Apathemis 教学用软件标准（ATSS）的构建与评估研究
摘要
教学白板一体机普遍采用 OPS（Open Pluggable Specification）模块作为计算核心，不同厂家、不同型号的 OPS 在硬件配置、操作系统等方面存在显著差异。实际教学中，预装的商业办公软件与教育软件常因功能臃肿、广告推送、后台捆绑等行为干扰课堂教学，降低师生使用体验。本文提出 Apathemis 教学用软件标准（Apathemis Teaching Software Standard, ATSS），将标准划分为最低准用要求 ATSS-M3（有功能、能上课、有一定信息展示）与推荐标准 ATSS-S6（精简、易用、流畅、稳定、易维护、美观）两个层级，并设计配套的问卷评估工具、加权评分模型与分阶段评估流程。标准以 OPS 教学环境为应用背景，坚持“先底线后优化、角色化评估、课堂可用性优先”的原则，排斥商业化干扰严重的软件，倡导选用开源、轻量、尤其是学生开发的教学软件。同时，针对龙芯 CPU 或统信 UOS 等 Linux 系统环境，标准规定了评测结果附加特殊后缀的规则，以体现平台差异。ATSS 可为不同厂家 OPS 环境下的教学软件选型、验收与持续改进提供一套可操作、可复用的参考框架。
关键词：教学软件；评估标准；ATSS；OPS；开源软件；课堂可用性；平台适配
1 引言
教育信息化的深入推进使教学白板一体机成为中小学教室的标准配置[3]。这类设备通过 OPS 模块提供计算能力，OPS 是一种标准化可插拔计算模块，不同厂家（如希沃、鸿合、长虹等）均可生产兼容产品，因此硬件配置、操作系统和软件环境差异较大。虽然部分 OPS 性能较强，但实际教室中的存量设备配置参差不齐，且普遍面临商业软件干扰的问题。
在实际使用中，预装的商业办公软件虽功能繁多，但启动缓慢、后台常驻、广告弹窗频繁，与教学场景的即时性需求严重脱节；部分教育软件厂商为追求商业变现，在软件中捆绑推送安全卫士、浏览器等无关组件，进一步加剧了系统负担。与此同时，一批开源软件和学生开发的教学工具虽然具备轻量、纯净、定制灵活等优点，却因缺乏统一的评估标准和推荐渠道，难以进入学校选型视野。
现有软件质量模型（如 ISO/IEC 25019）虽然体系完整，但维度众多、术语专业化程度高，普通教师和学校管理者难以直接用于日常选型决策[1]。此外，通用质量模型并不将教学场景中的实时性、无干扰性以及平台适配性置于核心位置，因而难以有效识别那些功能丰富但在课堂环境中体验不佳的软件。教学软件评价领域的相关研究多聚焦于功能覆盖度或教学效果，对软件在不同 OPS 平台上的实际运行表现关注不足[5]。
基于上述背景，本文提出 Apathemis 教学用软件标准（ATSS）。该标准以 OPS 教学环境为默认部署场景，以课堂教学实际可用性为唯一尺度，构建“底线准入 + 优化导向”的双层评估框架，并特别强调对开源及学生开发软件的鼓励。针对龙芯 CPU 或基于 Linux 的国产操作系统环境，标准规定评测结果附加特殊后缀，以反映平台特殊性。论文结构如下：第 2 节阐述标准的总体框架与设计原则；第 3 节详细定义各层级指标；第 4 节说明评估方法与工具设计；第 5 节讨论标准的应用价值与局限；第 6 节总结全文。
2 标准总体框架
2.1 标准命名与代号
标准全称为“Apathemis 教学用软件标准”，英文为 Apathemis Teaching Software Standard，主代号为 ATSS。标准分为两个层级：
- ATSS-M：最低要求（Minimum Level），指软件在 OPS 教学环境下进入真实课堂必须满足的底线条件，记作 ATSS-M3，含三项要求；
- ATSS-S：推荐标准（Standard Level），指软件在满足底线基础上应追求的质量特征，记作 ATSS-S6，含六项标准。
2.2 适用环境界定
ATSS 适用于教学白板一体机中各类 OPS 模块上运行的教学软件。评估时需记录以下环境信息，以保证结果的可比性与可复现性：
| 参数 | 记录内容 |
|---|
| CPU 型号与架构 | 如 Intel Core i3/i5（第 3—5 代移动端）、AMD 系列、龙芯（LoongArch）、ARM 等 |
| 图形处理 | 集成显卡或独立显卡型号 |
| 内存 | 容量与类型（如 4GB DDR3、8GB DDR4 等） |
| 存储 | 类型与容量（机械硬盘 / 固态硬盘） |
| 操作系统 | Windows 7 / Windows 10 / 统信 UOS / 麒麟 OS / 其他 Linux 发行版 |
| 软件版本 | 受测软件名称、版本号及构建类型 |
2.3 设计原则
ATSS 的设计遵循五条原则：
- 课堂中心：以“能否在一节完整课堂中稳定支持教学”为基本判断单位，而非孤立的功能点；
- 平台通用：标准不绑定特定硬件配置或操作系统，适用于各厂家 OPS 环境，但要求软件在目标平台上能够流畅运行且资源占用合理；
- 底线思维：先判定是否具备基本可用性，再评价优劣程度，避免用平均分掩盖关键缺陷；
- 角色适配：不同维度的评价由最相关的使用者完成，减少认知错位；
- 开源友好：在同等达标条件下，优先推荐开源软件及学生开发软件，鼓励教育场景中的技术自主与创新[6]。
3 标准内容
3.1 ATSS-M3 最低准用要求
ATSS-M3 包含三项要求：有功能（Functional）、能上课（Class-ready）、有一定信息展示（Informative），英文首字母组合为 FCI。三项要求均为是非判断，不设中间分值，任何一项不满足即判定为未达到最低要求，不得进入正式课堂试用。
| 编号 | 要求 | 含义 |
|---|
| M1 | 有功能 | 软件具备完成一节课所需的核心教学功能，如课件展示、板书书写、互动操作、练习/测验、结果记录等，且功能可实际使用，非演示性空壳。 |
| M2 | 能上课 | 在目标 OPS 平台上，软件能够正常启动并支持教师完整地完成一节教学流程，不依赖其他工具补充核心环节。 |
| M3 | 有一定信息展示 | 软件能够向学生展示必要的教学内容（文字、图片、题目、音视频等），并能呈现作答结果或教学反馈信息。 |
3.2 ATSS-S6 推荐标准
ATSS-S6 包括六项质量特征：精简（Simplicity）、易用（Usability）、流畅（Fluency）、稳定（Stability）、易维护（Maintainability）、美观（Aesthetics）。其中，“精简”和“流畅”直接关系软件对系统资源的消耗和课堂体验，是教学软件应普遍追求的品质，不因硬件性能高低而降低要求。具体定义如下：
| 编号 | 标准 | 含义 |
|---|
| S1 | 精简 | 软件安装包体积小，运行时内存占用低，后台进程少，界面布局简洁，无广告、无弹窗、无捆绑组件，功能入口清晰，操作流程无冗余步骤。 |
| S2 | 易用 | 教师和学生无需专门培训即可完成主要操作，按钮、提示语符合教学场景习惯，常用操作不超过 2—3 步[2]。 |
| S3 | 流畅 | 在目标 OPS 平台上冷启动时间短，页面加载、书写响应、互动反馈及时，无明显卡顿或延迟，不因软件性能影响教学节奏。 |
| S4 | 稳定 | 连续使用一节课以上不崩溃、不闪退、不丢失数据，对误操作和网络波动有一定容错与恢复能力。 |
| S5 | 易维护 | 软件模块清晰，配置项简洁，更新或修改不影响核心功能，具备日志或状态查询能力，日常维护无需开发人员深度介入。 |
| S6 | 美观 | 视觉设计统一协调，布局合理，信息层级清晰，视觉元素不分散教学注意力。 |
每项标准均采用李克特五点量表进行评分（1 = 非常不同意，5 = 非常同意），同时配以客观行为指标进行锚定，例如“冷启动时间 ≤ 8 秒”“空闲内存占用 ≤ 300MB（或不超过平台可用内存的 15%）”“从打开课件到开始授课不超过 3 次点击”等。行为指标可由测试人员实测或通过系统监控工具获取，以降低主观评分的偏差。
4 评估方法
4.1 评估工具设计
配套评估工具为《Apathemis 教学用软件标准符合性评估问卷》，问卷分为两部分。
第一部分：ATSS-M3 筛查表。 共 6 个是非判断题，分别对应 M1、M2、M3 的核心检查点，由教师和教学管理者共同填写，时间控制在 3 分钟内。示例题项如：“软件能否在目标 OPS 设备上完整展示课件并支持互动操作”“教师是否能用该软件独立完成一整节课，不依赖其他工具”。
第二部分：ATSS-S6 评分表。 每个 S 项包含 4 条陈述，共 24 题，采用五点计分。本部分按角色分工填写：教师评价 S1（精简体验）、S2（易用性）、S6（美观度）；学生评价 S2（操作感受）、S3（流畅体感）；运维人员评价 S4（运行稳定性）、S5（维护便捷性）。同时，问卷记录 CPU 型号与架构、操作系统版本、内存、存储、软件版本等环境信息，确保评估结果可追溯、可复现。
4.2 分阶段评估流程
为避免在不合格软件上浪费评估资源，评估分为两个阶段。
阶段一：快速筛查。 仅填写 ATSS-M3 部分。若出现任何“否”，评估立即终止，生成整改报告，不再进入第二阶段；若全部通过，则进入阶段二。
阶段二：详细评估。 分角色填写 ATSS-S6 各维度评分，并结合实际课堂试运行收集客观数据（如冷启动时间、内存占用峰值、响应延迟、崩溃次数、异常恢复情况等）。课堂试运行至少覆盖一节完整课时，评估过程控制在 15—20 分钟。
4.3 加权评分模型
由于不同质量特征对课堂教学的影响程度不同，ATSS 引入权重系数，突出稳定性与流畅性的核心地位。建议权重如下：
| 维度 | 权重 | 理由 |
|---|
| S4 稳定 | 30% | 课堂中断的代价最高，属于刚性要求 |
| S3 流畅 | 20% | 直接影响教学节奏与师生体验 |
| S2 易用 | 20% | 影响教师使用意愿与常态化使用 |
| S1 精简 | 15% | 资源占用合理是流畅运行和避免干扰的前提 |
| S5 易维护 | 10% | 影响长期运营与升级成本 |
| S6 美观 | 5% | 重要但非核心，权重适当降低 |
综合得分计算公式为：
[
\text{综合得分} = 0.15S_1 + 0.20S_2 + 0.20S_3 + 0.30S_4 + 0.10S_5 + 0.05S_6
]
其中 ( S_i ) 为该维度所有题项的平均分。为避免“平均分掩盖短板”，设置两项一票否决条件：若 S4 稳定维度平均分低于 3.5，或 S3 流畅维度平均分低于 3.5，无论综合得分高低，软件均判定为“不推荐”。
4.4 结果分级
根据综合得分与最低要求通过情况，将软件划分为四个等级：
| 等级 | 条件 | 建议 |
|---|
| 不通过 | ATSS-M3 未通过 | 退回整改，不进入课堂 |
| 基础可用 | ATSS-M3 通过，综合得分 ≥ 3.5 且 < 4.0 | 限小范围试用，不建议正式推广 |
| 推荐使用 | ATSS-M3 通过，综合得分 ≥ 4.0 且 < 4.5，且 S3 ≥ 3.5、S4 ≥ 3.5 | 可作为正式推荐软件 |
| 优秀软件 | ATSS-M3 通过，综合得分 ≥ 4.5，且六项均 ≥ 4.0 | 进入推荐名录，作为示范案例 |
评估结果以雷达图和分级报告形式呈现。报告应具体指出未达标维度、对应题项及改进建议，形成“评估—反馈—整改—复评”的闭环管理。
4.5 平台特殊性后缀规则
考虑到龙芯 CPU 或统信 UOS 等基于 Linux 的国产操作系统与主流 Windows + Intel/AMD 平台在软件生态、兼容性、性能表现上存在差异，ATSS 规定：若评估环境涉及以下任一情形，评测结果等级后需附加特殊后缀“-L”（Linux/LoongArch）：
- CPU 为龙芯（LoongArch 架构）；
- 操作系统为统信 UOS、麒麟 OS 或其他基于 Linux 的国产发行版；
- 软件通过兼容层（如 Wine）运行 Windows 版本。
附加后缀的等级表示该软件在目标 Linux/龙芯平台上通过了相应评估，但其结果不完全等同于在 Windows 平台上的表现，用户需结合平台特点审慎参考。例如：“推荐使用-L”“优秀软件-L”。若软件在多个平台均通过评估，可分别标注，如“推荐使用（Windows）/ 基础可用-L（UOS）”。
5 讨论
5.1 ATSS 的通用性与针对性
ATSS 不绑定特定硬件配置，而是面向各厂家 OPS 教学环境，具有广泛的适用性。与此同时，标准保留了资源占用、无广告、无捆绑等要求，这些要求并非仅针对低配置设备，而是课堂教学软件应普遍遵守的基本品质底线。无论 OPS 性能高低，广告弹窗、后台捆绑、不必要的常驻进程都会干扰教学秩序，浪费系统资源。因此，ATSS 在通用性的基础上，保持了明确的场景针对性。
5.2 对开源及学生开发软件的鼓励
ATSS 在设计原则中明确纳入“开源友好”导向，并在结果分级中对开源软件和学生开发软件给予优先考虑[6]。这一导向基于两点考量：第一，开源软件通常具有轻量、无广告捆绑、可自由定制的特征，与教学场景高度契合；第二，学生开发的软件虽然可能在功能完整性上有所不足，但其往往源于对真实课堂需求的直接观察，具有独特的问题意识，且能在实践中培养学生开发者的技术能力。ATSS 不以商业背景、团队规模或品牌知名度作为评价依据，而是以课堂实际表现和资源友好性为唯一尺度。
5.3 平台特殊性后缀的意义
增加“-L”后缀的规则，是为了在标准化评估与平台差异之间取得平衡。龙芯平台和国产 Linux 系统在教育信息化中逐步推广，但由于生态成熟度不同，同一软件在不同平台上的表现可能存在显著差异。附加后缀既肯定了软件在特定平台上的达标情况，又提醒使用者注意平台环境的特殊性，避免将结果简单外推。这一设计增强了 ATSS 在多元技术路线下的适应性和严谨性。
5.4 应用场景
ATSS 适用于以下场景：
- 选型采购：学校在不同 OPS 设备上选择教学软件时，按 ATSS 进行标准化横向比较，并参考平台后缀；
- 验收测试：软件部署完成后，由校方组织教师、学生、运维人员分角色评估，作为验收依据；
- 常态监测：每学期或每学年对在用软件进行复评，及时发现版本更新导致的性能退化或广告侵入；
- 开源项目孵化：为学生开发者或开源社区提供明确的质量目标，促进优秀教学软件的持续改进与推广。
5.5 局限与改进方向
ATSS 目前仍以主观评分与少量客观行为指标相结合，尚未建立完整的自动化数据采集机制。未来可结合系统监控工具，自动获取软件的内存占用、CPU 使用率、启动时间、崩溃日志等运行数据，减少人工评估负担。此外，权重设置可依据学科、学段进行动态调整，平台后缀的适用范围也可根据实际生态发展进一步细化。后续研究可在多所学校、多厂家 OPS 平台开展实证检验，验证指标有效性与权重合理性。
6 结论
本文构建了 Apathemis 教学用软件标准（ATSS），提出“ATSS-M3 最低要求 + ATSS-S6 推荐标准”的双层评估框架，并配套设计了问卷工具、分阶段评估流程、加权评分模型与结果分级方案。标准面向不同厂家 OPS 教学环境，强调底线筛查、资源友好、角色化评估，排斥商业化干扰严重的软件，鼓励开源及学生开发软件的选用。同时，针对龙芯 CPU 和国产 Linux 系统环境，标准引入“-L”平台后缀规则，提升了多平台评估的严谨性。ATSS 可作为教学软件选型、验收与持续改进的参考标准，对提升 OPS 教学环境下的课堂体验具有实践意义。
参考文献
[1] ISO/IEC 25019:2023. Systems and software engineering — Systems and software Quality Requirements and Evaluation (SQuaRE) — System and software quality models[ S ]. Geneva: International Organization for Standardization, 2023.
[2] Nielsen J. Usability Engineering[M]. San Francisco: Morgan Kaufmann, 1993.
[3] 中华人民共和国教育部. 教育信息化 2.0 行动计划[Z]. 北京: 教育部, 2018.
[4] 祝智庭, 贺斌. 智慧教育：教育信息化的新境界[J]. 电化教育研究, 2012, 33(12): 5-13.
[5] 基于网络的多媒体教学软件评价系统的研究与设计.杨秀波 师书恩
[6] 基于开源软件的研究与教育应用.马小强; 张晓军
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