交互式电子白板课堂教学质量评价数据分析处理系统设计

吴煜祺

摘  要： 为了使学校教务系统及时将交互式电子白板课堂教学质量评价情况反馈给教师，缩短教师获取教学质量评价情况的时间，提出交互式电子白板课堂教学质量评价数据分析处理系统设计。通过系统供电模块设计和系统整体架构设计，实现系统的硬件设计;依托数据库设计和系统程序设计，完成系统的软件设计，实现交互式电子白板课堂教学质量评价数据分析处理系统设计。结果表明，提出的数据分析处理系统较常规数据分析处理系统，得到的教师获取教学质量评价情况的时间缩短了16.39 min，适合数据的分析处理。

关键词： 教学质量评价; 交互式电子白板; 系统设计; 数据分析; 数据处理; 仿真实验

中图分类号： TN919?34; TP315                   文献标识码： A                      文章编号： 1004?373X（2020）10?0089?03

Design of data analysis and processing system for teaching quality evaluation of interactive electronic whiteboard classroom

WU Yuqi

（Nanhu College， Jiaxing University， Jiaxing 314001， China）

Abstract： In order to make the school educational administration system timely feed the results of the teaching quality evaluation of interactive electronic whiteboard classroom back to teachers， and shorten the time that the teachers obtain the results of teaching quality evaluation， a data analysis and processing system for the teaching quality evaluation of the interactive electronic whiteboard classroom is proposed. The hardware design of the system is realized by means of the system power supply module design and the system overall architecture design， and the software design of the system is completed on the basis of the database design and system program design， so as to realize the design of data analysis and processing system for the teaching quality evaluation of the interactive electronic whiteboard classroom. The results show that， in comparison with the conventional data analysis and processing system， the proposed data analysis and processing system reduces the time that the teachers obtain the results of the teaching quality evaluation by 16.39 min， which is suitable for data analysis and processing.

Keywords： teaching quality evaluation; interactive electronic whiteboard; system design; data analysis; data processing; simulation experiment

0  引  言

21世紀初期交互式电子白板教学进入我国，经过初步实验阶段后在国内高校普及，其一开始就被看作是资源整合型和技术集成型的电子交互平台。不仅可以用于讲授型教学，还可以促进学生积极开展探究型和合作型学习，实现电子白板课堂教学的多元化和多样化[1]。授课教师可以通过手动操作，将图像经过投影仪投放在白板中，使用功能笔或直接用手触摸就可以操作和控制[2]。交互式电子白板目前是学校课堂教学的主要工具，也是一种重要教学方式，整套装置由智能感应笔、投影仪和电子感应白板组成[3]。其在教学质量评价中产生的数据多且复杂，因此设计一种交互式电子白板课堂教学质量评价数据分析处理系统，使教学质量评价数据更为有序。

1  系统硬件设计

1.1  系统供电模块设计

获取教学质量的评价情况的效率，涉及系统的供电模块的输出能力，因此系统供电模块的设计至关重要。交互式电子白板课堂教学质量评价数据分析处理系统所需的电压[4]分别为-5 V，2.5 V，3.3 V，5 V，12 V。正常供电系统可提供电压为-5 V，5 V和12 V，系统硬件之间的接口和电平转换芯片工作时所需电压为3.3 V，处理器内核需要的电压为2.5 V，因此教学质量评价数据分析处理系统需自行提供3.3 V和2.5 V的供电电压，才能保证教师在最短时间内获取教学质量评价情况。系统供电系统芯片可提供12 V，5 V和3.3 V的电压，通过电压调节确保教学质量评价及时性[5]。配置电路如图1所示。

配置电路图中的电阻R1和R2可以输出大小不同的电压，电压计算公式如下：

[Vout=1.240 V×1+R1R2]

系统供电模块中，输入电压选择5 V，尽量减少电源功耗损耗，加快教学质量评价结果反馈，完成系统供电模块设计。

1.2  系统整体架构设计

交互式电子白板课堂教学质量评价数据分析处理系统采用B/S结构模式。开发时要先明确教学质量评价数据分析处理流程，使学校教务系统及时将交互式电子白板课堂教学质量评价情况反馈给教师，尽量缩短教师收到教学质量评价情况的时间。系统的总体架构如图2所示[6]。

可以看出，教学质量评价数据分析处理分4个阶段，分别是准备基础数据阶段、采集教学质量评价数据阶段、分析处理教学质量评价数据阶段和反馈教学质量评价结果阶段，这一实施过程确保了教师接收反馈信息的及时性。

基础教学质量评价数据准备阶段，需准备教师基本信息表、院系表、学年学期表以及专业表等信息资料[7];教学质量评价数据采集阶段，准备采集数据、分组与调配人员、调试设备、制定调查信息等，随机抽取数据样本，分析处理一定范围内的教学质量评价数据;分析处理阶段主要采用综合评判法和倾向性分析法[8];最后的反馈阶段表达、反馈处理结果以及总结本次分析处理的过程。结果表达中，要将教学质量评价数据定量部分排名，定性部分按照逻辑条理表达;分析处理结果的反馈是将数据的处理结果反馈给教师或者学校的教务部门，最后完成教学质量评价数据分析处理过程的总结[9]。

2  系统软件设计

2.1  数据库设计

在保存教学质量评价数据分析处理信息的同时，还要保存用户的管理信息，才能提高数据分析处理效率。所有数据信息都必须通过一个系统维护，便于用户在不同的时间和地点进入系统，通过ID帐号和姓名实时查询已有的数据信息，根据自身需要调用或添加数据[10]。为此，设计一个数据库总体信息结构。系统数据库信息结构如图3所示。

系统数据库中需要设计一个总表和多个信息数据表。总表用来储存用户的评价数据信息，信息数据表储存用户基本信息，这样可以分开储存教学质量评价信息和教学质量数据信息，不仅便于操作系统数据库，还可以防止管理方面出现漏洞。

2.2  系统程序设计

用户登录系统后，选择想要采集的数据类型，将选择好的数据导入系统数据处理模块。设计系统程序可以提高数据分析处理的效率，进一步缩短教师收到教学质量评价情况的时间。数据分析处理程序框架如图4所示，计算机开机后先将系统复位，等待教学质量评价数据初始化后，程序开始正常运行和操作，保证教师可以及时接收到教务处反馈的教学质量评价情况。

交互式电子白板课堂教学质量评价数据分析处理程序由两部分组成，即内部逻辑运行部分和外部接口部分。内部逻辑运行模块框图如图5所示。

内部逻辑运行部分不仅负责接收系统发出的指令，对指令解析执行并保存在系统中;还要采集教学质量评价数据，将数据发送到系统。外部接口部分的功能主要为：首先可以监测系统的触发信号，控制分析处理时的峰值;其次是控制系统模拟开关，控制ADC对峰值能量的模数转换;最后通过控制DAC来调节比较器高压模块。

3  仿真分析

為验证本文提出的系统，模拟不同的评价数据操作，分别利用常规数据及提出的数据分析处理系统，进行教学质量评价情况获取时间的仿真实验。

3.1  实验方法及步骤

高校教务系统数据较为复杂，数据分析和处理速度较慢。设置不同评价数据的分析处理操作，包括模拟学生评价数据、教师评价数据和专家评价数据。定义不同评价数据复杂程度，利用常规数据分析处理系统作为实验对比对象，进行仿真实验。不同数据的操作环境模拟曲线如图6所示。仿真实验先准备2台计算机并安装仿真软件，将图6的仿真环境数据载入到仿真软件中，2台计算机分别采用常规数据分析处理系统和提出的数据分析处理系统，分别登录教务处官网。然后进入交互式电子白板课堂教学质量评价数据库中，选择将要分析处理的数据。

登录系统的数据库界面如图7所示。

最后根据两个数据分析处理系统获取的结果信息进行抽样分析，得出不同实验组、不同操作环境下的教师获取教学质量评价情况的时间。

3.2  实验结果分析

根据不同数据分析处理系统获取结果，绘制时间耗费曲线，如图8所示。

从实验结果可以看出，在教学质量数据的复杂程度低于40%时，常规数据分析处理系统和提出的数据分析处理系统得到的教师获取教学质量评价情况的时间都很短，但随着数据复杂程度升高，常规数据分析处理系统得到的教师获取教学质量评价情况的时间快速延长;而提出的系统得到的教师获取教学质量评价情况的时间仍然很短，教师可及时得到教学质量评价情况。根据统计学原理，计算两组实验数据的平均值，得出提出的数据分析处理系统较常规数据分析处理系统，得到的教师获取教学质量评价情况的时间缩短16.39 min，适合交互式电子白板课堂教学质量评价数据的分析处理。

4  结  语

本文提出交互式电子白板课堂教学质量评价数据分析处理系统设计。基于教学质量评价数据分析处理系统的硬件设计和软件设计。实验结果表明，提出的交互式电子白板课堂教学质量评价数据分析处理系统可以使教师及时得到教学质量评价情况。希望本文的研究可以为交互式电子白板课堂教学质量评价数据分析处理系统设计提供理论依据。

参考文献

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[5] 王莉娜，程冬玲.不同密度分布特点下激光测距数据分析系统设计[J].激光杂志，2017，38（12）：142?145.

[6] 于超，赵会军，余捷.系泊钢缆漏磁检测数据分析系统设计与实现[J].船海工程，2017，46（5）：138?141.

[7] 尹云霞.教学质量测评与数据分析系统的设计与实现[J].新技术新工艺，2017（3）：14?16.

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[10] 刘小英，周强，陈强.基于可拓理论的软件质量评价系统设计与实现[J].计算机测量与控制，2017，25（1）：224?227.