林昆　鄭霖娟

摘 要：無線網(wǎng)絡(luò)和移動終端的普及，突破了課堂時空限制，使得隨時隨地獲取資源進(jìn)行學(xué)習(xí)成為可能。該自主學(xué)習(xí)平臺以高職教學(xué)質(zhì)量保障體系為指引，以程序自動編譯評測子系統(tǒng)為核心，參照高職教育實(shí)際教學(xué)過程，構(gòu)建融入高職教育教學(xué)質(zhì)量保障體系的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)環(huán)境，形成“教、學(xué)、練、測、賽、督”六位一體的綜合性自主學(xué)習(xí)平臺，為高職院校的網(wǎng)絡(luò)課程建設(shè)和信息化教學(xué)建設(shè)提供基礎(chǔ)支撐平臺，使網(wǎng)絡(luò)教學(xué)真正地服務(wù)于高職院校的課程教學(xué)。

關(guān)鍵詞：高職教育；網(wǎng)絡(luò)自主學(xué)習(xí)平臺；程序自動編譯評測；教學(xué)質(zhì)量保障體系

中圖分類號：TP393.09 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

1 前 言

4G技術(shù)、無線網(wǎng)絡(luò)、移動終端等新技術(shù)的普及正在改變我們的生活方式和學(xué)習(xí)方式，突破課堂的時空限制、隨時隨地獲取學(xué)習(xí)資源已經(jīng)成為主流需求[1]，網(wǎng)絡(luò)互動教學(xué)將成為高職教育教學(xué)的一部分，網(wǎng)絡(luò)課程和各類網(wǎng)絡(luò)自主學(xué)習(xí)平臺的建設(shè)已成為校園教育信息化的重點(diǎn)，網(wǎng)絡(luò)課程的數(shù)量和網(wǎng)絡(luò)自主學(xué)習(xí)平臺對日常教學(xué)工作支持的深入程度也成了判斷一所高校的學(xué)校形象、發(fā)展水平和辦學(xué)能力的重要因素[2]。

2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀

在我國，隨著教育部加速實(shí)現(xiàn)教育信息化，以信息化帶動教育現(xiàn)代化等方針和政策的推動，很多本科院校相繼完成了不同程度的網(wǎng)絡(luò)課程和網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺的建設(shè)[3]。高職院校由于起步較晚、院校自身的技術(shù)力量薄弱以及經(jīng)費(fèi)投入受限等諸多因素的制約，其精力主要集中在傳統(tǒng)的教學(xué)管理中，尚未將焦點(diǎn)轉(zhuǎn)移到利用信息化的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)環(huán)境的建設(shè)上[4]。

在國外，網(wǎng)絡(luò)輔助學(xué)習(xí)管理系統(tǒng)已有廣泛的研究和應(yīng)用，推廣應(yīng)用較廣的包括Moodle、BlackBoard、Sakai等，這些系統(tǒng)的研究集中在開放課程、資源共享和自我學(xué)習(xí)等方面，比如課程開設(shè)、課件共享、在線交互、作業(yè)和測試等功能[5]。此類系統(tǒng)的作業(yè)和測試功能模塊雖然提供了在線自動評測功能，但都只提供了通用的非語義問題的評測，如選擇題、填空題，對于具有語義的題目，如問答題、計算機(jī)編程題等，則必須在提交后由教師進(jìn)行手動查閱評分[6]；另一方面，此類系統(tǒng)的側(cè)重課程資源的組織與建設(shè)，對系統(tǒng)應(yīng)用于實(shí)現(xiàn)校園教學(xué)環(huán)境的支持較弱，也未能為教學(xué)管理與督導(dǎo)管理提供足夠的支撐，孤立于高職院校教學(xué)質(zhì)量保障體系之外。

3 平臺的特色

能否打破網(wǎng)絡(luò)教學(xué)孤立于高職教學(xué)管理之外的局面，將網(wǎng)絡(luò)教學(xué)融入高職教學(xué)質(zhì)量保障體系之中，是網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺建設(shè)是否能真正服務(wù)于高職教學(xué)的關(guān)鍵所在[7]。面向高職教學(xué)質(zhì)量保障體系的程序設(shè)計自主學(xué)習(xí)平臺以教學(xué)質(zhì)量保障體系為指引，以建設(shè)高職院校程序設(shè)計類建設(shè)“教、學(xué)、練、測、賽、督”六位一體的綜合性自主學(xué)習(xí)平臺為研究目標(biāo)。平臺強(qiáng)調(diào)學(xué)生對課程各知識點(diǎn)的自主學(xué)習(xí)與自我測驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)對具有語義性的程序設(shè)計的在線自動評測支持；強(qiáng)化平臺對應(yīng)用于實(shí)際校園教學(xué)的教學(xué)管理，實(shí)現(xiàn)審核體系以確保教學(xué)質(zhì)量；引入督導(dǎo)機(jī)制，確保網(wǎng)絡(luò)課程的教學(xué)過程處于高職院校督導(dǎo)體系監(jiān)管之下；實(shí)現(xiàn)競賽支持功能，豐富高職教育的課余學(xué)術(shù)活動、活躍學(xué)習(xí)氛圍，實(shí)現(xiàn)“以賽促教、以賽促學(xué)、以賽促訓(xùn)”；這些正是傳統(tǒng)的課程管理系統(tǒng)所欠缺的。

4 平臺實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)

4.1 總體架構(gòu)

面向高職教學(xué)質(zhì)量保障體系的程序設(shè)計自主學(xué)習(xí)平臺的總體架構(gòu)設(shè)計如圖1所示，包括以下幾個核心服務(wù)：

1.自主學(xué)習(xí)平臺交互服務(wù)器：交互服務(wù)器部署在前端，平臺向多種終端（PC、手機(jī)、平板電腦）用戶提供的所有功能都集中由交互服務(wù)器提供[8]，包括系統(tǒng)管理員功能、各級教師用戶的班級與課程管理功能、以及學(xué)生用戶的學(xué)習(xí)與測驗(yàn)功能等；

2.后臺數(shù)據(jù)庫服務(wù)器：數(shù)據(jù)庫服務(wù)器部署于后端，終端用戶通過交互服務(wù)器提交的數(shù)據(jù)，保存于后臺數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，與外網(wǎng)隔離，防止用戶非法訪問數(shù)據(jù)，確保數(shù)據(jù)安全；

3.程序在線編譯評測子系統(tǒng)：評測子系統(tǒng)部署于后端，它會自動的從數(shù)據(jù)庫服務(wù)器獲取學(xué)生提交的測驗(yàn)程序，進(jìn)行在線編譯、執(zhí)行、輸入輸出測試等操作，最后將評測結(jié)果數(shù)據(jù)返回到數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，以便交互服務(wù)器查詢。

圖1 自主學(xué)習(xí)平臺總體架構(gòu)圖

4.2 模塊設(shè)計

面向高職教學(xué)質(zhì)量保障體系的程序設(shè)計自主學(xué)習(xí)平臺主要包括了用戶管理、課程管理、班級管理、程序自動編譯評測子系統(tǒng)、競賽支持、督導(dǎo)支持等模塊，項目整體構(gòu)架設(shè)計如圖2所示。

圖2 自主學(xué)習(xí)平臺整體模塊設(shè)計圖

4.3 高職教學(xué)管理支持

為了強(qiáng)化網(wǎng)絡(luò)自主學(xué)習(xí)平臺的實(shí)用性，全面支持高職院校實(shí)際教學(xué)工作，自主學(xué)習(xí)平臺參照了高職教育的教學(xué)管理體系，實(shí)現(xiàn)了面向高職教學(xué)管理的基礎(chǔ)支撐功能。

1.用戶管理

用戶管理是網(wǎng)絡(luò)自主學(xué)習(xí)平臺的基礎(chǔ)模塊，負(fù)責(zé)平臺各級用戶的生命周期管理、角色指派和權(quán)限分配等功能，使用用戶-角色-權(quán)限三級管理構(gòu)架[9]，主要包括：

1）用戶管理：提供創(chuàng)建用戶、刪除用戶、限制用戶、批量導(dǎo)入導(dǎo)出等基本功能。

2）角色管理：為了強(qiáng)化網(wǎng)絡(luò)自主學(xué)習(xí)平臺的實(shí)用性，全面支持高職院校實(shí)際教學(xué)工作，平臺的角色管理參照了高職教育的教學(xué)管理體系，提供了諸如教務(wù)管理人員、教學(xué)單位負(fù)責(zé)人、專業(yè)負(fù)責(zé)人、授課教師、學(xué)生以及督導(dǎo)專員等符合高職院校教學(xué)管理制度的角色體系。

3）權(quán)限管理：負(fù)責(zé)管理各個角色所具有的操作權(quán)限，比如學(xué)生只具有學(xué)習(xí)類別的功能，授課教課只能管理維護(hù)自己所分配的課程資源，教務(wù)管理人員、教學(xué)單位負(fù)責(zé)人、專業(yè)負(fù)責(zé)則具有不同級別的課程管理、審核功能和統(tǒng)計性功能，而督導(dǎo)專員的主要權(quán)限是查看各個開課班級、課程的教學(xué)進(jìn)度、教學(xué)質(zhì)量等統(tǒng)計數(shù)據(jù)。

2.班級管理

班級管理是網(wǎng)絡(luò)自主學(xué)習(xí)平臺真正服務(wù)于高職院校教學(xué)工作的關(guān)鍵，包括自然教學(xué)班級、選修課班級以及開放課程自由班級三種模式。endprint

1）自然教學(xué)班級：自然教學(xué)班以二級院系、專業(yè)、班級的三層管理級別，自然教學(xué)班的成員由教學(xué)單位負(fù)責(zé)人或?qū)I(yè)負(fù)責(zé)人進(jìn)行設(shè)置，每個學(xué)生類型的用戶最多只能被安排在一個自然教學(xué)班；自然教學(xué)班不接受其他學(xué)生用戶的加入申請。

2）選修課班級：選用于支持高職院校的公共選修課程教學(xué)，由教學(xué)單位負(fù)責(zé)人創(chuàng)建，經(jīng)教學(xué)管理部門審核后成立，學(xué)生用戶可以根據(jù)個人學(xué)分情況申請加入選修課班級，學(xué)生申請之后必須經(jīng)過班級管理員審批通過才能成為班級成員。

3）開放課程班級：開放課程班級用于豐富高職教育的第二課堂活動，任何教師用戶均可以根據(jù)自己的特長創(chuàng)建開放課程班級，學(xué)生用戶可以根據(jù)個人興趣自由加入開放課程，無須審批便可成為班級成員。

3.課程管理

課程管理功能是網(wǎng)絡(luò)自主學(xué)習(xí)平臺的核心功能，是平臺服務(wù)于高職院校教學(xué)管理的最直接體現(xiàn)，也是高職教學(xué)質(zhì)量保障體系在實(shí)際教學(xué)活動中的最關(guān)鍵的監(jiān)控點(diǎn)，平臺實(shí)現(xiàn)了從開設(shè)課程、設(shè)定開課班級和授課教師到教學(xué)計劃的撰寫與審核、教學(xué)資料管理等環(huán)節(jié)構(gòu)建了貫穿高職教學(xué)過程的完整流程，并對各個環(huán)節(jié)提供了實(shí)時監(jiān)控，為質(zhì)量保障體系獲取第一手?jǐn)?shù)據(jù)，主要功能包括：

1）創(chuàng)建課程：教學(xué)單位專業(yè)負(fù)責(zé)人可以根據(jù)教學(xué)需要，創(chuàng)建相應(yīng)的課程。

2）設(shè)置開課班級：專業(yè)負(fù)責(zé)人根據(jù)教學(xué)需要，為已創(chuàng)建的課程設(shè)置開課班級，一個課程可以設(shè)置一個或多個開課班級，這些班級將以共享該課程的教學(xué)資源。

3）指定授課教師：專業(yè)負(fù)責(zé)根據(jù)開課情況，為課程指定相應(yīng)的授課教師，將課程的管理權(quán)限賦予授課教師。

4）撰寫教學(xué)計劃：授課教師可通過系統(tǒng)組織課程教學(xué)計劃，有多個授課教師的課程，任何一個授課教師均可參與撰寫教學(xué)計劃。

5）審核教學(xué)計劃：教課教師撰寫的教學(xué)計劃，必須提交給專業(yè)負(fù)責(zé)人審核通過，才能在系統(tǒng)上展示和使用。

6）管理教學(xué)過程資料：授課教師在教學(xué)計劃指導(dǎo)下，完成對教學(xué)過程資料的維護(hù)，包括上傳課件、教程、教學(xué)視頻等資料，以及布置在線作業(yè)、測驗(yàn)任務(wù)[10]；有多個授課教師的課程，每個教師編輯的資料都可以共享給本課程所有的教師和班級統(tǒng)一使用[11]。

4.4 程序自動編譯評測子系統(tǒng)

程序自動編譯評測子系統(tǒng)是網(wǎng)絡(luò)自主學(xué)習(xí)平臺支持程序設(shè)計語義性題目自動評測的重點(diǎn)，評測子系統(tǒng)是常駐內(nèi)存的Linux Daemon進(jìn)程，使用多線程、共享隊列、共享緩存等技術(shù)實(shí)現(xiàn)提高評測子系列的性能，主要由答題讀取、語法檢查、語義評測、語義評測數(shù)據(jù)緩存管理、評測結(jié)果反饋等模塊組成，如圖3所示。1.答題讀取模塊：答題讀取模塊運(yùn)行于一個單獨(dú)的線程，定時向數(shù)據(jù)庫服務(wù)器查詢是否存在已提交未處理的答題，讀取符合條件的答題內(nèi)容數(shù)據(jù)，加入待編譯隊列，并更新數(shù)據(jù)庫服務(wù)器中的答題處理標(biāo)識，避免同一答題被重復(fù)處理。

2.語法檢查模塊：當(dāng)待編譯隊列為非空時，語法檢查模塊從待編譯隊列逐個讀取答題內(nèi)容，根據(jù)答題的程序語言類型，調(diào)用相應(yīng)的語言編譯庫對答題進(jìn)行編譯，若編譯通過，表示答題語法正確，則將編譯生成的可執(zhí)行程序等信息構(gòu)造待評測數(shù)據(jù)對象，放入待評測隊列；否則，若編譯不通過，表示答題語法錯誤，則將錯誤信息生成反饋結(jié)果，放入反饋結(jié)果隊列。

圖3 程序自動編譯評測子系統(tǒng)模塊圖

3.語義評測模塊：當(dāng)待評測隊列為非空時，語義邏輯正確性評測模塊逐個讀取待評測數(shù)據(jù)，根據(jù)待評測數(shù)據(jù)所對應(yīng)的題目，從語義評測數(shù)據(jù)緩存管理模塊獲取評測輸入輸出數(shù)據(jù)，執(zhí)行生成的可執(zhí)行程序，并使用測試輸入輸出數(shù)據(jù)對程序進(jìn)行邏輯正確性評測，并將評測結(jié)果生成反饋結(jié)果，放入反饋結(jié)果隊列。

4.語義評測數(shù)據(jù)緩存管理模塊：網(wǎng)絡(luò)自主學(xué)習(xí)平臺在實(shí)際教學(xué)應(yīng)用中，學(xué)習(xí)同一課程的所有學(xué)生都會對課程的題目進(jìn)行學(xué)習(xí)和答題，學(xué)習(xí)同一課程的學(xué)生少至幾十人，多則幾百人，因此提交到平臺的答題中，答題的總數(shù)量往往是對應(yīng)的題目的上百倍。如果對每個答題都從數(shù)據(jù)庫服務(wù)器讀取題目的輸入輸出測試數(shù)據(jù)，將會大大增加數(shù)據(jù)庫服務(wù)器和服務(wù)器間通信的壓力，語義評測數(shù)據(jù)緩存管理模塊將近期使用到的測試數(shù)據(jù)緩存起來，提供對語義邏輯評測模塊重復(fù)使用，同時使用淘汰算法，清理長期未使用的數(shù)據(jù)，防止過度消耗內(nèi)存。

5.結(jié)果反饋模塊：反饋模塊的工作是及時地將反饋結(jié)果隊列中的結(jié)果數(shù)據(jù)提交到數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，以便交互服務(wù)器將答題的結(jié)果展示給學(xué)生，并更新學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度、排名等信息。

4.5 服務(wù)“以賽促學(xué)”的競賽支持功能

借助程序自動編譯評測子系統(tǒng)的支撐，面向高職教學(xué)質(zhì)量保障體系的程序設(shè)計自主學(xué)習(xí)平臺還可以為高職院校的舉辦程序設(shè)計類競賽提供支持，活動高職教育的學(xué)習(xí)氛圍，為“以賽促學(xué)”高職教育理念提供支撐。主要功能包括：

1.創(chuàng)建競賽：競賽組織者只需要通過交互服務(wù)器創(chuàng)建競賽，競賽可以設(shè)置為內(nèi)部競賽和開放競賽兩種。

2.自動賽程管理：組織者只須設(shè)置競賽的起始時間和結(jié)束時間，在競賽開始前參賽者都無法查看到題目[12]；另一方面，一旦競賽結(jié)束時間到達(dá)，參賽者便無法再提交答題，整個過程無須安排監(jiān)考教師進(jìn)行發(fā)卷或收卷工作。

3.賽題管理：組織者在競賽開始之前，可以通過交互服務(wù)器，對競賽題目進(jìn)行增、刪、改等維護(hù)操作，并為題目設(shè)置分值比例。

4.自動排名：在整個競賽過程中，平臺將自動根據(jù)參賽者的答題情況，實(shí)時生成競賽排名，組織者與參賽者均可查看各參賽者的答題排名。

4.6 面向督導(dǎo)機(jī)制的質(zhì)量信息反饋

網(wǎng)絡(luò)自主學(xué)習(xí)平臺作為高職教學(xué)環(huán)境的一部分，其教學(xué)過程與教學(xué)質(zhì)量也必須處于高職院校的督導(dǎo)體系之中，平臺提供面向督導(dǎo)專員的督導(dǎo)支持功能，使網(wǎng)絡(luò)自主學(xué)習(xí)不再孤立于教學(xué)質(zhì)量保障體系之外，主要功能有：

1.審核體系：課程的開設(shè)、課程授課計劃、課程資源的組織與管理、作業(yè)與測驗(yàn)安排等教學(xué)環(huán)節(jié)都必須相應(yīng)的審批流程，以確保課程網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的合理性，提高教學(xué)質(zhì)量，督導(dǎo)專員可以方便的查看每個教學(xué)準(zhǔn)備活動的組織和審核記錄。endprint

2.進(jìn)度統(tǒng)計：一旦開設(shè)了課程，授課教師是否及時地撰寫教學(xué)計劃，是否根據(jù)教學(xué)計劃按時組織各個教學(xué)活動的資源、安排作業(yè)與測驗(yàn)，學(xué)生是否按時按質(zhì)按量完成課程各階段的學(xué)習(xí)等數(shù)據(jù)，在進(jìn)度統(tǒng)計功能中可一目了然。

3.成績統(tǒng)計：成績統(tǒng)計包括兩個部分，一個是班級內(nèi)部排名，對各學(xué)生完成課程學(xué)習(xí)、作業(yè)與測驗(yàn)的得分進(jìn)行排名；一個是對相同課程的平行班，以班級為單位，進(jìn)行最高分、平均分等排名。

4.評價體系：對每個開設(shè)的課程建立多維的評價體系，諸如學(xué)生對授課教師的評價、學(xué)生對課程的評價、教師對學(xué)生的評價等，為課程設(shè)置和教學(xué)督導(dǎo)等工作提供質(zhì)量信息反饋。[13]

5 結(jié) 語

4G技術(shù)、無線網(wǎng)絡(luò)、移動終端等新技術(shù)的普及正在改變我們的生活方式和學(xué)習(xí)方式，突破課堂的時空限制、隨時隨地獲取學(xué)習(xí)資源已經(jīng)成為主流需求，網(wǎng)絡(luò)互動教學(xué)將成為高職教育教學(xué)的一部分，如何有效地將網(wǎng)絡(luò)教學(xué)納入高職教學(xué)質(zhì)量保障體系，是高職院校教學(xué)管理的新課題。面向高職教學(xué)質(zhì)量保障體系的程序設(shè)計自主學(xué)習(xí)平臺利用其程序自動編譯評測子系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了對具有語義性的程序代碼的自動評測，成為能支撐程序設(shè)計類課程全方位教學(xué)的網(wǎng)絡(luò)綜合自主學(xué)習(xí)平臺，平臺具有“教、學(xué)、練、測、賽、督”六位一體的特色，貼近高職教育的實(shí)際，平臺的綜合運(yùn)用將為高職院校的網(wǎng)絡(luò)課程建設(shè)和信息化教學(xué)建設(shè)提供基礎(chǔ)支撐平臺。目前，該平臺已在清遠(yuǎn)職業(yè)技術(shù)學(xué)院計算機(jī)應(yīng)用技術(shù)專業(yè)2013級和2014級《C語言程序設(shè)計》、《Java程序設(shè)計》、《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)與算法》、《算法基礎(chǔ)》等課程中應(yīng)用，進(jìn)行課堂教學(xué)與網(wǎng)絡(luò)教學(xué)相結(jié)合的探索和實(shí)踐，取得了較好的效果。

參考文獻(xiàn)

[1] 張德時.高校推進(jìn)自主學(xué)習(xí)平臺建設(shè)的策略分析[J].黑龍江高教研究，2011，（7）：56-57.

[2] 惠麗，張凝，徐輝.基于Web2.0下網(wǎng)絡(luò)自主學(xué)習(xí)平臺關(guān)鍵技術(shù)研究[J].黑龍江大學(xué)：自然科學(xué)學(xué)報，2009，26（1）：72-74.

[3] 吳湘.近年來我國高校課程建設(shè)研究[D].蘇州：蘇州大學(xué)，2010

[4] 董莉莉.高職院校和諧校園建設(shè)中的數(shù)字化校園建設(shè)[J].教育探索，2009，（5）：73-74

[5] 鄧國民. Moodle、Sakai、Drupal與Blackboard的比較研究[J].中國電化教育，2013，（6）： 109-116.

[6] 高曉瑩，趙玉鑫.運(yùn)用網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺Moodle促進(jìn)探索式學(xué)習(xí)[J].西南民族大學(xué)學(xué)報，2009，（5）：88-90.

[7] 鄭衛(wèi)東，畢蓉. 高職院校教學(xué)質(zhì)量保障體系運(yùn)行機(jī)制構(gòu)建芻議[J].教育發(fā)展研究，2011，（11）：79-82.

[8] 謝明鳳.基于網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺和知識本體應(yīng)用的遠(yuǎn)程課程資源設(shè)計[J].中國電化教育，2013，（5）：78-86.

[9] 張雷.擴(kuò)展rbac模型在web應(yīng)用中的研究與實(shí)現(xiàn)[D].北京： 北京交通大學(xué)，2008.

[10]劉永平，謝利德，王清河，等.智慧網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)資源信息系統(tǒng)的研究與實(shí)踐[J].實(shí)驗(yàn)技術(shù)與管理，2013，30（12）：114-116.

[11]曹晏禎.基于B/S架構(gòu)的作業(yè)管理系統(tǒng)的研究與實(shí)現(xiàn)[D].鄭州：鄭州大學(xué)，2010.

[12]張京軍.源代碼在線評測系統(tǒng)的設(shè)計與實(shí)現(xiàn)[D].西安： 長安大學(xué)，2010.

[13]張揚(yáng)，尹紅，李孟輝.高校課程教學(xué)質(zhì)量保障體系的構(gòu)建探析[J]. 高等農(nóng)業(yè)教育， 2010，（1）：46-48.endprint