云盘式作业管理平台的开发与应用

蒋坚

为有效解决目前中小学信息技术教学中文件式作业管理低效的问题，笔者设计构建了云盘式作业管理平台，采用Flask的Web框架，结合数据库的便捷数据管理，实现文件上传、共享、管理、评价等功能，且上传文件类型和大小可限定，支持多用户并行访问，安全性较高。在教学中，该平台获得了师生的一致认可，成为教师作业管理的好帮手，为学生数字化学习与创新提供了有利条件。下面，介绍平台的设计思路与应用方法。

一、需求分析和技术优选

目前，中小学信息技术课堂教学常用软件，如Lanstar网络多媒体教学系统、极域电子教室系统等，具有文件式作业的统一收发功能，但学生管理自己作业（如往期作业查看、作业二次编辑、作业评价查看等）并不方便。同时，教师对学生作业的管理（如学生往期作业点对点分发、作业上交情况查看、优秀作业展评等）也不够便捷。此外，笔者发现学生普遍缺少数字化数据的自主存储空间，学生之间分享学习资源也鲜有快捷的途径，教师亦缺少便捷的平台分享资料（数字化学习资源、课堂作业要求、范例等）。商业云盘，如百度云、阿里云等，虽然可以实现文件的快捷存储管理，但用户之间是相互独立的，不支持教师查看学生文件，并不适用于教学，且注册登录比较麻烦，还需要安装相应软件。因此，利用多媒体教学软件的文件收发功能和商业云盘的文件存储功能，开发一个具有文件上传、共享、管理、评价等功能的云盘系统，为学生提供数字化学习、分享的平台，为教师提供便捷的数字化资源和文件式作业管理途径[1]，是一件很有意义的事情。

要满足上述需求，需要优先技术构建平台，确定编程语言和框架。选择什么编程语言？Python语言贴近自然语言，语法比较简单、清晰，代码容易维护，其拥有开源类库，完全可以覆盖本平台开发所需要的网络、数据库、文件操作等应用场景。相较于其他的编程语言，Python轻便的语法和丰富的拓展库可以让开发者将工作重心放在平台系统的框架设计和逻辑实现上，开发较为高效。选择什么Web框架？Flask是一个Python语言设计的轻量型可订制Web框架，灵活、轻便，具有很强的扩展性和兼容性，可以在短时间内实现中小型网站或Web服务功能。Flask支持对表单数据合法性验证、文件上传处理、用户身份认证和数据库集成等功能。运用Flask框架进行作业管理平台开发，其本身可以拓展丰富的功能，响应多用户同时访问，同时支持登录认证、身份缓存，平台数据的安全性可以得到保证[2]，非常适合课堂内外教学。

二、平台整体设计

笔者设计了平台功能框架（如图1），并在此基础上完成数据库的设计工作。

（一）数据库的设计

此平台数据量较大，引入数据库进行管理，需要建立4个数据表，即教师班级对应表、师生用户信息表、文件信息记录表、综合素养课标记表。教师班级对应表，即每位教师和授课班级对应，此表用于教师端查看管理班级作业。师生用户信息表用于存储用户的账号、密码、真实姓名。文件信息记录表用于存储学生端上传文件的信息（用户名、文件名、文件存储地址、上传时间、评价结果等）。综合素养课标记表用于标记学生为综合素养课（跨班级课程）学生，便于学生查看综合素养课班级的作业情况。

（二）平台用户端设计

考虑学生用户操作的便捷性，笔者对平台进行扁平化设计，主要以表格形式呈现，师生端界面分别如图2和图3所示。

（三）平台运行机制分析

不同于商业云盘的文件操作权限配置，笔者开发的平台可实现用户的文件操作权限的重新分配，以适用于教学需要。学生用户在平台上传文件，后台数据库中的文件信息记录表会记录本条文件信息，如班级、用户名、文件名、上传时间等，同时也会预留列空，支持后续补充。根据教师班级对应表，学生的任课教师有下载查看其文件的权限，同时可以补充上传文件评价、优秀作品标记等信息至文件信息记录表内对应文件信息中。学生登录平台后，平台界面显示从数据库中读取的与该生所上传文件相关的信息;按索引检索文件信息记录表中的班级和优秀作品标记，即可获得班级内优秀作品列表;按索引检索教师上传文件信息记录表中的年级标记，即可查询教师分享的学习资源列表。教师登录平台后，按索引检索文件信息记录表中的班级、用户名、综合素养课标记和日期，即可分别获取班级、个别学生、综合素养课的作业信息。

三、平台主要模块分析设计

（一）登录认证

为保证信息安全和用户隐私，每个学生用独立的账号登录，即每个学生都有自己的独立存储空间，可对自己的文件进行存储、删除、下载等管理操作。笔者设计的平台支持教师账号批量导入班级学生账号，学生登录账号后系统即分配一个独立的文件存储空间。此外，平台引用Flask自带的登录认证模块，调用其User类。用户登录后访问相关页面时，后端会先验证用户的登录信息。这样可以确保访问某存储空间并进行相关操作的用户是该空间的主人。验证通过后，平台才会将相关页面返回给请求用户。

（二）文件管理

1.个人文件上传下载

平台用户一经登录就拥有个人文件管理权限，可自主进行文件上传、下载、删除等操作。此平台不仅支持用户上传作业，而且可作为普通云盘使用。中小学生的电脑操作能力不强，为避免烦琐的鼠标操作，笔者参考常用教学软件中的拖曳做法，简化了学生操作。此外，由于平台使用时间较为集中，多数为上、下课时间段，访问量波动较大，为避免网络资源的浪费，保证学生用户操作的稳定性和平台数据的安全性，笔者设计的平台对用户上传文件的格式和大小进行分析限定，控制并行文件上传数量，通过后台对教师用户和学生用户的文件上传操作采取不同的响应策略。

为此，笔者在个人文件上传下载模块引入Dropzone.js插件，实现拖曳上传文件的功能，即文件被拖曳到网页的设定区域内便可自动上传。Dropzone.js是一个开源类库，具有文件拖曳上传功能，并且支持用户预览图片，可订制，限定上传的文件扩展名、大小。同时，为了保证文件上传功能的完备性，笔者在页面上同时添加一个备用上传入口，采用html中标签（支持绝大部分浏览器），同时添加对文件格式、大小判断和控制程序，设定上传文件的格式和大小。

2.个人文件删除

为避免出现账号被他人登录而导致数据损失的问题，笔者进一步保障用户的文件安全，在平台中引入“回收站”机制，即删除文件可找回。平台设置了两道文件保护措施：措施一，设置删除文件时弹出警告窗口，确认后才可移除文件，避免误操作删除文件;措施二，删除的文件并未立即在电脑中移除，而是将文件移动到平台“回收站”文件夹中，同时平台后端可自定义设置“回收站”保留文件时间。

3.教师（管理员）用户功能

出于教学考虑，学生用户账号是班级统一设置的，密码可自定义设置，故笔者将重置账号密码的功能集成在教师用户下以应对学生忘记密码的情况。此外，教师账号主要用于管理学生文件式作业，如作业查看、评价，设置优秀作业展评等。为便于教师进行作业查看和评价，平台将教师与任课班级对应，兼顾综合素养课等跨班级上课的需求。评价不仅是评分或者评级，而且有教师对学生作品的文字点评或者指出其存在问题，以方便学生改进。同时，平台集成数字化学习功能，实现师生间数字化资料的共享，如教师端可以上传学习资料，学生端可以查看相关资料，自主学习。平台具有学习资料共享功能，赋予教师对不同班级或者年级的查看权限，即教师可以自主设定上传资料对应的可查看班级或者年级。笔者设计了三种查看作业方式，教师登录后可在“作业管理”栏选择查看方式。

方式一，班级作业批量下载查看：教师选择班级和日期后，平台批量打包该班级学生在当天上传的文件，可选班级为该教师的任教班级。为方便教师评价作业，笔者打包下载的班级学生文件中设计了班级作业信息记录表，同时，为避免出现班级学生文件重名的情况，打包下载时平台会自动对各个学生文件重命名，添加用户名前缀。班级作业文件名批量重命名、打包、生成汇总表部分代码如图4所示，班级作业下载操作界面如图5所示。

方式二，学生作业下载抽查：教师输入要抽查的学生账号，选择查看日期，平台批量打包该学生当天上传的文件（包含系统生成的学生作业信息记录表）。

方式三，综合素养课作业下载查看：在查看综合素养课作业之前，教师先要上传综合素养课学生名单，即在文件信息记录表中对选课学生账号进行标记。教师选择综合素养课年级和日期，与方式一相同，打包下载学生文件，生成作业信息记录表，对各个学生文件名添加用户名前缀避免重名。综合素养课作业下载操作界面如图6所示。

4.学生用户功能

学生使用本平台，应该获得两个方面的功能，反馈和分享。除了平台用户通用功能以外，针对教学方面，学生端应该要实现作业反馈的接收，即查看本人作业的评价，根据教师评价，调整完善自己的作业作品，继续上传，形成正向循环。同时，学生端应该拥有下载查看班级优秀作品和下载学习任课教师上传的数字学习资源的功能权限。此外，为便于教师查看作业情况，教师端也集成了各班级优秀作品的查看功能。

四、平台应用效果

目前，新平台已在三所学校使用，反响良好，学生在课堂上使用平台的意愿强烈，使用率在90%左右。登录云平台，逐渐成了很多学生走进信息教室的第一件事。平台便捷丰富的功能也激发了学生保存上传文件的热情。经统计，使用平台后，学生课堂作业文件提交率提高了5%～10%，自主存储除课堂作业外，其他创作文件的学生占比由原来的5%提高至15%左右。

一方面，学生使用平台，自主管理自己的账号和文件空间，既可以上传自己的作品、素材，又可以下载已存储的文件继续创作，同时，学生可以下载查看班级内的优秀作业，通过欣赏、学习，他们的信息素养得到了提升。另一方面，学生在平台上，自主进行作业上传、下载、编辑、再上传的循环迭代操作，有效保证了创作的延续性，再加上“他山之石”展示学习的正反馈，学生的数字化学习与创作得到了很好的连续开展。

笔者设计开发了基于Flask和SQL的云盘式作业管理平台，支持用户自定义文件并进行上传、管理。借助平台，教师可以下载、评价学生作业，上传数字化学习资源;学生可以查看作业评价和班级优秀作品，获取数字化学习资源。平台功能完备，安全性较高，有较好的拓展性和可移植性，得到用户认可，逐步成为教师课堂教学中作业管理方面的得力助手。同时，笔者将根据师生的意见、建议，对平台功能和界面不断迭代优化，助力学生数字化学习、创作。

参考文献

[1] 李唯.基于SpringBoot的作业管理系统设计与开发[J].电脑编程技巧与维护，2020（2）：73-74.

[2] 田洪云.在线作业管理系统的设计与实现[J].中国教育信息化，2009（19）：40-41.

（作者系宁波大学附属学校教师）

责任编辑：祝元志