一种手机智能教学与管理平台的制作方法
本发明涉及一种手机智能教学与管理平台，具体涉及到课堂教育、互动教学、在线学习、大数据处理、人机交互与人工智能等领域，可应用于教师教学、学生学习及教学过程管理与信息统计等。
背景技术：
随着物联网、虚拟现实、大数据、人工智能、云计算与存储等信息技术的快速发展，社会生产运营方式、人们生活习惯及获取知识途径等都发生巨变变化，这就要求教育要适应社会发展，不断深化改革，积极推进教育信息化。以学生为中心的翻转课堂、互动教学或混合式教学模式应用而生，以互联网和移动通信为载体的线上学习、虚拟仿真实验受到越来越重视，大量优质精品课程、数字化教学资源获立项建设和应用，多媒体设备、平板电脑、人机交互设备已在教室推广使用，相关硬件和软环境的建设与应用，有益于理论课堂教学与实践教学，有利于推动个性化学习和自主学习，有助于提高人才培养的质量。
随着互联网+国家战略的推进和当代信息技术的飞速进步，当前课堂教学仍面临许多挑战，主要表现在以下几个方面：
(1)受班级人数多及教学模式限制，课堂上师生互动效率低、互动效果差，教学过程中很难做到人人参与，难以开展个性化教学与引导；
(2)教师课堂授课基本依据多媒体课件讲解，很少在黑板上写字画图，节约时间虽可提高教学效率、丰富教学内容，但往往学生已拿到教师课件或课后可获得，学生认为课堂上听与不听都可在课余再学习，造成课堂上参与教学积极性不高。另外，多媒体课件信息量大，教师采用满堂灌的教学方式，易使学生疲倦，学生很难坚持完成整个教学过程；
(3)目前网上教育资源很多但较零散，学生很难搜索到适合自己的优质教学资源并有计划开展线上线下学习，缺乏有效学习管理平台去引导、约束与管理学生开展自主学习和主动学习；
(4)学生大都拥有手机，其强大的功能及智能化使得不少学生在课堂上时不时玩手机或聊天，不仅影响学生自身学习专注度，也影响干扰周围其它学生正常学习，不利于知识传播和教学进度实施；
(5)缺乏一种教学效果过程评价与实时反馈系统，使教师能对学生学习过程进行形成性评价、及时了解学生学习动态和对知识掌握程度，使学生能及时获取相关学习信息，了解自己学习参与度、学习效果及存在问题，使教务部门了解教学实施进度、考评教学质量及统计相关教务信息等；
为适应高等教育信息化，提高教育教学质量，推动以学生为中心人才培养目标实施，解决上述问题显得尤为迫切与必要，需要发明一种手机智能教学与管理平台。
技术实现要素：
为解决上述技术问题，本发明提出了一种手机智能教学与管理平台，包括：用户登录与管理系统、资源加载与管理系统、功能任务与操作系统、教学评测与数据接口系统；
所述用户登录与管理系统，用于用户角色划分与权限管理、用户注册与登录、用户信息查看与修改，包括学生用户模块、教师用户模块、教务用户模块、管理员用户模块。
所述资源加载与管理系统，用于平台加载和管理与教学相关的课表信息、教师学生信息及教学资源，并将课表信息与上课学生和教师进行关联映射；
所述功能任务与操作系统，用于点名签到、教学过程随堂测试、电子图书学习与测评、在线教学视频学习、虚拟仿真实验操作、题库学习与测试、班级社区讨论、教学资源推送、手机使用监控；
所述教学评价与数据接口系统，用于教学过程自动记录、教学效果评价、教学效果分析、教务信息统计与数据接口；
所述用户登录与管理系统、资源加载与管理系统、功能任务与操作系统、教学评测与数据接口系统分别部署在app客户端和web服务应用端；
所述app客户端是前台应用程序，运行于android、ios智能手机上，用于课堂教学、互动教学、在线学习、人机交互等；所述web服务应用端运行于服务器或云平台上，用于数据传输、存储与计算，以及应用管理、系统升级。
上述学生用户模块用于学生注册教学与管理平台用户，学生用户登录app客户端、查看和修改个人用户信息、重置登录密码和找回密码功能。
上述教师用户模块用于教师用户登录app客户端，进行个人信息查看和修改、重置登录密码与找回密码功能。
上述教务用户模块用于教务用户登录web服务应用端，进行个人信息查看和修改、重置登录密码与找回密码功能。
上述管理员用户模块用于管理员登录web服务应用端，进行个人信息查看和修改，添加删除学生、教师或教务用户，分配用户权限与角色以及管理平台功能。
所述资源加载与管理系统包括课表信息导入模块、学生信息导入模块、教师信息导入模块、教学资源加载模块、课程与用户关联模块。用于平台加载和管理与教学相关的课表信息、教师学生信息及教学资源，并将课表信息与上课学生和教师进行关联映射，为教学顺利实施提供可靠保障。
上述课表信息导入模块用于将课表信息导入到平台内并进行管理。课表信息包括课程名称与编码、开课时间、上课教师姓名与工号、上课班级名称、上课地点。
优选的，课表信息文件为表格文件，如excel表格文件；
优选的，推荐使用自动加载方式，方便平台与学校教务部门对接，提高信息加载效率和管理水平；
优选的，系统支持对课程信息进行批量增加、删除或编辑。
上述学生信息导入模块用于将学生信息以班级形式导入到平台内并进行管理。学生信息包括班级名称，学生姓名、性别、学号、常用手机号码及父母手机号码。
优选的，学生信息文件为表格文件，如excel表格文件；
优选的，推荐使用自动加载方式，方便平台与学校教务部门对接，提高信息加载效率和管理水平；
优选的，系统支持对学生信息进行批量增加、删除或编辑。
上述教师信息导入模块用于将教师信息导入到平台内并进行管理。教师信息包括教师姓名、性别、工号、办公电话、手机号码及研究方向。
优选的，教师信息文件为表格文件，如excel表格文件；
优选的，推荐使用自动加载方式，方便平台与学校人事部门对接，提高信息加载效率和管理水平；
优选的，系统支持对教师信息进行批量增加、删除或编辑。
上述教学资源加载模块用于多种类型教学资源的加载与管理，为平台提供丰富的、个性化的教学资源和素材，方便教师教学和学生自主学习。所述教学资源包括电子图书、题库、录像视频、虚拟仿真实验项目、在线教学资源网址。
优选的，系统支持对教学资源分类批量增加、删除或进行排序等编辑操作。
优选的，电子图书允许分章节加载与管理，方便教师用户推送电子图书阅读任务，也方便学生用户有针对性阅读和分阶段阅读；
优选的，题库按课程名称分类建立，便于导入和管理。以题目类型划分有填空题、单选题、多选题、判断题、简答题和论述题；以题目难易度划分简单题、一般题和难度题；依据题目所属专业划分通识型、专业型；以题目文件格式划分为文本型、图片型、视频型、动画型；
优选的，录像视频包括理论课教学视频、实践性教学视频、微课、软件应用录屏；
优选的，虚拟仿真实验项目包括标准型、综合设计型和仪器操作型虚拟仿真实验项目，学生利用手机在虚拟环境中开展仿真实验操作，与真实实验形成互补，满足学生线上实验预习、仿真操作、人机互动等需求。
优选的，在线教学资源网址是与教学课程相关的网上优质教学资源网址，由教师收集并通过教务添加到平台上。
上述课程与用户关联模块用于将课表信息、学生信息和教师信息关联起来，并设置三者之间关联时间范围。通过建立关联，教师用户登录app客户端可看到自己负责的课程、上课时间与地点、上课班级名称、学生姓名与人数信息，学生用户登录app客户端可看到课程名称、上课时间与地点信息。
优选的，可将多个教师关联到同一门课程上，也可将一个教师关联到多个不同课程上；
优选的，可将多个班级学生关联到同一门课程上，也可将一个班级学生关联到多个不同课程上；
优选的，超过关联时间范围，课程与教师、学生自动失去关联，教师将看不到之前关联课程信息和学生信息，学生将看不到关联课程信息和教师信息，但相关信息记录保存到服务器后台程序。
所述功能任务与操作系统包括点名签到模块、随堂测评模块、电子书阅读与测评模块、录像视频学习模块、虚拟仿真实验模块、题库学习与自测模块、讨论组与班级社区模块、教学资源推送与引导模块、手机使用监控模块。这些模块单元相对独立，具有专有属性和特定功能，共同构成平台核心单元和操作任务，用于点名签到、教学过程随堂测试、电子图书学习与测评、在线教学视频学习、虚拟仿真实验操作、题库学习与测试、班级社区讨论、教学资源推送、手机使用监控。
所述点名签到模块用于教师在课堂上智能点名、自动记录学生参与教学活动情况，包括：点名任务设置单元、点名任务发起单元、点名响应单元、点名有效判别单元、点名反馈单元，
所述点名任务设置单元，用于教师设置点名任务时，可指定学生到固定座位上入座，即系统根据教师要求自动分配电子座位，学生在收到点名任务后，将按照手机上电子座位安排入座，空余的座位即是没来上课的学生；
所述点名任务设置单元，还用于接收和保存上课场所的地理坐标的输入；所述上课场所的地理坐标，来自于手机提供的全球卫星定位、手机基站定位、wifi信号定位或蓝牙定位；优选的，定位精度设置为1-50米，默认值为10米；
优选的，对于地理坐标定位方式，平台预设有全球卫星定位、手机基站定位、wifi信号定位、蓝牙定位多种方式，方便系统选择调用；
所述点名任务发起单元，用于主动发送点名签到提醒信息到学生手机上，以提醒学生及时点名签到，无论学生是否启动app客户端；
所述点名响应单元，用于接收和记载学生的签名信息；
所述点名有效判别单元，用于判别是否为学生本人签名，。
所述点名有效判别单元，用于判别学生签到是否有效，是否为学生本人签名，以避免学生将手机交给同学代签；
所述点名反馈单元，用于将点名签到情况反馈给学生、教师或教务。
上述随堂测评模块用于在教学过程中在有限时间内，检测学生对教师当堂讲授知识或已学知识的掌握程度，对学习效果予以评分量化。
所述随堂测评模块的测评内容按照课程章节进度来安排和设置测评题目；
所述随堂测评模块的测评题目按照题目类型划分有填空题、单选、多选题、判断题、简答题、论述题可供选择；根据题目难易度有简单题、一般题和难度题可供选择；根据题目所属专业有通识型、专业型可供选择；根据题目文件格式有文本型、图片型、视频型、动画型可供选择；
所述随堂测评模块的测评题目载入每个学生的手机时，载入顺序是随机的，可有效防止作弊抄袭。
优选的，答题时间一般控制在2-5分钟为宜，默认值为3分钟；
优选的，答题数量一般控制在5-10道题为宜；
上述电子书阅读与测评模块用于教师根据教学进度，有步骤有计划地向学生推送有一定阅读量的电子图书，规定学生在限定时间内完成阅读并完成与阅读知识相关的题目。平台根据阅读完成效率和答题正确率，给予学生量化打分。
优选的，电子图书阅读与测评内容根据课程进度进行安排和设置；
优选的，上述电子图书通常包括中英文图书、文章、报告、案例；
优选的，阅读答题时间一般控制在10-30分钟为宜，默认值为15分钟，有利于学生利用碎片化时间进行阅读和学习；
优选的，阅读答题的数量控制在5-10道题为宜；
优选的，每个学生电子图书阅读测评题目载入顺序、答案顺序是随机的，可避免抄袭作弊。
上述录像视频学习模块用于学生进行录像视频资源的观看与学习。录像视频包括理论课教学视频、实践性教学视频、微课、软件应用录屏。
上述虚拟仿真实验模块用于学生进行虚拟仿真实验操作。借助于多媒体、虚拟现实技术，学生通过智能手机在高度逼真的虚拟环境中，开展实验设计或仿真操作。
所述虚拟仿真实验展现形式包括二维的或三维的；
上述虚拟仿真实验包括基础类、综合类、仪器类三种类型，满足不同层次不同训练需求。
上述题库学习与自测模块用于学生在课余根据自己学习状况，自主登录题库进行相关知识学习，也可根据章节、题目类型进行自我测试，检测对知识理解度和掌握程度。
优选的，题库以课程章节或专题形式排列；
优选的，题库按照题目类型划分有填空题、单选题、多选题、判断题、简答题、论述题可供选择；根据题目难易度有简单题、一般题、难度题可供选择；根据题目所属专业有通识型、专业型可供选择；根据题目文件格式有文本型、图片型、视频型、动画型可供选择；
优选的，题库中每个题目答案载入顺序是随机的，防止作弊抄袭。
上述讨论组与班级社区模块用于班级课堂交流与讨论，主要包括讨论组和班级社区两种交流形式。
优选的，讨论群开放的时间设置在课余，方便学生有时间参与；
优选的，学生讨论的时间设置相对较短，一般控制在30-40分钟为宜，围绕一个主题展开讨论；
优选的，组建一个群的学生人数一般控制在5-15个，便于每个学生有机会参与，与教师进行互动；
进一步，师生可以进行提问、点赞、展示表情操作，为避免恶作剧或发表敏感话题，系统设有合规性检查功能，可以自动屏蔽含有恶语、粗话、敏感词汇的语句。
上述教学资源推送与引导模块用于教师在教学过程中将与课程学习相关的资源信息有计划的推送给学生，学生利用课余时间访问这些资源。
优选的，推送的教学资源信息依据学习进度推送，优选国内外优质教学资源；
优选的，推送的信息是要经教师审核通过。
手机使用监控模块用于上课期间监控学生使用手机状况，杜绝学生因为玩手机而影响上课的陋习。
所述教学评价与数据接口系统包括教学过程记录与评价模块、教学效果分析与预警模块、数据接口模块，用于教学过程自动记录、教学效果评价、教学效果分析、教务信息统计与数据接口。
上述教学过程记录与评价模块包括教学过程痕迹记录和教学过程形成性评价两个单元。所述教学过程痕迹记录单元用于记载教师用户、学生用户在平台内的所有教与学活动：点名签到时间、次数、完成情况，随堂测评内容、测试时间及完成情况，电子书阅读量、阅读时间及完成情况，题库学习次数、学习内容及完成情况，分组讨论开展次数、时间及完成情况，视频观看时间与次数，虚拟仿真实验操作次数与完成情况。这些数据是平台自动记录完成的，用户可随时查看与自己身份相关的教学过程信息。所述教学过程形成性评价单元用于对学生在平台内的学习活动进行自动的或智能化的评分与精细评价。其量化细则为：对于点名签到，签到一次给予a分，未完成签到给予零分；对于课上由教师启动测评题目，答对一题给b分，答错以零分计；对于由教师推送的电子书阅读任务，规定时间内完成阅读给予c1分，未完成给予零分，阅读题答对一题给予c2分，答错给予零分；对于由教师推送的视频学习任务，规定时间内完成观看给予d1分，未完成给予零分，多观看一次给予d2分；对于学生自主开展题库知识学习，一次学习不低于规定时间，给予e1分，否则给予零分，答对1道题给予e2分，答错给予零分；对于由教师发起的分组讨论，平台根据学生参与活跃度，计分f1，教师根据学生回答效果及准备情况，计分f2；对于虚拟仿真实验，学生在规定时间完成给予g1分，流程设计正确，给予g2分，条件参数选择对，给予g3分。
进一步，平台将自动给出学生在每个阶段的形成性评价结果，记作score，其计算公式如下所示
score＝k1*a+k2*b+k3*c1+k4*c2+k5*d1+k6*d2+k7*e1+k8*e2+k9*f1+k10*f2+k11*g1+k12*g2+k13*g3
其中，k1-k13为每部分分值的权重系数。
上述教学质量分析与预警模块采用大数据分析技术对平台内记录数据分析，利用科学评价分析方法从不同角度、不同方位对教师教学质量和学生学习效果进行精确评价，以文本、图形、表格等形式向学生、家长、教师、教务进行呈现和反馈，对于存在的问题或不良发展趋势能及时提醒或预警，让相关人员和部门重视而采取相应措施。
上述数据接口模块用于提供与外部系统无缝对接应用接口，实现跨操作系统的多种数据输入输出，使平台可运行于android或ios操作系统的智能手机和平板电脑上。
本发明借助计算机编程、网络通讯、多媒体、人工智能、虚拟现实、大数据处理等技术开发的智能教学与管理平台，可用于课堂教学、互动教学、在线学习、自主学习、智能学习，可实施学习过程形成性评价和学习效果动态预警，可进行教务信息统计和教学效果分析及评价。本发明有助于线上线下、翻转课堂、虚实结合等新教学模式的应用与推广；有助于师生互动、开展个性化教学与引导，有助于学生积极参与课堂教学，开展自主学习和主动学习，推动以学生为中心人才培养目标的实施；有助于教学资源动态更新，跨区域开放与共享。
附图说明
下面结合附图和具体实施方式对本发明的技术方案作进一步具体说明。
图1是手机智能教学与管理平台结构示意图；
图2是用户登录与管理系统结构示意图；
图3是资源加载与管理系统结构示意图；
图4是功能任务与操作系统结构示意图；
图5是教学评测与数据接口结构示意图。
具体实施方式
下面借助实例和附图更加详细地说明本发明，但不应理解为本发明上述主题内容仅局限于下述实施例。在不脱离本发明上述技术思想和所公开精神的情况下，根据本领域普通技术知识与惯用手段，做出各种等效、替换、修改或变更，都落入本发明保护的范围。
本实施例公开一种手机智能教学与管理平台，如图1所示，包括用户登录与管理系统、资源加载与管理系统、功能任务与操作系统、教学评测与数据接口系统，这四个子系统拥有特定属性和功能，之间相互配合协作共同构成一个完整的教学与管理平台。
上述教学与管理平台从结构上分为app客户端和web服务应用端，app客户端是前台应用程序，可运行于android、ios等智能手机上，用于课堂教学、互动教学、在线学习、人机交互等；web服务应用端是后台服务器应用程序，可运行于服务器或云平台上，用于数据传输、存储与计算，以及应用管理、系统升级等。
如图2所示，用户登录与管理系统，包括学生用户模块、教师用户模块、教务用户模块、管理员用户模块。用于用户角色划分与权限管理、用户注册与登录、用户信息查看与修改等。其中，
学生用户模块，用于学生注册教学与管理平台用户，学生用户登录app客户端、查看和修改个人用户信息、重置登录密码和找回密码等功能。其基本操作流程或步骤包括：
步骤1-1：学生手机下载并安装app客户端，点击启动前台应用程序；
步骤1-2：输入已分配的账号即学号和初始密码进行登录，登录后可进行个人信息查看修改、登录密码修改等操作；
步骤1-3：如果登录密码遗忘，可输入用户手机号码，平台将根据已有用户信息核实，以手机短信形式发给用户新登录密码；
步骤1-4：如果系统还未分配给学生登录账户，则学生可填写相关信息申请学生用户，由教师用户或教务用户审核激活。
教师用户模块，用于教师用户登录app客户端，进行个人信息查看和修改、重置登录密码与找回密码等功能。其基本操作流程或步骤包括：
步骤2-1：教师手机下载并安装app客户端，点击启动前台应用程序；
步骤2-2：输入已分配的账号即工号和初始密码即可登录，登录后可查看修改个人信息、修改登录密码等操作；
步骤2-3：如果登录密码遗忘，可输入用户手机号码，平台将根据已有用户信息核实，以手机短信形式发给用户新登录密码。
教务用户模块，用于教务用户登录web服务应用端，进行个人信息查看和修改、重置登录密码与找回密码等功能。其基本操作流程或步骤包括：
步骤3-1：教务通过台式电脑或平板电脑访问后台服务器应用程序，输入已分配的账号即工号和初始密码进行登录；
步骤3-2：登录后可查看修改个人信息、修改登录密码等操作；
步骤3-3：如果登录密码遗忘，可输入用户手机号码，平台将根据已有用户信息核实，以手机短信形式发给用户新登录密码。
管理员用户模块，用于管理员登录web服务应用端，进行个人信息查看和修改，添加删除学生、教师或教务用户，分配用户权限与角色以及管理平台功能等。其基本操作流程或步骤包括：
步骤4-1：管理员通过台式机或平板电脑访问后台服务器应用程序，输入管理员账号和密码进行登录；
步骤4-2：登录后可查看修改个人信息，修改设置登录密码，添加和删除学生用户、教师用户或教务用户，分配用户访问平台权限和任务功能，修改编辑平台界面、增补和修改平台功能任务等；
步骤4-3：如果登录密码遗忘，可输入用户手机号码，平台将根据已有用户信息核实，以手机短信形式发给用户新登录密码。
如图3所示，资源加载与管理系统，包括课表信息导入模块、学生信息导入模块、教师信息导入模块、教学资源加载模块、课程与用户关联模块。用于平台加载和管理与教学相关的课表信息、教师学生信息及教学资源，并将课表信息与上课学生和教师进行关联映射，为教学顺利实施提供可靠保障。其中，
课表信息导入模块用于将课表信息导入到平台内并进行管理。课表信息包括课程名称与编码、开课时间、上课教师姓名与工号、上课班级名称、上课地点等。其操作步骤包括：
步骤5-1：教务通过台式机或平板电脑登录后台服务器应用程序；
步骤5-2：点击“资源加载与管理系统”按钮进入资源加载与管理系统；
步骤5-3：点击“课表信息导入模块”按钮进入课表信息导入模块；
步骤5-4：点击“+”符号增加一行表格，在相应表格中输入课表信息，点击“-”符号删除一行表格。或可点击“自动加载”按钮，系统读取由用户指定的课表信息文件，提取相关课表信息并进行保存。
优选的，课表信息文件为表格文件，如excel表格文件；
优选的，推荐使用自动加载方式，方便平台与学校教务部门对接，提高信息加载效率和管理水平；
优选的，系统支持对课程信息进行批量增加、删除或编辑。
学生信息导入模块用于将学生信息以班级形式导入到平台内并进行管理。学生信息包括班级名称，学生姓名、性别、学号、常用手机号码及父母手机号码等。其操作步骤包括：
步骤6-1：教务通过台式机或平板电脑登录后台服务器应用程序；
步骤6-2：点击“资源加载与管理系统”按钮进入资源加载与管理系统；
步骤6-3：点击“学生信息导入模块”按钮进入学生信息导入模块；
步骤6-4：点击“+”符号增加一行表格，在相应表格中输入学生信息，点击“-”符号删除一行表格。或可点击“自动加载”按钮，系统读取由用户指定的以班级为单位的学生信息文件，提取相关学生信息并进行保存。
优选的，学生信息文件为表格文件，如excel表格文件；
优选的，推荐使用自动加载方式，方便平台与学校教务部门对接，提高信息加载效率和管理水平；
优选的，系统支持对学生信息进行批量增加、删除或编辑。
教师信息导入模块用于将教师信息导入到平台内并进行管理。教师信息包括教师姓名、性别、工号、办公电话、手机号码及研究方向等。其操作步骤包括：
步骤7-1：教务通过台式机或平板电脑登录后台服务器应用程序；
步骤7-2：点击“资源加载与管理系统”按钮进入资源加载与管理系统；
步骤7-3：点击“教师信息导入模块”按钮进入教师信息导入模块；
步骤7-4：点击“+”符号增加一行表格，在相应表格中输入教师信息，点击“-”符号删除一行表格。或可点击“自动加载”按钮，系统读取由用户指定的教师信息文件，提取教师相关信息并进行保存。
优选的，教师信息文件为表格文件，如excel表格文件；
优选的，推荐使用自动加载方式，方便平台与学校人事部门对接，提高信息加载效率和管理水平；
优选的，系统支持对教师信息进行批量增加、删除或编辑。
教学资源加载模块用于多种类型教学资源的加载与管理，为平台提供丰富的、个性化的教学资源和素材，方便教师教学和学生自主学习。所述教学资源包括电子图书、题库、录像视频、虚拟仿真实验项目、在线教学资源网址等类型资源。其操作步骤包括：
步骤8-1：教务通过台式机或平板电脑登录后台服务器应用程序；
步骤8-2：点击“资源加载与管理系统”按钮进入资源加载与管理系统；
步骤8-3：点击“教学资源加载模块”按钮进入教学资源加载模块；
步骤8-4：点击
步骤8-5：点击“+”符号，系统读取由用户指定的教学资源文件，加载在已有教学资源的后面，点击“-”符号删除某个教学资源。
优选的，系统支持对教学资源分类批量增加、删除或进行排序等编辑操作。
优选的，电子图书允许分章节加载与管理，方便教师用户推送电子图书阅读任务，也方便学生用户有针对性阅读和分阶段阅读；
优选的，题库按课程名称分类建立，便于导入和管理。以题目类型划分有填空题、单选题、多选题、判断题、简答题和论述题；以题目难易度划分简单题、一般题和难度题；依据题目所属专业划分通识型、专业型；以题目文件格式划分为文本型、图片型、视频型、动画型等；
优选的，录像视频包括理论课教学视频、实践性教学视频、微课、软件应用录屏等；
优选的，虚拟仿真实验包括标准型、综合设计型和仪器操作型虚拟仿真实验，学生利用手机在虚拟环境中开展仿真实验操作，与真实实验形成互补，满足学生线上实验预习、仿真操作、人机互动等需求。
优选的，在线教学资源网址是与教学课程相关的网上优质教学资源网址。教师用户熟悉本专业知识，由其收集在线课件、教学视频、微课、仿真实验等优质资源网址，通过教务添加到平台上。学生根据教学进度有针对性访问这些在线资源，开展相关自主学习。
课程与用户关联模块用于将课表信息、学生信息和教师信息关联起来，并设置三者之间关联时间范围。通过建立关联，教师用户登录app客户端可看到自己负责的课程、上课时间与地点、上课班级名称、学生姓名与人数等信息，学生用户登录app客户端可看到课程名称、上课时间与地点等信息。更重要的是，三者关联有助于师生互动，有助于教学过程形成性评价，有助于翻转教学、智能学习等教学模式实施。其操作步骤包括：
步骤9-1：教务通过台式机或平板电脑登录后台服务器应用程序；
步骤9-2：点击“资源加载与管理系统”按钮进入资源加载与管理系统；
步骤9-3：点击“课程与用户关联模块”按钮进入课程与用户关联模块；
步骤9-4：点击
步骤9-5：点击“+”符号，选择上这门课程的教师和班级学生，系统自动将课程与教师、学生映射关联，点击“-”符号删除或编辑映射关系。
优选的，可将多个教师关联到同一门课程上，也可将一个教师关联到多个不同课程上；
优选的，可将多个班级学生关联到同一门课程上，也可将一个班级学生关联到多个不同课程上；
优选的，超过关联时间范围，课程与教师、学生自动失去关联，教师将看不到之前关联课程信息和学生信息，学生将看不到关联课程信息和教师信息，但相关信息记录保存到服务器后台程序。这种关联时效设计，有利于平台释放内存、提高系统加载速率，高效推动教学。
如图4所示，功能任务与操作系统，包括点名签到模块、随堂测评模块、电子书阅读与测评模块、录像视频学习模块、虚拟仿真实验模块、题库学习与自测模块、讨论组与班级社区模块、教学资源推送与引导模块、手机使用监控模块，这些模块单元相对独立，具有专有属性和特定功能，共同构成平台核心单元和操作任务，用于点名签到、教学过程随堂测试、电子图书学习与测评、在线教学视频学习、虚拟仿真实验操作、题库学习与测试、班级社区讨论、教学资源推送、手机使用监控等。上述功能任务设置与实施有助于课堂上师生互动、提高学生课堂参与度，有助于学生个性化学习、自主学习和智能学习，有助于教师对学生学习过程进行形成性评价，有助于推动以学生为中心人才培养目标实施。其中，
点名签到模块包括点名任务发起环节、点名响应环节、点名有效判别环节、点名反馈环节。用于教师在课堂上智能点名、自动记录学生参与教学活动情况等。手机点名签到可随堂随机进行，具有快速、精准的优势，其操作步骤包括：
步骤10-1：教师在课前或上课间隙登录手机app客户端，启动前台应用程序；
步骤10-2：教师点击“功能任务与操作系统”按钮进入功能任务与操作系统；
步骤10-3：教师点击“点名签到模块”按钮进入点名签到模块，设置点名时效性，通常为1-3分钟可选择，默认值为2分钟，点击“点名发起”按钮，则启动点名任务；
步骤10-4：学生在看到或听到点名签到任务信息后，登录手机app客户端，点击“功能任务与操作系统”按钮进入功能任务与操作系统；
步骤10-5：学生点击“点名签到模块”按钮进入点名签到模块，看到有教师发起的点名签到任务，在点名时间结束前点击“点名签到”按钮，完成点名签到任务。如果学生错过点名签到时间，则“点名签到”按钮失效，无法点击；
步骤10-6，后台服务器应用程序根据教师点名任务发起时间、教师所在地理坐标、点名时效性，以及学生点名签到的时间、地理坐标等参数，判别学生点名签到是否有效，如果学生点名确认是在教师设置时间内完成且学生所在地理坐标到教师所在地理坐标离小于定位精度，则学生点名有效，否则无效；
步骤10-7，后台服务器应用程序根据判据自动给出点名签到结果，分别向教师、学生用户反馈。对于学生用户，反馈点名是否成功及其原因；对于教师用户，反馈到课学生数及名称、未来上课学生数及名称。
进一步，教师在设置点名任务时，可指定学生到固定座位上入座，即系统根据教师要求自动分配电子座位，学生在收到点名任务后，将按照手机上电子座位安排入座，空余的座位即是没来上课的学生，这种设置安排可提高点名签到精确度，也能避免学生总是坐在一起，提高课堂参与性。
优选的，可将上课固定场所如教室、实验室的地理坐标输入到后台服务器应用程序，作为上课教师的地理坐标，方便平台调用。
优选的，定位精度设置为1-50米，默认值为10米。
优选的，对于地理坐标定位方式，平台预设有全球卫星定位、手机基站定位、wifi信号定位、蓝牙定位等多种方式，方便系统选择调用。
优选的，为提醒学生及时点名签到，系统会自动发送点名签到提醒信息到学生手机上，无论学生是否启动app客户端。
所述点名有效判别单元，用于判别学生签到是否有效，是否为学生本人签名，以避免学生将手机交给同学代签；
优选的，为避免学生将手机交给同学代签，平台设有指纹验证功能。
所述点名反馈单元，用于将点名签到情况反馈给学生、教师或教务。
随堂测评模块用于在教学过程中在有限时间内，检测学生对教师当堂讲授知识或已学知识的掌握程度，对学习效果予以评分量化，这有利于激励学生参与教学、自主学习和主动实践，有利于教师发现学生学习中存在问题并及时采取有效应对措施提高教学质量。其基本操作步骤包括：
步骤11-1：教师在课堂教学间隙启动app客户端，启动前台应用程序；
步骤11-2：教师点击“功能任务与操作系统”按钮进入功能任务与操作系统；
步骤11-3：教师点击“随堂测评模块”按钮进入随堂测评模块，依据课程教学进度，从题库中随机抽取几道题，并设置答题时间，点击“随堂测评”按钮发起测评；
步骤11-4：学生在看到或听到随堂测评任务信息后，登录手机app客户端，点击“功能任务与操作系统”按钮进入功能任务与操作系统；
步骤11-5：学生点击“随堂测评模块”按钮进入随堂测评模块，看到随堂测评任务进行答题，点击“答题完成”按钮完成测试任务，如果超出答题时间，系统自动退出答题环节；
步骤11-6：平台根据每个学生答题情况，自动评判正确与否，并给相应分值，对于未完成题目，系统以零分处置，并把随堂测试结果反馈给教师和学生。对于学生用户，反馈本次测试对错题目数量、错题原因及得分；对于教师用户，反馈本次测试完成效果、完成效率等信息；
优选的，随堂测评内容按照课程章节进度来安排和设置；
优选的，随堂测评题目按照题目类型划分有填空题、单选题、多选题、判断题、简答题、论述题可供选择；根据题目难易度有简单题、一般题和难度题可供选择；根据题目所属专业有通识型、专业型可供选择；根据题目文件格式有文本型、图片型、视频型、动画型等可供选择；
优选的，答题时间一般控制在2-5分钟为宜，默认值为3分钟；
优选的，答题数量一般控制在5-10道题为宜；
优选的，每个学生题目载入顺序、答案顺序是随机的，可有效防止作弊抄袭。
电子书阅读与测评模块用于教师根据教学进度，有步骤有计划地向学生推送有一定阅读量的电子图书，规定学生在限定时间内完成阅读并完成与阅读知识相关的题目。平台根据阅读完成效率和答题正确率，给予学生量化打分。这有利推动互动教学，引导学生主动学习，有利于翻转课堂教学模式实施。其操作步骤包括：
步骤12-1：教师登录手机app客户端，启动前台应用程序，点击“功能任务与操作系统”按钮进入功能任务与操作系统；
步骤12-2：教师点击“电子书阅读与测评模块”按钮进入电子书阅读与测评模块，依据教学进度，从电子图书库中抽取一定量的电子图书并随机抽取相关试题，设置好阅读答题时间，点击“电子书阅读与测评”按钮发起测评；
步骤12-3：学生在看到电子书阅读与测评任务信息后，登录手机app客户端，点击“功能任务与操作系统”按钮进入功能任务与操作系统；
步骤12-4：学生点击“电子书阅读与测评模块”按钮进入电子书阅读与测评模块，在规定时间内进行阅读并答题，点击“阅读测评完成”按钮完成阅读测评任务。如果超时，系统自动退出电子书阅读与测评环节；
步骤12-5：平台根据每个学生阅读与答题情况，自动评判回答对错与否，并给相应分值，对于未完成阅读或未回答测试题目，系统以零分处置，并将结果反馈给教师和学生。对于学生用户，反馈本次阅读完成时间、完成效率、做题成功率及得分、做错题目数量及原因；对于教师用户，反馈本次阅读和测试完成效果、完成效率等信息。
优选的，电子图书阅读与测评内容根据课程进度进行安排和设置；
优选的，上述电子图书通常包括中英文图书、文章、报告、案例等；
优选的，阅读答题时间一般控制在10-30分钟为宜，默认值为15分钟，有利于学生利用碎片化时间进行阅读和学习；
优选的，阅读答题的数量控制在5-10道题为宜；
优选的，每个学生题目载入顺序、答案顺序是随机的，可避免抄袭作弊。
录像视频学习模块用于学生进行录像视频资源的观看与学习。录像视频包括理论课教学视频、实践性教学视频、微课、软件应用录屏等，有利于学生课前预习、课余学习，有助于翻转教学模式实施和学生自主学习习惯培养。其操作步骤包括：
步骤13-1：学生启动app客户端，启动前台应用程序，点击“功能任务与操作系统”按钮进入功能任务与操作系统；
步骤13-2：学生点击“录像视频学习模块”按钮进入录像视频学习模块，点击
步骤13-3：平台自动收藏学生已看录像视频信息，学生下次登录自动加载继续观看。平台也自动记录学生观看录像视频情况，定期反馈学生相关信息，督导学生开展相关知识内容学习。
虚拟仿真实验模块用于学生进行虚拟仿真实验操作。借助于多媒体、虚拟现实等技术，学生通过智能手机在高度逼真的虚拟环境中，开展实验设计或仿真操作。虚拟仿真实验可突破客观条件限制，开展有毒、易爆等涉及危险的实验项目，突破传统实验对时间、空间的限制，学生可自由、随时随地进入虚拟实验室，进行各种实验操作，有助于学生利用碎片化时间学习，有助于线下线上互补教学模式实施。其操作步骤包括：
步骤14-1：学生启动app客户端，启动前台应用程序，点击“功能任务与操作系统”按钮进入功能任务与操作系统；
步骤14-2：学生点击“虚拟仿真实验模块”按钮进入虚拟仿真实验模块，点击
步骤14-3：平台自动记载学生虚拟仿真实验进程，学生下次登录可自动加载继续实验。平台也自动记录学生虚拟仿真实验操作过程，定期反馈学生相关操作信息，督导学生开展相关仿真实验操作。
优选的，虚拟仿真实验展现形式包括二维的或三维的；
优选的，虚拟仿真实验包括基础类、综合类、仪器类三种实验，满足不同层次不同训练需求。
题库学习与自测模块用于学生在课余根据自己学习状况，自主登录题库进行相关知识学习，也可根据章节、题目类型进行自我测试，检测对知识理解度和掌握程度。这有利于学生利用碎片化时间开展主动学习、自主学习，有助于学生自己检测学习效果。其操作步骤包括：
步骤15-1：学生启动app客户端，启动前台应用程序，点击“功能任务与操作系统”按钮进入功能任务与操作系统；
步骤15-2：学生点击“题库学习与自测模块”按钮进入题库学习与自测模块，点击
步骤15-3：平台自动记载学生学习过程和完成效果，并向学生反馈完成进度、完成质量、易错题及正确答案等。
优选的，题库以课程章节或专题形式排列；
优选的，题库按照题目类型划分有填空题、单选题、多选题、判断题、简答题、论述题可供选择；根据题目难易度有简单题、一般题、难度题可供选择；根据题目所属专业有通识型、专业型可供选择；根据题目文件格式有文本型、图片型、视频型、动画型等可供选择；
优选的，题库中每个题目答案载入顺序是随机的，可防止作弊抄袭。
讨论组与班级社区模块用于班级课堂交流与讨论，主要包括讨论组和班级社区两种交流形式。上述模块有利于学生针对课堂上所学知识展开讨论，有利于教师与学生在课前课后互动，推动以学生为中心人才培养方案实施。其操作步骤包括：
步骤16-1：教师登录手机app客户端，启动前台应用程序，点击“功能任务与操作系统”按钮进入功能任务与操作系统；
步骤16-2：教师点击“讨论组与班级社区模块”按钮进入讨论组与班级社区模块，教师从所带课程学生中挑选若干名，组建一个讨论群，设置群名、群启动与结束时间、讨论主题等信息，点击“启动讨论”按钮则教师发起讨论；
步骤16-3：学生在看到平台发送的讨论组组建及发起信息后，登录手机app客户端，点击“功能任务与操作系统”按钮进入功能任务与操作系统；
步骤16-4：学生点击“讨论组与班级社区模块”按钮进入讨论组与班级社区模块，在规定时间内围绕讨论主题展开讨论，平台根据学生参与度自动打分，教师根据学生参与的准确度手动打分；
步骤16-5，讨论群时间结束则群自动解散，相关讨论信息自动加载平台数据库，学生可以查看自己参与度及得分，教师可以查看学生参与度及每个人得分。
优选的，讨论群开放的时间设置在课余，方便学生有时间参与；
优选的，学生讨论的时间设置相对较短，一般控制在30-40分钟为宜，围绕一个主题展开讨论；
优选的，组建一个群的学生人数一般控制在5-15个，便于每个学生有机会参与，与教师进行互动；
进一步，师生可以进行提问、点赞、展示表情等操作，为避免恶作剧或发表敏感话题，系统设有合规性检查功能，可以自动屏蔽含有恶语、粗话、敏感词汇的语句。
教学资源推送与引导模块用于教师在教学过程中将与课程学习相关的资源信息有计划的推送给学生，学生利用课余时间访问这些资源，这有利于学生获得多维度知识，增强知识掌握的深度与广度。其操作步骤包括：
步骤17-1：教师登录手机app客户端，启动前台应用程序，点击“功能任务与操作系统”按钮进入功能任务与操作系统；
步骤17-2：教师点击“教学资源推送与引导模块”按钮进入教学资源推送与引导模块，教师可将与课程相关的其它网上资源如课件、慕课的网址输入到教学资源表列中，注明相关信息，点击“启动推送”按钮则教师完好教学资源推送任务；
步骤17-3：学生在看到平台发送的讨论组组建及发起信息后，登录手机app客户端，点击“功能任务与操作系统”按钮进入功能任务与操作系统；
步骤17-4：学生点击“讨论组与班级社区模块”按钮进入讨论组与班级社区模块，在规定时间内围绕讨论主题展开讨论，平台根据学生参与度自动打分，教师根据学生参与的准确度手动打分。
优选的，推送的教学资源信息依据学习进度推送，优选国内外优质教学资源；
优选的，推送的信息是要经教师审核通过。
手机使用监控模块用于上课期间监控学生使用手机状况，杜绝学生因为玩手机而影响上课的陋习。这有助于学生积极参与课堂教学，促进师生互动。其操作步骤包括：
步骤18-1：教师登录手机app客户端，启动前台应用程序，点击“功能任务与操作系统”按钮进入功能任务与操作系统；
步骤18-2：教师点击“手机使用监控模块”按钮进入手机使用监控模块，设置监控的起止时间和监控范围，点击“后台监控”按钮开始按照设定的条件进行监控；
步骤18-3，平台通过后台服务器应用程序监控每个学生app进程运行情况或使用网络情况，自动记录其手机在激活与休眠状态下线程执行情况，自动分析学生在上课期间是否利用手机做其它事情。如果监控到学生在使用手机，将给予警告或扣分处置，否则给予加分处置。
如图5所示，教学评价与数据接口系统，包括教学过程记录与评价模块、教学效果分析与预警模块、数据接口模块。用于教学过程自动记录、教学效果评价、教学效果分析、教务信息统计与数据接口等，这些是教学有序开展的基础，也是提高教学质量的重要保证。其中，
教学过程记录与评价模块包括教学过程痕迹记录和教学过程形成性评价两个单元。所述教学过程痕迹记录单元用于记载教师用户、学生用户在平台内的所有教与学活动，如点名签到时间、次数、完成情况等，随堂测评内容、测试时间及完成情况等，电子书阅读量、阅读时间及完成情况，题库学习次数、学习内容及完成情况，分组讨论开展次数、时间及完成情况，视频观看时间与次数等，虚拟仿真实验操作次数与完成情况等。这些数据是平台自动记录完成的，用户可随时查看与自己身份相关的教学过程信息。
教学过程形成性评价单元用于对学生在平台内的学习活动进行自动的或智能化的评分与精细评价，其量化细则为：对于点名签到，签到1次给予a分，未完成签到给予零分；对于课上由教师启动测评题目，答对1题给b分，答错以零分计；对于由教师推送的电子书阅读任务，规定时间内完成阅读给予c1分，未完成给予零分，阅读题答对1题给予c2分，答错给予零分；对于由教师推送的视频学习任务，规定时间内完成观看给予d1分，未完成给予零分，多观看一次给予d2分；对于学生自主开展题库知识学习，1次学习不低于5分钟，给予e1分，低于5分钟给予零分，答对1道题给予e2分，答错给予零分；对于由教师发起的分组讨论，平台根据学生参与活跃度，计分f1，教师根据学生回答效果及准备情况，计分f2；对于虚拟仿真实验，学生在规定时间完成给予g1分，流程设计正确，给予g2分，条件参数选择对，给予g3分。
平台将自动给出学生在每个阶段的形成性评价结果，记作score，其计算公式如下所示
score＝k1*a+k2*b+k3*c1+k4*c2+k5*d1+k6*d2+k7*e1+k8*e2+k9*f1+k10*f2+k11*g1+k12*g2+k13*g3
其中，k1-k13为每部分分值的权重系数。
教学质量分析与预警模块采用大数据分析技术对平台内记录数据分析，利用科学评价分析方法从不同角度、不同方位对教师教学质量和学生学习效果进行精确评价，以文本、图形、表格等形式向学生、家长、教师、教务进行呈现和反馈，对于存在的问题或不良发展趋势能及时提醒或预警，让相关人员和部门重视而采取相应措施。
数据接口模块用于提供与其它系统无缝对接应用接口，实现跨平台工作，进行教务信息统计与归档，实现多种数据输入输出，使平台可运行于android或ios操作系统的智能手机和平板电脑上。
最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。
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