0 引 言

隨著我國(guó)教育水平的不斷提升，對(duì)高等教育的質(zhì)量要求 越來(lái)越高，與此同時(shí)各種問(wèn)題也日益突出。根據(jù)實(shí)際調(diào)查與多 方了解，目前高等院校的在線教學(xué)系統(tǒng)普遍具有功能比較簡(jiǎn)單、 界面不夠友好等缺點(diǎn)，尤其缺乏自動(dòng)分析功能，如成績(jī)對(duì)比分 析、出勤率分析、抄襲率分析等。 

Python 語(yǔ)言由于具有簡(jiǎn)潔、易讀、易維護(hù)以及類庫(kù)豐富 等優(yōu)點(diǎn)，在編程界的地位迅速上升（在 2017 年 5月的 TIOBE 編程語(yǔ)言社區(qū)排行榜中，Python 語(yǔ)言已升至第 4 位）[1,2]。因此， 在借鑒相關(guān)軟件的基礎(chǔ)上 [3]，基于 Python 語(yǔ)言設(shè)計(jì)并開(kāi)發(fā)符 合時(shí)代特色的新型輔助教學(xué)平臺(tái)具有十分重要的現(xiàn)實(shí)意義。 

1 基于 Python 的輔助教學(xué)模塊設(shè)計(jì) 

為了提高教學(xué)平臺(tái)的質(zhì)量和可維護(hù)性，Piclass 輔助教學(xué) 系統(tǒng)采用 Django 1.9.8 作為 Web 應(yīng)用程序框架，開(kāi)發(fā)語(yǔ)言為 Python 2.7.10，后臺(tái)關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)采用 MySQL 5.6，非關(guān)系型 數(shù)據(jù)庫(kù)采用 Redis（緩存）。系統(tǒng)基礎(chǔ)功能包括課程管理、微 信簽到、作業(yè)管理、文件管理、消息管理、教務(wù)管理六大模塊， 提供了數(shù)據(jù)分析功能和微信接口，解決了各高校在課程管理、 上課點(diǎn)名、作業(yè)批改、師生互動(dòng)等方面產(chǎn)生的一系列問(wèn)題。

1.1 上課與上機(jī)一體化管理 

由于上課人數(shù)過(guò)多，傳統(tǒng)的點(diǎn)名方式往往存在同學(xué)代替 答到的情況，無(wú)法保證數(shù)據(jù)的可靠性。由于我校計(jì)算中心采用 大面積上課的方式，上機(jī)課程選課獨(dú)立，由教師手工統(tǒng)計(jì)上課、 上機(jī)簽到信息，造成了很多不必要的麻煩，因此，在調(diào)研相 關(guān)產(chǎn)品的基礎(chǔ)上，Piclss 采用基于微信的簽到模型，即學(xué)生通 過(guò)掃描動(dòng)態(tài)二維碼快速簽到，同時(shí)會(huì)借助動(dòng)態(tài)二維碼時(shí)間差、 微信 openid 綁定等方式來(lái)防止各種作弊行為，提升數(shù)據(jù)的可 靠性。通過(guò)事先在數(shù)據(jù)庫(kù)中建立上機(jī)、上課的關(guān)聯(lián)，通過(guò)退 改選課程增量導(dǎo)入、重復(fù)課程合并等模塊，解決了上課、上機(jī) 數(shù)據(jù)同步問(wèn)題。上機(jī)、上課數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)示意圖如圖 1 所示。

1.2 作業(yè)成績(jī)自動(dòng)對(duì)比分析 

作業(yè)批改需要消耗大量時(shí)間和精力，同時(shí)周期也長(zhǎng)，導(dǎo) 致學(xué)生無(wú)法及時(shí)了解自己的不足，而老師則難以及時(shí)掌握學(xué)生 的學(xué)習(xí)情況。由于目前大多高校存在跨校區(qū)的現(xiàn)狀，作業(yè)來(lái)回 搬運(yùn)十分不便。在調(diào)研一線教師日常布置作業(yè)的類型、評(píng)測(cè)方 式等基礎(chǔ)上，借鑒 ACM 評(píng)測(cè)模式，查閱相關(guān)資料解決死循環(huán)、 惡意代碼等問(wèn)題后，Piclass系統(tǒng)的作業(yè)管理模塊實(shí)現(xiàn)了程序類、 填選類作業(yè)的自動(dòng)評(píng)測(cè)功能，如圖 2 所示，能自動(dòng)生成規(guī)范化 的實(shí)驗(yàn)報(bào)告，幫助老師了解學(xué)生的掌握情況，及時(shí)修改授課內(nèi) 容并調(diào)整進(jìn)度。 

1.3 微信端隨時(shí)學(xué)習(xí)、溝通 

結(jié)合時(shí)代需求，學(xué)生通過(guò)學(xué)號(hào)和密碼綁定本系統(tǒng)微信接 口后即可進(jìn)行微信做題，微信簽到，微信收發(fā)消息及各種信息 查詢，如圖 3 所示。微信做題可以通過(guò)順利、隨機(jī)、錯(cuò)題復(fù)習(xí)等方式練習(xí)大學(xué)計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)、數(shù)據(jù)庫(kù)、大學(xué)物理等課程的 客觀題目，迄今為止已擁有 56 萬(wàn)刷題記錄 ；微信簽到可以實(shí) 現(xiàn)上課、上機(jī)的快速點(diǎn)名；微信收發(fā)消息可以實(shí)現(xiàn)教師與學(xué) 生之間、學(xué)生與學(xué)生之間的消息互動(dòng)等功能。

2 結(jié) 語(yǔ)

根據(jù)高校真實(shí)需求并結(jié)合先進(jìn)技術(shù)，Piclass 輔助教學(xué)系 統(tǒng)不僅實(shí)現(xiàn)了傳統(tǒng)輔助教學(xué)系統(tǒng)的各種功能，還根據(jù)時(shí)代需求 積極探索，實(shí)現(xiàn)了微信 2 分鐘快速簽到；程序、填選類作業(yè)自 動(dòng)評(píng)測(cè)；上課上機(jī)課程數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)、退改選數(shù)據(jù)增量導(dǎo)入；教師、 學(xué)生、管理員等角色的控制，不同角色之間的關(guān)系構(gòu)架 ；各類 分析報(bào)告自動(dòng)導(dǎo)出（學(xué)生綜合情況，程序題實(shí)驗(yàn)報(bào)告，選擇題 情況分析 ppt）；網(wǎng)頁(yè)端、移動(dòng)端、客戶端、服務(wù)端等多平臺(tái)系 統(tǒng)的開(kāi)發(fā)與數(shù)據(jù)交互等功能。解決了目前教學(xué)管理系統(tǒng)中存在 的一系列問(wèn)題。 

本套系統(tǒng)在 2016 年中國(guó)大學(xué)生計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)大賽中獲得了 全國(guó)二等獎(jiǎng)的好成績(jī) [4]，并于 2017 年獲得了華東理工大學(xué)教 學(xué)成果獎(jiǎng)三等獎(jiǎng)。目前系統(tǒng)公眾號(hào)粉絲有 3 800人，本學(xué)期有 15 門(mén)課程在使用該系統(tǒng)。未來(lái)會(huì)將大數(shù)據(jù)技術(shù)與現(xiàn)代教育相 融合，繼續(xù)加強(qiáng)數(shù)據(jù)分析模塊的研究，努力實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)教育。