城市軌道交通實(shí)務(wù)自主學(xué)習(xí)平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

吳偉 王杰 余歡 朱可新 俞楊楊

摘 要：隨著網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與教學(xué)的相互結(jié)合，目前的課程教學(xué)方式也正在發(fā)生著變化，越來(lái)越多的課程都在應(yīng)用著現(xiàn)代技術(shù)。為了適應(yīng)學(xué)生對(duì)城市軌道交通實(shí)務(wù)的學(xué)習(xí)，設(shè)計(jì)了此學(xué)習(xí)平臺(tái)，該平臺(tái)采用.net開(kāi)發(fā)，數(shù)據(jù)庫(kù)采用SQL Server 2008，運(yùn)行此平臺(tái)，學(xué)生可以自主學(xué)習(xí)、與老師互動(dòng)交流、模擬實(shí)訓(xùn)、在線測(cè)試等。方便了學(xué)生對(duì)城市軌道交通實(shí)務(wù)的學(xué)習(xí)，通過(guò)試用普遍反映良好，取得了預(yù)期的效果。

關(guān)鍵詞：軌道交通 學(xué)習(xí)平臺(tái) 模塊 數(shù)據(jù)庫(kù) 開(kāi)發(fā)技術(shù)

中圖分類號(hào)：TP391 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1674-098X（2015）07（b）-0047-03

Abstract：With the combination of network technology and teaching， the present curriculum teaching mode is also changing， more and more courses in the application of modern technology. In order to adapt to the students on actual urban rail transit learning， design the self-study platform， the platform uses .Net development， database using SQL Server 2008， on this platform students can independent learning and teacher interaction， simulation training and online testing. Convenient for students of actual urban rail transit learning， through the trial， generally reflect good and expected results were obtained.

Key words：rail transit；study platform；modeling；database；develop technology

隨著現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的廣泛應(yīng)用，課程教學(xué)與計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)相結(jié)合是一個(gè)發(fā)展趨勢(shì)。目前國(guó)家的精品課程工程大力推動(dòng)了相關(guān)課程資源的共享，起到了引領(lǐng)、示范、帶動(dòng)的作用。課程自主學(xué)習(xí)平臺(tái)有利于學(xué)生的課后復(fù)習(xí)、答疑解惑、與老師互動(dòng)的功能，如果能通過(guò)移動(dòng)終端（例如手機(jī)）訪問(wèn)該平臺(tái)，可以時(shí)時(shí)刻刻進(jìn)行學(xué)習(xí)，方便學(xué)生自主學(xué)習(xí)也利于教師對(duì)課程的展開(kāi)、深入，有利于學(xué)生從傳統(tǒng)的、被動(dòng)地知識(shí)接受轉(zhuǎn)換到自主探索、主動(dòng)學(xué)習(xí)的知識(shí)模式中來(lái)。目前的教學(xué)資料不再是一本書、一份教案，現(xiàn)在的教學(xué)資源非常豐富多彩，即有傳統(tǒng)的資源（如：課程標(biāo)準(zhǔn)、教案、進(jìn)度表、課件等）又有視頻、動(dòng)畫等非傳統(tǒng)資源，網(wǎng)上也有非常多的相關(guān)信息。如果教師能把自己的教學(xué)資源共享給學(xué)生，可以極大地方便學(xué)生對(duì)本門課程的學(xué)習(xí)，對(duì)于優(yōu)化課程的教學(xué)也有好處。

《城市軌道交通實(shí)務(wù)》是計(jì)算機(jī)信息管理專業(yè)的專業(yè)核心課程，也是計(jì)算機(jī)技術(shù)專業(yè)群的中層分立課程，在課程體系上是城市軌道交通方向的專業(yè)基礎(chǔ)課，采用循序漸進(jìn)的方式，從城市軌道交通的概念與歷史，到城市軌道交通系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與施工；接下來(lái)講述城市軌道交通系統(tǒng)的構(gòu)成：軌道、車站與車站設(shè)備、車輛與車輛段、信號(hào)與通信系統(tǒng)、安全防護(hù)管理、客運(yùn)組織管理、行車調(diào)度。由易及難，逐步樹(shù)立起學(xué)生對(duì)城市軌道交通系統(tǒng)有一個(gè)概括性的了解，以形成一個(gè)系統(tǒng)化的概念為原則，達(dá)到理論部分深入了解、技能部分廣泛認(rèn)知的教學(xué)目標(biāo)，最終達(dá)到激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、培養(yǎng)學(xué)生的探究習(xí)慣、積累科學(xué)的學(xué)習(xí)方法，為后續(xù)的《城市軌道交通運(yùn)營(yíng)管理》、《票務(wù)管理》、《城市軌道交通運(yùn)營(yíng)數(shù)據(jù)分析與報(bào)表處理》等專業(yè)課程奠定堅(jiān)實(shí)的理論基礎(chǔ)的目的。也為后續(xù)實(shí)踐環(huán)節(jié)《軌道交通運(yùn)營(yíng)實(shí)訓(xùn)》和《專業(yè)綜合實(shí)訓(xùn)》等打下良好的基礎(chǔ)，達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生具有分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。如果本門課程學(xué)生不完全掌握，后續(xù)課程很難展開(kāi)良好地教學(xué)，如果本門課程學(xué)生能掌握良好，后續(xù)課程的展開(kāi)就會(huì)非常方便。對(duì)學(xué)生在本專業(yè)課程的整個(gè)學(xué)習(xí)過(guò)程也大有裨益。

1 自主學(xué)習(xí)平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

1.1 平臺(tái)的系統(tǒng)架構(gòu)

平臺(tái)采用B/S架構(gòu)，VS2010， IIS（WEB服務(wù)器），數(shù)據(jù)庫(kù)采用SQL Server2008。根據(jù)學(xué)生對(duì)課程學(xué)習(xí)的分析，平臺(tái)主要有如下模塊：課程概況、課程內(nèi)容、課程實(shí)訓(xùn)、互動(dòng)交流、作業(yè)管理、后臺(tái)管理。課程概況和課程內(nèi)容模塊主要介紹課程的教學(xué)方法、教學(xué)條件、提供的學(xué)習(xí)資源等信息，可以讓學(xué)生對(duì)本門課程有一個(gè)全面的了解。課程實(shí)訓(xùn)模塊列出了相應(yīng)的實(shí)訓(xùn)任務(wù)、安排、報(bào)告，學(xué)生可以在模擬平臺(tái)進(jìn)行一些實(shí)驗(yàn)，極大地方便了學(xué)生的實(shí)訓(xùn)。作業(yè)管理模塊學(xué)生可以上傳自己的作業(yè)，查看老師的評(píng)價(jià)，老師可以掌握學(xué)生的作業(yè)情況?；?dòng)交流模塊提供了學(xué)生與學(xué)生、學(xué)生與老師相互間的交流，突破了時(shí)空與時(shí)間的限制，體現(xiàn)了以學(xué)生為中心的自主學(xué)習(xí)。平臺(tái)的整體框圖如圖1所示。

1.2 功能分析

從用戶的角度出發(fā)，根據(jù)權(quán)限的不同，平臺(tái)把用戶分為以下幾種角色，管理員、教師、學(xué)生、訪客。訪客只有對(duì)網(wǎng)站內(nèi)容瀏覽的權(quán)限，通過(guò)注冊(cè)訪客可以成為學(xué)生，學(xué)生可以把系統(tǒng)內(nèi)的課程資源下載供自己學(xué)習(xí)、上傳作業(yè)和修改自己的信息、進(jìn)行互動(dòng)交流，教師可以查看學(xué)生上傳的作業(yè)，可以對(duì)作業(yè)做出批復(fù)，對(duì)互動(dòng)交流模塊的信息進(jìn)行回復(fù)或刪除，教師擁有部分管理員的權(quán)限。管理員擁有最高權(quán)限，可以維護(hù)平臺(tái)的所有信息，可以批準(zhǔn)學(xué)生和教師的注冊(cè)、查看和刪除留言等，可以維護(hù)平臺(tái)上的模塊（增加或刪除）。各種角色的權(quán)限如下：

（1）管理員，擁有最高權(quán)限，可以維護(hù)平臺(tái)的所有信息。可以批準(zhǔn)學(xué)生和教師的注冊(cè)、查看和刪除留言等，可以維護(hù)平臺(tái)上的模塊（增加或刪除）。教師也具有管理員的部分功能。

（2）學(xué)生，要使用平臺(tái)必須注冊(cè)成為學(xué)生才可以，可以維護(hù)自己的信息，查詢課程的相關(guān)資源，向老師提出問(wèn)題、做練習(xí)、上傳作業(yè)、下載資源、自選知識(shí)點(diǎn)學(xué)習(xí)、模擬相關(guān)實(shí)訓(xùn)、參與教學(xué)互動(dòng)。

（3）教師，要使用平臺(tái)必須注冊(cè)成為教師才可以，可以維護(hù)自己的信息，發(fā)布公告、布置作業(yè)、查看學(xué)生的學(xué)習(xí)情況、與學(xué)生互動(dòng)交流，對(duì)課程進(jìn)行管理。

（4）訪客，只擁有瀏覽的權(quán)限，要能使用平臺(tái)的資源，參加互動(dòng)交流必須注冊(cè)成為學(xué)生才可以。

1.3 建模及設(shè)計(jì)

平臺(tái)采用三層，第一層為用戶層，面向?qū)W生，分為PC端和移動(dòng)端（APP）；第二層是業(yè)務(wù)邏輯層，使用IIS服務(wù)器；第三層為數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器層，采用SQL Server2008，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的存取。

根據(jù)2.2的功能分析，用戶關(guān)系用例圖如圖2所示。平臺(tái)中的實(shí)體數(shù)據(jù)主要有教師、學(xué)生、課程資源、試題、留言板等。

1.3.1 平臺(tái)流程設(shè)計(jì)

學(xué)生可以通過(guò)PC端或移動(dòng)端注冊(cè)成為合法用戶，在平臺(tái)上可以瀏覽課程的相關(guān)資源和教師交流、模擬考試、實(shí)訓(xùn)練習(xí)等。教師進(jìn)行課程的管理，包括課程相關(guān)資源的修改、刪除、發(fā)布、查看作業(yè)和學(xué)生進(jìn)行交流學(xué)習(xí)等。管理員對(duì)平臺(tái)進(jìn)行維護(hù)與管理。平臺(tái)的流程如圖3所示。

1.3.2 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)

數(shù)據(jù)是平臺(tái)的靈魂，因此，數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)直接影響著城市軌道交通實(shí)務(wù)自主學(xué)習(xí)平臺(tái)系統(tǒng)的功能。所以數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)應(yīng)該穩(wěn)定，變化的只是處理過(guò)程。本平臺(tái)在側(cè)重信息需求的同時(shí)兼顧處理需要，滿足關(guān)系模型和第三范式理論，直接面向數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)。數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)有如下三個(gè)階段：

（1）需求信息的收集：與同學(xué)、老師討論確定需求的過(guò)程。數(shù)據(jù)如何處理、人員信息、當(dāng)前所使用的數(shù)據(jù)庫(kù)信息等。

（2）數(shù)據(jù)建模：通過(guò)可視化的方式分析數(shù)據(jù)，并最終將業(yè)務(wù)模型轉(zhuǎn)換為數(shù)據(jù)模型，所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)模型用來(lái)創(chuàng)建表、視圖和數(shù)據(jù)庫(kù)所需的處理對(duì)象。

（3）數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)和規(guī)范化：在具體的設(shè)計(jì)過(guò)程中按規(guī)范來(lái)操作，減少數(shù)據(jù)冗余。

根據(jù)平臺(tái)系統(tǒng)所需的信息，以及它們之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，可以確定數(shù)據(jù)庫(kù)中的信息包括以下幾個(gè)方面：

教學(xué)內(nèi)容：?jiǎn)卧Q，主要知識(shí)點(diǎn)，學(xué)習(xí)目標(biāo)及能力要求，學(xué)習(xí)情境。

課件信息：課件名稱，課件內(nèi)容，課件大小，課件類型，課件格式，下載次數(shù)，上傳時(shí)間，上傳者，文件所在地址。

用戶信息：用戶ID，用戶名，密碼，性別，身份，出生日期，民族，政治面貌，入學(xué)時(shí)間，家庭住址，職位，專業(yè)，班級(jí)。

留言信息：留言人，留言主題，留言內(nèi)容，留言時(shí)間。

回復(fù)留言：回復(fù)人，回復(fù)主題，回復(fù)內(nèi)容，回復(fù)時(shí)間，回復(fù)人ID。

作業(yè)處理：編號(hào)，作業(yè)名，作業(yè)介紹，文件大小，文件類型，是否審核，上傳時(shí)間，上傳者。

根據(jù)數(shù)據(jù)庫(kù)需求分析的結(jié)果，可以確定并概括出學(xué)習(xí)平臺(tái)中所包含的實(shí)體及實(shí)體之間的關(guān)系，得出的實(shí)體-關(guān)系E-R圖，如圖4所示。

1.3.3 詳細(xì)設(shè)計(jì)

（1）前臺(tái)是進(jìn)入平臺(tái)的主窗口，它以按鈕的形式為用戶提供導(dǎo)航。在該窗口的設(shè)計(jì)中使用設(shè)計(jì)視圖創(chuàng)建窗體并且單擊按鈕就可以實(shí)現(xiàn)按鈕的相應(yīng)功能，極大地方便了使用者對(duì)平臺(tái)的訪問(wèn)。前臺(tái)母板如圖5所示。

（2）后臺(tái)是管理員登錄系統(tǒng)后，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行維護(hù)和管理，它的功能是方便管理者。后臺(tái)母板如圖6所示。

（3）模塊設(shè)計(jì)-以作業(yè)處理模塊為例。

作業(yè)處理模塊由上傳作業(yè)、我的作業(yè)和作業(yè)處理模塊組成，是為實(shí)現(xiàn)學(xué)生在“上傳作業(yè)”模塊將自己的作業(yè)以word、excel、ppt等形式上傳到平臺(tái)系統(tǒng)中，在文件上傳成功后，會(huì)提示“文件上傳成功”，然后學(xué)生既可以在“我的作業(yè)”模塊中查看自己的作業(yè)狀態(tài)是審核還是未審核，也可以通過(guò)此模塊對(duì)自己的作業(yè)進(jìn)行編輯。而教師則可以在“作業(yè)處理”模塊通過(guò)下載或者編輯對(duì)學(xué)生上傳的作業(yè)進(jìn)行審核或者查看，若教師對(duì)學(xué)生上傳的作業(yè)不滿意，則可以通過(guò)撤消審核，要求學(xué)生對(duì)其作業(yè)進(jìn)行修改，或者刪除，再讓學(xué)生重新提交作業(yè)。效果如圖7到9所示。

2 結(jié)語(yǔ)

該平臺(tái)在學(xué)校軌道交通專業(yè)進(jìn)行了試用，與以前不使用該平臺(tái)相比，教學(xué)效果明顯，尤其在實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)。以前學(xué)生在軌道交通實(shí)訓(xùn)室進(jìn)行實(shí)訓(xùn)，受時(shí)間和場(chǎng)地的限制，使用該平臺(tái)學(xué)生能隨時(shí)進(jìn)行軌道交通相應(yīng)模擬實(shí)訓(xùn)，也為后續(xù)《軌道交通運(yùn)營(yíng)管理》的教學(xué)打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)，學(xué)生普遍反映良好。但移動(dòng)端登錄該平臺(tái)還有時(shí)登錄不上去，大型的模擬實(shí)訓(xùn)還不能完成。今后還要改進(jìn)平臺(tái)移動(dòng)端的登錄和后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)的存取操作來(lái)最大的滿足學(xué)生自主學(xué)習(xí)的需要。本平臺(tái)的開(kāi)發(fā)和使用適應(yīng)了當(dāng)前教學(xué)與互聯(lián)網(wǎng)相結(jié)合的發(fā)展方向，也為課程的教學(xué)改革提供了可以參考的模式。

參考文獻(xiàn)

[1]桑世慶.基于.net的自主招生信息平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào)，2013（34）：209-211.

[2]陸錫聰.基于IIS的WEB相關(guān)課程實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].課程教育研究，2013（7）：254-256.

[3]謝新就.基于網(wǎng)絡(luò)自主學(xué)習(xí)平臺(tái)的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)教學(xué)改革[J].電腦知識(shí)與技術(shù)，2013（9）：7535-7536.

[4]陳艷平.基于自主學(xué)習(xí)平臺(tái)的高職生自主學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)[J].成人教育，2013（2）：63-65.

[5]岳俊梅.基于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的自主學(xué)習(xí)平臺(tái)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].電腦開(kāi)發(fā)與應(yīng)用，2014（6）：22-24.

[6]李少偉，陳永生.城市軌道交通系統(tǒng)運(yùn)行仿真平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].計(jì)算機(jī)應(yīng)用，2014，34（3）：879-883.

[7]李向東，楊昕.基于Android平臺(tái)的移動(dòng)學(xué)習(xí)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].計(jì)算機(jī)時(shí)代，2014（4）：24-26.