基于MOOC的“軟件工程”自主學(xué)習(xí)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

余久久

（安徽三聯(lián)學(xué)院計(jì)算機(jī)工程學(xué)院，安徽 合肥 230601）

基于MOOC的“軟件工程”自主學(xué)習(xí)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

余久久

（安徽三聯(lián)學(xué)院計(jì)算機(jī)工程學(xué)院，安徽 合肥 230601）

應(yīng)用ASP．NET編程技術(shù)與SQL-Server2005數(shù)據(jù)庫，采取B/S三層體系架構(gòu)，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一個(gè)基于MOOC（大規(guī)模開放式網(wǎng)絡(luò)課程）的高?！败浖こ獭闭n程自主學(xué)習(xí)系統(tǒng)，具有為教師提供發(fā)布課程學(xué)習(xí)主題和活動(dòng)、實(shí)現(xiàn)在線測評、組織與協(xié)調(diào)學(xué)習(xí)者之間的交流討論來推動(dòng)學(xué)習(xí)進(jìn)程等功能，為學(xué)習(xí)者提供可以選擇課程論壇、博客、虛擬教室等多種社會(huì)性學(xué)習(xí)工具來實(shí)現(xiàn)網(wǎng)上交流與互動(dòng)，達(dá)到課程學(xué)習(xí)的目的。此學(xué)習(xí)系統(tǒng)的構(gòu)建不僅為學(xué)生異時(shí)異地學(xué)習(xí)“軟件工程”課程帶來方便，而且對傳統(tǒng)教學(xué)方式的改革，以及探索與發(fā)展當(dāng)前高校計(jì)算機(jī)及相關(guān)專業(yè)各類MOOC課程建設(shè)等方面也具有積極意義。

軟件工程；MOOC；學(xué)習(xí)主題；社會(huì)性學(xué)習(xí)工具；交流互動(dòng)

MOOC（Massive Open Online Course，大規(guī)模開放式網(wǎng)絡(luò)課程）是當(dāng)前遠(yuǎn)程開放教育領(lǐng)域中出現(xiàn)的一種“以學(xué)習(xí)者為中心”的新興在線學(xué)習(xí)模式，也是新形勢下教育理念融合信息技術(shù)的產(chǎn)物。其具有大規(guī)模學(xué)習(xí)（學(xué)習(xí)人數(shù)眾多）與開放共享（不同地域、不同背景的注冊學(xué)習(xí)者亦可免費(fèi)分享相應(yīng)教學(xué)資源）的特點(diǎn)。MOOC興起離不開網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)的支持[1]。隨著新興技術(shù)的遠(yuǎn)程教育創(chuàng)新模式不斷出現(xiàn)，MOOC平臺(tái)作為遠(yuǎn)程開放教育的主要媒介，為輔助教師開展教學(xué)活動(dòng)以及實(shí)現(xiàn)教學(xué)互動(dòng)提供了有力的支持[2]。

自2012年美國Coursera、Udacity、edX三大著名MOOC平臺(tái)的開設(shè)，已顯示出MOOC在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)方面的強(qiáng)大發(fā)展?jié)撃?。隨著MOOC在遠(yuǎn)程教育領(lǐng)域的興起，我國一些知名高校紛紛加盟MOOC，如上海交通大學(xué)、復(fù)旦大學(xué)加盟了Coursera，北京大學(xué)、清華大學(xué)則加盟edX。同時(shí)國內(nèi)也積極推出了一系列本土的中文MOOC平臺(tái)，主要有“上海高校課程資源共享平臺(tái)”（上海高校聯(lián)盟2011年底創(chuàng)立）、“學(xué)堂在線”（2013年清華大學(xué)推出）、“好大學(xué)在線”（2014年初由上海交大牽頭成立）、“智慧樹”網(wǎng)站（我國東西部高校課程共享聯(lián)盟打造）、“優(yōu)課”平臺(tái)（2014年5月由深圳大學(xué)牽頭56所地方高校聯(lián)合運(yùn)營）、“愛課程”網(wǎng)站（教育部與財(cái)政部共同建立）、“網(wǎng)易云課堂”（網(wǎng)易公司創(chuàng)立）、“網(wǎng)易公開課”（2013年由網(wǎng)易公司與北大合作成立）、“中國大學(xué)MOOC”（“愛課程網(wǎng)”攜手“網(wǎng)易云課堂”于2014年合作推出）、超星MOOC平臺(tái)（北京超星公司創(chuàng)立）、果殼網(wǎng)旗下的“MOOC學(xué)院”（姬十三創(chuàng)立的學(xué)習(xí)型討論社區(qū)）、國內(nèi)用于商業(yè)運(yùn)營的MOOC平臺(tái)——“過來人公開課”等[3-4]。

然而，不同于普通的公開課網(wǎng)站，上述國內(nèi)外平臺(tái)提供的MOOC課程一般需要學(xué)生付費(fèi)學(xué)習(xí)以獲得課程結(jié)業(yè)證書。要求學(xué)生在指定時(shí)間期限內(nèi)自行完成課后作業(yè)和期末測試，或線下到當(dāng)?shù)刂付荚嚈C(jī)構(gòu)參加現(xiàn)場考試，但是從我國目前實(shí)際情況來看，這一做法不可行[5]。此外，文獻(xiàn)[6-7]等也認(rèn)為國內(nèi)外已有的一些MOOC平臺(tái)在對完成學(xué)習(xí)者的資質(zhì)認(rèn)定，以及如何與校內(nèi)同類課程學(xué)分的銜接等方面還存在一系列困難，脫離了實(shí)際教學(xué)需求，各高校需要“因地制宜”建立適合本地教學(xué)的信息化教學(xué)或?qū)W習(xí)系統(tǒng)?；诖?，越來越多的地方性高校已開始思考并探索如何將MOOC的發(fā)展與實(shí)際教學(xué)環(huán)境相結(jié)合，積極開發(fā)具有MOOC理念的自主學(xué)習(xí)系統(tǒng)。或者對校內(nèi)原有的傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)（學(xué)習(xí)）系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)，增添“集社交網(wǎng)絡(luò)與教學(xué)為一體”的MOOC功能，以適應(yīng)未來建設(shè)開放式課程的需要，由此推動(dòng)相關(guān)課程的教育教學(xué)改革。由于MOOC多數(shù)課程建設(shè)始于計(jì)算機(jī)專業(yè)，因而對計(jì)算機(jī)與軟件專業(yè)教學(xué)方法與學(xué)習(xí)方式的影響最大[8]。

“軟件工程”課程是大學(xué)計(jì)算機(jī)及相關(guān)專業(yè)的一門主干課程，通常安排在大四階段開設(shè)。但是，大四階段作者所在高校有很多學(xué)生因校外實(shí)習(xí)實(shí)訓(xùn)或異地找工作等原因往往無法返校集中學(xué)習(xí)，經(jīng)常會(huì)出現(xiàn)因上課班級人數(shù)過少而導(dǎo)致教師無法正常開展教學(xué)活動(dòng)的狀況。所以，本文結(jié)合實(shí)際教學(xué)環(huán)境，采取B/S架構(gòu)，設(shè)計(jì)出一個(gè)簡易的基于MOOC的“軟件工程”課程自主學(xué)習(xí)系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)課程資源分享與學(xué)習(xí)者之間交流互動(dòng)于一體，為校內(nèi)學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)“異時(shí)異地”自主學(xué)習(xí)課程帶來極大便利。

1 關(guān)鍵技術(shù)簡介

本學(xué)習(xí)系統(tǒng)采用B/S三層架構(gòu)開發(fā)。Web服務(wù)器使用的是Microsoft IIS 6.0。在B/S三層架構(gòu)中，表現(xiàn)層為用戶提供可視化頁面，操作簡單。應(yīng)用CSS結(jié)合JavaScript網(wǎng)頁布局顯示技術(shù)，支持絕大部分瀏覽器的訪問。業(yè)務(wù)邏輯層采用ASP.NET編程技術(shù)來實(shí)現(xiàn)簡單的業(yè)務(wù)邏輯，以及調(diào)用數(shù)據(jù)訪問層中的一些集成類以實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的用戶操作邏輯。數(shù)據(jù)庫訪問層使用SQL-Server 2005數(shù)據(jù)庫工具建立起網(wǎng)絡(luò)課程數(shù)據(jù)庫，并對各類用戶進(jìn)行管理，主要實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的后臺(tái)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行查詢、修改、增添、刪除數(shù)據(jù)等操作。

1.1 B/S三層架構(gòu)技術(shù)

B/S三層架構(gòu)即瀏覽器/服務(wù)器三層體系架構(gòu)[9]。用戶可以通過Web瀏覽器去訪問Internet上的各種資源，包括文本、圖形、圖像、動(dòng)畫、視頻點(diǎn)播和聲音信息等。這些信息都是由多個(gè)Web服務(wù)器產(chǎn)生的，而每一個(gè)Web服務(wù)器又可以通過各種鏈接方式與其數(shù)據(jù)庫服務(wù)器進(jìn)行互聯(lián)，海量的數(shù)據(jù)信息實(shí)際上都存放在數(shù)據(jù)庫服務(wù)器中[10]。

1.2 ASP.NET技術(shù)

ASP.NET是微軟公司用于構(gòu)建動(dòng)態(tài)和數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)Web站點(diǎn)的編程技術(shù)，提供完整的服務(wù)器端對象模型，可以將頁面上的所有控件作為對象訪問[11]。使用ASP（Active Server Page）編程工具可以簡單而方便地實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫和應(yīng)用程序的交互。所以本學(xué)習(xí)系統(tǒng)選用ASP語言來編寫相關(guān)應(yīng)用程序，在Microsoft IIS 6.0 Web服務(wù)器上安裝IIS網(wǎng)絡(luò)服務(wù)程序以支持執(zhí)行ASP語言。在ASP文件中包含了各種按鈕、文本框、控件、圖片等HTML標(biāo)簽，為可視化的用戶頁面設(shè)計(jì)帶來方便。將ASP程序文件放在網(wǎng)站服務(wù)器的目錄下，客戶端的客戶就可以通過Web瀏覽器來對ASP編寫的網(wǎng)站進(jìn)行訪問[12]。

1.3 數(shù)據(jù)庫連接以及數(shù)據(jù)庫操作類的實(shí)現(xiàn)技術(shù)

使用ADO.NET數(shù)據(jù)接口訪問技術(shù)，把設(shè)計(jì)系統(tǒng)用到數(shù)據(jù)庫中的一些常用操作全封裝至名字為MOOC.DAL的一個(gè)命名空間里的不同集合類中，采用GirdView表格形式顯示數(shù)據(jù)。為了便于提高系統(tǒng)的安全性、通用性以及后期系統(tǒng)的維護(hù)，將數(shù)據(jù)庫的連接字符串寫在Web.config文件中[13]。將常用的數(shù)據(jù)庫相關(guān)操作置于一個(gè)自定義的sqlhelper幫助類中來實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)庫操作類的實(shí)現(xiàn)方法，并封裝在相應(yīng)的MOOC.DAL命名空間里，同時(shí)可以添加查詢、修改、增加、刪除等相關(guān)的操作類。

1.4 分頁顯示數(shù)據(jù)表技術(shù)

由于學(xué)習(xí)系統(tǒng)需要對大量數(shù)據(jù)分頁顯示，故采用緩存的GirdView自動(dòng)分頁技術(shù)[14]。為實(shí)現(xiàn)帶緩存的數(shù)據(jù)分頁顯示，可開啟SqlDataSomw數(shù)據(jù)源的“允許緩存”屬性，以提高Web應(yīng)用程序擴(kuò)展性及程序的運(yùn)行效率，并降低開發(fā)成本[13]。

2 設(shè)計(jì)方案與需求分析

2.1 總體設(shè)計(jì)方案

MOOC使學(xué)習(xí)者獲取知識的途徑由傳統(tǒng)的“簡單線性”轉(zhuǎn)為復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)化，同時(shí)橫跨社交網(wǎng)絡(luò)、博客等多平臺(tái)。學(xué)習(xí)系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)方案如圖1所示。

圖1 總體設(shè)計(jì)方案

課程中心平臺(tái)是系統(tǒng)設(shè)計(jì)的核心，由系統(tǒng)管理員管理與維護(hù)。教師通過課程中心發(fā)布課程內(nèi)容、學(xué)習(xí)活動(dòng)與討論主題，是MOOC課程的組織者。學(xué)生是MOOC學(xué)習(xí)者，利用各類社會(huì)性學(xué)習(xí)工具，如課程論壇、虛擬教室、人際交流工具、課程討論空間等參與學(xué)習(xí)活動(dòng)。通過課程中心平臺(tái)分享學(xué)習(xí)心得、撰寫博文等。教師對課程內(nèi)容和學(xué)習(xí)者生成信息進(jìn)行整理和篩選，以RSS或者郵件的形式與學(xué)習(xí)者分享[15]。

2.2 用戶需求分析

學(xué)習(xí)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)基于MOOC理念，是一個(gè)集課程資源及教學(xué)過程管理、學(xué)習(xí)者之間討論互動(dòng)（通過在線論壇、QQ交流、虛擬教室、博客等形式）、考試管理、學(xué)情分析、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)等功能于一體的自主學(xué)習(xí)系統(tǒng)，在功能設(shè)計(jì)上注重資源分享與教學(xué)互動(dòng)。用戶角色分為教師、學(xué)習(xí)者（也包括匿名注冊的學(xué)生，雖不具有“正式”的課程學(xué)習(xí)權(quán)限，但是也可以登錄系統(tǒng)獲取相應(yīng)課程資源，參與到各種學(xué)習(xí)討論活動(dòng)中）與系統(tǒng)管理員三類。不同用戶在學(xué)習(xí)系統(tǒng)中會(huì)具有不同的使用權(quán)限。通過校內(nèi)學(xué)籍注冊的學(xué)生獲得“正式”學(xué)習(xí)者的角色，登錄系統(tǒng)完成課程學(xué)習(xí)并通過測評后會(huì)獲得相應(yīng)學(xué)分。學(xué)習(xí)期間可以自由選擇論壇、微博、社交網(wǎng)站等個(gè)性化學(xué)習(xí)工具，瀏覽、討論并完成作業(yè)與測試[4]。針對教師發(fā)布的課程信息或提出的討論主題進(jìn)行發(fā)帖、回帖等非實(shí)時(shí)形式的討論。教師是課程組織者，完成發(fā)布課程內(nèi)容與學(xué)習(xí)主題，參與課程的題庫建設(shè)，對學(xué)習(xí)者進(jìn)行在線測評或考試，組織與協(xié)調(diào)學(xué)習(xí)者之間的討論，推動(dòng)學(xué)習(xí)進(jìn)程。系統(tǒng)管理員可以設(shè)置相關(guān)用戶的信息與權(quán)限，對交流互動(dòng)區(qū)域中的各類資源的審核與編輯。記錄并反饋學(xué)習(xí)者的網(wǎng)絡(luò)行為統(tǒng)計(jì)信息，如登錄次數(shù)、在線時(shí)長、發(fā)言頻次、登錄板塊分布等[16]。

2.3 數(shù)據(jù)庫需求分析

本文所設(shè)計(jì)的基于MOOC理念的自主學(xué)習(xí)系統(tǒng)是在作者所在高校原有的“軟件工程”網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)的基礎(chǔ)上，增添了一些社會(huì)性學(xué)習(xí)工具等MOOC功能。原系統(tǒng)中使用的SQL-Server 2005后臺(tái)數(shù)據(jù)庫中已存儲(chǔ)了大量與課程教學(xué)活動(dòng)相關(guān)的數(shù)據(jù)庫信息，比如學(xué)習(xí)者、教師、系統(tǒng)管理員、課程資源、題庫、作業(yè)、試卷、成績等，及其E-R關(guān)聯(lián)、處理、物理存儲(chǔ)細(xì)節(jié)等。根據(jù)新增MOOC功能需要，應(yīng)該在原有數(shù)據(jù)庫需求分析基礎(chǔ)上增加下列數(shù)據(jù)項(xiàng)及其數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，例如課程論壇信息、討論主題信息、虛擬班級信息、虛擬教室信息、電子郵件信息等。

3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1 物理框架設(shè)計(jì)

采用B/S三層架構(gòu)設(shè)計(jì)，確定系統(tǒng)的基礎(chǔ)框架所對應(yīng)的物理架構(gòu)，作為系統(tǒng)部署、詳細(xì)設(shè)計(jì)及系統(tǒng)測試的依據(jù)。Web服務(wù)器（Microsoft IIS 6.0）與數(shù)據(jù)庫服務(wù)器（SQL-Server 2005）在物理結(jié)構(gòu)上分離，以減少數(shù)據(jù)的傳輸量，提高數(shù)據(jù)的訪問速度以及保證數(shù)據(jù)安全性等。其中，Web服務(wù)器接收來自客戶端用戶的請求信息，根據(jù)用戶的請求信息生產(chǎn)動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁，并處理系統(tǒng)使用中的各種業(yè)務(wù)邏輯，包括識別用戶的權(quán)限、判斷數(shù)據(jù)庫訪問的權(quán)限，提供用戶需求等邏輯規(guī)則等[10]。客戶端通過常用的Web瀏覽器進(jìn)行系統(tǒng)的操作使用。

3.2 功能模塊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

由于系統(tǒng)是在校內(nèi)已有的“軟件工程”課程網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)系統(tǒng)基礎(chǔ)上進(jìn)行改進(jìn)，在實(shí)現(xiàn)課程教學(xué)管理、考試管理等功能的基礎(chǔ)上新增了MOOC子系統(tǒng)功能，實(shí)現(xiàn)利用課程論壇、虛擬教室、常用的人際交流工具（例如QQ）等一些社會(huì)性學(xué)習(xí)工具以達(dá)到學(xué)習(xí)者之間對教師發(fā)布的學(xué)習(xí)主題進(jìn)行在線交流及互動(dòng)討論功能。新增的MOOC子系統(tǒng)與原有的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)子系統(tǒng)共用同一數(shù)據(jù)庫。按照不同的用戶權(quán)限，分為學(xué)習(xí)者（學(xué)籍注冊學(xué)生與匿名注冊學(xué)生）、教師與系統(tǒng)管理員三類。表1是以這三類用戶權(quán)限劃分的功能模塊結(jié)構(gòu)。

表1 系統(tǒng)功能模塊結(jié)構(gòu)組成

3.2.1 課程中心

課程中心是學(xué)習(xí)系統(tǒng)的主體，教師主要通過課程中心發(fā)布軟件工程課程的相關(guān)信息，包含課程簡介、課程大綱、學(xué)習(xí)計(jì)劃等、以及進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)答疑、作業(yè)批閱等教學(xué)活動(dòng)等。

教師按“學(xué)習(xí)專題”或“學(xué)習(xí)主題—學(xué)習(xí)單元—課件或擴(kuò)展資源”的層級結(jié)構(gòu)精心組織與設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)單元。設(shè)計(jì)一個(gè)或多個(gè)關(guān)聯(lián)的學(xué)習(xí)活動(dòng)序列來詮釋某個(gè)知識點(diǎn)[17]。MOOC課程可以按相應(yīng)教材和課堂教學(xué)內(nèi)容為主來組織學(xué)習(xí)主題，但由于大規(guī)模學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)背景、水平及學(xué)習(xí)習(xí)慣有所不同，學(xué)習(xí)主題的內(nèi)容需要具有廣泛性[18]。教師設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)主題時(shí)需要提供與學(xué)習(xí)內(nèi)容有關(guān)聯(lián)的擴(kuò)展資源（課程相關(guān)的電子書籍或輔助資料等），并發(fā)布在線交流話題以組織學(xué)生線上或線下展開討論。文中給出了“軟件工程”MOOC課程中關(guān)于“軟件開發(fā)過程模型”內(nèi)容的一個(gè)學(xué)習(xí)主題設(shè)計(jì)模板，如表2所示。

表2 “軟件開發(fā)過程模型”學(xué)習(xí)主題設(shè)計(jì)模板

MOOC課程學(xué)習(xí)主題設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)需要完整。不僅要有基礎(chǔ)性的課本知識講解，同時(shí)還要有學(xué)習(xí)活動(dòng)設(shè)計(jì)（以在線交流、課程論壇等方式，滿足學(xué)習(xí)者可以在線與不同地區(qū)的人進(jìn)行經(jīng)驗(yàn)交流）與學(xué)習(xí)評價(jià)設(shè)計(jì)（隨堂測試、課后思考等）[4]。教學(xué)視頻是MOOC教師主要的授課方式，精化為5～8 min為一小段，其中穿插小型的交互測試。要求學(xué)習(xí)者完成測試后才可以繼續(xù)學(xué)習(xí)，以提升學(xué)習(xí)者思維反應(yīng)能力。

3.2.2 課程學(xué)習(xí)

課程學(xué)習(xí)模塊主要為學(xué)習(xí)者提供對“軟件工程”課程各類電子類資源的查詢、瀏覽、下載等功能。支持學(xué)習(xí)者對資源上傳、收藏、推薦、訂閱與評價(jià)功能。系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)為注冊成功的學(xué)生建立一個(gè)用戶網(wǎng)絡(luò)收藏夾，用來在線上傳、下載或收藏自己關(guān)注的課程資源，方便在線學(xué)習(xí)使用。

學(xué)習(xí)者對學(xué)習(xí)系統(tǒng)上的各類學(xué)習(xí)資源以分類或者主題關(guān)鍵字的方式進(jìn)行檢索并瀏覽，可以依據(jù)幫助學(xué)習(xí)程度的大小對其內(nèi)容質(zhì)量進(jìn)行在線評價(jià)等。評分結(jié)果會(huì)自動(dòng)導(dǎo)入學(xué)習(xí)系統(tǒng)的后臺(tái)維護(hù)功能模塊，以數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)的方式在系統(tǒng)首頁顯示，達(dá)到對各類資源的評分排序的醒目推薦。

實(shí)現(xiàn)根據(jù)學(xué)習(xí)者注冊時(shí)所填寫的個(gè)人學(xué)習(xí)信息，例如認(rèn)知特征、學(xué)習(xí)偏好等，為其提供資源訂閱功能。通過XML語言實(shí)現(xiàn)資源庫對不同學(xué)習(xí)者需求的個(gè)性化推送，系統(tǒng)即可以向用戶以短信、郵件的形式直接向用戶推送該資源[16]。

3.2.3 交流討論

交流互動(dòng)模塊主要集成了一些常用的社會(huì)性學(xué)習(xí)工具，是MOOC設(shè)計(jì)的核心。例如課程論壇、常用的人際交流工具（例如QQ，MSN）、虛擬教室、博客等，以支持學(xué)習(xí)者之間的在線交流功能。交流互動(dòng)模塊為學(xué)習(xí)者提供充分參與課程活動(dòng)與課程討論的開放式學(xué)習(xí)環(huán)境，學(xué)習(xí)中鼓勵(lì)與提倡全方位、多渠道的互動(dòng)與交流。

1）課程論壇：學(xué)籍注冊和匿名學(xué)習(xí)者均可以針對教師以及其他學(xué)習(xí)者發(fā)布的課程信息或提出的討論主題進(jìn)行發(fā)帖、回帖等非實(shí)時(shí)形式的討論。

2）虛擬教室：利用多媒體通訊技術(shù)構(gòu)造的學(xué)習(xí)環(huán)境，可實(shí)現(xiàn)視頻廣播、在線講課、在線答疑等，且允許身處網(wǎng)絡(luò)各地的教師和學(xué)生進(jìn)行類似于真實(shí)課堂的教學(xué)活動(dòng)[15]。

3）QQ交流：學(xué)習(xí)者通過日常最主要的人際交流工具——QQ與教師及網(wǎng)上其他學(xué)習(xí)者實(shí)時(shí)保持聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)積極的互動(dòng)交流。

4）博客：以超鏈接的方式與學(xué)習(xí)者本人的博客（如新浪博客、騰訊博客等）賬號綁定。學(xué)習(xí)者可以通過系統(tǒng)迅速便捷地把學(xué)習(xí)體會(huì)發(fā)布到自己的博客上。通過社會(huì)性書簽網(wǎng)站或一些視頻分享網(wǎng)站等資源分享工具，以文字、圖片或錄制視頻的形式與其他學(xué)習(xí)者分享學(xué)習(xí)體會(huì)。允許其他學(xué)習(xí)者訪問或轉(zhuǎn)載自己撰寫的博文并發(fā)表相關(guān)的評論。

3.2.4 考試管理

該模塊是原有“軟件工程”課程網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)中的模塊。與傳統(tǒng)的在線考試系統(tǒng)一樣，模塊主要實(shí)現(xiàn)題庫建設(shè)、智能組卷、對學(xué)習(xí)者進(jìn)行在線測評與自動(dòng)評分、統(tǒng)計(jì)與分析測評成績等功能。限于篇幅，模塊所實(shí)現(xiàn)的功能在此則不予詳細(xì)描述，感興趣的讀者可以查閱同類文獻(xiàn)（例如文獻(xiàn)[19-20]等）。

3.2.5 后臺(tái)維護(hù)

統(tǒng)計(jì)與匯總學(xué)習(xí)者的各種網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)。比如，針對某一學(xué)習(xí)單元的學(xué)習(xí)人數(shù)分布比例、學(xué)習(xí)時(shí)長、發(fā)帖頻次、資源分享次數(shù)等數(shù)據(jù)，自動(dòng)生成直觀的Excel報(bào)表形式反饋給學(xué)習(xí)者與教師。通過對大量歷史記錄的數(shù)據(jù)挖掘，確定學(xué)習(xí)者的愛好學(xué)習(xí)效果與學(xué)習(xí)方法，提供有效的學(xué)習(xí)指導(dǎo)，提高M(jìn)OOC學(xué)習(xí)方式的興趣與參與度[21]。此外，該模塊還具有管理各類用戶信息及權(quán)限，對學(xué)習(xí)者之間交流互動(dòng)過程中所產(chǎn)生的大量學(xué)習(xí)分享資源，比如論壇中的帖子、在線交流日志、各種格式的共享學(xué)習(xí)資源信息、撰寫的博文等進(jìn)行審核、編輯、修改、刪除等維護(hù)功能。

3.3 系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)

數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)是指對給定的應(yīng)用環(huán)境構(gòu)造最優(yōu)的數(shù)據(jù)庫模式，建立數(shù)據(jù)庫及其相應(yīng)的應(yīng)用系統(tǒng),使之能夠有效、科學(xué)地存儲(chǔ)系統(tǒng)各種基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，滿足各種用戶的應(yīng)用需求[22]。由于本文所設(shè)計(jì)的自主學(xué)習(xí)系統(tǒng)是對作者所在高校原有的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)，增添了MOOC功能。原系統(tǒng)中使用的SQL-Server 2005后臺(tái)數(shù)據(jù)庫中已存儲(chǔ)了大量與課程教學(xué)活動(dòng)相關(guān)的數(shù)據(jù)表信息（學(xué)習(xí)者、教師、課程資源、題庫、作業(yè)、試卷等）及其E-R關(guān)聯(lián)、處理、物理存儲(chǔ)細(xì)節(jié)等（篇幅所限則不予列出），可以高效、便捷地二次存取與復(fù)用。

4 功能實(shí)現(xiàn)

學(xué)生通過學(xué)籍注冊并登錄，進(jìn)入學(xué)習(xí)系統(tǒng)的主界面，如圖2所示。在課程資源板塊內(nèi)選擇“軟件工程”一個(gè)學(xué)習(xí)主題進(jìn)行學(xué)習(xí)，瀏覽有關(guān)學(xué)習(xí)討論主題的發(fā)帖與回帖情況，或進(jìn)行相應(yīng)學(xué)習(xí)單元的測試活動(dòng)。限于篇幅，本節(jié)主要簡介學(xué)生用戶登錄系統(tǒng)進(jìn)行課程學(xué)習(xí)與利用課程論壇實(shí)現(xiàn)交流討論的過程。

學(xué)生選擇某一個(gè)學(xué)習(xí)主題后即進(jìn)入個(gè)人課程學(xué)習(xí)頁面，點(diǎn)擊“課程學(xué)習(xí)”可以觀看視頻的方式在線學(xué)習(xí)該課程。獲取與收藏教師上傳的相應(yīng)課程資源，并存儲(chǔ)在系統(tǒng)為每個(gè)學(xué)生設(shè)置的網(wǎng)絡(luò)收藏夾中，通過打開“我的資源”把其下載到本地機(jī)上。學(xué)生還可以查看本學(xué)習(xí)單元的教學(xué)內(nèi)容、教師簡介，在學(xué)習(xí)公告中查看課程通知，在作業(yè)公告中查看教師發(fā)出的課程作業(yè)信息等。系統(tǒng)會(huì)以郵件形式定期為學(xué)生網(wǎng)絡(luò)發(fā)送個(gè)性化學(xué)習(xí)資源，通過打開“我的消息”來接收。學(xué)習(xí)完畢后，學(xué)生可以以發(fā)送郵件的形式向課程主講教師提問或?qū)φn程資源進(jìn)行評價(jià)等。

圖2 學(xué)習(xí)系統(tǒng)的主界面

用戶在學(xué)習(xí)系統(tǒng)主界面的交流討論板塊中，可以按照學(xué)習(xí)主題關(guān)鍵字或發(fā)帖時(shí)間段區(qū)間搜索感興趣的帖子?；?yàn)g覽已回復(fù)與未回復(fù)的帖子，以及由系統(tǒng)推薦的“精華帖”內(nèi)容。學(xué)生登陸進(jìn)入系統(tǒng)的個(gè)人課程學(xué)習(xí)頁面后，點(diǎn)擊右側(cè)的“交流討論”菜單，即進(jìn)入關(guān)于學(xué)習(xí)主題的交流討論區(qū)，完成對學(xué)習(xí)主題發(fā)帖、回帖等實(shí)時(shí)或非實(shí)時(shí)形式的討論活動(dòng)，可以上傳有關(guān)學(xué)習(xí)資源至課程論壇中與其他學(xué)習(xí)者分享，如圖3所示。當(dāng)點(diǎn)擊發(fā)帖頁面工具欄上的QQ圖標(biāo)，還可以和課程論壇內(nèi)的成員實(shí)時(shí)保持QQ聯(lián)系，實(shí)現(xiàn)與教師及網(wǎng)上其他學(xué)習(xí)者積極的互動(dòng)交流。

圖3 論壇發(fā)帖頁面

5 應(yīng)用與展望

2015年初，作者所在教研室以3個(gè)月為一個(gè)學(xué)習(xí)周期，根據(jù)本科軟件工程課程教學(xué)大綱精心設(shè)計(jì)了“軟件工程基本內(nèi)容”、“軟件開發(fā)過程模型”、“軟件工程文檔編寫”等共計(jì)12個(gè)學(xué)習(xí)主題，并制作出相應(yīng)的精短課程教學(xué)視頻。教師每周發(fā)布一個(gè)“軟件工程”課程內(nèi)容的學(xué)習(xí)主題至學(xué)習(xí)系統(tǒng)上，上傳相關(guān)課外資料，組織學(xué)生課外學(xué)習(xí)與討論，并要求學(xué)生完成學(xué)習(xí)測試。截止到本文撰寫之時(shí)，課程已開設(shè)了3期，共有來自校內(nèi)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、軟件技術(shù)、計(jì)算機(jī)應(yīng)用、網(wǎng)絡(luò)工程、計(jì)算機(jī)信息管理等專業(yè)近百位校外實(shí)習(xí)學(xué)生通過注冊并登錄該系統(tǒng)，課外修完了軟件工程課程。超過90%的學(xué)生順利完成課程測試并拿到相應(yīng)學(xué)分。學(xué)習(xí)期間，學(xué)生積極參與教師發(fā)布的軟件工程相關(guān)學(xué)習(xí)主題的討論。課堂論壇里，每一個(gè)開展討論的主題能產(chǎn)生上百條回帖，基本達(dá)到預(yù)期的學(xué)習(xí)效果。

自2016年以來，我們發(fā)現(xiàn)學(xué)習(xí)者人數(shù)增多，學(xué)習(xí)者特性呈多樣化、多元化的特點(diǎn)。我校大量對軟件開發(fā)感興趣的其它專業(yè)學(xué)生以及一些校外學(xué)生也紛紛登陸該系統(tǒng)進(jìn)行學(xué)習(xí)，共同參與學(xué)習(xí)相關(guān)主題的討論活動(dòng)，并提出不同的學(xué)習(xí)要求。隨著學(xué)習(xí)人數(shù)的不斷增加，未來的工作即需要把當(dāng)前僅面向校內(nèi)計(jì)算機(jī)類專業(yè)大四學(xué)生的基于MOOC理念的“軟件工程”自主學(xué)習(xí)系統(tǒng)逐步發(fā)展為以開放學(xué)習(xí)任務(wù)為目標(biāo)、擁有海量存儲(chǔ)資源、能夠?qū)崟r(shí)解決不同類別或不同層次學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)需求、且支持多門軟件技術(shù)類課程的“云學(xué)習(xí)”MOOC平臺(tái)。所以，如何精心設(shè)計(jì)與優(yōu)化學(xué)習(xí)主題以滿足不同學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)需求；如何利用基于大數(shù)據(jù)的學(xué)習(xí)分析技術(shù)為“對象化學(xué)習(xí)”與“個(gè)性化教學(xué)服務(wù)”提供支持；如何借助于大數(shù)據(jù)分析和海量數(shù)據(jù)，辨別學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)行為及其發(fā)展趨勢來構(gòu)建個(gè)性化的學(xué)習(xí)支持系統(tǒng)[4，23]，在大規(guī)模學(xué)習(xí)者中真正實(shí)現(xiàn)“因材施教”，這將是該學(xué)習(xí)系統(tǒng)未來建設(shè)的發(fā)展方向。

6 結(jié)語

本文探討了一個(gè)基于MOOC的高?！败浖こ獭弊灾鲗W(xué)習(xí)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程，使用ASP.NET 2010與SQL-Server 2005數(shù)據(jù)庫進(jìn)行搭建，初步實(shí)現(xiàn)出其主要模塊的功能。該學(xué)習(xí)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)施對于提高學(xué)生學(xué)習(xí)MOOC的興趣，改革當(dāng)前高校軟件工程等課程傳統(tǒng)教學(xué)方式，進(jìn)一步推動(dòng)與發(fā)展計(jì)算機(jī)及相關(guān)專業(yè)各類MOOC課程建設(shè)等方面具有一定的研究意義。

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Design and Implementation onAutonomous Learning System for Software Engineering Based on MOOC

YU Jiu-jiu
(Computer Engineering College,Anhui SanLian University,Hefei 230601,China)

This paper uses the ASP.NET programming technology and SQL-Server 2005 database,connected with B/ S architecture for designing and implementing on autonomous learning system which based on MOOC(Massive Open Online Courses),mainly to provide teachers with course and activity launching platform,to promote the learning process,etc.and to provide learners with selecting BBS for course,blog,virtual classroom and other social learning tools for online communication and interaction.This learning system can provide convenient distance“software engineering”course for students,and is of great significance for the reform of traditional teaching.

Software Engineering；MOOC；learning subject；social learning tool；interaction

TP311.5-4；G642

A

1673-1891（2016）04-0039-06

10.16104/j.issn.1673-1891.2016.04.011

2016-04-06

2015年安徽省省級質(zhì)量工程項(xiàng)目：大規(guī)模在線開放課程(MOOC)示范項(xiàng)目—軟件工程(2015mooc104）；2013年安徽省省級質(zhì)量工程項(xiàng)目：應(yīng)用型本科計(jì)算機(jī)專業(yè)軟件工程課程實(shí)踐教學(xué)改革(2013jyxm274)；2014年安徽省職業(yè)與成人教育學(xué)會(huì)教育科研規(guī)劃項(xiàng)目(BCB14035)；2013年安徽三聯(lián)學(xué)院校級質(zhì)量工程項(xiàng)目：教改課程—軟件工程（13zlgc023）；2015年安徽三聯(lián)學(xué)院校級質(zhì)量工程項(xiàng)目：《軟件工程》課程—教學(xué)團(tuán)隊(duì)（15zlgc029）。

余久久（1979—），男，安徽合肥人，副教授，碩士，研究方向：軟件工程、軟件測試、計(jì)算機(jī)信息教學(xué)。