探究移动Web技术体系下高校思政教学管理系统研究与设计

李欢玉 雷群泌

（湖南环境生物职业技术学院，湖南 衡阳 421005）

0 引言

在当前教育信息化的背景下，为了更好地提高学生的思政素养，推动日常教学模式的优化与改进，必须对已有的教学管理模式进行系统化的改进[1]。思政是当今高校基础课程中的一门重要学科，是必不可少的重点学习内容。目前，各大院校都十分重视思想政治教育，但是高校思政教育仍未完全脱离传统的教学方式，其教学成效有待提升，需要运用信息化技术进行教学管理。当前，我国高校的思政教学管理工作完全是靠教师人为操作，导致教学评估及考核的结果较为片面，影响了教学管理工作的整体效率[2]。为了解决以上问题，推进高校思政教学的管理实施，该文融合移动Web 技术体系，构建高校思政教学管理系统的总体功能结构设计。首先优化硬件结构，将总体结构分为了3 个部分。其次结合管理员、教师、学生3 类主要使用群体的应用情况，将整个系统分成登陆模块、资源模块、考核模块和论坛模块4 个模块。在新时代背景下，高校思想政治教育面临互联网技术及学生广泛使用互联网带来的新的发展空间，校方及教师应积极引导、充分发挥信息资源的优势，通过网络平台和系统管理的形式，将学生融入校园的主流价值观中，弘扬主旋律，传递正能量，综合提高思政成绩。

1 系统总体功能结构设计

该文根据功能需求分析，结合教师、学生主要使用群体的应用情况，将移动Web 技术体系下高校思政教学管理系统分成4 个模块，分别是登陆模块、资源模块、考核模块和论坛模块。系统的总体功能结构设计如图1 所示。

图1 系统功能结构设计图

在整个系统中，各个模块被划分为若干独立的功能模块，每个用户登录之后都会按照自己的权限来进行相应的操作。例如，当一个学生登录系统后，在学习模块中便只能按照教师的要求进行操作，将自己的任务上传系统，然后在教师的指导下完成任务，得到及时反馈和作业安排信息等[3]。在系统中，学生不能自行发表思政作业，也不能修改或移除已发表的作业。此外，在检查作业的过程中，为防止抄袭和不认真完成任务的情况发生，学生只能看到自己的作业，不具备查看他人作业内容的权限。为保证网络的安全和可靠，高校思政教学管理系统设计主要包括校内网和校外网2 个部分。然而大多数学生都是在校外登录，因此存在许多不确定的因素，为保证网络的安全、稳定，采取在外部网与校园网之间增加一道防火墙的措施，以此增强系统网络的安全性。

2 硬件设计

为了将移动Web 技术应用于高校思政教学管理系统当中，并使其发挥最大效果，首先需要优化硬件结构，具体方案如图2 所示。

图2 系统硬件总体结构图

在硬件部分的设计中，主要将总体结构分为了3 个部分。为了优化系统的运行速度，有效管理各芯片电源，降低功耗，完成系统性能的优化，采用Segotep 额定650W GP750G 全模爱国版电源，TCA6416ARTWR 拓展芯片，法国CODECHAMP 译码器。教学管理系统的时钟频率很高，经常会出现部分干扰，阻碍系统的流畅度，严重时会造成系统的故障，甚至停机。为防止此类现象的出现，系统硬件设计在原有的架构中增加了一个自动重置回路，并将它与人工重置回路相结合，确保了上电复位和系统出现故障时的复位，因此采用CW-341 单片机、FM24W256-GTR 存储器以及西门子S7-400 扩展工作存储器。如果发现系统某一部分的电压与其他部分不同，就会自动切断输出和输出电路，直至该部分的电压恢复到原来的水平，然后重新开启电路，使各个部件的电荷在同一区间内进行工作。

3 软件设计

3.1 登录模块

移动Web 技术体系下高校思政教学管理系统的登录模块部分由用户登录、密码修改及权限授权构成。用户登录分为2 种情况，第一种是注册成功，第二种是注册失败（由于注册的使用者名称已被使用或者忘记密码而不能登录），详细的用户登陆过程如图3 所示。

图3 系统登录流程

用户登陆时存在2 种情况，一种是登录成功，一种是登录失败（用户还未进行注册、注册审核还没有通过或者用户名和密码不正确等）。进行登陆判定时，只要判定登陆成功，就可以直接登陆到首页。如果登录失败，就会再次跳回登入页面。数据库是系统的核心，是高校思政管理系统在运行和建设中的关键。系统所设计的用户注册登录模块仅需创建一个使用者登记资料表格。用户的登录和新用户注册均记录在用户列表中，用户输入的名称和密码是系统在数据库中进行查询的依据，将密码、名称与数据库中的记录进行比对，查看最终比对结果，以判定注册和登录是否成功。

3.2 资源模块

高校思政教学管理系统资源模块的设计包括Web 终端和推荐系统2 个部分，其功能是实现内部资源共享、创建资源、浏览搜索资源、收藏资源、删除资源和离线及在线排名、离线及在线推荐等功能。系统利用基于模型的ALS推荐算法，使用Lambda 结构来完成分布式计算，进而实现了对高校思政教学资源的灵活调度。利用Spark 计算架构，实现离线计算和实时计算，提供查询和推送服务，帮助用户更快地查找到所需思政课程的资源。资源模块设计建立了一个资源共享模型，假定用户向量与资源向量之间的相似性，计算用户的属性矢量U与资源的属性项R之间的相似性，构建模型中的教学资源预测评分Pscore，如公式（1）所示。

在这个假定情况下，用户的属性矢量和资源特征矢量可以预测出用户对思政教学资源的使用评价，进而给出相应的建议。令Pscore为预测分数，Tscore为真正的资源评分情况。模型希望Pscore-Tscore≈0，但绝对值函数具有非光滑性，不仅难以进行优化，对模型的正则化也有一定的影响。通常选择将平方错误函数（Pscore-Tscore）2 ≈0 作为损失函数。ALS 的目标是在现有数据的基础上找出最少的损失函数值偏差。通过定义损失函数和矩阵分解的降维处理，对建模训练进行仿真研究，ALS 损失函数如公式（2）所示。

式中：m为资源的个数；n为用户的个数；T为Tscore，代表真正的模型评分；W与V分别为模型训练后的资源权重的向量与用户权重的向量。

在一个整体的数据集中，当用户n对资源m进行预测时，模型的实际值与预测值之差即为该模型在某一资源矢量上的损耗，而总损失就是模型中的单一误差之和。对2 个变量进行分析，得出参数的最优解，将某一变量的数值固定后，求得变量的表达式，进而可以直接利用单一变量的梯度递减法求出最小误差，然后再求出其他矢量的数值，对其进行线性回归计算得到其本征矢量。如此反复地进行线性回归计算，最后的模型可以输出所有用户和资源的特征矢量。将用户的特征矢量与各资源进行线性结合，最终获得最优预测得分，并将最适合的思政教学资源分配给用户，便于用户进行后续操作。

3.3 考核模块

移动Web 技术体系下高校思政教学管理系统考核模块主要包括题库组卷、线上考试及布置作业3 个板块，具体的考核流程如图4 所示。

图4 考核模块流程图

考题库中的考题是本系统考核模块中的基础资料，试题库试题按照章节的内容、形式和目的可分为5 个大类（主要包括思政基础知识、思政词汇概念、政治思想的简单应用、综合应用和发展应用）。为防止系统在多项试题中出现重复的情况，试题以章为单位，按照类别分类，将所有题目的难度划分为5 个等级，运用1~5 的难度系数表达题目的难度以及试卷赋分情况，难度系数为1-简单、2-较为简单、3-中等、4-困难、5-难度较高。每个题目的难度系数都是由思政教师们讨论并根据相关数据来决定的，需要尽可能精确地确定困难系数，以便于进行组卷中的赋分。赋分要适当量化、正确合理，需要简化命题流程，增加考试的科学性和可比性。赋分完毕后，组卷彻底完成，系统便可以提示教师安排学生在网上进行测试，根据学生的考核分数和错题情况制定相应的作业方案，以此来提高学生的学习能力和思政成绩。

3.4 论坛模块

移动Web 技术体系下高校思政教学管理系统论坛模块主要由学生端和教师端2 个模块构成，学生端提供发表帖子、收藏帖子和关注他人的功能，而教师端则提供帖子审核、学生管理和分类管理等功能，具体如图5 所示。

图5 高校思政教学管理系统论坛模块

教师端主要实现了对学生账号的管理和操作功能。教师从数据库中可以获取学生账号的名字、年龄、性别以及个人简介等内容，教师有权限查看并管控违规学生的账号，实现对账号的管理。帖子管理功能主要为学生分享的内容提供浏览发布，并对不合格的帖子进行审核处理。如果发布的帖子中有恶意内容或图片，教师可以对该帖子的内容进行审查并警告学生账号。教师可以看到帖子的内容，并将该帖分类到所属的版块中。学生发表的帖子必须经过审查才能在主页上进行显示，教师可以修改主题分类的文案，可以将帖子内容进行小幅度修改，在发布后的帖子中添加一些新话题，以确保优质内容的推送。

学生端的主页上显示的是帖子的内容、热门帖排行榜以及话题板块的分类。关注功能可以让学生关注其他用户，如果想了解有多少人关注自己，学生可以点击查看自己的“粉丝”名单，根据名单就可以知道是谁在关注自己，并给予对方回关。学生可以访问已关注用户或被关注用户的网页，对自己感兴趣的帖子进行“点赞”操作。学生端的个人管理模块主要负责用户对个人账号和个人信息的修改，学生也可以查看自己收集的帖子内容，同时可以查看他人对自己帖子内容的回复或评论。帖子信息管理模块主要负责编辑和发布帖子内容、修改帖子内容、回复帖子和收藏帖子等。学生用户可以在论坛上写下自己的观点和经验，然后选择一个主题进行发表，让更多人看到自己的学习经验和学习感悟。

4 测试试验

4.1 试验准备

为满足试验所需，移动Web 技术体系下高校思政教学管理系统测试的硬件环境要求采用IntelHD4000 及以上的显卡，英特尔Corei32.4 Ghz 或更高的处理器，8GB 的内存和20G 的硬盘容量。系统以ASP.NET 为核心进行开发，以确保其具有良好的扩展性和易用性。该系统采用Windows 10操作系统，并在Windows 10 上安装Framework，使用微软Microsoft DataAccess CompHDnents，数据库选用SQL Server 2008 来创建Web 站点和FTP 支持程序。用户在登陆时输入用户名和密码，然后进行账号识别。一旦登录成功，就会根据使用者的身份和权限显示出对应的操作界面，并在相应的权限范围内完成各种操作。系统的课程管理功能是通过教学资源上传来实现的。选择资源上传后，系统界面会显示现有资源清单。点击上传资源后，会出现上传对话框，教师填写资源名称和资源说明后，在本地选定要上传的材料，点击上传即可。资源上传完成后，学生可以选择资源进行下载学习。

4.2 试验结果

由于在移动Web 环境下，高校思政教学管理系统的数据库中存有海量的教学资源，会出现多个用户同时上传和下载资源的情况，因此该文采用了疲劳强度评定的方法对该系统进行性能检测。选择10 位教师进行教学资源的上传，10 位同学进行资源下载，10 位同学进行线上考核测试，通过30 个用户的同时操作来观察系统的反应速度。测试结果见表1。

表1 测试结果

由表1 可见，运行时间为2h 时，10 名教师上传资源的平均响应时间为10.52ms，10h 后运行时间达到11.62ms；运行时间为2h 时，10 名学生下载资源的平均响应时间为9.88ms，10h 后运行时间达到10.21ms；运行时间为2h 时，10 名学生在线考核的平均响应时间为11.35ms，10h 后运行时间达到11.82ms。随着多用户同时在线操作时间的延长，教师上传教学资源的时间、学生在线考核的响应时间以及教学资源的下载时间以每小时0.1ms 的时间延长。由此看出该系统性能稳定，能够承受压力测试。移动Web 技术体系下高校思政教学管理系统可以有效帮助高校师生在思政学习过程中进行互动，可为提高学生的思政学习成绩及思政知识储备提供一定帮助。

5 结语

综上所述，高校想要提升思政教学工作的管理质量，就需要构建系统并完善管理体系，以帮助高校师生参与到学习的全过程中，实现思政学习过程中的有效互动。该文基于移动Web 技术体系研究设计了高校思政教学管理系统。构建了高校思政教学管理系统的总体功能结构，优化了硬件结构，将总体结构分为了总线、扩展储存器、译码器3 个部分，并结合教师、学生主要使用群体的应用情况，将整个系统软件设计分成登陆模块、资源模块、考核模块和论坛模块4 个模块，积极将现代化、智能化的移动Web 技术应用于高校思政教学管理系统建设中。在未来的开发和完善过程中，思政教学平台在许多方面还有改进之处，需要思政工作者结合实际不断思考、探索与研究，并不断完善其功能与内容，实现服务学生、全方位育人、思想引领的功能，为师生的思政学习提供更多便利。