大數(shù)據(jù)環(huán)境下網(wǎng)絡(luò)在線教學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

廣東農(nóng)工商職業(yè)技術(shù)學(xué)院計(jì)算機(jī)學(xué)院 楊 穎 黃曉峰

0 引言

我國(guó)在2015年正式啟動(dòng)“互聯(lián)網(wǎng)+”和大數(shù)據(jù)戰(zhàn)略，大數(shù)據(jù)在教育領(lǐng)域有了越來越廣泛的應(yīng)用，如教學(xué)信息化領(lǐng)域的學(xué)習(xí)分析、行為檔案、能力評(píng)估，教育管理信息化領(lǐng)域的個(gè)性化服務(wù)、教學(xué)科研支撐、決策支持等。目前高等院校具備有效的、高質(zhì)量的海量數(shù)據(jù)逐漸成為現(xiàn)實(shí)，以在線教育為例，面向?qū)W生角度的數(shù)據(jù)包括課程名稱、課程資源、作業(yè)提交、考試成績(jī)、學(xué)習(xí)進(jìn)度、學(xué)習(xí)時(shí)長(zhǎng)、教師評(píng)價(jià)等，而面向教師的角度會(huì)出現(xiàn)更多的數(shù)據(jù)，比如在線用戶列表、學(xué)生登錄系統(tǒng)情況、學(xué)習(xí)時(shí)長(zhǎng)的構(gòu)成、完成作業(yè)情況、訪問活動(dòng)分析、內(nèi)容難點(diǎn)統(tǒng)計(jì)等行為數(shù)據(jù)。通過對(duì)這些數(shù)據(jù)進(jìn)行深度挖掘和分析，教師有目的、有計(jì)劃、有組織地引導(dǎo)學(xué)生，選定合適的教學(xué)內(nèi)容，建設(shè)優(yōu)質(zhì)的教學(xué)資源，通過有效的平臺(tái)，把知識(shí)傳授給學(xué)生，促進(jìn)學(xué)生自主學(xué)習(xí)和深度學(xué)習(xí)。

1 系統(tǒng)需求分析

網(wǎng)頁制作在線教學(xué)系統(tǒng)是一款基于Web的在線教學(xué)系統(tǒng)，系統(tǒng)針對(duì)《網(wǎng)頁設(shè)計(jì)與制作》課程，為用戶提供了系列教學(xué)視頻、圖文教程、作業(yè)考試、相關(guān)下載、交流論壇、資源搜索等功能，系統(tǒng)中力求反映最新的相關(guān)技術(shù)與教程，注重學(xué)習(xí)內(nèi)容的基礎(chǔ)性和實(shí)用性，并包含登錄注冊(cè)、個(gè)人信息設(shè)置、學(xué)習(xí)進(jìn)度記錄、教師評(píng)語、查找同學(xué)、教師后臺(tái)管理等相關(guān)功能。系統(tǒng)界面設(shè)計(jì)精美，功能可滿足日常教學(xué)活動(dòng)需要，有助于學(xué)習(xí)者輕松掌握網(wǎng)頁制作知識(shí)，培養(yǎng)實(shí)踐操作能力，同時(shí)有利于教師采用信息化手段輔助教學(xué)，減輕備課負(fù)擔(dān)，及時(shí)掌握學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)度及反饋，有利于促進(jìn)師生間的交流與溝通，充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，提高教學(xué)效率。系統(tǒng)主要功能模塊包括：學(xué)生在線學(xué)習(xí)模塊和教師后臺(tái)管理模塊兩大部分。

1.1 學(xué)生在線學(xué)習(xí)模塊

操作對(duì)象：學(xué)生用戶

功能概述：

（1）教學(xué)視頻：用戶可瀏覽教學(xué)視頻列表，在線點(diǎn)擊播放視頻進(jìn)行學(xué)習(xí)，并提供相應(yīng)的資源搜索和下載功能。

（2）圖文教程：顯示網(wǎng)頁制作學(xué)習(xí)相關(guān)的圖文教程，包括“新手上路”、“主頁制作”、“圖像處理”、“動(dòng)畫制作”、“建站指南”及“網(wǎng)站編程”六個(gè)分類，用戶可以分類瀏覽，并點(diǎn)擊文章標(biāo)題進(jìn)行瀏覽學(xué)習(xí)。

（3）作業(yè)考試：用戶可進(jìn)行在線答題測(cè)試，檢驗(yàn)自己的學(xué)習(xí)成果，并可以查詢教師近期布置的作業(yè)要求，在線上傳自己的作業(yè)文件。

（4）交流互動(dòng)：提供同學(xué)圈、論壇、聊天室、調(diào)查問卷、在線提問、留言功能，實(shí)現(xiàn)師生之間及時(shí)有效地交流互動(dòng)。

（5）信息發(fā)布：包括系統(tǒng)公告、新聞發(fā)布、站內(nèi)消息、友情鏈接、電子日歷。

（6）學(xué)生個(gè)人信息管理：登錄注冊(cè)、個(gè)人學(xué)習(xí)進(jìn)度記錄、教師評(píng)語查看、個(gè)人信息設(shè)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(diǎn)擊“登錄”按鈕即可進(jìn)入“網(wǎng)頁制作在線教學(xué)系統(tǒng)”主頁面。用戶也可以“游客”身份瀏覽頁面，如果要使用系統(tǒng)的完整功能，則必須先注冊(cè)，然后通過系統(tǒng)分配的學(xué)號(hào)登錄。登錄后用戶可進(jìn)行教學(xué)資源的檢索和瀏覽，觀看視頻和教程，下載素材進(jìn)行學(xué)習(xí)。學(xué)習(xí)完畢進(jìn)入作業(yè)版塊按要求提交作業(yè)附件，并通過在線考試模塊進(jìn)行階段測(cè)試，檢驗(yàn)自己的學(xué)習(xí)成果。如果用戶再次以注冊(cè)用戶身份登錄可查詢自己的學(xué)習(xí)進(jìn)度和教師評(píng)語。

1.2 教師后臺(tái)管理模塊

操作對(duì)象：教師用戶

功能概述：只有教師身份才能進(jìn)行系統(tǒng)后臺(tái)管理，包括系統(tǒng)公告管理、教學(xué)資源管理、學(xué)生信息管理、留言提問管理、考試管理、作業(yè)管理、論壇管理、調(diào)查管理、系統(tǒng)設(shè)置、數(shù)據(jù)備份。

操作流程：教師提交用戶名、密碼和驗(yàn)證碼，如果正確無誤，即可進(jìn)入后臺(tái)管理頁面，實(shí)現(xiàn)相關(guān)系統(tǒng)管理功能。其中管理員密碼采用MD5加密，驗(yàn)證碼則采用純文本形式，隨機(jī)生成。

2 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)采用B/S模式，服務(wù)器分為三層結(jié)構(gòu)，即Web服務(wù)層、中間層、數(shù)據(jù)服務(wù)層。在Web服務(wù)層利用IIS和ASP響應(yīng)用戶的請(qǐng)求生成動(dòng)態(tài)頁面，主要功能模塊包括學(xué)生在線學(xué)習(xí)和教師后臺(tái)管理，系統(tǒng)主要功能模塊劃分如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)主要功能模塊劃分

3 系統(tǒng)開發(fā)與實(shí)現(xiàn)

本系統(tǒng)開發(fā)語言采用ASP，Web服務(wù)器采用IIS搭建，后臺(tái)數(shù)據(jù)庫使用SQL Server，頁面兼容Google/FireFox/IE等主流瀏覽器，系統(tǒng)首頁和后臺(tái)管理頁面效果如圖2、圖3所示：

圖2 在線教學(xué)系統(tǒng)首頁

圖3 后臺(tái)管理頁面

大數(shù)據(jù)環(huán)境下網(wǎng)絡(luò)在線教學(xué)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)大部分來自學(xué)校內(nèi)部，教師和學(xué)生作為本系統(tǒng)的主要服務(wù)對(duì)象，其信息行為數(shù)據(jù)達(dá)到一定的存儲(chǔ)和耦合度時(shí)，可以將相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行深度挖掘和分析，基于大數(shù)據(jù)優(yōu)化在線教學(xué)系統(tǒng)個(gè)性化的信息服務(wù)，有針對(duì)性地滿足用戶的個(gè)性化信息需求。同時(shí)，在監(jiān)控用戶信息行為痕跡之前應(yīng)當(dāng)征求用戶同意，維護(hù)用戶的隱私安全，保障用戶的隱私權(quán)。

4 結(jié)束語

本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了在線教學(xué)的主要功能，且具有較好的運(yùn)行效率，同時(shí)也易于維護(hù)和移植，通過與大數(shù)據(jù)技術(shù)的結(jié)合，系統(tǒng)可以收集過去無法獲取或者獲取代價(jià)很高的數(shù)據(jù)，如課程名稱、作業(yè)情況、互動(dòng)信息、學(xué)習(xí)進(jìn)度時(shí)長(zhǎng)、考試成績(jī)分析、學(xué)生登錄系統(tǒng)情況、學(xué)生學(xué)習(xí)偏好等行為數(shù)據(jù)，并較為容易地用于教學(xué)過程分析，以便充分改進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)體驗(yàn)，全面提升教學(xué)效果。