基于劳动教育实践的数字化管理系统设计

摘 要：在传统的劳动教育实践中，教育资源（例如工具、材料、指导教师）往往分配不均，导致部分学生无法充分利用学习机会。因此，本文设计了基于劳动教育实践的数字化管理系统，从用户管理、课程管理、实践活动管理、评价与反馈管理以及数据统计与分析方面进行设计，以期提高教育质量和效率。试验结果表明，该系统能够满足劳动教育的多样化管理需求，为劳动教育实践提供了可靠的数字化解决方案。

关键词：劳动教育；课程实践；数字化管理；系统设计

中图分类号：TP 399" 文献标志码：A

在新时代背景下，劳动教育成为培养全面发展人才的重要组成部分[1]。实现劳动教育的现代化管理，需要利用数字化工具提升教学过程的互动性、实践性和趣味性。数字化管理是利用数字技术优化和自动化企业各项管理活动的过程[2-3]。它涉及运用现代信息技术，例如计算机、通信与网络技术，对管理对象和管理行为进行量化，从而实现研发、计划、组织、生产、协调、销售、服务和创新等职能的管理活动和方法。因此，设计一套基于劳动教育实践的数字化管理系统显得尤为重要。这样的系统不仅需要满足教育资源的有效管理，还应支持教学过程的优化，确保学生能在劳动实践中获得丰富而有效的学习体验。本文将讨论该系统的设计思路、主要功能和实现方法，并通过系统测试试验分析系统的性能和稳定性，以期为劳动教育领域提供科学的数字化管理方案。

1 数字化管理系统总框架设计

基于劳动教育实践的数字化管理系统总体结构采用B/S（Browser/Server）架构，前端使用现代Web技术构建，后端采用稳定可靠的服务器和数据库技术，具体框架设计如图1所示。

前端框架为Vue.js，UI采用响应式设计，支持多种设备访问，主要功能模块包括用户登录与注册、课程浏览与管理、实践活动报名与记录、实践成果展示与分享以及实时通知与消息推送。后端架构采用Django服务器框架，MySQL数据库，主要功能模块包括用户管理、课程管理、实践活动管理、评价与反馈管理以及数据统计与分析。

2 软件设计

2.1 用户管理

当设计基于劳动教育实践的数字化管理系统时，用户管理是基础且关键的部分。用户填写必要信息（例如姓名、学号/工号、邮箱、密码等）并提交，系统通过邮件或短信发送验证码进行身份验证，用户输入验证码后账户被激活。用户表包括用户ID、姓名、学号/工号、邮箱、密码（加密）、角色等字段。系统使用哈希函数来加密密码，将关键字除以一个不大于哈希表长度的数p，得到的余数作为哈希地址Hk，如公式（1）所示。

Hk=K%p，plt;m （1）

式中：m为哈希表的长度。

计算公式（1）可以增强安全性，优化数据处理和信息存储的效率。用户使用注册信息登录系统，系统记录每次登录的会话ID，系统根据用户角色（学生、教师、管理员等）自动分配相应权限[4]。用户可以在系统内查看自己的基本信息，也可以修改自己的部分信息（例如密码、联系方式等）。系统记录用户的每一次操作，例如登录、退出、信息修改等，定期清理过旧的日志，保证系统性能。

2.2 课程管理

设计基于劳动教育实践的数字化管理系统的课程管理部分，需要详细规划课程的创建、分配、跟踪和评估流程。课程创建需要根据教学大纲和劳动教育目标制定相应的课程内容、课时和目标，将课程信息输入系统中，包括课程名称、描述、课时、目标等。系统根据学生的专业、年级和兴趣自动分配课程，分配系数考虑学生兴趣、专业相关性和已有课程负载，平衡学生劳动教育课程负载，并考虑个人兴趣和专业需求。教师或管理员也可以手动调整课程分配，以适应特殊情况。系统通过考勤记录表自动记录每次课程的学生出勤情况，教师通过用户界面更新课程进度和学生表现，考勤记录表包括记录ID、学生ID、课程ID、日期、出勤状态等字段。课程结束后，学生通过用户界面提供课程反馈，教师录入学生的考核成绩，系统根据加权平均公式计算最终成绩，加权平均如公式（2）所示。

z=k1×Hk+k2×Hp （2）

式中：z为总成绩；Hk为学生课程结束时的考核或考试中获得的分数；Hp为平时成绩，包括学生在课程过程中的作业、课堂表现、小测等多种形式的评价分数；k1和k2为加权系数，分别代表考试成绩和平时成绩在总成绩中的权重。

k1、k2是根据课程特点和教学要求预先设定的，满足k1+k2=1。通过调整k1和k2的比例，教师可以控制考试与平时成绩在总成绩中的重要性，从而引导学生更注重课程的平时学习还是期末的集中备考。从课程的创建到评估，系统需要确保教育活动高效、有序地进行，同时满足劳动教育实践的具体要求。

2.3 实践活动管理

在设计基于劳动教育实践的数字化管理系统中，实践活动管理是核心部分之一。它需要确保学生能够有效地参与和反思，同时也帮助教师更好地组织和评估这些活动，具体系统操作流程如图2所示。

首先，教师或管理员通过用户界面输入实践活动的详细信息，例如活动名称、描述、目标、时间安排等。活动信息表包括活动ID、名称、描述、目标、时间、容量等字段。学生通过系统报名参加特定的实践活动，系统记录学生的签到情况、活动中的表现等，教师或管理员更新活动的进度和学生的表现。学生活动表记录学生与活动的关联信息，包括学生ID、活动ID、表现评分等。其次，系统根据报名情况和活动容量自动调整或提出警示，如果容量超载，自动分配算法帮助平衡学生参与，确保活动顺利进行。最后，学生和教师通过系统提供反馈。教师根据学生的表现录入成绩，并利用加权平均公式计算最终成绩，确保教育活动高效、有序地进行，同时满足劳动教育实践的具体要求。系统中实践管理的流程设计不仅提升了系统的用户体验，而且保证了数据的准确性和活动的有效性。

2.4 评价与反馈管理

在设计基于劳动教育实践的数字化管理系统中，评价与反馈管理是维护和提升教育质量的关键部分。它不仅帮助教师了解学生的学习情况，而且促进了学生的自我反思和进步。在该流程中，系统会收集评价，主要评价如下。1）教师评价。在实践活动结束后，教师会根据学生的表现进行评价。这包括学生的工作态度、责任心、团队合作能力以及任务完成质量等方面。2）同行评价。学生也会参与评价过程中，可以对团队中的其他成员进行评价，主要评估团队成员的合作精神和贡献度。3）自我评价。学生对自己的表现进行反思和自评，这有助于学生自我识别优点和需要改进的地方。

除去评价外，系统还要收集反馈：学生提供关于实践活动的内容、组织和管理的反馈，这些反馈涉及活动安排的合理性、内容的充实度以及组织执行的效率等；教师对整个活动的设计和实施效果提供专业的反馈，这包括活动的达成度、学生的参与情况以及可能的改进建议。所有收集的评价和反馈数据被录入系统，系统通过内置的算法自动分析收集的数据，生成详细的评价报告和反馈总结，为教育决策提供数据支持。

根据反馈和评价的结果，教育活动的设计和实施将进行必要的调整和优化。例如，如果多数学生反映某个环节难度过大或内容不够丰富，教育管理者可以根据这些反馈来调整活动设计，使其更符合学生的学习需求和能力范围。通过评价结果，教师可以给予学生更精准的指导，帮助学生识别并加强自身的弱点。例如，如果一个学生在团队合作方面得分较低，那么教师可以针对性地提供更多合作技巧的训练或机会，以促进其能力的提升。

2.5 数据统计与分析

在设计基于劳动教育实践的数字化管理系统中，数据统计与分析是关键环节，它帮助管理者理解活动效果并做出合理的决策。系统通过后端日志自动记录学生参与实践活动的数据，例如活动时间、频率等。使用基于Python的Pandas库数据清洗算法，剔除无效或错误的数据，确保数据的准确性。使用统计分析软件（SPSS）进行复杂的数据分析，分析学生参与实践活动的长期趋势，了解活动的参与度变化，评估实践活动的效率，例如学生完成任务的平均时间，分析学生和教师对实践活动的满意度，具体如公式（3）所示。

式中：M为满意度；f为正面反馈数；fz为总反馈数。

公式（3）计算学生和教师对实践活动的满意程度，用于评估活动的接受度和改进方向。系统根据分析结果自动生成详细的报告，包括图表和图形，以直观展示数据。使用Power BI数据可视化工具，将分析结果转化为易于理解的视觉格式。通过这样的流程设计，能够从大量的数据中提取有价值的信息，帮助教师评估劳动教育实践的整体效果，还可以指导教育管理者优化活动设计和提高教育质量。此外，通过数据可视化工具，能够更直观地展示数据分析的结果，使管理者和教师能够快速理解和应用这些信息。

3 测试试验

3.1 试验准备

为测试基于劳动教育实践的数字化管理系统的性能，此次试验构建了一套特定的试验环境，其中包括3台Dell PowerEdge R740服务器，每台配备2个Intel Xeon Gold 5118CPU、

64GB RAM以及2TB SSD存储。这些服务器运行Ubuntu 20.04 LTS操作系统，搭载MySQL 8.0数据库和Apache 2.4.46 Web服务器，以支持劳动教育实践的数字化管理系统的部署。在试验步骤中，首先在每台服务器上部署了管理系统，然后使用JMeter性能测试工具模拟不同并发级别的用户访问，以对系统进行负载测试。同时，利用Prometheus和Grafana作为系统监控工具，收集系统性能数据，以便对系统的稳定性和性能进行详细分析，这样的设置确保在试验中可以全面评估系统在各种负载条件下的表现。

3.2 试验结果

试验选取了5个不同的运行时间节点进行性能对比，分别是系统启动后的第1h、第3h、第5h、第7h和第9h。各个时间节点的平均响应时间、吞吐量、CPU使用率、内存使用率的测试结果见表1。

系统在初始阶段（第1h）的平均响应时间为0.32s，即使到第9h，平均响应时间增至0.65s，虽然增长显著，但考虑持续高负载运行的情况，这种增加仍在可接受范围内。这显示了系统在处理请求时具有较高的效率和适当的响应速度。从195.50请求/s降至139.02请求/s，虽然有所下降，但仍保持了较高的处理能力。这表明系统能够稳定处理大量请求，尽管随着运行时间增加，吞吐量受到影响，部分原因可能与资源使用增加有关。CPU使用率从42.56%增至59.76%，反映系统资源利用的逐渐增加。然而，即使在长时间运行后，CPU使用率仍未超过60%，说明系统在资源管理方面做得较好，能有效地处理分配的任务。内存使用率从51.23%增至68.37%，显示系统对内存的需求随运行时间增加而增加。这种增加在预期范围内，长时间运行的系统通常会累积更多的进程和服务，从而消耗更多内存。

4 结语

综上所述，基于劳动教育实践的数字化管理系统设计实现了高效管理劳动教育教学资源和优化教学实践过程的目标。通过细致的系统测试，验证了该系统在持续运行状态下仍能保持优良的稳定性和性能。系统的成功实施有望极大提高劳动教育的效率和质量，为学生提供更丰富和系统的实践机会。未来，教育者将继续优化系统功能，增强用户体验，并在实践中不断探索和完善数字化劳动教育的新模式，以适应教育发展的新趋势。希望本文的研究成果能为劳动教育领域的数字化转型提供参考和借鉴。

参考文献

[1]凌云明，刘萍，李华.数字化转型赋能高校继续教育高质量发展的路径[J].继续教育研究，2024（7）：6-10.

[2]张亚林，张晋雁.光网工程数字化管理系统的设计与实践[J].通信与信息技术，2024（3）：62-66.

[3]符国晖，李福权，廖永浩.基于BIM技术的变电站信息数字化管理系统设计[J].自动化技术与应用，2024，43（5）：145-148，172.

[4]韩祥祚，王筱淳.互联网背景下远程教育中数字教材建设研究[J].辽宁高职学报，2024，26（1）：82-85，112.