面向翻轉課堂的網絡學習系統設計與實現

關玉兵

摘 要 網絡學習系統是實現翻轉課堂教學模式必不可少的支持平臺。從系統結構、功能、數據庫三個方面闡述基于Java Web的網絡學習系統的設計過程，并簡要介紹幾個關鍵技術的實現。

關鍵詞 翻轉課堂；網絡學習系統；Java Web

中圖分類號：G642 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2016）22-0038-03

Design and Implementation of Online Learning System Oriented

Flipped Classroom//GUAN Yubing

Abstract Online learning system is an essential support platform to realize flipped classroom. This paper expounded the design process of the online learning system based on Java web from the system structure， function， database aspects， and introduced briefly the implementation of several key technologies.

Key words flipped classroom； online learning system； java web

1 前言

隨著高校教育信息化的普及，以數字化為主要特征的非正式學習成為大學生重要的學習方式。傳統課堂教學因其時空限制和有限的學時，難以實現教師的因材施教和學生的個性化學習。翻轉課堂作為新型的教學模式，實現了教師的教育傳播行為從單純的知識傳授逐步向學生學習活動的組織、引導以及學習資源的設計、開發與呈現轉變，在一定程度上克服了傳統教學模式的不足，而網絡學習系統是實現翻轉課堂教學模式必不可少的支持平臺。本文介紹基于Java Web技術的網絡學習系統的設計與開發過程。

2 系統的結構與功能設計

結構設計 網絡結構上采用B/S，即瀏覽器/服務器模式。客戶端通過瀏覽器實現，業務邏輯代碼在服務器上運行。此結構具有開發成本小、維護和升級方式簡單和操作簡易的優點。開發模式采用三層結構：Web層、業務層和數據層。

1）Web層主要實現人機交互、請求發送和頁面跳轉。

2）作為系統核心的業務層實現了系統的業務邏輯，既為Web層提供方法調用，又調用數據層方法來訪問數據庫。

3）數據層在關系對象模型映射的基礎上實現對數據庫的CRUD操作。

功能設計 功能上采用“二元模塊”，其優點是實現簡單，數據冗余小。二元對應教學中的兩個主體：教師和學生。兩個模塊在角色上各有分工又互相轉換。對于系統上的各類教學信息，教師是發布者和把關人，學生是接受者；學生也可以發布學習反饋信息，教師及時接收并對教學行為做適當調整。

教師模塊主要有以下具體功能。

1）活動通知與公告。該功能與課堂教學活動的組織實現對接。教師在公告中及時通知學生教學進度和安排，以及學習活動的主題和內容，以組織、督促學生做好課前的學習和準備。

2）資源發布與管理。學習資源是學生課前進行自主學習的主要材料，主要由教師負責篩選、整理、發布和管理，類型包含授課講義、電子課件、微視頻教程、相關文獻、資源鏈接等，發布前需進行必要的編輯和整理，使其能有效支持學生的學習。發布的學習資源可以被重新編輯或者刪除。

3）學習輔導與答疑。該功能是系統的核心功能，通過輔導答疑，教師可以掌握學生的自主學習情況，以安排課堂教學活動的內容。教師可以在發帖版塊或作業練習版塊對學生在學習過程中所遇到的問題進行同步或異步的輔導和答疑。

學生模塊主要包括以下功能。

1）資源瀏覽與下載。學生可以在教學內容、課程資源板塊在線瀏覽教師提供的各種學習資源，瀏覽文本、圖片內容，在線播放視頻教程，下載電子課件和相關論文資料，進行課前的預習和課后對所學知識的鞏固和強化。

2）在線討論與反饋。學生之間、師生之間可以在該功能模塊中實現多向的互動。課前、課后學生都可以在發帖版塊對學習過程中所遇到的問題、困難以及學習心得進行師生、生生間的交流互動，實現知識鞏固、共享和共生。

3）練習與作業上傳。學生可以在練習板塊在線完成課后的習題并得到即時反饋；在作業展示板塊上傳電子作業、設計作品等，教師和學生可以對其進行評價。

數據庫設計 本系統采用MySQL數據庫，根據不同功能模塊的需求，設計盡可能少的數據庫表來存儲系統中的各類數據。系統中所包含的數據表主要有3個。

表1為用戶表，存儲網絡學習系統中所有注冊用戶的信息，包括用戶名、密碼及用戶級別，規定用戶級別grade值為0時為學生登錄，為1時為教師登錄。教師充當系統的管理員，與學生用戶比，有更高的操作權，包括對數據的刪改、編輯、用戶的管理等。

表2為系統中發布的資源表，用于存儲系統中教師或學生發布和上傳的各類學習資源內容。學習資源類型包括圖文內容、視頻內容，可下載的電子課件、學術論文等。該表主要包括內容的所屬板塊、內容的標題、內容的主體（文本）、內容發布者的id、發布時間、上傳附件的名稱（含擴展名）。其中發布者的id是用戶表id的外鍵。

表3是交流互動板塊中用于存儲師生發布留言的帖子表，包括帖子的id號，發帖者的id（外鍵于用戶表id），

標題、內容及發布時間等。實際使用時處理成主帖和回帖兩個表，兩者結構相似，區別在于前者含有標題字段，后者含有所回復主帖的id字段。

3 關鍵技術的實現

框架技術的應用 本系統使用了兩個常用的Java Web開發框架：Struts和Hibernate。

Struts為Web層框架，它實現了頁面數據輸入的獲取、處理及頁面的跳轉功能。它將輸入數據封裝在form表單中，由Action對象接收和處理，最后確定瀏覽器頁面的顯示內容。通過form表單中的FormFile類，可以實現文件的上傳。

Hibernate為持久層框架，它實現了關系模型與對象模型的映射，簡化了數據庫的操作，使程序員可以完全專注于業務代碼的開發。

圖文編輯與存儲 系統中發布的內容通常包含文字、圖片等多種媒體形式，需要對其進行編輯后存入數據庫中。CKEditor是一款由JavaScript編寫的富文本網頁編輯器，它可以填寫文字，插入圖片、視頻、Excel等富媒體信息，在網站中應用廣泛。該編輯器的引入步驟如下。

1）引入ckeditor.js文件：

2）替換原textarea標簽：

視頻的在線播放 本系統上傳的視頻統一為flv格式，其特點是形成的文件小、加載速度快，使得在線觀看視頻文件成為可能。具體的實現步驟如下。

1）下載Flvplayer.swf插件，將其放置在服務器Webapps文件夾中。

2）在播放視頻的頁面添加以下代碼：

4 結語

翻轉課堂等新的教與學的方式在高校中愈加完善和普及，有效的網絡教學系統是必不可少的支持平臺。實踐表明，本文介紹的學習系統運行穩定，安全性能好，界面友好，應用于在翻轉課堂教學模式中，增強了學生自主學習的效果。但由于本系統開發及使用周期較短，一些功能（如師生交互模式和效率）還需進一步加以完善和改進。參考文獻

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