城市軌道交通實務自主學習平臺的設計與實現

吳偉 王杰 余歡 朱可新 俞楊楊

摘 要：隨著網絡技術與教學的相互結合，目前的課程教學方式也正在發(fā)生著變化，越來越多的課程都在應用著現代技術。為了適應學生對城市軌道交通實務的學習，設計了此學習平臺，該平臺采用.net開發(fā)，數據庫采用SQL Server 2008，運行此平臺，學生可以自主學習、與老師互動交流、模擬實訓、在線測試等。方便了學生對城市軌道交通實務的學習，通過試用普遍反映良好，取得了預期的效果。

關鍵詞：軌道交通 學習平臺 模塊 數據庫 開發(fā)技術

中圖分類號：TP391 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2015）07（b）-0047-03

Abstract：With the combination of network technology and teaching， the present curriculum teaching mode is also changing， more and more courses in the application of modern technology. In order to adapt to the students on actual urban rail transit learning， design the self-study platform， the platform uses .Net development， database using SQL Server 2008， on this platform students can independent learning and teacher interaction， simulation training and online testing. Convenient for students of actual urban rail transit learning， through the trial， generally reflect good and expected results were obtained.

Key words：rail transit；study platform；modeling；database；develop technology

隨著現代網絡技術的廣泛應用，課程教學與計算機網絡相結合是一個發(fā)展趨勢。目前國家的精品課程工程大力推動了相關課程資源的共享，起到了引領、示范、帶動的作用。課程自主學習平臺有利于學生的課后復習、答疑解惑、與老師互動的功能，如果能通過移動終端（例如手機）訪問該平臺，可以時時刻刻進行學習，方便學生自主學習也利于教師對課程的展開、深入，有利于學生從傳統的、被動地知識接受轉換到自主探索、主動學習的知識模式中來。目前的教學資料不再是一本書、一份教案，現在的教學資源非常豐富多彩，即有傳統的資源（如：課程標準、教案、進度表、課件等）又有視頻、動畫等非傳統資源，網上也有非常多的相關信息。如果教師能把自己的教學資源共享給學生，可以極大地方便學生對本門課程的學習，對于優(yōu)化課程的教學也有好處。

《城市軌道交通實務》是計算機信息管理專業(yè)的專業(yè)核心課程，也是計算機技術專業(yè)群的中層分立課程，在課程體系上是城市軌道交通方向的專業(yè)基礎課，采用循序漸進的方式，從城市軌道交通的概念與歷史，到城市軌道交通系統的設計與施工；接下來講述城市軌道交通系統的構成：軌道、車站與車站設備、車輛與車輛段、信號與通信系統、安全防護管理、客運組織管理、行車調度。由易及難，逐步樹立起學生對城市軌道交通系統有一個概括性的了解，以形成一個系統化的概念為原則，達到理論部分深入了解、技能部分廣泛認知的教學目標，最終達到激發(fā)學生的學習興趣、培養(yǎng)學生的探究習慣、積累科學的學習方法，為后續(xù)的《城市軌道交通運營管理》、《票務管理》、《城市軌道交通運營數據分析與報表處理》等專業(yè)課程奠定堅實的理論基礎的目的。也為后續(xù)實踐環(huán)節(jié)《軌道交通運營實訓》和《專業(yè)綜合實訓》等打下良好的基礎，達到培養(yǎng)學生具有分析問題和解決問題的能力。如果本門課程學生不完全掌握，后續(xù)課程很難展開良好地教學，如果本門課程學生能掌握良好，后續(xù)課程的展開就會非常方便。對學生在本專業(yè)課程的整個學習過程也大有裨益。

1 自主學習平臺的設計與實現

1.1 平臺的系統架構

平臺采用B/S架構，VS2010， IIS（WEB服務器），數據庫采用SQL Server2008。根據學生對課程學習的分析，平臺主要有如下模塊：課程概況、課程內容、課程實訓、互動交流、作業(yè)管理、后臺管理。課程概況和課程內容模塊主要介紹課程的教學方法、教學條件、提供的學習資源等信息，可以讓學生對本門課程有一個全面的了解。課程實訓模塊列出了相應的實訓任務、安排、報告，學生可以在模擬平臺進行一些實驗，極大地方便了學生的實訓。作業(yè)管理模塊學生可以上傳自己的作業(yè)，查看老師的評價，老師可以掌握學生的作業(yè)情況。互動交流模塊提供了學生與學生、學生與老師相互間的交流，突破了時空與時間的限制，體現了以學生為中心的自主學習。平臺的整體框圖如圖1所示。

1.2 功能分析

從用戶的角度出發(fā)，根據權限的不同，平臺把用戶分為以下幾種角色，管理員、教師、學生、訪客。訪客只有對網站內容瀏覽的權限，通過注冊訪客可以成為學生，學生可以把系統內的課程資源下載供自己學習、上傳作業(yè)和修改自己的信息、進行互動交流，教師可以查看學生上傳的作業(yè)，可以對作業(yè)做出批復，對互動交流模塊的信息進行回復或刪除，教師擁有部分管理員的權限。管理員擁有最高權限，可以維護平臺的所有信息，可以批準學生和教師的注冊、查看和刪除留言等，可以維護平臺上的模塊（增加或刪除）。各種角色的權限如下：

（1）管理員，擁有最高權限，可以維護平臺的所有信息。可以批準學生和教師的注冊、查看和刪除留言等，可以維護平臺上的模塊（增加或刪除）。教師也具有管理員的部分功能。

（2）學生，要使用平臺必須注冊成為學生才可以，可以維護自己的信息，查詢課程的相關資源，向老師提出問題、做練習、上傳作業(yè)、下載資源、自選知識點學習、模擬相關實訓、參與教學互動。

（3）教師，要使用平臺必須注冊成為教師才可以，可以維護自己的信息，發(fā)布公告、布置作業(yè)、查看學生的學習情況、與學生互動交流，對課程進行管理。

（4）訪客，只擁有瀏覽的權限，要能使用平臺的資源，參加互動交流必須注冊成為學生才可以。

1.3 建模及設計

平臺采用三層，第一層為用戶層，面向學生，分為PC端和移動端（APP）；第二層是業(yè)務邏輯層，使用IIS服務器；第三層為數據庫服務器層，采用SQL Server2008，負責數據的存取。

根據2.2的功能分析，用戶關系用例圖如圖2所示。平臺中的實體數據主要有教師、學生、課程資源、試題、留言板等。

1.3.1 平臺流程設計

學生可以通過PC端或移動端注冊成為合法用戶，在平臺上可以瀏覽課程的相關資源和教師交流、模擬考試、實訓練習等。教師進行課程的管理，包括課程相關資源的修改、刪除、發(fā)布、查看作業(yè)和學生進行交流學習等。管理員對平臺進行維護與管理。平臺的流程如圖3所示。

1.3.2 數據庫設計

數據是平臺的靈魂，因此，數據庫設計直接影響著城市軌道交通實務自主學習平臺系統的功能。所以數據結構應該穩(wěn)定，變化的只是處理過程。本平臺在側重信息需求的同時兼顧處理需要，滿足關系模型和第三范式理論，直接面向數據設計。數據庫設計有如下三個階段：

（1）需求信息的收集：與同學、老師討論確定需求的過程。數據如何處理、人員信息、當前所使用的數據庫信息等。

（2）數據建模：通過可視化的方式分析數據，并最終將業(yè)務模型轉換為數據模型，所產生的數據模型用來創(chuàng)建表、視圖和數據庫所需的處理對象。

（3）數據庫設計和規(guī)范化：在具體的設計過程中按規(guī)范來操作，減少數據冗余。

根據平臺系統所需的信息，以及它們之間的對應關系，可以確定數據庫中的信息包括以下幾個方面：

教學內容：單元名稱，主要知識點，學習目標及能力要求，學習情境。

課件信息：課件名稱，課件內容，課件大小，課件類型，課件格式，下載次數，上傳時間，上傳者，文件所在地址。

用戶信息：用戶ID，用戶名，密碼，性別，身份，出生日期，民族，政治面貌，入學時間，家庭住址，職位，專業(yè)，班級。

留言信息：留言人，留言主題，留言內容，留言時間。

回復留言：回復人，回復主題，回復內容，回復時間，回復人ID。

作業(yè)處理：編號，作業(yè)名，作業(yè)介紹，文件大小，文件類型，是否審核，上傳時間，上傳者。

根據數據庫需求分析的結果，可以確定并概括出學習平臺中所包含的實體及實體之間的關系，得出的實體-關系E-R圖，如圖4所示。

1.3.3 詳細設計

（1）前臺是進入平臺的主窗口，它以按鈕的形式為用戶提供導航。在該窗口的設計中使用設計視圖創(chuàng)建窗體并且單擊按鈕就可以實現按鈕的相應功能，極大地方便了使用者對平臺的訪問。前臺母板如圖5所示。

（2）后臺是管理員登錄系統后，對系統進行維護和管理，它的功能是方便管理者。后臺母板如圖6所示。

（3）模塊設計-以作業(yè)處理模塊為例。

作業(yè)處理模塊由上傳作業(yè)、我的作業(yè)和作業(yè)處理模塊組成，是為實現學生在“上傳作業(yè)”模塊將自己的作業(yè)以word、excel、ppt等形式上傳到平臺系統中，在文件上傳成功后，會提示“文件上傳成功”，然后學生既可以在“我的作業(yè)”模塊中查看自己的作業(yè)狀態(tài)是審核還是未審核，也可以通過此模塊對自己的作業(yè)進行編輯。而教師則可以在“作業(yè)處理”模塊通過下載或者編輯對學生上傳的作業(yè)進行審核或者查看，若教師對學生上傳的作業(yè)不滿意，則可以通過撤消審核，要求學生對其作業(yè)進行修改，或者刪除，再讓學生重新提交作業(yè)。效果如圖7到9所示。

2 結語

該平臺在學校軌道交通專業(yè)進行了試用，與以前不使用該平臺相比，教學效果明顯，尤其在實踐教學環(huán)節(jié)。以前學生在軌道交通實訓室進行實訓，受時間和場地的限制，使用該平臺學生能隨時進行軌道交通相應模擬實訓，也為后續(xù)《軌道交通運營管理》的教學打下堅實基礎，學生普遍反映良好。但移動端登錄該平臺還有時登錄不上去，大型的模擬實訓還不能完成。今后還要改進平臺移動端的登錄和后臺數據庫的存取操作來最大的滿足學生自主學習的需要。本平臺的開發(fā)和使用適應了當前教學與互聯網相結合的發(fā)展方向，也為課程的教學改革提供了可以參考的模式。

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