大數據環境下網絡在線教學系統的設計與實現

廣東農工商職業技術學院計算機學院 楊 穎 黃曉峰

0 引言

我國在2015年正式啟動“互聯網+”和大數據戰略，大數據在教育領域有了越來越廣泛的應用，如教學信息化領域的學習分析、行為檔案、能力評估，教育管理信息化領域的個性化服務、教學科研支撐、決策支持等。目前高等院校具備有效的、高質量的海量數據逐漸成為現實，以在線教育為例，面向學生角度的數據包括課程名稱、課程資源、作業提交、考試成績、學習進度、學習時長、教師評價等，而面向教師的角度會出現更多的數據，比如在線用戶列表、學生登錄系統情況、學習時長的構成、完成作業情況、訪問活動分析、內容難點統計等行為數據。通過對這些數據進行深度挖掘和分析，教師有目的、有計劃、有組織地引導學生，選定合適的教學內容，建設優質的教學資源，通過有效的平臺，把知識傳授給學生，促進學生自主學習和深度學習。

1 系統需求分析

網頁制作在線教學系統是一款基于Web的在線教學系統，系統針對《網頁設計與制作》課程，為用戶提供了系列教學視頻、圖文教程、作業考試、相關下載、交流論壇、資源搜索等功能，系統中力求反映最新的相關技術與教程，注重學習內容的基礎性和實用性，并包含登錄注冊、個人信息設置、學習進度記錄、教師評語、查找同學、教師后臺管理等相關功能。系統界面設計精美，功能可滿足日常教學活動需要，有助于學習者輕松掌握網頁制作知識，培養實踐操作能力，同時有利于教師采用信息化手段輔助教學，減輕備課負擔，及時掌握學生的學習進度及反饋，有利于促進師生間的交流與溝通，充分調動學生的學習積極性，提高教學效率。系統主要功能模塊包括：學生在線學習模塊和教師后臺管理模塊兩大部分。

1.1 學生在線學習模塊

操作對象：學生用戶

功能概述：

（1）教學視頻：用戶可瀏覽教學視頻列表，在線點擊播放視頻進行學習，并提供相應的資源搜索和下載功能。

（2）圖文教程：顯示網頁制作學習相關的圖文教程，包括“新手上路”、“主頁制作”、“圖像處理”、“動畫制作”、“建站指南”及“網站編程”六個分類，用戶可以分類瀏覽，并點擊文章標題進行瀏覽學習。

（3）作業考試：用戶可進行在線答題測試，檢驗自己的學習成果，并可以查詢教師近期布置的作業要求，在線上傳自己的作業文件。

（4）交流互動：提供同學圈、論壇、聊天室、調查問卷、在線提問、留言功能，實現師生之間及時有效地交流互動。

（5）信息發布：包括系統公告、新聞發布、站內消息、友情鏈接、電子日歷。

（6）學生個人信息管理：登錄注冊、個人學習進度記錄、教師評語查看、個人信息設置。

操作流程：普通用戶在登錄頁面中輸入“用戶名”和“密碼”，再點擊“登錄”按鈕即可進入“網頁制作在線教學系統”主頁面。用戶也可以“游客”身份瀏覽頁面，如果要使用系統的完整功能，則必須先注冊，然后通過系統分配的學號登錄。登錄后用戶可進行教學資源的檢索和瀏覽，觀看視頻和教程，下載素材進行學習。學習完畢進入作業版塊按要求提交作業附件，并通過在線考試模塊進行階段測試，檢驗自己的學習成果。如果用戶再次以注冊用戶身份登錄可查詢自己的學習進度和教師評語。

1.2 教師后臺管理模塊

操作對象：教師用戶

功能概述：只有教師身份才能進行系統后臺管理，包括系統公告管理、教學資源管理、學生信息管理、留言提問管理、考試管理、作業管理、論壇管理、調查管理、系統設置、數據備份。

操作流程：教師提交用戶名、密碼和驗證碼，如果正確無誤，即可進入后臺管理頁面，實現相關系統管理功能。其中管理員密碼采用MD5加密，驗證碼則采用純文本形式，隨機生成。

2 系統架構設計

本系統采用B/S模式，服務器分為三層結構，即Web服務層、中間層、數據服務層。在Web服務層利用IIS和ASP響應用戶的請求生成動態頁面，主要功能模塊包括學生在線學習和教師后臺管理，系統主要功能模塊劃分如圖1所示。

圖1 系統主要功能模塊劃分

3 系統開發與實現

本系統開發語言采用ASP，Web服務器采用IIS搭建，后臺數據庫使用SQL Server，頁面兼容Google/FireFox/IE等主流瀏覽器，系統首頁和后臺管理頁面效果如圖2、圖3所示：

圖2 在線教學系統首頁

圖3 后臺管理頁面

大數據環境下網絡在線教學系統的數據大部分來自學校內部，教師和學生作為本系統的主要服務對象，其信息行為數據達到一定的存儲和耦合度時，可以將相關數據進行深度挖掘和分析，基于大數據優化在線教學系統個性化的信息服務，有針對性地滿足用戶的個性化信息需求。同時，在監控用戶信息行為痕跡之前應當征求用戶同意，維護用戶的隱私安全，保障用戶的隱私權。

4 結束語

本系統實現了在線教學的主要功能，且具有較好的運行效率，同時也易于維護和移植，通過與大數據技術的結合，系統可以收集過去無法獲取或者獲取代價很高的數據，如課程名稱、作業情況、互動信息、學習進度時長、考試成績分析、學生登錄系統情況、學生學習偏好等行為數據，并較為容易地用于教學過程分析，以便充分改進學生的學習體驗，全面提升教學效果。