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基于Python的辅助教学系统设计与开发
摘要:根据我校师生具体需求,基于Python语言设计并开发了一套新型在线平台――Piclass辅助教学系统,解决了目前教学管理系统中存在的一系列问题,同时还添加了各类数据分析功能。该系统可帮助老师及时掌握每位同学的学习情况,协助学生利用手机随时随地学习,同时实现师生之间网页、微信、邮箱端的无障碍沟通。实践表明,该系统大幅提高了教师的工作效率,激发了学生的学习兴趣。
关键词:辅助教学;Python;微信平台;Piclass
中图分类号:TP393 文献标识码:A 文章编号:2095-130209-0-02
0 引言
随着我的不断提升,对高等教育的质量要求越来越高,与此同时各种问题也日益突出。根据实际调查与多方了解,目前高等院校的在线教学系统普遍具有功能比较简单、界面不够友好等缺点,尤其缺乏自动分析功能,如成绩对比分析、出勤率分析、抄袭率分析等。
Python语言由于具有简洁、易读、易维护以及类库丰富等优点,在编程界的地位迅速上升[1,2]。因此,在借鉴相关软件的基础上[3],基于Python语言设计并开发符合时代特色的新型辅助教学平台具有十分重要的现实意义。
1 基于Python的辅助教学模块设计
为了提高教学平台的质量和可维护性,Piclass辅助教学系统采用Django 作为Web应用程序框架,开发语言为Python ,后台关系型数据库采用MySQL ,非关系型数据库采用Redis 。系统基础功能包括课程管理、微信签到、作业管理、文件管理、消息管理、教务管理六大模块,提供了数据分析功能和微信接口,解决了各高校在课程管理、上课点名、作业批改、师生互动等方面产生的一系列问题。
上课与上机一体化管理
由于上课人数过多,传统的点名方式往往存在同学代替答到的情况,无法保证数据的可靠性。由于我校计算中心采用大面积上课的方式,上机课程选课独立,由教师手工统计上课、上机签到信息,造成了很多不必要的麻烦,因此,在调研相关产品的基础上,Piclss采用基于微信的签到模型,即学生通过扫描动态二维码快速签到,同时会借助动态二维码时间差、微信openid绑定等方式来防止各种作弊行为,提升数据的可靠性。通过事先在数据库中建立上机、上课的关联,通过退改选课程增量导入、重复课程合并等模块,解决了上课、上机数据同步问题。上机、上课数据关联示意图如图1所示。
作业成绩自动对比分析
作业批改需要消耗大量时间和精力,同时周期也长,导致学生无法及时了解自己的不足,而老师则难以及时掌握学生的学习情况。由于目前大多高校存在跨校区的现状,作业来回搬运十分不便。在调研一线教师日常布置作业的类型、评测方式等基础上,借鉴ACM 评测模式,查阅相关资料解决死循环、恶意代码等问题后,Piclass系统的作业管理模块实现了程序类、填选类作业的自动评测功能,如图2所示,能自动生成规范化的实验报告,帮助老师了解学生的掌握情况,及时修改授课内容并调整进