多媒体多角色通用一体化教学辅助SPOC平台建设

迟宗正， 赖晓晨， 侯 刚， 刘 斌， 任志磊， 李豪杰， 惠 煌

(大连理工大学 软件学院，辽宁 大连 116621)

多媒体多角色通用一体化教学辅助SPOC平台建设

迟宗正， 赖晓晨， 侯 刚， 刘 斌， 任志磊， 李豪杰， 惠 煌

(大连理工大学 软件学院，辽宁 大连 116621)

通过分析现有公共网课平台的实际应用现状，详细指出现阶段大连理工大学软件学院上课平台不统一、权限设置不自主及平台专业针对性不强等问题。经过综合调研分析，设计和研发面向学院内部适合大部分课程和所有教师学生的SPOC平台，并在平台中集成多种技术维度实现的自助签到点名系统，而且为方便师生通过平台建立课程体系化概念，平台将所有课程按课程体系和课程性质分类、分层次组织。另外，平台内容更新支持一键同步微信和微博等社交网络，更加实时快捷。实际应用统计数据分析证明通过通用一体化教学辅助平台进行教学组织，激发了学生学习兴趣，规范了学生学习秩序，提高了学生参与度，提高了教学质量。

大规模开放在线课程； 小规模限制性在线课程； 自助签到系统； 一体化平台

0 引 言

随着互联网的飞速发展，大规模开放在线课程(Massive Open Online Course,MOOCs)，这一新的教育理念在2008年提出，一大批教育工作者，包括来自玛丽华盛顿大学的 Jim Groom 教授以及纽约城市大学约克学院的 Michael Branson Smith 教授都采用了这种课程结构，并且成功的在全球各国大学主办了他们自己的大规模网络开放课程[1]。

MOOCs的提出随后引发了全球各地高校教育工作者的改革热情，包括翻转课堂教学模式的大胆尝试，基于微信公众平台和微博等的移动社交手段的课程改革等。在这一浪潮中，国际3大优秀平台领跑：Coursera、edX和Udacity，国内平台也有像MOOCs网、学堂在线和酷学习等平台[1]。

然而这种公共公开平台，对于面向一个学院范围内的教师和课程来说并不具有充分的自主性，教师不能够随时随地方便快捷的更改自己课程教学资源、权限也不可设置，且对于特定专业，公共MOOCs平台不具有针对性。因此综合多方面因素考虑，我们设计和研发面向学院内部适合大部分课程和所有教师学生的小规模限制性在线课程平台(SPOC，Small Private Online Course)。平台特别针对软件学院培养计划课程开发，任课教师和学生根据不同课程实际情况开放不同权限。

本文将以我校软件学院(以下简称我院)为例，建设多媒体多角色通用一体化教学辅助平台，并以微信和微博等多种社交手段作为传播推广媒介，将前阶段建设基于微信公众平台的课程多门课程和基于微博的多门课程，与一体化教学辅助平台集成[2-4]。并在平台中集成多种技术维度实现的自动签到点名系统。为方便师生了解平台中课程的类型和在课程体系中的地位，平台可将所有课程按课程体系和课程性质分类、分层次组织，且平台内容更新支持一键同步，更加实时快捷。

1 我院存在问题

(1) 没有统一教学平台。在MOOCs大环境浪潮的推进下，我院很多适合的课程也开始建设并一部分搬到了互联网，然而各门课程使用的平台并不一样，这给学生增加了很大的负担。比如通识课，学生需要到尔雅平台自主学习；部分教师申请获学校或远程继续教育学院资助，可以进入专门的录课室，并配备专业的视频制作团队，上传至学校和远程学院网站供学生观看学习；获国家软件学院联盟第一批MOOCs建设课程资助的，视频录制由软酷网完成，后期上线至“好大学在线”平台；还有大部分教师没有申请到资助，就采用自助方式进行讲课视频录制，后期上传至优酷或腾讯视频供学生在线观看；还有的教师将教学与微信公众平台相结合，将课程资源上传至申请注册的课程微信公众平台供关注该平台的学生自主学习。因此我们建设主要供学院内部使用的SPOC平台，集成统一所有适用课程(目前已集成包括通识课、专业课、语言课和实验课等多种类型课程)，更方便学生使用，权限管理也更自主，功能需求定制也更灵活[4-5]。

(2) 繁琐费时的点名签到。高校中，为保证学生出勤率，加强课程参与度，课上经常穿插点名签到环节，然而很多课程都是大班上课，人数在150名左右，挨个点名势必严重占用上课时间。因此我们设计多种自助签到方案，并考虑成本和后续应用情况实现了其中几种成本低且容易实际应用的自助签到系统。

(3) 学生对于微信和微博热度利用。中国互联网络信息中心(CNNIC)发布的《第37次中国互联网络发展状况统计报告》(以下简称《报告》)中指出，截至2015年12月，我国手机网民规模达6.2亿，用手机上网的人群占比已经提升至90.1%，其中学生群体的占比最高，占手机上网人群的25.2%。随着移动智能设备和“互联网+”时代的飞速发展，传统的课堂教学模式己经不能满足学生的需求。据《报告》统计，微信和微博等社交网络方式在大学生群体中覆盖率基本达到100%，利用智能移动终端辅助课程教学己经逐渐成为教育领域研究的一个热点，移动学习作为一种辅助教学模式，目前己经从理论走向应用，从研究走向实践。因此我们将通用一体化教学辅助平台与微信和微博集成，学生可以微信和微博作为入口进入平台，更加方便灵活，而且平台内容更新也可以一键同步微信和微博，沟通交流更加实时[6-7]。

(4) 现有平台课程组织无规律。MOOCs兴起以来，许多平台的课程资源建设已经基本完善，然而大多数平台的课程资源并没有显示出相关性，这对于学习者很不便于理解。特别针对一个学院的同专业培养计划内课程，最理想的状态是学生能够清楚地认识所学课程在整个课程体系中的地位和作用，前导和后续课程分别是什么，这样更加方便学生系统地学习。因此我们将平台内的课程按照课程类型、专业及课程体系等多种形式划分和展示，帮助学生建立课程体系化概念。

2 一体化平台建设

多媒体、多角色通用一体化教学辅助平台是基于移动预习、测验、互动与考核一体化平台v1.0版本基础设计的[6]，其功能主要包括以下几个方面：①用户管理，②课程建设和课程管理模块，③多媒体资源建设与管理，④多媒体论坛互动和信息发布功能，⑤多媒体题库建设，⑥在线考试和在线练习模块，⑦数据信息统计分析，⑧通用微信公众平台和微博平台建设，用以推广该平台，⑨平台集成多种学生签到策略。图1所示为基于社交网络的通用一体化教学平台的功能需求模块设计[8-9]。

通用一体化平台的功能从教师和学生的实际需求出发，着眼于解决目前教育教学过程中呈现的问题，结合微信和微博这两大备受学生青睐的移动社交平台，打造基于多媒体和多角色管理的通用一体化教学辅助SPOC学习平台。

图1 多媒体多角色通用一体化平台组织结构

2.1多媒体、多角色一体化网站

建设多媒体、多角色通用一体化网站，包括教师、学生和管理员等角色，适用于全院人文、外语、计算类及实验课程，是一个集学习、资源分享、互动交流、测验考核、教学活动组织等于一体的通用平台。该平台主要是面向教师和学生的教育网站系统，现在大部分的教学网站都是以学生学习，观看视频为主。而我们换了一个角度，站在教师的立场，力求为学生提供更方便、更人性化的教学服务。另外，平台较其他现有平台有一定的独特功能：

(1) 多媒体题库。题库类型支持客观题和主观题，客观题包括阅读题、选择、判断和填空，主观题根据不同的课程类型而不同，比如计算机组成原理实验主观题包括简答题和程序设计题等；而英语口语主观题包括英语朗读、语音汉英互译[10]。客观题支持系统自动化评分，主观题一般都需要人工参与批改。而且我们平台的特点是灵活支持多媒体，客观和主观题都支持多媒体，题干和问题回答都支持多媒体视频、音频以及图片文字等。另外，试题批改支持以自动化为主，人工参与为辅的批改方式，其中一些预习类题目都自带答案和详解，更能帮助学生高质量完成预习。

(2) 多媒体互动及常见问题板块。通过实际教学过程分析总结，每门课程都有一些常见问题，特别时实验课程，要得到最终的实验结果，涉及到很多实验操作步骤和细节。因此，在通用移动一体化平台的每门课程互动区都建立一个FAQ板块。任课教师根据多年的该课程教学经验和分析总结整理一些常见问题和疑问，学生也可以提交一些问题和答案，教师审核通过后，可以追加到FAQ板块中，该板块由教师和学生合力建设，并且不断的实时更新，对于辅助学生自学意义很大。另外，此板块的问题和答案也都支持视频、音频和图片等多媒体[11]。

(3) 数据统计分析。数据统计分析不单要处理学生提交试题的自动化评分，主要目的是对学生通过平台学习过程的监督和统计分析，统计分析的结果面向教师和学生用户，以方便教师了解和监督学生学习，学生了解自己学习情况。教师可以通过平台统计分析所有学生试题完成情况了解学生对各知识点掌握，以及监督所有学生课程资源观看学习；学生根据统计分析结果了解自己在整个课程知识体系和在整个班级的学习情况。

2.2一键同步微信、微博和QQ

为学生更加方便使用平台，我们将平台与微信和微博集成，学生通过手机端微信和微博能够十分方便地登录一体化教学辅助平台，而且为提高沟通交流实时性，让学生能够第一时间获得平台相关内容更新，平台支持一键同步至微信、微博[14-15]和QQ等社交手段。比如学生在互动区提问了一个问题，学生提交问题时可以设置“如果此问题有更新，可实时同步发送到该学生的微信、微博或者QQ”，以便学生能够及时收到答疑内容；另外教师在针对问题答疑或者发布涉及到所有学生的信息时，也可以选择一键同步至QQ群，以便学生能够及时看到。

2.3自动签到点名系统

签到功能是此平台符合现阶段移动互联网发展的实用功能之一，为了方便学生自助签到，规范学生出勤率，提出以下几种自助签到方式方案：①基于微信二维码扫描的签到系统；②基于蓝牙自动扫描的签到系统；③基于WiFi自动连接的签到系统；④基于指纹和面部识别的签到系统；⑤基于学生玉兰卡的刷卡签到系统。经过后期调研分析，从成本和实际应用可行性多角度考虑只实现了前3种，后两种相比之下成本较高、可行性较差。

我院实验中心针对特别专业实验室采用指纹门禁系统管理，但在实际应用过程中，指纹经常需要按刷多次才能识别成功，而且还与手指干湿、脏等多种外界因素有关。玉兰卡需要在每个教室单独配备一个刷卡签到机，最主要的是学生完全可以将卡交由别人代刷，所以可行性较差。基于在大学生中普及率已达100%的移动智能手机，因此，主要有以下3种签到系统：

(1) 基于微信二维码扫描签到系统。首先基于微信公众平台开发一个网站，任课教师将从教务系统下载的学生名单导入系统中，教师要点名时，将网站地址和随机生成的参数作为网站地址生成一个动态二维码，学生通过打开微信扫一扫进行扫码签到，初次扫描提示学生将微信号与导入系统中的学生姓名和学号绑定，每次扫码成功即存入后台以备统计。

在实际扫码签到时可能存在这样几个问题：①有的同学拍摄下二维码直接发到相关群里，别的同学可以在微信中直接识别二维码进行签到。笔者提出将微信二维码扫描与微信GPS定位结合共同完成签到，通过调用微信位置功能可以粗略知晓学生所处位置，设置距离阈值能够避免学生在宿舍签到的现象。②学生记录下网站地址，下一次要签到时直接访问网址完成签到。针对这个问题，通过将网站设置成网址加随机参数访问，每次参数都是随机生成的，因此每次对外网址都是不一样的。③另外，通过问卷调查分析，基本没有同学愿意将自己的手机或者微信号及密码交给别人帮助点名，毕竟比较私密。即便如此，我们也提出了对整个签到过程加以时间限制的方案，要求学生在1 min以内完成签到，过时系统自动不再记录签到。

微信扫描二维码自助签到系统完全依赖于软件实现，使用方便、可行性高，且为了灵活方便，应对个别学生来了却没有签到成功的情况，签到系统也有手动录入签到功能。

(2) 基于蓝牙扫描签到系统。基于微信二维码扫描与学号绑定的是微信号，而基于蓝牙的签到系统绑定的是手机蓝牙地址。手机的蓝牙地址唯一，且蓝牙本身的传输距离也十分有限，一般不超过100 m，这恰巧满足点名签到。

此系统不但有PC端做后台管理，签到功能主要通过基于安卓实现的APP来完成。首先学生登录网站进行蓝牙地址和姓名学号绑定，签到时，教师打开手机蓝牙功能，安装在安卓手机的本软件，能够获得所有扫描到设备的蓝牙地址(被扫描节点可以是安卓、IOS等其他操作系统)，通过与绑定好的数据库进行比对完成签到。

(3) 基于WiFi自动连接签到系统。基于WiFi的签到系统与基于蓝牙的签到系统类似，WiFi Mac地址也是唯一识别，学生登录网站将Mac地址与姓名学号进行绑定，且WiFi也有传输距离限制。鉴于不同的网络连接拓扑结构，提出了两种自助签到方案:①通过一台路由器将教师的签到电脑和所有学生移动设备组织在一个局域网的拓扑方案。首先给学生一定的时间连接该路由器，安装签到系统的教师电脑运行该系统，通过Ping整个网络内节点分析出Mac地址，然后进行比对即可完成签到。②通过一台具有WiFi热点功能智能手机将其他移动设备组织在一个局域网的拓扑方案。该系统开发的是一个移动APP，安装签到APP的移动设备打开WiFi热点功能，让所有签到的同学连接此热点，然后同样获得Mac地址进行比对完成签到。

2.4平台课程组织形式

为帮助学生建立课程体系化概念，方便学生系统学习，我们将平台内的课程按照课程类型、专业及课程体系等多种形式划分和展示[5,7]。

目前很多开放平台的在线课程已经建设得非常完善，但几乎所有平台的课程组织层次不够明确，用户在查找和学习过程中不易明确课程的前导和后续以及在课程体系中的位置[10,12]。将已经建设完成的开放课程资源实现按课程体系和课程类型等多种分类方法并用，并在课程体系建设中实现体系中课程层次结构图，让学生能够准确了解所学课程的课程体系及其在该课程体系中的地位。

另外，建设并完善开放课程资源评比机制，通过统计实际用户播放量、打赏和点赞量等多维统计数据推选优质受欢迎视频和优秀教师作为平台主打资源吸引用户[13]。

3 新机制的实施情况和成效

目前，多媒体多角色通用一体化教学辅助平台已投入到我院使用，目前上线课程有计算机组成原理实验、计算机组织与结构理论课和英语口语等课程。预习、测验等题库由相关授课教师录入，学生通过关注微信公众平台，能够使用学号和密码登录到该系统进行预习和测验，后台可自动化评分，加强对学生平时学习的监督考核，也减轻了教师的繁琐工作。

支持多媒体的互动交流板块加强了学生间以及学生与任课教师间的交流，且一键同步能够保证交流的实时性和有效性。经过统计对比分析，没有平台时，学生基本很少提出问题一周最多5人次，而平台上线每周讨论问题数量达12个主题之多，且平均发帖在55～60。通过调查问卷统计分析，平台的课程多种组织形式确实有助于学生了解整个课程体系。

多种自助签到系统并存大大减少了课堂点名时间，提高了效率，并且约束了学生，保证出勤率。

4 结 语

最终完成建设支持不同类型课程的通用多媒体教学辅助学习平台，并以微信公众平台和微博平台为媒介推进基于PC和移动智能终端的辅助学习模式，提供多种签到点名功能结合，课前随时随地随意预习、测验、交流互动，并能在通用一体化平台在微信和微博上实现一键转发。实践统计数据分析证明通过通用一体化教学辅助平台进行教学组织，激发了学生学习兴趣，规范了学生学习秩序，提高了学生参与度，提升了教学效果，提高了教学质量。

[1] 董 晶.慕课(MOOC)的发展现状及对高等教育的影响[D].济南：山东师范大学,2015.

[2] 迟宗正,赖晓晨,惠 煌,等.计算机组成原理实验新教学模式研究实践[J].实验技术与管理.2015,32(5):232-235.

[3] 孟凡立,陈 琳.基于微信公众平台的移动学习空间构建研究[J].现代教育技术,2014(10):19-25.

[4] 迟宗正,惠煌,侯 刚,等.计算机组成原理实验之“微改革”[J].实验室研究与探索,2015,34(8):154-157.

[5] 陈以海.高校精品课程网站建设探索[J].中国教育信息化,2008(1):52-54．

[6] 许桂芳.高校数字教学资源共享中心的构建及其关键技术[J].现代教育技术,2010,20(11):118-121.

[7] 彭 灿.基于Android的计算机组成原理教辅程序的设计与实现[D].呼和浩特：内蒙古大学,2013.

[8] 迟宗正,侯 刚,赖晓晨,等.依托新技术建设移动辅助教学一体化平台[J].实验室研究与探索,2016,35(5):84-87.

[9] 迟宗正,侯 刚,赖晓晨,等.基于TEC-XP实验箱的数字仿真系统设计与实践[J].实验技术与管理,2016,33(6):123-126.

[10] 梁 丽.构建分层次实验教学体系培养创新型人才[J].实验室研究与探索,2014,33(1):217-219,242.

[11] 卢胜男.基于微信公众平台的微型移动课程的设计与研究[D].上海：上海师范大学,2014.

[12] 郭广航. 基于知识网络的高校数字教学资源平台的共建与共享[J].实验室科学,2013,16(1):156-158.

[13] 徐 明,陶秋荣,柏菊花．高校区域性数字教学资源共享服务体系构建与核心问题的探讨[J]．中国电化教育,2011(12): 83-86.

[14] 张婷婷.基于微博的英语教学策略研究——以新浪微博为例[J].现代教育技术,2011(6):96-100.

[15] 朱阳莉.基于微博的移动学习在课程教学中的应用研究[D].昆明：云南师范大学,2013.

ConstructionofSPOCPlatformofUniversalIntegratedTeachingAid

CHIZongzheng,LAIXiaochen,HOUGang,LIUBin,RENZhilei,LIHaojie,HUIHuang

(School of Software, Dalian University of Technology, Dalian 116621, Liaoning, China)

By analyzing the application status of the existing public platform, many problems of the school of software, Dalian University of Technology are detail pointed out, such as the class platform is not unified, the authority set is not independent and so on. After a comprehensive survey and analysis, SPOC platform is designed and developed, which is oriented to the majority of courses and all teachers and students within the college. And many self-service check-in naming systems are integrated. and for helping teachers and students to establish the concept of curriculum system through the platform, all courses are classified according to the curriculum system and the nature, hierarchical organization. And the platform content updates support a key synchronization WeChat and micro-blog, more real-time and fast. The statistical analysis data prove that learn by the platform stimulates students interest, standardizes the order of students learning, and improves the quality of teaching.

massive open online course(MOOCs); small private online course(SPOC); self-service check-in naming systems; integration platform

G 642

A

1006-7167(2017)09-0140-05

2016-09-19

国家自然科学青年基金项目(61403057);中央高校基本科研业务费专项资金资助(DUT15QY53)；辽宁省教改项目(UPRP20140893);高等学校本科教学改革与教学质量工程建设项目；大连理工大学教改基金(ZX201521);大连理工大学现代远程教改重点项目(ZD201633)

迟宗正(1984-)，男，山东青岛人，博士生，工程师，主要从事计算机组成原理实验平台管理及研发工作。Tel.:13591169937;E-mail：czz.dut@163.com

李豪杰(1973-)，男，山东泰安人，教授，博士后，主要从事计算机视觉与图像处理、多媒体搜索等领域研究工作。Tel.: 18698732511; E-mail：hjli@dlut.edu.cn