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去年暑假,学校迎接教育部评估,各部门非常重视。基础教学部物理教研室的任务之一是复查三年内全校区的大物实验报告。这对于我们只有几个教师的小集体来说,任务非常繁重。一个暑假的复查使人筋疲力尽。这还是小事,问题的关键是做这些的意义是什么?
一直以来,大物实验教学任务重、时间紧、与理论课更与其他课脱节的问题始终无法得到很好解决。更不用说学生对待实验课的态度往往是开始因为紧张还比较重视,等熟悉流程了以后就开始混了,指望教师严格检查也不现实,因为教师少,又要检查仪器、又要核对数据、还要批改报告,并把一部分报告返给学生,还要做项目、写论文、填表格、准备其他课、参加政治学习、运动会,照管老人孩子等等等,疲于奔命。教与学互相敷衍,上课流于表面几乎不可避免。
这些问题促使我思考能不能减轻老师和学生的教学负担,使彼此的时间都利用得高效一些。这样在暑假期间以及秋季学期,我针对电位差计和线胀系数两个实验利用matlab写了两个自动批改实验报告的程序,学生可以将该程序安装在自己的笔记本上,然后将实验报告的数据填进去,程序将自动调用word,完成实验报告的批改任务,批改报告一份留在学生电脑,一份通过邮件发送给我,这样就初步实现了实验报告的自动化处理。大体过程如下:
一学期下来,这种C/S模式的报告批改方式确实有很多优点,比如可以及时地将实验报告批改结果反馈给学生,一些爱学习的同学可以马上可以对比实验绪论知识,了解自己哪里出了错,实验课内容可以较好的吸收,不至于“就是测了几个数”。对于我本人,也节省了很多批改时间,过去我们人少,学生多,批改报告再加上登记成绩要持续一至两周,现在学生少了,工作上其他的事情多了,还是快不起来。还有一个好处,就是批改成绩的标准统一了。可能别的学校也有这个问题,同一组的几个人做一个实验,数据都一样,处理结果也一样,但是成绩不一样,这可能是因为教师人手不够,几个教师一起批改一个实验项目造成的。程序批改标准统一,可以避免这个问题。
但是这个C/S模式也有不少问题。比如,有的学生乱填数据,我也很难一一查对。更普遍的问题是学生的电脑什么样的都有,有的装windows7,有的是windows10,还有的是linux,而安装的WPS、和各个版本office也是五花八门。而matlab调用不同版本office的命令又不一样。弄得我倒需要花很大力气去解决同学们的软件运行问题。
这样,在去年年底,我决定将这个方法改变一下。恰逢学校开始校园网建设,我想这个是好机会。通过调查文献,我发现不少学校已经通过Web服务来实现实验室教学和管理的信息化。由于以前从未接触编写网页和搭建数据库,我对这种方案比较头疼。但是找人合作又找不到,因为没有明确的立项,计算机和软件专业的人没什么动力。大约从去年12月中旬开始,我开始自己学习写网页,搭建web服务器。正好,两年前,部里领导借给我了两个DELL服务器,可以派上用场。啃了一段时间之后,觉得还行,不像想象的那么难。于是开始正式动手干,到今年三月份,系统改造差不多成功了。这就是这学期打算尝试的基于B/S模式的实验报告自动批改系统。
系统分主系统和扩展系统两部分。主系统有三种用户角色:学生、教师和管理员。数据传递和信息显示由Web服务器完成,学生班级姓名等基本信息以及实验数据和成绩由后台mysql数据库管理,Matlab程序负责批改报告并将成绩存入数据库。子系统包括学术讲座、学生自行录制的大物习题视频解答、省级物理竞赛资料和Matlab在线建模等资源。由于新校园环境下校内访问不需要资费,所以学生们可以随便观看资料。
对于主系统,学生通过登录界面进入主页面
学生也可以在个人主页下载批改好的报告。这就避免了客户端软件那种学生电脑情况各异的问题。
任课教师登录系统进入个人主页
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可以查看学生原始数据
也可以输出班级成绩
当然,也可以逐个修改学生成绩
对于大物习题FAQ、学术讲座和社团竞赛等扩展系统,师生均可以自由访问:
大物习题FAQs
学术讲座
社团竞赛活动资料
总结:
与上学期的小程序相比,这个系统虽然略显简陋,但内容比之前丰富了一些、交互性也好不少。目前这个系统的设计和构建工作基本完成,希望能够高效率完成既定目标:1.摆脱人工批改实验报告的局面,节省师生时间,促进教学互动;2. 成绩管理实现信息化和自动化,标准统一、结果能够实现快速反馈,且公开透明;3.整合课堂录像、学术讲座、学生竞赛资源,促进大学物理实验与其他课程的融合,改变孤立的教学状态。
致谢:构建该系统过程中学习并借鉴了谢中华老师、周益群老师的相关教程,以及网络上不知名作者的一些网页资源。学术讲座链接来自中国科学院“SELF格致论道”,在此一并感谢,希望没有侵权。
后记:是非经过不知难。去年夏天,脑袋里只是冒出个程序代替自己批报告的想法,想减轻点工作量,没想到一转眼,几乎折腾了大半年。几个月来,白天上课、上班、带孩子,晚上来学校写程序,半夜跳墙,骑车回家,几乎成习惯。以至于跳墙之后,半夜出来吃草的校园野兔看见我都不跑了,估计他们的潜台词是“看那个货又冒出来了”。开发这个系统的心情最初是忐忑的,但是精神很亢奋,曾经从晚上八点一直守着电脑一直到凌晨三点,只为解决一条代码,搞定之后挥拳狂喜之情溢于言表。开发这个系统,也消耗了我很大体力、占用了很多时间,以至于半夜回家路上,免不了会想:做这么一个东西到底为了什么?除了自己、其他人,学生、管理者、真的会重视吗?如果这个东西不能给我增加收入、带来项目和论文,我还要不要继续做下去?虚幻感、真实感、挫败感、成就感、孤独感百感交集。事情做到这个样子,也许该告一段落了,至少要梳理一下思路。人也许总是理想与现实中徘徊。
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