基于SPOC的Java課程網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

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(guī)模限制性在線課程）克服了現(xiàn)有慕課教育MOOC（Massive Open Online Courses，大型開(kāi)放式網(wǎng)絡(luò)課程）教學(xué)模式中受眾面過(guò)于廣泛、學(xué)員學(xué)習(xí)情況無(wú)法有效管理等不足，更加有利于線上線下的混合式教學(xué)。針對(duì)大學(xué)軟件工程的重點(diǎn)專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課Java程序設(shè)計(jì)，構(gòu)建了一個(gè)基于SPOC混合式教學(xué)模式的在線學(xué)習(xí)平臺(tái)。應(yīng)用表明，該平臺(tái)教學(xué)素材豐富，教學(xué)方式多樣，提高了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)興趣，并增強(qiáng)了教學(xué)效果和教學(xué)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：SPOC;MOOC;在線課程教學(xué);Java程序設(shè)計(jì)

中圖分類(lèi)號(hào)：G642? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：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(lián)網(wǎng)的新型教學(xué)模式——MOOC（慕課）建設(shè)在中國(guó)全面啟動(dòng)，并在近幾年來(lái)十分流行[1]。但是伴隨著MOOC教育的廣泛開(kāi)展，慕課教育的局限性逐漸呈現(xiàn)了出來(lái)：第一，MOOC以課堂教學(xué)所錄制的視頻為主，其教學(xué)的組織形式和課堂教學(xué)相同，難以避免相對(duì)刻板的教學(xué)方法;第二，缺乏監(jiān)督，導(dǎo)致入學(xué)率高但失學(xué)率也高;第三，選課學(xué)員人數(shù)多、范圍廣，而且基礎(chǔ)參差不齊，難以有針對(duì)性地展開(kāi)教學(xué);第四，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)無(wú)法具備傳統(tǒng)課堂中那種師生面對(duì)面的交流和指導(dǎo)?；谝陨显?，為提高網(wǎng)絡(luò)教育質(zhì)量，SPOC小型在線教育教學(xué)模式應(yīng)運(yùn)而生，其目的是為了更有效地進(jìn)行慕課教育，更加有利于線上線下的混合式教學(xué)[2]。

本文針對(duì)大學(xué)軟件工程專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課程Java程序設(shè)計(jì)，設(shè)計(jì)并構(gòu)建了一個(gè)基于SPOC教學(xué)模式的在線課程學(xué)習(xí)平臺(tái)，以此達(dá)到線上和線下教學(xué)緊密相融、增強(qiáng)教學(xué)方式的多樣性、加強(qiáng)學(xué)生對(duì)知識(shí)的內(nèi)化和鞏固、增強(qiáng)學(xué)習(xí)效果、全面提升學(xué)生的綜合能力等目的，同時(shí)也可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、減輕教師的教學(xué)負(fù)擔(dān)[3]。

2 平臺(tái)總體設(shè)計(jì)

2.1 平臺(tái)功能結(jié)構(gòu)

結(jié)合需求，SPOC在線學(xué)習(xí)平臺(tái)的功能如圖1，主要包括以下幾個(gè)方面：

第一，具有在線課程資源學(xué)習(xí)的功能，是學(xué)習(xí)平臺(tái)的必要功能;第二，具有課程測(cè)試的功能?？荚嚨慕Y(jié)果可以反映學(xué)習(xí)效果，也可以反映出課程的關(guān)鍵和難點(diǎn)，有助于教師調(diào)整教學(xué)內(nèi)容，優(yōu)化教學(xué);第三，必須具有學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)行動(dòng)數(shù)據(jù)和測(cè)試數(shù)據(jù)的動(dòng)態(tài)顯示功能。對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)，數(shù)據(jù)可以反映出學(xué)習(xí)的動(dòng)態(tài)狀況，既可以展示學(xué)生學(xué)習(xí)的宏觀性，也能起到監(jiān)督學(xué)生學(xué)習(xí)的作用;第四，平臺(tái)應(yīng)具有交流互動(dòng)功能。對(duì)在線學(xué)習(xí)平臺(tái)而言，用戶(hù)的交流和討論是其中重要環(huán)節(jié)。

2.2 前臺(tái)用戶(hù)課程學(xué)習(xí)流程

前臺(tái)用戶(hù)課程學(xué)習(xí)流程如圖2所示。用戶(hù)成功登錄平臺(tái)后，系統(tǒng)會(huì)按照用戶(hù)輸入的課程名等進(jìn)行查詢(xún)。用戶(hù)可以瀏覽查詢(xún)出來(lái)的課程并進(jìn)入課程詳情頁(yè)，瀏覽課程的詳情、查看講師信息或點(diǎn)擊立即學(xué)習(xí)，開(kāi)始進(jìn)行學(xué)習(xí)操作。開(kāi)始視頻學(xué)習(xí)后，用戶(hù)可以進(jìn)行課程選擇、課程評(píng)價(jià)或在線做筆記。

2.3 后臺(tái)管理員處理流程

如圖3所示，超級(jí)管理員在平臺(tái)具有最高權(quán)限，可以在此模塊中管理普通管理員的相關(guān)信息，可以查看普通管理員權(quán)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(quán)限下的用戶(hù)信息。超級(jí)管理員可以添加、修改、刪除課程信息，包括課程名稱(chēng)、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(duì)課程的信息進(jìn)行增加或者修改操作，可以操作包括課程的名稱(chēng)、課程封面圖片等信息。

3 關(guān)鍵技術(shù)實(shí)現(xiàn)途徑

3.1 在線編譯

作為針對(duì)Java課程的學(xué)習(xí)平臺(tái)，最重要的編程練習(xí)自然必不可少，本平臺(tái)加入在線編譯功能，使學(xué)生能在做編程題時(shí)直接在系統(tǒng)中編譯代碼，大大提高學(xué)生的編程實(shí)踐能力。

在線編譯功能的具體實(shí)現(xiàn)思路為：系統(tǒng)獲取定義類(lèi)的代碼行，以定義的類(lèi)名創(chuàng)建.java類(lèi)型文件，將提交的代碼寫(xiě)入該文件中，運(yùn)行windows系統(tǒng)的cmd命令，在控制臺(tái)上寫(xiě)入"javac "+className+".java ＼n"命令編譯.java文件。編譯成功后會(huì)出現(xiàn)類(lèi)名為.class的文件，然后系統(tǒng)寫(xiě)入"java "+className+" ＼n"命令運(yùn)行.class文件，最后獲取控制臺(tái)輸出的內(nèi)容展示給用戶(hù)。圖4是在線編譯的關(guān)鍵代碼。

3.2 智能機(jī)器人

本平臺(tái)上引入了第三方接口以加入一個(gè)智能機(jī)器人軟件（如圖5），能夠根據(jù)用戶(hù)的問(wèn)題來(lái)做相應(yīng)回答，還可以查詢(xún)學(xué)習(xí)、生活、天氣、交通等問(wèn)題。根據(jù)智能機(jī)器人等級(jí)，智能機(jī)器人的配置不同。

4 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

系統(tǒng)采用B/S結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)模式，前端頁(yè)面展示技術(shù)采用JSP;數(shù)據(jù)庫(kù)采用MySQL;服務(wù)端采用JavaWeb開(kāi)發(fā)體系。主要技術(shù)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(jìn)行管理項(xiàng)目的構(gòu)建，通過(guò)Maven項(xiàng)目對(duì)象模型用一段代碼來(lái)進(jìn)行管理。

學(xué)生端為主體用戶(hù)端，參與課程學(xué)習(xí)，包含課程詳情瀏覽、歷史記錄等輔助性功能;管理端負(fù)責(zé)管理平臺(tái)系統(tǒng)、學(xué)員、課程、問(wèn)答、講師、相關(guān)資訊等。

4.1 學(xué)生端

學(xué)生端功能以課程學(xué)習(xí)為主，包含課程大綱、課程筆記和在線翻譯功能。學(xué)習(xí)過(guò)的課程將保存進(jìn)數(shù)據(jù)庫(kù)（如圖6），在用戶(hù)中心頁(yè)面展示近期學(xué)習(xí)的課程以及相關(guān)學(xué)習(xí)進(jìn)度（如圖7）。

4.2 管理端

4.2.1后臺(tái)主界面

后臺(tái)管理功能有四個(gè)主要的模塊：平臺(tái)系統(tǒng)管理、學(xué)員管理、課程管理、問(wèn)答管理、講師管理、資訊管理，如圖8所示。

4.2.2 平臺(tái)管理

用于分配平臺(tái)的角色的相應(yīng)權(quán)限，主要是用于后臺(tái)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(tái)內(nèi)容。同時(shí)，管理員能夠給每一個(gè)普通管理員分配權(quán)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(yè)面的輪播圖，可以對(duì)其進(jìn)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(guān)信息，并可以對(duì)其進(jìn)行操作，同時(shí)還可以查看、修改該課程的章節(jié)，如圖11所示。

5 結(jié)束語(yǔ)

自SPOC教學(xué)模式引入以來(lái)，它一直受到高度關(guān)注。本文設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一個(gè)基于SPOC的在線Java課程學(xué)習(xí)平臺(tái)。目前，本平臺(tái)只支持一門(mén)專(zhuān)業(yè)，所以系統(tǒng)仍待豐富與擴(kuò)充。對(duì)傳統(tǒng)教學(xué)的補(bǔ)充是本平臺(tái)的設(shè)計(jì)目標(biāo)，同時(shí)，平臺(tái)的持續(xù)改進(jìn)將由傳統(tǒng)課堂教學(xué)進(jìn)行指導(dǎo)，最終目標(biāo)是將傳統(tǒng)的教室教學(xué)模式改變?yōu)榫€上線下混合式教學(xué)模式。

參考文獻(xiàn)：

[1] 趙磊.高校MOOC創(chuàng)新擴(kuò)散動(dòng)因及路徑研究[D].大連：大連理工大學(xué)，2017.

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

[3] 張玲.SPOC理念下開(kāi)放大學(xué)“小專(zhuān)業(yè)”扁平化教學(xué)模式改革研究[J].廣播電視大學(xué)學(xué)報(bào)（哲學(xué)社會(huì)科學(xué)版），2017（2）：107-113.

【通聯(lián)編輯：王力】