大學(xué)生在線互動(dòng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)研究

宋凱 李聳 杜焱

（沈陽(yáng)理工大學(xué)現(xiàn)代教育技術(shù)中心 遼寧·沈陽(yáng) 110159）

隨著網(wǎng)絡(luò)的飛速發(fā)展，手機(jī)的利用率提高，大學(xué)生使用手機(jī)上網(wǎng)幾乎達(dá)到100%，讓學(xué)生利用手機(jī)學(xué)習(xí)，增加學(xué)習(xí)興趣，教師授課、輔導(dǎo)答疑使用手機(jī)，與學(xué)生互動(dòng)，是教育教學(xué)改革的迫切要求。[1]本文重點(diǎn)論述建設(shè)一個(gè)基于手機(jī)的師生互動(dòng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)，學(xué)生利用手機(jī)隨時(shí)請(qǐng)求教師進(jìn)行輔導(dǎo)答疑以提高知識(shí)的學(xué)習(xí)，提高大學(xué)生的時(shí)間利用率。

1 系統(tǒng)具體研發(fā)

在項(xiàng)目啟動(dòng)階段，確立具體角色分工，深入研究本科教學(xué)過(guò)程，進(jìn)行項(xiàng)目論證。制定《師生互動(dòng)在線學(xué)習(xí)系統(tǒng)研究與設(shè)計(jì)項(xiàng)目建設(shè)總體計(jì)劃》，明確項(xiàng)目的總體方向，明確目標(biāo)、可交付成果等內(nèi)容。請(qǐng)相關(guān)專家共同研討項(xiàng)目的規(guī)劃。

（1）需求調(diào)研分析和功能確認(rèn)階段。編制《需求調(diào)研計(jì)劃》，在認(rèn)真研判業(yè)內(nèi)重要在線學(xué)習(xí)系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，結(jié)合前期調(diào)研成果，制定科學(xué)合理的系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)，明確具體的系統(tǒng)功能模塊和預(yù)期目標(biāo)。

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

（3）數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化初裝階段。代碼編寫完成后，將進(jìn)行數(shù)據(jù)的初裝。通過(guò)API接口調(diào)用的方式將一卡通系統(tǒng)數(shù)據(jù)與教務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)進(jìn)行整合與過(guò)濾，提取出系統(tǒng)可利用的教師、學(xué)生、課程等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

（4）系統(tǒng)測(cè)試階段。數(shù)據(jù)初裝后進(jìn)行系統(tǒng)測(cè)試，系統(tǒng)測(cè)試分為內(nèi)部測(cè)試和外部測(cè)試，內(nèi)部測(cè)試由項(xiàng)目組負(fù)責(zé)測(cè)試的人員進(jìn)行，將測(cè)試數(shù)據(jù)及時(shí)反饋給開(kāi)發(fā)人員，對(duì)軟件程序進(jìn)行細(xì)微調(diào)整，修復(fù)程序BUG，系統(tǒng)較為穩(wěn)定后，選取具有代表性的課程進(jìn)行測(cè)試，此時(shí)與課程相關(guān)的師生用戶作為系統(tǒng)的直接測(cè)試者對(duì)系統(tǒng)實(shí)際使用，反饋測(cè)試結(jié)果。

測(cè)試階段選擇高等數(shù)學(xué)、英語(yǔ)、計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)等學(xué)生數(shù)量較大的課程，這些課程已經(jīng)有成型的題庫(kù)，直接導(dǎo)入到數(shù)據(jù)庫(kù)中。

（5）系統(tǒng)試運(yùn)行階段。系統(tǒng)將部署在服務(wù)器環(huán)境下進(jìn)行試運(yùn)行，為全體學(xué)生、教師提供在線學(xué)習(xí)、輔導(dǎo)答疑支持服務(wù)。同時(shí)把盡可能多的潛在問(wèn)題在正式運(yùn)行之前發(fā)現(xiàn)并改正，提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性。

（6）總體驗(yàn)收階段。系統(tǒng)上線運(yùn)行。整理項(xiàng)目開(kāi)發(fā)過(guò)程中產(chǎn)生的所有資料，完成項(xiàng)目的整體驗(yàn)收工作。

2 系統(tǒng)開(kāi)發(fā)使用的關(guān)鍵技術(shù)

（1）系統(tǒng)采用基于B/S的三層體系結(jié)構(gòu)構(gòu)建，這種結(jié)構(gòu)符合當(dāng)今Web應(yīng)用領(lǐng)域技術(shù)發(fā)展趨勢(shì)，在安全性、可擴(kuò)展性和可維護(hù)性方面都具有極大的優(yōu)勢(shì)。三層體系結(jié)構(gòu)是指將系統(tǒng)開(kāi)發(fā)重點(diǎn)放在業(yè)務(wù)邏輯層、用戶表示層和數(shù)據(jù)層三個(gè)層面。

第一層是用戶界面，用戶通過(guò)使用瀏覽器訪問(wèn)用戶界面層，實(shí)現(xiàn)信息的顯示與錄入，是用戶與服務(wù)器進(jìn)行溝通的人機(jī)接口。

第二層是業(yè)務(wù)邏輯層，業(yè)務(wù)邏輯層完成實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的業(yè)務(wù)邏輯，對(duì)雙向數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，同時(shí)與用戶層和數(shù)據(jù)層進(jìn)行溝通。

第三層是數(shù)據(jù)層，對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中的數(shù)據(jù)進(jìn)行的所有操作全部在這層實(shí)現(xiàn)。

（2）系統(tǒng)采用MVC設(shè)計(jì)模式進(jìn)行總體設(shè)計(jì)，MVC模式是指模型-視圖-控制器模式，將業(yè)務(wù)邏輯與用戶界面分離，提高軟件組件的復(fù)用性，簡(jiǎn)化項(xiàng)目開(kāi)發(fā)過(guò)程，便于實(shí)現(xiàn)分組開(kāi)發(fā)，提高開(kāi)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(yīng)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(wù)規(guī)則。是應(yīng)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(fù)責(zé)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(shù)選型方面，采用Linux+Apache+MySQL+PHP（LAMP）作為基礎(chǔ)架構(gòu)，LAMP是目前國(guó)際流行的一整套Web應(yīng)用開(kāi)發(fā)技術(shù)的集合，其中包括Linux操作系統(tǒng)、Apache網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器、MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)和PHP語(yǔ)言，所有組成均是開(kāi)源軟件，是目前國(guó)際上最成熟、應(yīng)用最多的系統(tǒng)開(kāi)發(fā)架構(gòu)，與J2EE、NET等技術(shù)架構(gòu)相比，LAMP具有Web資源豐富、輕量、快速開(kāi)發(fā)、使用廣泛、跨平臺(tái)效果好、高性能、低價(jià)格等優(yōu)勢(shì)。從性能、開(kāi)發(fā)效率和資金投入角度來(lái)看，LAMP架構(gòu)是Web應(yīng)用開(kāi)發(fā)領(lǐng)域中最成熟，應(yīng)用最廣泛的架構(gòu)，完全能夠滿足各種業(yè)務(wù)系統(tǒng)的建設(shè)工作。

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

3 開(kāi)發(fā)過(guò)程中采用的開(kāi)發(fā)方法

考慮項(xiàng)目組開(kāi)發(fā)人員結(jié)構(gòu)，結(jié)合在線學(xué)習(xí)系統(tǒng)的應(yīng)用特點(diǎn)，項(xiàng)目組采用敏捷開(kāi)發(fā)模式進(jìn)行開(kāi)發(fā)。敏捷開(kāi)發(fā)模式是是一種應(yīng)對(duì)快速變化的需求的一種軟件開(kāi)發(fā)能力。敏捷開(kāi)發(fā)模式強(qiáng)調(diào)程序員團(tuán)隊(duì)與業(yè)務(wù)專家之間的緊密協(xié)作、面對(duì)面的溝通、頻繁交付新的軟件版本、緊湊而自我組織型的團(tuán)隊(duì)、能夠很好地適應(yīng)需求變化的代碼編寫和團(tuán)隊(duì)組織方法，也更注重作為軟件開(kāi)發(fā)中人的作用。[3]敏捷開(kāi)發(fā)遵循以下幾點(diǎn)：（1）人和人的交互重于過(guò)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(shí)應(yīng)對(duì)變化重于循規(guī)蹈矩。

4 系統(tǒng)的特色與創(chuàng)新

項(xiàng)目特色：（1）數(shù)據(jù)接口齊全，數(shù)據(jù)模型設(shè)計(jì)規(guī)范，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段充分考慮到與智慧校園建設(shè)整合，通過(guò)接口調(diào)用實(shí)現(xiàn)與一卡通系統(tǒng)、教學(xué)管理系統(tǒng)之間的數(shù)據(jù)共享。（2）以平臺(tái)化理念設(shè)計(jì)，建設(shè)開(kāi)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(yīng)用提供預(yù)留接口，方便二次開(kāi)發(fā)。

創(chuàng)新之處：（1）采用平臺(tái)化設(shè)計(jì)理念和MVC設(shè)計(jì)模式，構(gòu)建“管控一體化”的系統(tǒng)平臺(tái)，方便系統(tǒng)與其他智慧校園業(yè)務(wù)系統(tǒng)對(duì)接；（2）對(duì)生成的數(shù)據(jù)進(jìn)行積累，分類存儲(chǔ)，建立完善知識(shí)點(diǎn)題庫(kù)。實(shí)現(xiàn)模糊查詢。通過(guò)數(shù)據(jù)積累，對(duì)部分問(wèn)答實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵字查詢，自動(dòng)應(yīng)答。

5 結(jié)束語(yǔ)

設(shè)計(jì)系統(tǒng)上線測(cè)試，能夠有效地實(shí)施個(gè)性化教育，可以為協(xié)作學(xué)習(xí)提供空間支持，為交互性學(xué)習(xí)提供強(qiáng)而有力的平臺(tái)支撐，最終優(yōu)化教學(xué)效果，提高教學(xué)效率，提升學(xué)校了整體辦學(xué)水平。