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摘要：针对大学生上课玩手机、睡觉，师生互动交流少等现实问题，本项目基于Android平台，采用客户机/服务器模式，基于校园无线WiFi网络，开发了一款大学智慧课堂互动教学系统。在课堂上学生手机端App与教师手机端App利用无线网络进行通信，实现学生签到、教师点名、随堂测验，学生及时回答，平时成绩记录与统计等功能。实践表明，该智慧课堂教学互动系统能帮助教师组织课堂互动，促进学生积极参与互动，帮助学生彻底掌握知识点，提升课堂教学管理效率，提高课堂师生互动教学效果。
关键词：大学；智慧课堂；移动终端；Android；手机App
中图分类号：TP312 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）15-0187-03
Abstract： For college students in class play phone， sleep， less teacher-student interaction and other practical problems， this project is based on the Android platform， client / server model， based campus wireless WiFi network， we developed an interactive classroom teaching university wisdom system. Student in the classroom with teachers App mobile terminal APP mobile client to communicate using a wireless network， to achieve student attendance， teacher name， quizzes students answered promptly， usually results and other records and statistics functions. Practice shows that the wisdom of interactive classroom teaching interactive classroom system can help teachers’ organizations， to promote students to actively participate in interactive help students master a thorough knowledge， improve classroom teaching management efficiency， improve classroom teaching result.
Key words： University； Wisdom classroom；Mobile intelligent terminal；Android；App
1 引言
随着智能设备的快速发展和普及，人们对智能化环境有了一个崭新的认识。 为此，人们也希望使用智能化环境来改变本身的生活、工作和学习。 如今，智能都市、智能交通、智能医疗、智慧校园等智能化环境正离我们越来越近，教育工作者对“智慧课堂”的研究也开始展开。 目前，有于智慧课堂的研究已经得到了各国政府、全球各地知名企业、高等学府以及中小学校等机构的关注，智慧课堂的研究已经成为了教育研究的一个新研究范畴。
智慧课堂是当前教育信息化研究的一个热门课题，是互联网技术与教学深度融合的结果。智慧课堂的关键在于用最新的技术革新和改进大学课堂教学，打造智能、高效的课堂。当今社会是一个大数据的时代，社会各个领域也将会因为大数据的出现而产生深刻影响。在教育领域也不例外[1]。
智慧课堂的出现也将带动传统教学模式的变更，使得教学模式获得更新。提高课堂教学效率，提升学生的学习效果。给传统学生评价体系一个质的变更，使得评价系统更加准确更加有意义。在今后智慧课堂能得到普及对于教育教学都是非常有价值的。
2 构建大学智慧课堂的必要性
随着移动互联网应用的快速崛起，智能手机应用开发作为一个新兴产业崛起已经成为势不可挡的趋势。现在的生活中手机已经成为了必不可少的一样工具了。人们的出行工作学习都离不开手机了。而我们的学生群体中，几乎人手一部手机，而手机越来越向智能的方向发展。随着功能的逐渐完善，手机已经不仅仅局限在发短信和打电话方面了，而成为一部随身的智能处理终端。
一方面，目前一些在校大学生在课堂上不专心听讲，而是使用智能手机在玩游戏或上网聊天，做一些与学习无关的事情，严重影响了教学效果和学习效果，败坏学风。由于课程教学任务重，班级学生容量大，老师在课堂上不能有效监控每个学生的学习情况，师生互动太少，教学质量得不到有效保证。一个学校的教学质量很大程度上取决于大多数老师的课堂教学质量，如何提升课堂教学质量，如何让老师实时了解学生的上课情况，与掌握知识的程度是非常重要的。另一方面在移动设备中以开源的Android操作系统占大部分市场。
目前学校对学生的评价都是属于终结性的评价，平时教师对于学生的评价较少，主要来自于课后作业和上课的点名，缺少合理性，这就导致学生缺乏对平时学习的重视，而仅仅在期末的时候去突击复习，因此学习效果较差[2]。而本项目在平时上课的时候就会记录学生的每节课的学习情况，到期末通过累计形成对学生一个学期的评价，这样对学生的评价相对客观一些[3]。同时，也能让学生的注意力放到平时的课堂学习中，在平时就能脚踏实地去学习。
然而还处于研究起步阶段的大数据分析技术，很多的研究还是概念性的，真正可以供教学使用的数据分析工具还很乏[4]。 另外，教师在上课后很难及时得到学生的反馈。上课时的哪些知识点学生没有掌握，哪些又是模糊不清的。所以在这里需要一个反馈的功能。本项目针对这点提出了学生论坛提问的模块，学生可以在论坛中反馈自己的疑难点，当很多学生都有相同的疑难点问题时，就说明教师在上课的时候，这个知识点讲的不到位。通过反馈模块，可以使教师及时了解学生对知识点的掌握情况，便于教师及时调整教学策略和进度，从而提高课堂教学效果。
3 构建大学智慧课堂的方法
在考虑到在如今的大学校园的无线网络有着良好的覆盖，以及学生几乎人人拥有智能设备的情况下。以一种基于移动设备的课堂互动系统为实现方式，总体架构采用C/S与B/S的混合模式，由教师端App、学生端App以及后台管理器组成，来构建大学智慧课堂。
教师用户端App具有如下功能模块：
登录模块。教师使用该模块登录系统，并选择相应的课程。
上课模块。教师点击“上课”按钮，使得学生端App与教师端App建立连接。
查看管理出勤情况。教师可以查看学生的出勤情况，分为“请假”、“迟到”、“旷课”三种情况。系统自动将学生的出勤情况记录到后台服务器数据库中，作为今后对于学生评价的依据。
提问模块。教师在上课讲完某个知识点后，若要了解学生的掌握情况，可以及时通过提问模块提出问题，让学生通过app回答，在学生提交选项之后，教师可以统计回答结果。在教师下发问题内容之后，由学生完成题目的答题并提交答案，并及时进行相关数据的分析处理，使得教师可以在课堂内及时反馈矫正。
教师端App模块图如图1所示。
学生用户具有如下功能模块：
（1） 注册模块。注册学生的信息。
（2） 登录模块，学生可以通过此模块输入学号和密码进行登录操作。并选择相应的课程。
（3） 签到模块。学生在手机终端进行签到操作。签到后，教师可以及时了解出勤情况。
（4） 答题模块。由教师提出问题，并提供相应的选项由学生选择。学生在根据自己的情况作出选择之后。将结果反馈给教师端App。
学生端App模块图如图2所示
4 构建大学智慧课堂的技术选择与使用
学生端App基于Android手机，使用Android应用框架中的HTTP Client组件从服务端的HTTP API接口接收数据，然后交由Android UI界面层渲染界面并最终展示出来。对于服务端，在HTTP API接口和MySQL数据库之间有一个API Debug后台，用于调试服务端的API接口，如图3 整体架构图所示。
5 大学智慧课堂的后台管理
智慧课堂的后台管理系统，也是一个重要的组成部分。当大量的学生信息和反馈数据存入到数据库中的时候，后台管理系统就要承担数据统计和分析的任务。而分析的结果将作为学生的学习评价的重要依据。
后台管理包括的功能：教师、学生的个人信息管理，对课程信息的管理。对数据库中存放的学生的答题记录进行数据分析，等到一个直观的图形，从而教师可以很方便知道学生对课堂知识点的掌握情况。对于学生的考勤分析，是生成学生期末评价的一个关键信息。
教师，学生信息的管理模块：对教师，学生个人信息的进行增加，删除修改等功能。
课程信息的管理模块：课程信息的修改，保证教师在上课时所使用的课程信息的正确性。
学生答题记录的分析模块：核心模块，从数据库中提取学生上课时在APP端产生的答题信息。在后台系统中统计后，计算出一个直观的图形，反馈给教师。基于智慧课堂的教学模式对学生的行为数据进行真实记录，利用大数据技术和智能算法对每一个学生的学习情况进行分析，根据学生在作业中反映出来的薄弱知识点，定向推送学习内容和测试题目，有助于学生知识与技能的获得，提升学生的学习效率。[5]
学生的考勤分析模块： 核心模块，通过每天教师上课的点名情况。结合不同班级，不同课堂，不同教师，可以得到很多有价值的信息。对于学校教务处，教师个人还有学生群体都是一个很有价值的信息。教务处可以根据大数据分析出课程的调整，时间的调整。在教务管控中采用信息技术的，采用了计算机辅助的方式，提高教务管理的效率，实现了教务的标准化管理。[6]教师可以调整上课的方式等等。更可以督促学生的学习状态改善，对于学生的平时成绩，是一个非常有参考价值的数据。
6 智慧课堂案例展示
课程：计算机网络管理与系统集成
6.1传统上课模式
1）教师讲解书本知识点，结合书本上的案例具体讲解。
2）教师在讲解的过程中很难与学生进行沟通，教学效率低下。（原因有如下：⑴学生在课堂上喜欢使用智能手机来消磨时间，导致不能很好得听课。⑵大多数学生不愿意与教师进行交流与互动，导致教师不能掌握学生的学习程度。）
3）在学期末的时候，常常需要进行学生的终结评价。即学生的平时成绩。学生平时成绩的产生往往没有特定的标准，有些教师采用上课点名，课后作业，上课提问的方式作为平时成绩的依据。但是这个成绩的产生往往不能准确得反映学生真正的学习情况。（原因有：⑴上课点名存在有虚假的情况，而教师往往不能知晓。⑵上课点名浪费时间，使得本来紧张的时间越来越短。⑶上课提问的方式不能覆盖整个学生群体。）
6.2 智慧课堂的上课模式
1）教师讲解书本知识点，结合书本上的案例具体讲解。
2）教师在讲解知识点的时候，可以推送一个关键性的问题给学生端的App，学生在App上进行作答，在反馈给教师端，进过统计和计算后，教师能很直观得知道学生的掌握情况。从而可以决定是否要再次讲解一遍。（区别于传统的教学模式，智慧课堂能有效得提高教学效率。） 3）为了针对学生上课玩手机的现象。在使用App的同时需要连接学校的校园网，在使用校园网的时候不能访问外网资源。从而可以限制大部分智能手机工能。达到限制学生玩手机的目的。（区别于传统的教学模式，智慧课堂能有效得提高学生的学习效率。）
4）智慧课堂的平时成绩形成。在教学过程中使用智慧课堂，产生的数据包括：学生的签到情况，学生回答问题的正确率等，都可以作为平时成绩产生的依据。使用智慧课堂能产生更加的准确的学生评价。
7 总结
基于对于现实中大学课堂的现状，因此在未来的课堂中随着智慧课堂的推广和应用，以及移动网络和数据库的发展，对于课堂效率的提升和对学生的个人随堂成绩的统计和评价我们相信会比现在的偏主观评价会更有价值。这将对于学生个人发展和学校的综合发展都有着不可限量的结果。学生在学习中积累的相关数据和存储积累，经过后台算法的分析处理，可以为大学课堂教学提供更具有针对性、指导性的教学建议，而这样又促进教师积极参与到教学资源的丰富、优化的工作中去，促进教师专业成长。
基于数字化的智慧课堂互动教学系统的研究中，让教师在教学和学生子在学习变得更有意义，课堂教学效果不断提升，教育教学质量可以得到明显的提升[8]。加强智慧课堂的研究将有助于我们对课堂进行重新认识和设计[9]。
学生可以实时得到来自教师的教学反馈，具体直观地了解自己的课堂学习情况，准确查漏补缺，促进了每一个学生的发展。[8]
参考文献：
[1] 孙曙辉. 基于动态学习数据分析的智慧课堂模式[J]. 中国教育信息化，2015（22）21-24.
[2] 乔晶. 高校学生成绩管理系统设计与实现[J]. 电脑编程技巧与维护，2015（23）：59-72.
[3] 唐烨伟. 庞敬文. 信息技术环境下智慧课堂构建方法及案例研究[J]. 中国电化教育，2014（11）：12-34.
[4] 邓文俊. 基于教务管理系统的数据分析工具的研究与设计[J]. 学习资源与技术，2014（5）：138-143.
[5] 卞金金. 基于智慧课堂的学习模式设计与效果研究[J]. 中国电化教育，2016（2）：64-68.
[6] 唐慧珍. 信息技术在教务管理中的应用[J]. 现代营销（学苑版），2015（6）：33.
[7] 黄德群. 基于高校网络教学平台的混合学习模式应用研究[J]. 远程教育杂志，2013（3）：64-70.
[8] 王盛之，毛沛勇.基于数字化教学案的智慧课堂互动教学系统实践研究[J].教学月刊（教学管理）中学版，2014（4）.
[9] 林沛. 智能教室构建智慧课堂[J]. 信息安全与技术，2015（7）：91-93.
关键词：大学；智慧课堂；移动终端；Android；手机App
中图分类号：TP312 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）15-0187-03
Abstract： For college students in class play phone， sleep， less teacher-student interaction and other practical problems， this project is based on the Android platform， client / server model， based campus wireless WiFi network， we developed an interactive classroom teaching university wisdom system. Student in the classroom with teachers App mobile terminal APP mobile client to communicate using a wireless network， to achieve student attendance， teacher name， quizzes students answered promptly， usually results and other records and statistics functions. Practice shows that the wisdom of interactive classroom teaching interactive classroom system can help teachers’ organizations， to promote students to actively participate in interactive help students master a thorough knowledge， improve classroom teaching management efficiency， improve classroom teaching result.
Key words： University； Wisdom classroom；Mobile intelligent terminal；Android；App
1 引言
随着智能设备的快速发展和普及，人们对智能化环境有了一个崭新的认识。 为此，人们也希望使用智能化环境来改变本身的生活、工作和学习。 如今，智能都市、智能交通、智能医疗、智慧校园等智能化环境正离我们越来越近，教育工作者对“智慧课堂”的研究也开始展开。 目前，有于智慧课堂的研究已经得到了各国政府、全球各地知名企业、高等学府以及中小学校等机构的关注，智慧课堂的研究已经成为了教育研究的一个新研究范畴。
智慧课堂是当前教育信息化研究的一个热门课题，是互联网技术与教学深度融合的结果。智慧课堂的关键在于用最新的技术革新和改进大学课堂教学，打造智能、高效的课堂。当今社会是一个大数据的时代，社会各个领域也将会因为大数据的出现而产生深刻影响。在教育领域也不例外[1]。
智慧课堂的出现也将带动传统教学模式的变更，使得教学模式获得更新。提高课堂教学效率，提升学生的学习效果。给传统学生评价体系一个质的变更，使得评价系统更加准确更加有意义。在今后智慧课堂能得到普及对于教育教学都是非常有价值的。
2 构建大学智慧课堂的必要性
随着移动互联网应用的快速崛起，智能手机应用开发作为一个新兴产业崛起已经成为势不可挡的趋势。现在的生活中手机已经成为了必不可少的一样工具了。人们的出行工作学习都离不开手机了。而我们的学生群体中，几乎人手一部手机，而手机越来越向智能的方向发展。随着功能的逐渐完善，手机已经不仅仅局限在发短信和打电话方面了，而成为一部随身的智能处理终端。
一方面，目前一些在校大学生在课堂上不专心听讲，而是使用智能手机在玩游戏或上网聊天，做一些与学习无关的事情，严重影响了教学效果和学习效果，败坏学风。由于课程教学任务重，班级学生容量大，老师在课堂上不能有效监控每个学生的学习情况，师生互动太少，教学质量得不到有效保证。一个学校的教学质量很大程度上取决于大多数老师的课堂教学质量，如何提升课堂教学质量，如何让老师实时了解学生的上课情况，与掌握知识的程度是非常重要的。另一方面在移动设备中以开源的Android操作系统占大部分市场。
目前学校对学生的评价都是属于终结性的评价，平时教师对于学生的评价较少，主要来自于课后作业和上课的点名，缺少合理性，这就导致学生缺乏对平时学习的重视，而仅仅在期末的时候去突击复习，因此学习效果较差[2]。而本项目在平时上课的时候就会记录学生的每节课的学习情况，到期末通过累计形成对学生一个学期的评价，这样对学生的评价相对客观一些[3]。同时，也能让学生的注意力放到平时的课堂学习中，在平时就能脚踏实地去学习。
然而还处于研究起步阶段的大数据分析技术，很多的研究还是概念性的，真正可以供教学使用的数据分析工具还很乏[4]。 另外，教师在上课后很难及时得到学生的反馈。上课时的哪些知识点学生没有掌握，哪些又是模糊不清的。所以在这里需要一个反馈的功能。本项目针对这点提出了学生论坛提问的模块，学生可以在论坛中反馈自己的疑难点，当很多学生都有相同的疑难点问题时，就说明教师在上课的时候，这个知识点讲的不到位。通过反馈模块，可以使教师及时了解学生对知识点的掌握情况，便于教师及时调整教学策略和进度，从而提高课堂教学效果。
3 构建大学智慧课堂的方法
在考虑到在如今的大学校园的无线网络有着良好的覆盖，以及学生几乎人人拥有智能设备的情况下。以一种基于移动设备的课堂互动系统为实现方式，总体架构采用C/S与B/S的混合模式，由教师端App、学生端App以及后台管理器组成，来构建大学智慧课堂。
教师用户端App具有如下功能模块：
登录模块。教师使用该模块登录系统，并选择相应的课程。
上课模块。教师点击“上课”按钮，使得学生端App与教师端App建立连接。
查看管理出勤情况。教师可以查看学生的出勤情况，分为“请假”、“迟到”、“旷课”三种情况。系统自动将学生的出勤情况记录到后台服务器数据库中，作为今后对于学生评价的依据。
提问模块。教师在上课讲完某个知识点后，若要了解学生的掌握情况，可以及时通过提问模块提出问题，让学生通过app回答，在学生提交选项之后，教师可以统计回答结果。在教师下发问题内容之后，由学生完成题目的答题并提交答案，并及时进行相关数据的分析处理，使得教师可以在课堂内及时反馈矫正。
教师端App模块图如图1所示。
学生用户具有如下功能模块：
（1） 注册模块。注册学生的信息。
（2） 登录模块，学生可以通过此模块输入学号和密码进行登录操作。并选择相应的课程。
（3） 签到模块。学生在手机终端进行签到操作。签到后，教师可以及时了解出勤情况。
（4） 答题模块。由教师提出问题，并提供相应的选项由学生选择。学生在根据自己的情况作出选择之后。将结果反馈给教师端App。
学生端App模块图如图2所示
4 构建大学智慧课堂的技术选择与使用
学生端App基于Android手机，使用Android应用框架中的HTTP Client组件从服务端的HTTP API接口接收数据，然后交由Android UI界面层渲染界面并最终展示出来。对于服务端，在HTTP API接口和MySQL数据库之间有一个API Debug后台，用于调试服务端的API接口，如图3 整体架构图所示。
5 大学智慧课堂的后台管理
智慧课堂的后台管理系统，也是一个重要的组成部分。当大量的学生信息和反馈数据存入到数据库中的时候，后台管理系统就要承担数据统计和分析的任务。而分析的结果将作为学生的学习评价的重要依据。
后台管理包括的功能：教师、学生的个人信息管理，对课程信息的管理。对数据库中存放的学生的答题记录进行数据分析，等到一个直观的图形，从而教师可以很方便知道学生对课堂知识点的掌握情况。对于学生的考勤分析，是生成学生期末评价的一个关键信息。
教师，学生信息的管理模块：对教师，学生个人信息的进行增加，删除修改等功能。
课程信息的管理模块：课程信息的修改，保证教师在上课时所使用的课程信息的正确性。
学生答题记录的分析模块：核心模块，从数据库中提取学生上课时在APP端产生的答题信息。在后台系统中统计后，计算出一个直观的图形，反馈给教师。基于智慧课堂的教学模式对学生的行为数据进行真实记录，利用大数据技术和智能算法对每一个学生的学习情况进行分析，根据学生在作业中反映出来的薄弱知识点，定向推送学习内容和测试题目，有助于学生知识与技能的获得，提升学生的学习效率。[5]
学生的考勤分析模块： 核心模块，通过每天教师上课的点名情况。结合不同班级，不同课堂，不同教师，可以得到很多有价值的信息。对于学校教务处，教师个人还有学生群体都是一个很有价值的信息。教务处可以根据大数据分析出课程的调整，时间的调整。在教务管控中采用信息技术的，采用了计算机辅助的方式，提高教务管理的效率，实现了教务的标准化管理。[6]教师可以调整上课的方式等等。更可以督促学生的学习状态改善，对于学生的平时成绩，是一个非常有参考价值的数据。
6 智慧课堂案例展示
课程：计算机网络管理与系统集成
6.1传统上课模式
1）教师讲解书本知识点，结合书本上的案例具体讲解。
2）教师在讲解的过程中很难与学生进行沟通，教学效率低下。（原因有如下：⑴学生在课堂上喜欢使用智能手机来消磨时间，导致不能很好得听课。⑵大多数学生不愿意与教师进行交流与互动，导致教师不能掌握学生的学习程度。）
3）在学期末的时候，常常需要进行学生的终结评价。即学生的平时成绩。学生平时成绩的产生往往没有特定的标准，有些教师采用上课点名，课后作业，上课提问的方式作为平时成绩的依据。但是这个成绩的产生往往不能准确得反映学生真正的学习情况。（原因有：⑴上课点名存在有虚假的情况，而教师往往不能知晓。⑵上课点名浪费时间，使得本来紧张的时间越来越短。⑶上课提问的方式不能覆盖整个学生群体。）
6.2 智慧课堂的上课模式
1）教师讲解书本知识点，结合书本上的案例具体讲解。
2）教师在讲解知识点的时候，可以推送一个关键性的问题给学生端的App，学生在App上进行作答，在反馈给教师端，进过统计和计算后，教师能很直观得知道学生的掌握情况。从而可以决定是否要再次讲解一遍。（区别于传统的教学模式，智慧课堂能有效得提高教学效率。） 3）为了针对学生上课玩手机的现象。在使用App的同时需要连接学校的校园网，在使用校园网的时候不能访问外网资源。从而可以限制大部分智能手机工能。达到限制学生玩手机的目的。（区别于传统的教学模式，智慧课堂能有效得提高学生的学习效率。）
4）智慧课堂的平时成绩形成。在教学过程中使用智慧课堂，产生的数据包括：学生的签到情况，学生回答问题的正确率等，都可以作为平时成绩产生的依据。使用智慧课堂能产生更加的准确的学生评价。
7 总结
基于对于现实中大学课堂的现状，因此在未来的课堂中随着智慧课堂的推广和应用，以及移动网络和数据库的发展，对于课堂效率的提升和对学生的个人随堂成绩的统计和评价我们相信会比现在的偏主观评价会更有价值。这将对于学生个人发展和学校的综合发展都有着不可限量的结果。学生在学习中积累的相关数据和存储积累，经过后台算法的分析处理，可以为大学课堂教学提供更具有针对性、指导性的教学建议，而这样又促进教师积极参与到教学资源的丰富、优化的工作中去，促进教师专业成长。
基于数字化的智慧课堂互动教学系统的研究中，让教师在教学和学生子在学习变得更有意义，课堂教学效果不断提升，教育教学质量可以得到明显的提升[8]。加强智慧课堂的研究将有助于我们对课堂进行重新认识和设计[9]。
学生可以实时得到来自教师的教学反馈，具体直观地了解自己的课堂学习情况，准确查漏补缺，促进了每一个学生的发展。[8]
参考文献：
[1] 孙曙辉. 基于动态学习数据分析的智慧课堂模式[J]. 中国教育信息化，2015（22）21-24.
[2] 乔晶. 高校学生成绩管理系统设计与实现[J]. 电脑编程技巧与维护，2015（23）：59-72.
[3] 唐烨伟. 庞敬文. 信息技术环境下智慧课堂构建方法及案例研究[J]. 中国电化教育，2014（11）：12-34.
[4] 邓文俊. 基于教务管理系统的数据分析工具的研究与设计[J]. 学习资源与技术，2014（5）：138-143.
[5] 卞金金. 基于智慧课堂的学习模式设计与效果研究[J]. 中国电化教育，2016（2）：64-68.
[6] 唐慧珍. 信息技术在教务管理中的应用[J]. 现代营销（学苑版），2015（6）：33.
[7] 黄德群. 基于高校网络教学平台的混合学习模式应用研究[J]. 远程教育杂志，2013（3）：64-70.
[8] 王盛之，毛沛勇.基于数字化教学案的智慧课堂互动教学系统实践研究[J].教学月刊（教学管理）中学版，2014（4）.
[9] 林沛. 智能教室构建智慧课堂[J]. 信息安全与技术，2015（7）：91-93.