数字作业系统的研究与设计

宋静

【摘 要】随着教育信息化进程的不断加快，开发一个数字作业系统，改变传统的教学作业的布置和批改模式，利用网络进行高效率的作业布置和批改是当前数字化校园建设环境下面临的主要课题之一，同时数字作业将会是伴随信息技术发展和社会进步的必然产物，是未来改革基础教育和提高教育效率的一大工作重点。

【关键词】教育信息化 数字作业

一、引言

建立一套采用最新信息化教育技术，基于互联网开发的集作业布置、学生答题、作业反馈、统计分析、错题管理为一体的数字作业系统将是伴随信息技术发展和社会进步的必然产物。

二、系统研究概述

数字作业系统，是依据教育教学信息化规划理念，以优质主流的内容资源为基础，以共建共享的内容资源生成机制为核心，建立的信息化网络教学应用系统。系统为广大教师和学生提供一套集学生作业自动批改、学习情况及时反馈、错题库个性化管理、统计查询、在线交流等功能为一体的网上综合数字教育解决方案，保证教师从布置作业到获取学生学习完成情况和学生进行针对性检测等各个环节的无缝对接，为提高学生的学习质量和为优化老师备课效率提供帮助。

三、系统研究目标

数字作业系统的研究目标主要体现在以下三个方面：

1.内容方面：系统提供了一套有效的共建共享的内容组建模式，可实现每个教师将优秀资源上传至系统，提供给老师们共享，满足教师的个性化教学需求和学生的个性化学习需求，从而提高教学质量。

2.功能方面：通过对数字作业系统中用户的使用数据、操作流程是否符合用户的使用习惯、功能设计能否满足用户的使用需求、各功能的使用简易与否等方面的统计与分析进而优化数字作业系统的功能应用体系，提高教学效率。

3.教学方面：通过了解数字作业系统对课堂教学、教师课余生活、纸质作业、学生课余生活、学习效果、师生人际交流诸方面影响；探索数字作业系统模式下教学创新方式，进一步改善教学效果，从而提高教与学的质量。

四、系统设计框架

1.技术路线

系统采用分布式部署、应用服务器集群和数据库集群的系统架构，同时采用硬件负载均衡器实现负载均衡。

后台服务器基于J2EE平台，采用Spring + Hibernate技术路线的多层体系架构，支持底层平台从Windows到UNIX/LINUX、从PC服务器到小型机的扩展需求。在应用系统数据源层，采用大型数据库软件系统作为应用系统的数据存贮、交换、查询、管理平台。

客户端分为B/S客户端和C/S客户端：

（1）B/S端：采用HTML、CSS、Ajax、ActiveX等技术手段实现用户表示层，完成应用系统与用户间的人机会话功能，提供更人性化、更贴切的用户体验（UE）。

（2）C/S端：采用C++实现学习控制功能，包括防应用切换、防拷屏等功能；同时充分发挥C++运行效率高、计算能力强的特点，提高客户端处理能力和执行效率，分担服务器端的工作负荷。

2.技术架构

系统技术架构如图1所示。最底层是服务器、交换机、负载均衡器等硬件及网络设备，其上是UNIX/LINUX操作系统、Oracle 数据库。J2ee中间件建议采用WebLogic、WebSphere或JBOSS，因为Tomcat有并发用户数限制。基于J2EE中间件开发应用系统，学生客户端采用FLEX开发。通过纵深安全防御体系保障系统安全。遵循国家及文轩企业标准（如数据编码标准）进行系统开发，并建立可靠的运维管理体系。基于WebService技术开发接口服务提供对外接口，实现数据共享。

图1数字作业系统技术架构

五、系统应用展望

系统开发完成后，在四川省内几所市重点中学进行有效地试运行，目前运行情况良好，受到了师生的一致好评，无论是教师、学生还是家长对数字作业系统设计理念表示赞同，认为这是一种良好的发展趋势。但这种发展不是一个一蹴而就的结果，而是一个动态的系统工程，更是一项长期的任务。在发展中也存在着一些问题，如，学校硬件与网络条件不完善、学生家庭条件的限制、在电脑上输入问题等是制约数字作业发展的瓶颈。但随着现在手写输入、语音输入的发展推广以及扫描仪的广泛推广， 会发生转变。数字作业变得非常容易时，还是会把数字作业推到一个新的时代，届时，必会对教育信息化产生又一个重大推动。

【参考文献】

[1]胡斌， 季晓云.基于Web的作业管理系统开发与设计. 通信论坛，2005.

[2]陈华， 轰钢.美国在线作业系统WebAssign及其启示. 中国远程教育，2005.