基于SPOC的Java課程網絡教學平臺設計與實現

陳敏　湯曉安　張盛威　曾望　劉哲康　蔣定位　楊鵬　伍潔

摘要： SPOC（Small Private Online Course，小規模限制性在線課程）克服了現有慕課教育MOOC（Massive Open Online Courses，大型開放式網絡課程）教學模式中受眾面過于廣泛、學員學習情況無法有效管理等不足，更加有利于線上線下的混合式教學。針對大學軟件工程的重點專業基礎課Java程序設計，構建了一個基于SPOC混合式教學模式的在線學習平臺。應用表明，該平臺教學素材豐富，教學方式多樣，提高了學生的自主學習興趣，并增強了教學效果和教學質量。

關鍵詞：SPOC;MOOC;在線課程教學;Java程序設計

中圖分類號：G642? ? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2021）04-0056-03

Abstract： SPOC（Small Private Online Course） overcomes the shortcomings of the existing MOOC（Massive Open Online Courses）， such as the audience is too broad in the teaching mode， the learning situation of students cant be managed effectively， etc， and is conducive to the blended teaching of online and offline. Aiming at the professional basic course "Java Programming" of software engineering， an online learning platform based on SPOC blending learning model is built. The application shows that the platform has rich teaching materials and diversified teaching methods， which can improve students' interest in independent learning and enhance the teaching effect and quality.

Key words： SPOC; MOOC; Online course teaching; Java Programming

1 概述

2013年，一種基于互聯網的新型教學模式——MOOC（慕課）建設在中國全面啟動，并在近幾年來十分流行[1]。但是伴隨著MOOC教育的廣泛開展，慕課教育的局限性逐漸呈現了出來：第一，MOOC以課堂教學所錄制的視頻為主，其教學的組織形式和課堂教學相同，難以避免相對刻板的教學方法;第二，缺乏監督，導致入學率高但失學率也高;第三，選課學員人數多、范圍廣，而且基礎參差不齊，難以有針對性地展開教學;第四，網絡教學無法具備傳統課堂中那種師生面對面的交流和指導。基于以上原因，為提高網絡教育質量，SPOC小型在線教育教學模式應運而生，其目的是為了更有效地進行慕課教育，更加有利于線上線下的混合式教學[2]。

本文針對大學軟件工程專業基礎課程Java程序設計，設計并構建了一個基于SPOC教學模式的在線課程學習平臺，以此達到線上和線下教學緊密相融、增強教學方式的多樣性、加強學生對知識的內化和鞏固、增強學習效果、全面提升學生的綜合能力等目的，同時也可以提高學生的學習興趣、減輕教師的教學負擔[3]。

2 平臺總體設計

2.1 平臺功能結構

結合需求，SPOC在線學習平臺的功能如圖1，主要包括以下幾個方面：

第一，具有在線課程資源學習的功能，是學習平臺的必要功能;第二，具有課程測試的功能?？荚嚨慕Y果可以反映學習效果，也可以反映出課程的關鍵和難點，有助于教師調整教學內容，優化教學;第三，必須具有學習者學習行動數據和測試數據的動態顯示功能。對于學生來說，數據可以反映出學習的動態狀況，既可以展示學生學習的宏觀性，也能起到監督學生學習的作用;第四，平臺應具有交流互動功能。對在線學習平臺而言，用戶的交流和討論是其中重要環節。

2.2 前臺用戶課程學習流程

前臺用戶課程學習流程如圖2所示。用戶成功登錄平臺后，系統會按照用戶輸入的課程名等進行查詢。用戶可以瀏覽查詢出來的課程并進入課程詳情頁，瀏覽課程的詳情、查看講師信息或點擊立即學習，開始進行學習操作。開始視頻學習后，用戶可以進行課程選擇、課程評價或在線做筆記。

2.3 后臺管理員處理流程

如圖3所示，超級管理員在平臺具有最高權限，可以在此模塊中管理普通管理員的相關信息，可以查看普通管理員權限能夠看到的所有信息，包括增刪改普通管理員等操作，普通管理員只能查看管理權限下的用戶信息。超級管理員可以添加、修改、刪除課程信息，包括課程名稱、課程地址、課程教師等信息，但一般管理者不能刪除。管理員均可對課程的信息進行增加或者修改操作，可以操作包括課程的名稱、課程封面圖片等信息。

3 關鍵技術實現途徑

3.1 在線編譯

作為針對Java課程的學習平臺，最重要的編程練習自然必不可少，本平臺加入在線編譯功能，使學生能在做編程題時直接在系統中編譯代碼，大大提高學生的編程實踐能力。

在線編譯功能的具體實現思路為：系統獲取定義類的代碼行，以定義的類名創建.java類型文件，將提交的代碼寫入該文件中，運行windows系統的cmd命令，在控制臺上寫入"javac "+className+".java ＼n"命令編譯.java文件。編譯成功后會出現類名為.class的文件，然后系統寫入"java "+className+" ＼n"命令運行.class文件，最后獲取控制臺輸出的內容展示給用戶。圖4是在線編譯的關鍵代碼。

3.2 智能機器人

本平臺上引入了第三方接口以加入一個智能機器人軟件（如圖5），能夠根據用戶的問題來做相應回答，還可以查詢學習、生活、天氣、交通等問題。根據智能機器人等級，智能機器人的配置不同。

4 系統實現

系統采用B/S結構的設計模式，前端頁面展示技術采用JSP;數據庫采用MySQL;服務端采用JavaWeb開發體系。主要技術有JavaEE、核心框架Spring Framework、視圖框架SpringMVC和持久層框架Mybatis等，用一小段信息進行管理項目的構建，通過Maven項目對象模型用一段代碼來進行管理。

學生端為主體用戶端，參與課程學習，包含課程詳情瀏覽、歷史記錄等輔助性功能;管理端負責管理平臺系統、學員、課程、問答、講師、相關資訊等。

4.1 學生端

學生端功能以課程學習為主，包含課程大綱、課程筆記和在線翻譯功能。學習過的課程將保存進數據庫（如圖6），在用戶中心頁面展示近期學習的課程以及相關學習進度（如圖7）。

4.2 管理端

4.2.1后臺主界面

后臺管理功能有四個主要的模塊：平臺系統管理、學員管理、課程管理、問答管理、講師管理、資訊管理，如圖8所示。

4.2.2 平臺管理

用于分配平臺的角色的相應權限，主要是用于后臺普通管理員，可以修改普通管理員可以管理的范圍，以及看到的平臺內容。同時，管理員能夠給每一個普通管理員分配權限，如圖9所示。

4.2.3 媒體圖片管理——輪播圖

在這里可以添加輪播圖，管理前端頁面的輪播圖，可以對其進行增刪改查，如圖10。

4.2.4? 課程管理

管理員可以查看課程的相關信息，并可以對其進行操作，同時還可以查看、修改該課程的章節，如圖11所示。

5 結束語

自SPOC教學模式引入以來，它一直受到高度關注。本文設計并實現了一個基于SPOC的在線Java課程學習平臺。目前，本平臺只支持一門專業，所以系統仍待豐富與擴充。對傳統教學的補充是本平臺的設計目標，同時，平臺的持續改進將由傳統課堂教學進行指導，最終目標是將傳統的教室教學模式改變為線上線下混合式教學模式。

參考文獻：

[1] 趙磊.高校MOOC創新擴散動因及路徑研究[D].大連：大連理工大學，2017.

[2] 康葉欽.在線教育的“后MOOC時代”——SPOC解析[J].清華大學教育研究，2014，35（1）：85-93.

[3] 張玲.SPOC理念下開放大學“小專業”扁平化教學模式改革研究[J].廣播電視大學學報（哲學社會科學版），2017（2）：107-113.

【通聯編輯：王力】