基于移動終端的自主學習平臺設計與實現

張文彬

一、自主學習平臺開發的背景、現狀及意義

1.背景

《國家中長期教育改革和發展規劃綱要（2010-2020 年）》就教育信息化明確指出加快進程：一是加速推進終端設施應用，實現互聯網的接入方式多樣化，推動數字化校園建設目標，加快建設教育信息基礎設施。二是加強開發優質的教育資源并加大應用力度。建設強大的網絡教學資源體系，加強信息技術的應用，積極鼓勵學生通過信息方式或手段，進行自主學習，養成主動學習習慣，提高信息技術的能力。

目前，我國手機網民用戶已達到6.95億，其中青少年已成為未來手機網民另一主要用戶構成來源，面對教育產業信息化發展及用戶群體的特殊需求，基于移動網絡技術的網絡學習平臺研究有著巨大的研究空間和價值。近年來，為順應時代的步伐，移動學習成為了人們生活不可或缺的一部分。伴隨快速的工作生活節奏，網絡互聯技術與移動技術進一步發展與完善，網絡學習更能滿足人們隨時隨地學習的需求。

2.現狀

目前，我國發達地區學校初步摸索出一套網上教學的模式，開發出一批網上課程和教學資源，各種教學資源平臺和在線學習平臺層出不窮。但現有平臺多數普遍存在以下問題：一是跨平臺和自適應差，不支持移動終端學習，滿足不了學習者隨時隨地學習的需求。二是強調以教師為中心，強調對于學習資源的組織和開發，導致開發出的學習平臺缺乏交互性和協作性，不能充分調動學習者的學習興趣。三是更多的學校還停留在教學資源的簡單堆積，即將一些教學講義、課外閱讀資料、上課視頻等多媒體資源放到網絡上，供學生瀏覽和下載，這是一種比較初級的方式，不能發揮學生在網絡學習中的主動性，師生的互動性缺乏。由此可見，面對當今網絡普及以及網絡資源越來越豐富的現狀，如何更好地利用網絡為教學和學習服務，是當前教育者將要深入思考的問題。

3.意義

基于移動終端的自主學習平臺的應用將改變舊有的教育體系和教學模式，建立一種多元整合的自主學習模式，使教學活動變得有活性而靈動。開展以學生為中心的自主學習，激發學生的學習需求和學習興趣，使之明確自己的學習目標和任務，獲取有益的探究體驗和自主獲取知識的能力。通過移動終端獲取有用的學習資源，并按照自己的學習方法，主動地選擇學習內容、學習時間和學習進度，選擇解決問題的途徑和方法，解決學習上的個性化問題。

二、自主學習平臺可行性分析和需求分析

1.可行性分析

自主學習平臺是基于移動終端的，不需要學校投入大量資金升級校園網；大部分中學生都有手機等移動終端，能滿足學生自主學習的需求；同時，系統將采用HTML5/CSS3響應式布局設計和ASP.NET+SQL SERVER技術開發，從技術層面完全可以實現。

2.系統需求分析

結合實際中對學生自學過程的詳細調查后了解到，要體現學生學習的自主性和師生互動交流的靈活性，學習平臺的開放性十分重要。對于平臺而言，學生具有個性化、便利性、多樣性的需求，教師具有系統性、控制性、便捷性的需求，系統管理人員具有管理效率性、系統安全性、工作可分配性的需求。下面，分別為他們設計了滿足需求的服務功能。

（1） 從管理員的角度來看：為管理員提供一個可以方便實現對學生、教師、班級、課程、題庫等信息及系統數據庫進行維護和更新的管理平臺。

（2） 從教師的角度來看：為教師提供一個平臺和環境，教師可以在這個平臺上制作課件，共享教學資源；可以布置、批改作業和發布測試試題，檢查學生的學習效果并做出評價；可以與學生在線交流，回答學生疑難問題。

（3） 從學生的角度來看：給學生提供一個個性化的學習環境，自主選擇知識內容進行學習，完成教師布置的作業，通過在線測試檢驗學習效果，在學習過程中有疑問可以通過在線答疑、留言板等多種方式與師生交流。

三、自主學習平臺的系統設計

1.系統體系結構設計

在整個軟件開發過程中軟件體系結構的設計是關鍵。C/S體系結構和B/S體系結構是當前管理軟件技術的兩大主流技術架構，本系統開發采用B/S結構。

B/S結構（Browser/Server，瀏覽器/服務器模式），這種模式將系統功能實現的核心部分集中到服務器，簡化了系統的開發、維護和使用。客戶機上只需安裝一個瀏覽器，如Internet Explorer。服務器上安裝Oracle、Sybase或SQL Server等數據庫，瀏覽器通過Web Server與數據庫交互數據。這樣大大減少了客戶端負荷，同時也減輕了系統維護與升級的成本和工作量，降低了用戶的總體成本。

為了使系統能在所有移動終端設備上使用，系統采用HTML5/CSS3響應式布局設計，響應式布局可以通過CSS/JS獲取設備的屏幕寬度，來改變網頁的布局，為不同終端的用戶提供更加舒適的界面和更好的用戶體驗。

2.系統功能模塊設計

依據對系統的需求分析，為了實現學生自主學習的功能，將系統劃分為三個模塊：管理員模塊、教師模塊和學生模塊，系統功能如圖1所示。

在本系統中，管理員設置為只有一個，可以對教師信息、學生信息、班級信息、課程信息、題庫信息、數據庫進行修改和維護。管理員模塊主要完成如下操作；

（1） 教師管理：通過該功能模塊，管理員能夠查看教師信息，以及對教師的添加、更新、刪除。（2） 學生管理：通過該功能模塊，管理員能夠查看學生信息，以及對學生的添加、更新、刪除。（3） 班級管理：通過該功能模塊，管理員能夠查看班級信息，以及對班級的添加、更新、刪除。（4） 課程管理：通過該功能模塊，管理員能夠查看課程信息，以及對課程的添加、更新、刪除。（5） 題庫管理：通過該功能模塊，管理員能夠查看教師增加的習題信息，以及對習題的添加、更新、刪除。（6） 數據庫管理：通過該功能模塊，管理員能夠對數據庫進行備份、壓縮、還原等操作。endprint

在該系統中，教師模塊主要完成如下操作：

（1） 課程資源管理：通過該功能模塊，教師能對課程內容的相關資料進行管理，包括知識點內容、學案、課件、教學視頻、素材、效果圖、精選案例等教學資源的管理。（2） 布置批改作業：通過該功能模塊，教師給學生布置作業，對學生提交的作業進行批改，并作出相應的評價。（3） 測試與評價：通過該功能模塊，教師能夠添加習題并組卷，試卷的題型有單選題、多選題和判斷題等。查看學生測試結果，分析學生知識掌握情況，給學生作出評價和建議。（4） 師生在線交流：通過該功能模塊，學生與教師、學生與學生、教師與教師之間可以進行全方位的交流。

在該系統中，學生模塊主要完成如下操作。

（1） 在線自主學習：通過該功能模塊，學生能自主學習課程的各個知識點。（2） 作業提交：通過該功能模塊，學生能完成教師布置的作業并提交。（3） 在線測試：通過該功能模塊，學生能檢測自已對知識點的掌握程度。（4） 師生在線交流：通過該功能模塊，學生與教師、學生與學生、教師與教師之間可以進行全方位的交流。

3.數據庫設計

本平臺采用SQL Server 2008作為后臺數據庫，并根據平臺在線人數、系統穩定運行需求，采用存儲過程、觸發器、作業技術提高平臺運行速率。數據庫一共包含30個表，根據功能不同，分為用戶基本信息表（管理員、教師、學生）、系統信息、學習資料、音視頻信息、交流信息、作業信息 6 大部分，各部分根據功能需求相互交叉關聯，創建視圖方便客戶端對數據庫的訪問操作。

四、自主學習平臺的實現

自主學習平臺采用HTML5/CSS3響應式布局設計，同時采用Visual Studio 2010和IIS作為開發環境，SQL Server 2008作為數據庫服務器，主要運用了C#、.NET框架、MVC、ADO.NET等技術構造應用程序，該平臺以Dreamweaver、Photoshop 和 Flash為工具進行網頁設計和網頁制作，融合了豐富的多媒體技術。自主學習平臺是為方便在校學生課程學習、培養其自主學習能力而設計開發，基于學習平臺需求分析，將平臺用戶分為3 種角色：管理員、教師和學生，登錄時根據權限的設置進入相應的功能界面。

1.系統登錄模塊

系統用戶身份分為學生、教師和管理員，不同身份的用戶都有相應登錄頁面。用戶名（學號）是由管理員統一分配的，每位用戶只有屬于自己的唯一用戶名，而且用戶名不可自行修改，但用戶可以更改屬于自己的密碼和個人信息。

2.學生自主學習模塊

學生登錄后，進入學習自主學習平臺主界面。學生對于網站第一印象的好壞往往取決于該網站首頁設計的好壞，因此，在線自主學習平臺的首頁面需要進行科學合理、簡潔美觀的布局。學生登錄成功后的學習界面如圖2所示，其實現的功能主要有：

（1） 課程選擇：學生登錄成功后，即可在頁面的左側選擇課程，該門課程的章節知識點于樹狀結構顯示，選擇某一知識點，頁面右側便會顯示知識點相關的所有教學資料。（2） 頁面導航：每個知識點包括了知識點內容、教學視頻、學案、課件、素材、精選案例、作業、學習反饋、測試等，通過頁面導航功能，學生可以快速找到知識點相關的教學資料。（3） 教學視頻： 如果知識點內容中提供了教學視頻，點擊播放視頻，即可觀看本知識點的教學視頻。（4） 提交作業：學生完成教師布置的作業并提交，同時能夠查看教師對作業的評價和評分。 （5） 疑難解答：學生在學習過程遇到一些疑問，可以將疑問發布到平臺，師生都可以作出回答。（6） 在線測試：學生學習完一個知識點后，對所學知識進行在線測試，題形由單選題、多選題、判斷題組成。完成測試提交后，系統會自動改卷，做錯的題會給出正確答案和解釋。（7） 學習反饋：學生學習完一個知識點后，對所學知識進行反饋。

基于移動終端的自主學習平臺設計與實現

3.師生交流模塊

學生在學習過程遇到一些疑問時，可以在線與師生交流。點擊疑難解答按鈕，在打開的頁面中提出你的問題并提交，所有師生都可以參與解答和交流。

4.教師頁面及基本功能的實現

（1） 教學資源管理。教師登錄系統，進入教師管理界面，選擇課程，即可對該門課程的學案、課件、教學視頻、素材、效果圖、精選案例等進行添加、修改、刪除操作。如圖5為課程資源管理界面。

（2） 作業管理。教師可以發布和批改作業，作業發布以后，學生便可完成作業并上交，教師對學生上交的作業進行批改，并給出評價和評分。

（3） 測試管理。教師可以對題庫進行管理，試題的題型分為單選題、多選題和判斷題，均可進行添加、刪除、修改操作。同時，教師可發布試卷，查看學生測試成績并對試卷進行分析，對學生提出建議和評價。

5.管理員頁面及其基本功能的實現

（1） 基礎信息維護。管理員能夠對學生信息、教師信息、課程信息、班級信息、留言板進行修改和維護。

（2） 數據庫維護。數據對于系統來說是至關重要的，數據一旦丟失后果將是災難性的，因此，數據庫的定期備份成為必然，其中包括了數據庫的備份、壓縮、恢復、清除等操作。

五、自主學習平臺的功能測試

項目一：自主學習功能測試。學生登錄成功后查看知識點內容、學案、課件、素材、效果圖、精選案例、教學視頻、作業，完成作業并上交，添加疑問和學習反饋，完成在線測試。

項目二：教師功能測試。教師登錄成功后對知識點內容、學案、課件、素材、效果圖、精選案例、教學視頻、作業、測試試題進行增加、刪除、修改操作，查看學生上交的作業并給出評價和評分，查看學生的疑問和反饋并做出解答。

六、結語

基于移動終端的自主學習平臺開發運用了現代計算機技術、網絡技術和軟件工程等思想和技術手段。通過對自主學習平臺的研究，實現了平臺的自適應、學生的自主學習、師生在線交流及教學資源的有效管理，較好地解決了學生無法通過移動終端隨時隨地自主學習的問題。

隨著信息技術的加快發展以及網絡自主學習平臺的不斷發展成熟，遠程在線自主學習平臺的應用也將日益地深入和廣泛，進一步豐富和完善網絡自主學習平臺資源將是未來一段時間內研究的主要方向。同時，隨著當前無線網絡技術和移動終端的快速發展，基于移動終端的自主學習系統將會得到更加廣泛的應用，并需要在未來的研究過程中不斷豐富和完善。

見習編輯李曼莉責任編輯朱守鋰endprint