基于人才培養(yǎng)的慕課在線教育平臺(tái)架構(gòu)設(shè)計(jì)

薛慧芳

（西安外事學(xué)院，西安 710077）

基于人才培養(yǎng)的慕課在線教育平臺(tái)架構(gòu)設(shè)計(jì)

薛慧芳

（西安外事學(xué)院，西安 710077）

圍繞更好地實(shí)現(xiàn)對(duì)人才的培養(yǎng)，針對(duì)傳統(tǒng)在線教育互動(dòng)性差的問(wèn)題，提出一種基于慕課的在線教學(xué)系統(tǒng)。結(jié)合高職院校慕課的教學(xué)需求和特點(diǎn)，利用B/S+MVC架構(gòu)對(duì)系統(tǒng)的整體架構(gòu)進(jìn)行搭建，利用FLEX4開源架構(gòu)嵌入到HTML網(wǎng)頁(yè)中，從而可以直接調(diào)用Flash Player播放器，實(shí)現(xiàn)對(duì)不同課程教學(xué)視頻的播放，最終讓學(xué)生通過(guò)慕課即可完成在線測(cè)試、在線交流和在線學(xué)習(xí)，滿足新形勢(shì)下教育教學(xué)信息化的需求，更有利于對(duì)高職院校人才的培養(yǎng)。

慕課；技術(shù)架構(gòu)；人才培養(yǎng)；FLEX4

自2012年以來(lái)，在全球開始掀起了一股開放式網(wǎng)絡(luò)課程，即慕課（英文簡(jiǎn)稱MOOC）。由此，慕課開始成為我國(guó)教育教學(xué)改革和人才培養(yǎng)創(chuàng)新的熱點(diǎn)，并被很多的高職院校所嘗試。之所以慕課在人才培養(yǎng)中廣受歡迎，其主要的依據(jù)還是在于其具有開放性、大規(guī)模和實(shí)時(shí)性的特點(diǎn)。同時(shí)，從計(jì)算機(jī)的角度來(lái)講，慕課在系統(tǒng)的可維護(hù)性、復(fù)用性等方面，與傳統(tǒng)的在線教育相比，都有無(wú)可比擬的優(yōu)勢(shì)。同時(shí)，傳統(tǒng)在線教育在學(xué)生與教師、學(xué)生與學(xué)生之間的交互性方面都比較差。因此，根據(jù)上述的背景和人才培養(yǎng)的需求，本文提出一種基于B/S的慕課在線平臺(tái)，希望通過(guò)該平臺(tái)可實(shí)現(xiàn)對(duì)不同課程的教學(xué)，為新形勢(shì)下的人才培養(yǎng)提供一條新的路徑。

一、慕課平臺(tái)需求分析

對(duì)慕課平臺(tái)的需求分析中，本文采用UML建模工具，將該慕課平臺(tái)的使用角色分為教師、學(xué)生和系統(tǒng)管理員三個(gè)角色。同時(shí)，其主要的實(shí)現(xiàn)目標(biāo)分為以下幾個(gè)：首先，實(shí)現(xiàn)大規(guī)模學(xué)生學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)的管理；其次，實(shí)現(xiàn)多種課程學(xué)習(xí)的管理；再次，實(shí)現(xiàn)教學(xué)視頻的播放；最后，實(shí)現(xiàn)不同課程的在線測(cè)試。因此，根據(jù)上述的設(shè)計(jì)目標(biāo)，將該慕課平臺(tái)的整體用例設(shè)計(jì)為（如圖1所示）。

圖1 系統(tǒng)整體用例分析

通過(guò)上頁(yè)圖1的用例分析圖看出，系統(tǒng)中不同的角色具有不同的功能業(yè)務(wù)，并通過(guò)不同的業(yè)務(wù)構(gòu)成了不同角色的關(guān)聯(lián)，最后讓系統(tǒng)根據(jù)角色分配完成系統(tǒng)的運(yùn)行。

二、系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

根據(jù)圖1的用例分析圖，將該系統(tǒng)的功能主要分為以下幾個(gè)模塊，具體（如圖2所示）。在該平臺(tái)的功能模塊中，按照軟件工程設(shè)計(jì)思想，采用模塊化的思想對(duì)該慕課平臺(tái)進(jìn)行設(shè)計(jì)，并將該平臺(tái)的架構(gòu)分為五個(gè)部分：通過(guò)用戶管理模塊，完成對(duì)不同系統(tǒng)用戶的管理；課程大綱管理主要實(shí)現(xiàn)對(duì)不同高職院校課程的分類、添加、刪除等操作，同時(shí)對(duì)不同的課程進(jìn)行認(rèn)證，只有通過(guò)系統(tǒng)認(rèn)證后，不同的教師方可開設(shè)相應(yīng)的課程；課程視頻管理主要實(shí)現(xiàn)學(xué)生對(duì)不同課程視頻的學(xué)習(xí)，并實(shí)現(xiàn)視頻的后臺(tái)管理；在線測(cè)試主要通過(guò)相關(guān)的組卷算法，對(duì)不同課程進(jìn)行測(cè)驗(yàn)，包括課堂測(cè)驗(yàn)、單元測(cè)驗(yàn)、期末測(cè)驗(yàn)等，以此鞏固學(xué)生對(duì)不同知識(shí)點(diǎn)的理解；課程資源管理主要為學(xué)生提供教學(xué)課程資源上傳、下載等操作；課程測(cè)評(píng)主要讓學(xué)生給教師打分，即對(duì)教師的教學(xué)方式、教學(xué)內(nèi)容等打分，以此讓教師及時(shí)進(jìn)行改進(jìn)；教學(xué)交流模塊主要提供實(shí)時(shí)聊天的途徑，讓廣大師生能夠在課堂中進(jìn)行及時(shí)的溝通和交流。

圖2 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

三、系統(tǒng)整體架構(gòu)設(shè)計(jì)

根據(jù)MOOC的特點(diǎn)，在對(duì)本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中引入MVC架構(gòu)和B/S技術(shù)體系，從而對(duì)系統(tǒng)整體架構(gòu)進(jìn)行布局。同時(shí)，為解決傳統(tǒng)Web頁(yè)面與流媒體服務(wù)器在交互中容易中斷的問(wèn)題，本文引入FLEX4開源架構(gòu)和RED5視頻服務(wù)器。同時(shí)在具體的MVC架構(gòu)設(shè)計(jì)方面，采用SSH 2架構(gòu)體系。而選擇SSH2架構(gòu)體系的目的是因?yàn)槠淇蓪?duì)所有的JSP頁(yè)面進(jìn)行處理，并使用包括JSON在內(nèi)的多種參數(shù)類型。因此，根據(jù)上述的分析，將該系統(tǒng)的整體架構(gòu)設(shè)計(jì)為（如圖3所示）。

圖3 系統(tǒng)整體架構(gòu)設(shè)計(jì)

在該平臺(tái)技術(shù)架構(gòu)中，采用Apache tomcat6.0作為服務(wù)器，利用RED5作為流媒體服務(wù)器。同時(shí)，數(shù)據(jù)庫(kù)管理選擇SQLServer 2008。

四、系統(tǒng)模塊詳細(xì)設(shè)計(jì)

第一，用戶登錄設(shè)計(jì)。用戶在打開該慕課平臺(tái)后，首先必須要輸入相應(yīng)的賬號(hào)和密碼，在通過(guò)數(shù)據(jù)庫(kù)的比對(duì)一致后，方可進(jìn)入到不同角色的功能界面。而在該慕課登錄中，包括學(xué)生、教師和管理員。教師可以通過(guò)后臺(tái)對(duì)學(xué)生的登錄情況進(jìn)行實(shí)時(shí)查詢，從而掌握學(xué)生學(xué)習(xí)的情況。如果沒有經(jīng)過(guò)登錄驗(yàn)證，那么平臺(tái)頁(yè)面會(huì)給出相應(yīng)的提示。

第二，課程視頻管理模塊設(shè)計(jì)。在該模塊中，主要根據(jù)不同課程的教學(xué)大綱，上傳相應(yīng)的教學(xué)視頻，從而讓學(xué)生通過(guò)該模塊，及時(shí)學(xué)習(xí)相關(guān)知識(shí)。其具體的實(shí)現(xiàn)流程（如下頁(yè)圖4所示）。

圖4 視頻與答疑管理

圖5 視播放流程設(shè)計(jì)

第三，視頻播放設(shè)計(jì)。視頻播放的實(shí)現(xiàn)中，主要通過(guò)Flex開源框架中的VideoPlayer組件來(lái)實(shí)現(xiàn)。首先web服務(wù)器與Flex客戶端通信，然后Flex客戶端與red5通信，最后RED5將得到的結(jié)果通過(guò)JSP頁(yè)面的方式展現(xiàn)給用戶。具體的通信流程（如圖5所示）。

第四，智能組卷算法設(shè)計(jì)。在線測(cè)試主要針對(duì)每堂課、每一個(gè)章節(jié)或者每個(gè)學(xué)期按照一定的試卷模板進(jìn)行組卷，然后對(duì)學(xué)生進(jìn)行考核。在本文中則引入基于遺傳算法的智能組卷方法，即將一份試卷看成是一個(gè)染色體，然后根據(jù)不同題型、不同答題時(shí)間、不同知識(shí)點(diǎn)、不同章節(jié)等作為需要優(yōu)化參數(shù)，通過(guò)適應(yīng)度函數(shù)對(duì)這些指標(biāo)進(jìn)行優(yōu)化，從而得到不同組合的試卷組合。具體算法過(guò)程（如下頁(yè)圖6所示）。

五、系統(tǒng)測(cè)試

根據(jù)上述對(duì)系統(tǒng)各個(gè)模塊的設(shè)計(jì)，通過(guò)搭建測(cè)試平臺(tái)，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行測(cè)試，可以得到登錄測(cè)試界面（如下頁(yè)圖7所示）。

通過(guò)輸入用戶名和密碼，用戶可正常登錄到后臺(tái)界面，由此驗(yàn)證該功能可實(shí)現(xiàn)。

圖6 基于遺傳算法的智能組卷算法

圖7 用戶登錄界面測(cè)試

六、結(jié)語(yǔ)

本文結(jié)合慕課的優(yōu)勢(shì)，利用B/S+MVC+SQL server 2008+ FLEX4完成了一款可用于高職院校教學(xué)的在線慕課平臺(tái)設(shè)計(jì)，通過(guò)該平臺(tái)，可實(shí)現(xiàn)教學(xué)測(cè)試、教學(xué)評(píng)價(jià)和教學(xué)交流，從而可以大大增加學(xué)生和教師之間的互動(dòng)，提升學(xué)習(xí)效率。同時(shí)通過(guò)該系統(tǒng)的開發(fā)，也為高職院校人才培養(yǎng)提供了新的參考路徑。

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[3]田愛麗.轉(zhuǎn)變教學(xué)模式促進(jìn)拔尖創(chuàng)新人才培養(yǎng)——基于“慕課學(xué)習(xí)+翻轉(zhuǎn)課堂”的理性思考[J].教育研究，2016，(10)：106-112.

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Architecture Design of Online Eeducation Platform for MOOCs

XUE Hui-fang
（Xi’an International University，Xi’an 710077，China）

Aiming at the problem of poor interaction of traditional online education，an online teaching system based on MOOCs was proposed.According to the teaching requirements and characteristics of the MOOCs in higher vocational colleges，the overall structure of the system are setup by using the B/S+MVC framework，the FLEX4 open source framework is embedded into the HTML page，so you can directly call the Flash Player player to achieve playing of teaching videos of different courses.Finally，the students can finish online testing，onlinecommunication and online learning，tomeet thecurrentdemand ofinformation education under thenew situation.

MOOCs；the B/S+MVC framework；talentdevelopment；the FLEX4 open source framework

G434

A

1673-291X（2017）09-0159-04

[責(zé)任編輯 李曉群]

2016-12-18

薛慧芳（1978-），女，陜西宜川人，講師，碩士，從事計(jì)算機(jī)軟件與理論研究。