1 软件工程教学过程特点
软件工程课程是一门综合性很强的课程,主要介绍软件工程、软
件工程过程、软件管理的方法学、基本知识和基本技能[5]。该课
程的教学实践的目标是,使授课对象了解和掌握开发软件项目所使
用的方法和工具。本课程可以采用“工学结合、强化实践”的原则
来组织教学内容、教学方法和教学实践活动。作为工程类的课程,
软件工程的教学过程具有以下特点。
⑴ 学习和实验体现了逐步求精原则
逐步求精是软件工程实施中需要遵循的一个基本原则,它可以体
现在每个工作流过程中的迭代和递增[6]。对于软件工程的教学实
践来说,也需要遵循这一重要的原则。从授课对象最初接触到课程
的理论概念直至可以以小组形式完成的一个项目产品,其学习过程
本身就是循序渐进的。从项目实践的角度,软件工程课程实验成果
也不可能在短时间内获得。学生需要在一段持续时间逐渐建立起工
程思维方式,并经过反复几次修改和扩展,最终形成可验收的成果。
软件工程的工程特性需要我们按照软件工程过程要求来进行教学
环节设计,对整个教学过程进行监督,引导和掌控。在这个过程中,
教师发挥着引导,分配和教导的作用。对教学环节的严格实施意味
着对授课对象软件工程实践起到更好的指导和管理作用。
⑵ 过程的实施和管理使其有别于其他课程教学内容
软件工程与其他计算机课程,如程序设计语言、数据库、软件测
试和软件设计模式等课程是互为基础,相互影响的。它在软件工程
的课程体系中起着承上启下的作用,是对程序设计课程、数据库课
程的综合应用,也是软件工程测试、设计模式等课程的基础。在一
些学校的课程安排上可能在讲授软件工程课程的同时,相关的其他
课程授课也在同一学期同步进行。要使得软件工程课程与其他课程
有所区别,需要将授课对象的注意力引导到实验实施过程中的软件
生命周期中各个环节的把握。需要强调的是作好软件过程的实施和
管理,才能处理好和其他课程所教授内容的衔接和深化。
⑶ 软件工程教学案例内容的多样性
软件工程系列课程的教学培养目标是以市场需求为导向,使课程
的授课对象真正能够在软件行业中发挥作用。因此,教师在授课时
不应拘泥于教材的内容。在讲解基本原理、基本概念和基本方法的
同时应介绍一些新方法、新技术。教师可以从案例的分析过程中提
炼出理论知识,然后用类似案例对授课对象进行课堂模拟实践来验
证已经阐述的理论观点,使授课对象体会到理论来源于实践,而又
指导实践的这一过程。案例可以来源于实际的项目,也可以来源于
网上的一些资源。
⑷ 软件工程文档撰写的标准化
软件工程是一门实践性很强的课程,它是各种经验的总结与提炼。
在软件工程中,会涉及到软件制品的撰写。在教学活动中往往可采
用“项目小组”的形式,通过小组成员的组合以及每个成员的分工,
组织实施软件开发。在开发过程中需要遵照软件开发的工作流程,
做好可行性研究、需求分析、总体设计、详细设计、编码、测试环
节,以及编制产品文档。文档的撰写需要符合一定的格式与标准。
提供文档编写模版,可以起到一定的撰写约束和规范化作用。
⑸ 评价学习成果与实施过程紧密结合
由于软件工程课程具有一定的理论性,但更多体现出的是其工程
性,需要授课对象通过课程学习积累一定的经验。因此对授课者教
学质量的评价和授课对象学习成果评价不能只看可运行的项目成
果和笔试成绩,需要和课程教学环节的具体实施过程相结合。对过
程的评价体现出了对授课对象发现问题、分析问题、解决问题能力
的一个综合评价。
2 基于过程管理的综合系统设计
[软件工程课程教学管理系统][教学进度安排与监控][案例资源
多媒体展示][软件工程规范文档生成][教学成绩评定][授课计划
安排][教学日历制定][实验安排][文档类资源上传][案例资源浏
览][音视频资源制作][文档模板定制][文档在线生成][文档查
看][成绩评定配置][作业统计][成绩评定][教学质量评价]
图1 基于过程管理的软件工程课程教学管理系统
基于以上的分析,我们设计了软件工程课程管理系统,如图1所
示。为实现软件工程课程的过程管理目标,我们在传统课程管理系
统基础上增设了教学进度安排与监控、案例资源多媒体展示、规范
文档生成、教学成绩评定等功能。
2.1 案例资源多媒体展示
案例资源多媒体展示模块为学生提供在线阅读文档资源和在线点
播视频资源的功能。系统提供教师对展示案例资源的访问控制,支
持教师将上传的文档资源转换成swf 格式[7]的文件,以统一的界
面供用户浏览。同样教师上传的教学视频资源则统一转换成系统播
放器支持的视频格式,支持在线点播。
为了在教学过程中让学生可以更清晰地浏览和观看案例演示结
果,系统提供互动的教学课堂功能,包括教师发送和授课对象接收
两部分,主要实现远程语音、视频、文本等多媒体信息的实时传播
和同步演示功能。
系统采用flash media serve[8,9]的流媒体技术与数据同步构建
web 服务,提供即时音视频播出功能。以fms 平台为核心,实现了
主播端(教师端)的音视频多媒体信息有效采集、编码、转换,向
客户端进行有效传输的功能。教师通过该功能在实施音视频在线授
课同时,可通过在线录制将授课内容录制储存起来,以便在授课结
束后,学生可以继续学习。教师在授课过程中用到的某些具有版权
保护的教学课件,可以向授课对象演示,但拒绝学生下载要求(如
图2所示)。
图2 在线文档查看
2.2 教学进度安排和监控
图3 授课计划安排
教学进度安排和监控模块主要是用于教师安排教学进度并监控教
师教学活动的完成进度。每学期的开学初,教师都会根据课程大纲
要求制定一份详细的授课计划,如图3所示。
教师确认提交进度安排后,系统会根据教师生成的进度安排,在
相应的时间提醒教师发布作业或批阅作业。课程模块中的课内作业
模块与教学日历模块关联。教学日历模块根据授课计划里的授课起
止时间来安排具体的教学日历内容,并启动后台程序对每个教师作
相应的进度监督,对教师的发布作业情况和批阅作业情况,系统可
给出相应的统计。统计结果可以为评定教师的教学质量提供依据。
2.3 软件工程文档的模版定制和生成
软件工程规范文档生成功能包括添加规范文档模板和生成规范文
档两部分。教师可以根据计算机软件文档编制规范,添加各种软件
工程的规范文档模版,如软件需求规格说明文档,软件设计说明文
档等。学生根据作业进度安排可以在线填写,按照模版定义的格式
最终生成一份包括字体、行距、标注都一致的规范文档。文档可以
保存在授课对象本地。由于该模块和教师布置作业进行了时效性相
关,超期的作业将不允许被修改和提交。
文档自动生成及教学进度表生成主要利用了jacob 和itext[10]
开源组件。相应的操作步骤为:利用open 函数打开word 文档模板,
查找模板中要替换的内容;成功找到后,将用户输入的内容替换模
板中的内容,并将文档光标下移一个位置;重复操作至所有内容替
换完整,利用save 函数保存文档;最后,用close 函数关闭word 。
2.4 与学习过程相结合的成绩评定
授课对象学习水平的评估关联到课程作业的模块和成绩评定标
准。教师可以进行评估标准配置,系统根据教师选择的标准获取所
有已交作业的授课对象信息,并列出授课对象总提交作业次数、正
常提交次数和延迟提交次数等。系统预设一些基本的算法,按照教
师选择的算法来提供对学习过程的总体评价。
3 结束语
本系统可以为满足综合性课程中理论与实践相结合的要求提供过
程监控和评价。在未来的工作中我们将进一步研究教学过程的信息
化管理问题,着重通过建立教学过程模型来实施教学过程的管理。
参考文献:
[1] 王珠珠, 张伟远. 我国普通高校网上教学平台及网站建设的现
状分析[j].
中国远程教育,2005.3:40~44
[2] 王若愚. 基于web 的教学平台的分析与设计[d].北京邮电大
学,2009.
[3] 王绍卜. 基于web 的校园多媒体教学平台技术研究[j].实验技
术与
管理,2006.v23(11):88~90
[4] 何鹏, 邱建林, 顾翔. 基于blog 与rss 的主动探究式教学平台
设计[j].
计算机工程与设计,2010.31(17):3932~3935
[5] 教育部高等学校计算机科学与技术教学指导委员会. 高等学
校计算
机科学与技术专业人才专业能力构成与培养[m].机械工业出版
社,2010.
[6] stephen r.schach 著, 邓迎春, 韩松邓等译. 软件工程面向对象
和传
统的方法[m].机械工业出版社,2007.
[7] adobe systems incorporated.macromedia flash(swf)and
flashvideo(flv)file format specification version 8[s].san
francisco.ca 94103.
[8] adobe systems incorporated. flash media server users
guide [eb/ol]. http://www.adobe.com,2005-3-7
[9] adobe systems incorporated. flash media server
product[eb/ol]. http:// introduce.www.adobe.com,2005-3-7
[10] dan adler. jacob
document[eb/ol].http://jacob·project.sourceforge.net,2007.