高职院校智能化课堂教学质量监控系统研究

王云良　汤慧芹　顾卫杰

摘 要：基于物联网技术，对传统的高职课堂教学质量监控系统进行了改进。将各种信息如射频识别（RFID）、视频监控、手机终端等综合起来形成一个智能化课堂监控系统网络，系统软件采用Oracle作为数据库管理工具，采用B/S模式。基于物联网技术的教学质量监控系统对于提高教学质量，构建教学质量保障体系具有重要的意义。

关键词：智能化课堂；教学质量；监控系统

中图分类号：P393 文献标识码：A

1 引言（Introduction）

物联网（Internet of Things，IOT）这一概念最早由麻省理工学院的Ashton教授于1991提出，并于1999年给出了物联网的定义[1]。物联网通过智能感知、识别技术与普适计算，广泛应用于网络的融合中，被称为继计算机、互联网之后世界信息产业发展的第三次浪潮[2]。2009年，温家宝提出“感知中国”的概念，将物联网列为国家五大新兴战略产业之一。目前，物联网以先进的技术为支撑，将应用的触角延伸到社会发展的各个领域[3-5]。高职课堂在物联网技术的支撑下，也朝着智能化方向发展，其中教学质量保障体系的智能化是智能化课堂中的一个必备环节。传统的教学质量保障体系存在着一系列的缺点，如监控与评估范围不够全面、对教学监控与评估反馈信息反应速度慢等[6，7]。目前，物联网技术已经应用于智慧校园的建设中[8]，但是对于教学质量保障体系的研究则较少。本文基于物联网技术构建了高职智能化课堂中的教学质量监控系统，该系统能够及时地反馈教学信息，有助于提高教学质量。

2 物联网及教学质量监控系统（Iots and the teaching

quality monitoring System）

国际电信联盟（International Telecommunication Union，ITU）对物联网的定义为：物联网实现物到物、人到物和人到人的互连。物联网的核心是实现物体之间的互连，从而能够实现物体与物体之间的信息交换和通信。物体信息通过网络传输到信息处理中心后可实现各种信息服务和应用。

物联网的关键技术主要有：（1）传感技术。传感技术是计算机应用中的重要技术，在物联网中更显得尤为重要。物联网需要依靠传感技术进行采集并且将采集到的信息转变成数字信号进行传输。也就是说传感技术是物联网最前端的感觉细胞，将收集到的信息传递给大脑进行分析，然后再处理大脑反馈的信息。（2）射频识别（RFID）标签。RFID标签也是一种传感器技术，RFID技术是融合了无线射频技术和嵌入式技术为一体的综合技术。RFID技术就是一种无线通信技术，可以通过无线电讯号识别特定目标并读写相关数据，而无需识别系统与特定目标之间建立机械或者光学接触。也就是说物联网将传感器作为感知设备，将RFID标签作为被识别的电子标识。这样就可以组成一套完整的感知与识别系统。（3）嵌入式系统。嵌入式系统技术是综合了计算机硬件、传感器技术、集成电路技术、电子应用技术为一体的复杂技术。以嵌入式系统为特征的智能终端产品随处可见，小到随身MP3大到飞机卫星都可以看到嵌入式技术的影子。

教学质量监控系统的建设是保证教学质量、提高教学效果的重要措施。但是，传统的教学质量监控系统忽视了全员参与的意识，仅由院系的领导从管理的角度出发，忽视了教学质量监控的本质。学生评教是教学质量监控中重要的信息来源，具有较高的参考价值，然而，传统的教学质量监控系统仅在学期末才组织学生参与评教。不能够动态地反映教学过程中出现的问题。在智能化课堂中，学生可以将学习的效果实时地进行反馈，同时教师可以通过终端、视频监控等设备实时了解学生的学习状态，每堂课结束后，都会形成一个课堂教学效果分析表，因此在信息化的今天，引入物联网技术到教学质量的监控系统中，则显得尤为必要。

3 智能化课堂中教学质量监控系统的设计（The

design of teaching quality monitoring system in

intelligent classroom）

3.1 硬件建设方案

图1 基于物联网的教学质量保障系统的网络结构图

Fig.1 The network structure of teaching quality

assurance system based on Iots

物联网的感知层即数据的采集，主要有读写器、RFID、手机终端、计算机终端。学生的信息可以通过RFID卡来实现存储，学生通过刷卡识别将信息通过网络上传到系统中，日常的考勤工作同样也可以通过RFID技术完成，这样就可以避免传统教学管理过程中繁琐的点名等环节。

课程教学过程中，学校领导或督导人员，可以通过远程的监控系统直接完成听课、检查等工作。课程结束后，学生可以及时地给教师的上课质量进行评价。与传统的教学保障体系相比，基于物联网的教学质量保障体系省时省力，而且可以真实的反映教学情况。改变了原来的一学期进行一次评教的弊端。

3.2 软件结构设计及其功能简介

系统软件采用Oracle作为数据库管理系统工具的后台，采用Java开发工具软件作为数据操作的前台，是用户和计算机交流的人-机接口管理软件。系统实现在PC平台下编程实现各功能模块的设计。结构上采用B/S结构，软件系统具有良好的性能、易用性和人机交互能力。按照教学质量保障体系中教学监控系统的架构，设计了如图2所示的结构图。

图2 教学质量监控系统结构图

Fig.2 The block diagram of teaching quality

monitoring system

从图中可以看出，教学质量监控系统包括目标的确定，各主要教学环节质量标准建立、信息的收集、评估、信息反馈、调控环节。主要分为信息收集模块、教学评价模块、信息反馈模块。

（1）信息收集模块

用户以不同的身份登录后则具有不同的权限。比如教学听课模块，听课者可以通过网络实时进行听课；教学检查模块，教务处、系部检查人员可以完成对课堂的检查环节；督导检查模块，督导可以对教学过程进行检查、评价；学生评教模块中，学生可以反馈教学过程中知识的掌握情况等问题。

（2）教学评价模块

该模块分为单位评估、专业评估、课程评估、教师评学等模块。在教学过程中，基本的教学资源、教学资料、课程反馈等信息能实现实时采集，这样在各类评估过程中，无需再准备评估材料，运用一定的数学算法对其进行加权平均，并通过质量标准配套的评价表给出相关课程评价。

（3）信息反馈模块

每月召开一次到两次教学例会，通过教学例会及时反馈教学中的信息，解决教学中存在的问题。学院可以定期发布教学信息在学校的网站上，反映教学动态，通报教学情况。督导人员在听课后应及时和任课教师沟通，反馈意见，改进教学。对家长或学生反应较大或教学存在问题的教师，领导应进行个别谈话，做好思想工作，确定帮扶教师进行指导，并限期改正。学院通过学生测评、师生交流会、毕业生信息反馈等及时了解并解决教学问题。

本文的重点则是将物联网技术应用到教学质量监控系统中。传统的教学质量保障系统实时性差，通常需要一个月甚至一个学期才能将信息收集和反馈。而基于物联网技术的教学监控系统能够实时地收集和反馈信息，更好实现对教学质量的动态监控，促进教学质量提高。

4 结论（Conclusion）

教学质量是学校的生命线和发展之基，教学质量监控系统的建设是保证教学质量和提高教学效果的重要措施。本文基于物联网技术建立了智能化的教学质量监控系统。从设计教学过程开始就充分考虑质量保障目标、方法和措施。在教学实施的每个环节中动态地进行质量跟踪和监控，通过快速地反馈来提高教学质量，确保教学目标的实现，进一步完善了教学质量监控系统。当然，教学质量保障体系是一个庞大繁杂的系统工程，需要制定一系列系统来完善，有待于进一步地研究。

参考文献（References）

[1] Atzori L，Iera A，Morabito G.The internet of things：A survey[J].Computer networks，2010，54（15）：2787-2805.

[2] 朱洪波，杨龙祥，朱琦.物联网技术进展与应用[J].南京邮电大学学报（自然科学版），2011，31（01）：1-9.

[3] 孙彦景，等.基于物联网的农业信息化系统研究与设计[J].计算机研究与发展，2011，48（z2）：326-331.

[4] 吴秋明，等.基于物联网的干旱区智能化微灌系统[J].农业工程学报，2012，28（1）：118-122.

[5] 彭彬，等.基于物联网的智能厂站位置服务系统[J].电力系统自动化，2013，37（16）：114-118.

[6] 刘翠梅，等.高职院校教学质量监控体系的构建—基于“院、系、团队”三级管理的视角[J].重庆电子工程职业学院学报，2013，22（05）：3-6.

[7] 赵建成，等.高职骨干院校建设中教学质量保障践行[J].重庆电子工程职业学院学报，2013，22（06）：14-17.

[8] 韩雪.基于物联网技术的智慧校园系统设计研究[J].电子设计工程，2011，19（24）：41-43.

作者简介：

王云良（1968-），男，硕士，副教授.研究领域：物联网技术与应用.

汤慧芹（1971-），女，硕士，副教授.研究领域：高职教育教学管理.

顾卫杰（1980-），男，硕士，讲师.研究领域：物联网技术与应用.