基于过程监控的软件类实验监督评价系统研究

邓伟华,黄海平,吴 欣

(湖南省娄底职业技术学院,湖南娄底 417000)

基于过程监控的软件类实验监督评价系统研究

邓伟华,黄海平,吴 欣

(湖南省娄底职业技术学院,湖南娄底 417000)

高职院校软件类课程的上机实验课是非常重要的操作技能训练课,但学生上机行为难以监督。本文将学生在机器上打开的软件程序和本堂课需要打开的程序进行比对,利用软件进行自动监控,并提出了一个认真指数来量化学生的上机认真程度。

软件类实验;实验监控;实验评价;过程监控

软件类课程是指以训练计算机软件操作技能为教学目标的课程,这类课程在高职各个专业均有开设,特别是在计算机专业更是占了很大比例。软件类课程的专业教学手段就是通过学生自己上机操作来提高操作技能。然而现在的PC机不仅可以用来学习,还可以用来听音乐、打游戏,由于教师主要精力在指导学生实验上,所以很难发现和制止学生做与学习无关的事情,主要依靠学生自觉,但是高职学生一般自觉性不强,好玩。因此如何监控和引导学生的上机行为成了实践性教学环节的重要工作,对培养目标的实现起着决定性作用。

1 软件类实验教学现状

高等职业教育主要培养高技能人才,这就决定了高职院校的课程开设是以实践性操作为主。软件类课程的教学目的就是通过上机实验来训练学生对软件操作的熟练程度。高职学生基础差,学习主动性不强,难以长时间进行独立操作训练,必须在教师的监督和引导下完成。但是随着招生规模的扩大,教师辅导的学生增多,没有更多的时间和精力监督学生,所以现阶段的学生的上机行为主要依靠学生的自觉和教师的监督,其中教师的监督是通过每次上机将学生的不良上机行为进行登记,并反映到学生课程平时分数中。然而教师监督具有时间和空间的局限性,这样靠手工方法来监督学生的上机行为不但教师难以从时间和精力上做到,并具有很大随意性和不公平性,难以全面公正地监控学生的不良上机行为。另外由于教师花费了大量的时间和精力来监控学生,就会造成教师对实验的指导精力下降,造成上机实验的教学质量整体质量下降。并且这样监控学生还必须依靠教师的责任心,如果教师责任心不强,势必监控的效果还会更差。

本文针对上述问题展开探讨,建立一套自动监控与评价的软件系统。该系统自动监控学生的上机过程,将学生的不良上机行为进行登记保存,并根据标准将学生的实验成绩进行评定,经过长时间的大量监控数据就可以得出学生的上机认真程度,同时也可以根据学生的上机认真程度和上机成绩得出教师的责任心指数。

2 系统的设计和实现

对上机实验过程的监控和评价,本身是一个单纯简单的管理问题,但软件类实验课有自己的特点,实验课的所有实验过程都在PC机器上完成,可以利用计算机的特点来进行自动化监控与评价,这样就克服了教师手工监控和评价的缺点和弊端。下面就基于过程监控的软件类实验监督评价系统的设计进行探讨。

2.1 系统的总体设计

软件系统由教师端子系统、学生端子系统、WEB端子系统和数据库组成。教师端子系统负责对局域网内所有安放学生端子系统的工作站进行监视和安全管理。学生端子系统工作在局域网内的工作站上,负责收集学生机器上的信息,并根据教师端子系统发出的命令对工作站进行安全管理。这两个子系统通过局域网网络通信模块进行数据的发送与接受。在课程完成后,教师端子系统将该堂课所收集的信息上传到WEB子系统保存,供教师、家长、学生在互联网上查询。

该系统的部署结构图如下:

图1 系统部署结构图

该系统的逻辑结构分为教师端子系统、学生端子系统、WEB端子系统和数据库组成,具体如图2所示。

图2 软件逻辑结构图

2.2 教师端子系统的设计

教师端子系统是这个软件系统的核心,负责整个机房实验的发布、监控、评价等工作,具体由认证模块、设置模块、连接模块、评价模块和监控模块组成。其中认证模块主要负责教师上课前登录管理器的身份认证工作;设置模块的工作也在登录时一并完成,属于登录的一个步骤,完成实验班级、课程、实验内容、监控规则和评价规则等参数设置工作;连接模块主要负责教师端子系统和学生端子系统的连接工作,以及负责教师端子系统和WEB端子系统的连接工作;监控模块主要负责获取学生端子系统传来的数据,根据监控规则进行筛选和保存,启动评价模块进行评价工作;评价模块主要负责完成学生上机质量的评价工作,评价时以系统自动监控数据和教师手动评价数据为依据,以评价规则和评价算法为准绳来进行评价。整个子系统的具体工作流程如图3所示。

2.3 学生端子系统设计

学生端子系统包括登录模块、连接模块、监控模块、消息告警模块、自我保护与隐蔽模块等组成,其中登录模块主要负责身份认证功能,该模块将学生端学生上机输入的学号与教师端的数据库进行比较,是本班人员就进入系统,启动监控,进入监控状态,如果学生出现不当上机行为时就给出警告,并进行抓屏,对上机评价,同时将监控情况上传到教师端保存。这个学生端的子系统必须随机器启动而启动,并将该进程隐藏,使得学生不能通过常规手段终止该进程,学生下机后将返回该系统的登录界面,使用任何手段均不能脱离该系统的监控。该子系统的工作流程如图4所示。

图3 教师端子系统工作流程

图4 学生端子系统工作流程图

2.4 监控与评价模块设计

学生上机活动的评价主要有两个方面:一是学生上机的认真程度 (或称认真指数);二是学生上机实验的工作成果 (或称成果指数),一般通俗认为前者为苦劳,后者为功劳。这两个方面相辅相成,前者是基础,反映学生的学习态度,高职专业是技能型学习,主要是多练,没有认真是不可能熟练的。从评价方法上来看,前者既可以教师手工来评价,也可以采用监控软件自动评价,后者一般只能由教师手工来评价。本软件系统主要是针对前者的监控和评价。

监控学生的上机认真程度,主要是获得每个学生在上机时的活动内容信息,这需要一个监控程序来监视获取学生的上机活动信息,并将获得信息发送至服务器保存、处理。通过分析常见学生的上机行为有打瞌睡、打游戏、听音乐等,这些行为本质上都是做与课堂无关的事。这些行为可以分为两类:一类不良上机行为是在机器外做与本课堂无关的事情,也就是说开着机器,进入本课堂操作软件系统,却玩着手机、看小说等与本课堂无关的行为;另外一类不良上机行为是在机器上做与本课堂无关的工作,例如在机器上打游戏等。第一类可以采用本课堂主实验软件的活动程度来监控,通过本课堂实验软件的活动程度来反映学生的认真程度,可以通过表1来实现;第二类则采用本课堂只能启动几个相关软件,一旦其他软件启动就提出扣分警告,并强制关闭。每门课可以启动哪些软件主要通过表2来实现,该表的参数由任课教师在本期初 (或本堂课前)上课时进行初始化。

表1 记录机器上机行为信息

表2 上机课可以启动的软件信息

在获取了这些上机行为的数据之后就可以对学生的上机行为进行评价,可以得出学生的上机认真指数,下面给出本堂课的认识指数:

3 结语

高职院校的软件类课程的上机实验监控问题,看是一个管理问题,其实是一个技术问题,从实验室的使用结果表明,本系统采用后学生基本很难逃脱系统的监督。系统经过分析得出的学生的认真指数也很好地反映了学生的学生用功程度,通过期末考试表明,认真指数高的成绩就好,两者基本重合。

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Research on Supervision and Evaluation System of Softw are Experiment Based on Process Monitoring

DENGWei-hua,HUANG Hai-ping,WU Xin
(Loudi Vocational and Technical College,Loudi 417000,China)

The computer experiment course of software curriculum in higher vocational colleges is a very important course for training operation skills,but itπs very difficult to supervise studentsπ surfing behavior in the Internet.In this paper,by using the software for automatic monitoring,we campare the software program opened by students in computer with the software program needed in class,and put forward a reliability index to quantify studentsπreliability when using computer in class.

software experiment;experiment monitoring;experiment evaluation;process monitoring

TP311

A

1008-178X(2011)02-0053-04

2011-02-12

湖南省高校科研课题 (10C0289);娄底职业技术学院院级科研课题 (09ZF009)。

邓伟华 (1975-),男,湖南涟源人,湖南省娄底职业技术学院副教授,硕士,从事软件工程与网络安全研究。