大學生在線互動學習系統(tǒng)研究

宋凱 李聳 杜焱

（沈陽理工大學現(xiàn)代教育技術中心 遼寧·沈陽 110159）

隨著網(wǎng)絡的飛速發(fā)展，手機的利用率提高，大學生使用手機上網(wǎng)幾乎達到100%，讓學生利用手機學習，增加學習興趣，教師授課、輔導答疑使用手機，與學生互動，是教育教學改革的迫切要求。[1]本文重點論述建設一個基于手機的師生互動學習系統(tǒng)，學生利用手機隨時請求教師進行輔導答疑以提高知識的學習，提高大學生的時間利用率。

1 系統(tǒng)具體研發(fā)

在項目啟動階段，確立具體角色分工，深入研究本科教學過程，進行項目論證。制定《師生互動在線學習系統(tǒng)研究與設計項目建設總體計劃》，明確項目的總體方向，明確目標、可交付成果等內(nèi)容。請相關專家共同研討項目的規(guī)劃。

（1）需求調(diào)研分析和功能確認階段。編制《需求調(diào)研計劃》，在認真研判業(yè)內(nèi)重要在線學習系統(tǒng)的基礎上，結(jié)合前期調(diào)研成果，制定科學合理的系統(tǒng)架構設計，明確具體的系統(tǒng)功能模塊和預期目標。

（2）軟件功能實現(xiàn)確認階段。按照系統(tǒng)總體架構逐步實現(xiàn)系統(tǒng)的各部分功能，是系統(tǒng)軟件建設的主要環(huán)節(jié)。研究人員將按照要求進行具體的軟件功能實現(xiàn)，將工作記錄存檔。項目計劃采用git.oschina.com作為代碼托管平臺，記錄程序代碼生成的各個環(huán)節(jié)和步驟，確保代碼可追溯。

（3）數(shù)據(jù)標準化初裝階段。代碼編寫完成后，將進行數(shù)據(jù)的初裝。通過API接口調(diào)用的方式將一卡通系統(tǒng)數(shù)據(jù)與教務系統(tǒng)數(shù)據(jù)進行整合與過濾，提取出系統(tǒng)可利用的教師、學生、課程等基礎數(shù)據(jù)。

（4）系統(tǒng)測試階段。數(shù)據(jù)初裝后進行系統(tǒng)測試，系統(tǒng)測試分為內(nèi)部測試和外部測試，內(nèi)部測試由項目組負責測試的人員進行，將測試數(shù)據(jù)及時反饋給開發(fā)人員，對軟件程序進行細微調(diào)整，修復程序BUG，系統(tǒng)較為穩(wěn)定后，選取具有代表性的課程進行測試，此時與課程相關的師生用戶作為系統(tǒng)的直接測試者對系統(tǒng)實際使用，反饋測試結(jié)果。

測試階段選擇高等數(shù)學、英語、計算機網(wǎng)絡等學生數(shù)量較大的課程，這些課程已經(jīng)有成型的題庫，直接導入到數(shù)據(jù)庫中。

（5）系統(tǒng)試運行階段。系統(tǒng)將部署在服務器環(huán)境下進行試運行，為全體學生、教師提供在線學習、輔導答疑支持服務。同時把盡可能多的潛在問題在正式運行之前發(fā)現(xiàn)并改正，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

（6）總體驗收階段。系統(tǒng)上線運行。整理項目開發(fā)過程中產(chǎn)生的所有資料，完成項目的整體驗收工作。

2 系統(tǒng)開發(fā)使用的關鍵技術

（1）系統(tǒng)采用基于B/S的三層體系結(jié)構構建，這種結(jié)構符合當今Web應用領域技術發(fā)展趨勢，在安全性、可擴展性和可維護性方面都具有極大的優(yōu)勢。三層體系結(jié)構是指將系統(tǒng)開發(fā)重點放在業(yè)務邏輯層、用戶表示層和數(shù)據(jù)層三個層面。

第一層是用戶界面，用戶通過使用瀏覽器訪問用戶界面層，實現(xiàn)信息的顯示與錄入，是用戶與服務器進行溝通的人機接口。

第二層是業(yè)務邏輯層，業(yè)務邏輯層完成實現(xiàn)系統(tǒng)的業(yè)務邏輯，對雙向數(shù)據(jù)進行處理，同時與用戶層和數(shù)據(jù)層進行溝通。

第三層是數(shù)據(jù)層，對數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進行的所有操作全部在這層實現(xiàn)。

（2）系統(tǒng)采用MVC設計模式進行總體設計，MVC模式是指模型-視圖-控制器模式，將業(yè)務邏輯與用戶界面分離，提高軟件組件的復用性，簡化項目開發(fā)過程，便于實現(xiàn)分組開發(fā)，提高開發(fā)效率。

VIEW（視圖）：通常成為“視圖”，用于顯示數(shù)據(jù)。屬于處理應用程序數(shù)據(jù)邏輯的部分。

MODEL（模型）：表示數(shù)據(jù)和業(yè)務規(guī)則。是應用程序中處理數(shù)據(jù)顯示的部分。

CONTROLLER（控制器）：用于處理輸入。負責從視圖讀取數(shù)據(jù)、控制用戶輸入并向模型發(fā)送數(shù)據(jù)。

（3）在技術選型方面，采用Linux+Apache+MySQL+PHP（LAMP）作為基礎架構，LAMP是目前國際流行的一整套Web應用開發(fā)技術的集合，其中包括Linux操作系統(tǒng)、Apache網(wǎng)絡服務器、MySQL數(shù)據(jù)庫和PHP語言，所有組成均是開源軟件，是目前國際上最成熟、應用最多的系統(tǒng)開發(fā)架構，與J2EE、NET等技術架構相比，LAMP具有Web資源豐富、輕量、快速開發(fā)、使用廣泛、跨平臺效果好、高性能、低價格等優(yōu)勢。從性能、開發(fā)效率和資金投入角度來看，LAMP架構是Web應用開發(fā)領域中最成熟，應用最廣泛的架構，完全能夠滿足各種業(yè)務系統(tǒng)的建設工作。

（4）在人機交互界面方面，采用HTML5和前端框架的方式實現(xiàn)，使用HTML5的目的是可以快速構建響應式布局，使系統(tǒng)界面快速適應個人電腦、平板電腦以及手機端瀏覽器，實現(xiàn)瀏覽器層面上的跨平臺。[2]

3 開發(fā)過程中采用的開發(fā)方法

考慮項目組開發(fā)人員結(jié)構，結(jié)合在線學習系統(tǒng)的應用特點，項目組采用敏捷開發(fā)模式進行開發(fā)。敏捷開發(fā)模式是是一種應對快速變化的需求的一種軟件開發(fā)能力。敏捷開發(fā)模式強調(diào)程序員團隊與業(yè)務專家之間的緊密協(xié)作、面對面的溝通、頻繁交付新的軟件版本、緊湊而自我組織型的團隊、能夠很好地適應需求變化的代碼編寫和團隊組織方法，也更注重作為軟件開發(fā)中人的作用。[3]敏捷開發(fā)遵循以下幾點：（1）人和人的交互重于過程和工具。（2）可以工作的軟件重于求全而完備的文檔。（3）與需求方的協(xié)作重于合同談判。（4）隨時應對變化重于循規(guī)蹈矩。

4 系統(tǒng)的特色與創(chuàng)新

項目特色：（1）數(shù)據(jù)接口齊全，數(shù)據(jù)模型設計規(guī)范，在系統(tǒng)設計階段充分考慮到與智慧校園建設整合，通過接口調(diào)用實現(xiàn)與一卡通系統(tǒng)、教學管理系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)共享。（2）以平臺化理念設計，建設開放式的課程內(nèi)容管理模塊，為后續(xù)豐富的課程內(nèi)容應用提供預留接口，方便二次開發(fā)。

創(chuàng)新之處：（1）采用平臺化設計理念和MVC設計模式，構建“管控一體化”的系統(tǒng)平臺，方便系統(tǒng)與其他智慧校園業(yè)務系統(tǒng)對接；（2）對生成的數(shù)據(jù)進行積累，分類存儲，建立完善知識點題庫。實現(xiàn)模糊查詢。通過數(shù)據(jù)積累，對部分問答實現(xiàn)關鍵字查詢，自動應答。

5 結(jié)束語

設計系統(tǒng)上線測試，能夠有效地實施個性化教育，可以為協(xié)作學習提供空間支持，為交互性學習提供強而有力的平臺支撐，最終優(yōu)化教學效果，提高教學效率，提升學校了整體辦學水平。