高校選修課程在線視頻學習系統(tǒng)研究與設(shè)計

孫清亮，楊 威

（山西師范大學 教育技術(shù)與傳媒學院，山西 臨汾041000）

高校選修課程在線視頻學習系統(tǒng)研究與設(shè)計

孫清亮，楊 威

（山西師范大學 教育技術(shù)與傳媒學院，山西 臨汾041000）

選修課程是高校為提高在校學生自身修養(yǎng)而設(shè)置的課程，在線視頻學習系統(tǒng)將主講教師的視頻資源上傳至網(wǎng)上進行教學，能夠極大地減少人力、物力、時間的浪費，同時結(jié)合師生在線互動，能夠提高大學選修課程的作用，增強高校教育信息化程度。

選修課程；網(wǎng)絡(luò)化學習；網(wǎng)絡(luò)在線互動

高校選修課程在線視頻學習系統(tǒng)是一個用于高校師生在線教與學的綜合平臺，是集在線學習、交流、考試等功能于一身的教學平臺，是信息技術(shù)和教學設(shè)計的緊密結(jié)合。將高校選修課程用在線視頻學習的方式呈現(xiàn)并實施，不僅提高了教學效果，而且減少了教師重復(fù)講課的次數(shù)，既能在不同分校區(qū)避免教學資源的浪費，也可在不同地域、不同高校間共享教學資源。結(jié)合在線答疑、習題測驗、考試模塊，更好地解決學生在學習過程中遇到的問題，使學生的知識水平呈螺旋式上升，也更有利于教師、教育專家們統(tǒng)計教學效果。

一、系統(tǒng)功能特點

目前，許多高校的精品課程還只是停留在初級階段，有的只是僵尸網(wǎng)站。初期建站時，上傳有大綱、講義、PPT演示文稿、留言板、上課視頻片段。后期維護階段卻疏于管理、維護，基本上建站初期什么樣，一兩年后仍舊是什么樣。隨著計算機、網(wǎng)絡(luò)、手機等上網(wǎng)設(shè)備的普及，越來越多的人開始喜歡并習慣了在網(wǎng)上學習，這也促進一些實用的在線學習網(wǎng)站迅速崛起和發(fā)展。

1.采用分級管理的方式設(shè)計

分級管理的特點在于分級，當一個系統(tǒng)中出現(xiàn)不同身份、不同年齡層次的用戶時，就需要按用途、功能等性質(zhì)分類管理。比如教師與學生就分屬于兩個不同的身份，前者是教學資源的發(fā)布者，管理自己的講義、回復(fù)學生的留言、上傳課程視頻文件、查看學習成績等；后者則是學習的主體，在系統(tǒng)中瀏覽課程視頻，有疑問時發(fā)布留言、參加課后測試、期末考試等。另外系統(tǒng)中還有管理員和訪客兩種身份，管理員可以修改系統(tǒng)配置、開放期末考試、批量導(dǎo)入教師和學生信息、發(fā)布公告等。而訪客只能訪問有限資源。分級管理模型如圖1所示。

圖1 分級管理模型

2.前后臺采用不同的界面設(shè)計

打開此系統(tǒng)，各類用戶按照自己的角色訪問不同的網(wǎng)址，除訪客外要輸入不同的用戶名、密碼，通過不一樣的登錄驗證，系統(tǒng)會賦予各種角色不同的使用權(quán)限。系統(tǒng)管理員和教師登錄后的管理界面比較相近，發(fā)布、上傳的用途較多。系統(tǒng)管理員要保證系統(tǒng)的正常運行，需要批量導(dǎo)入師生信息，還要批量上傳課程視頻、清空留言垃圾、開放部分功能（如期末考試、師生留言）。教師上傳各自的課程視頻、教學大綱、講義、課后習題。學生則打開不一樣的登錄、管理界面，進行常規(guī)在線學習、留言、向教師咨詢、電子筆記、彈幕等。

3.采用四種不同的權(quán)限設(shè)計

本系統(tǒng)共有四種不同的權(quán)限，即系統(tǒng)管理員、教師、學生、訪客。管理員需要訪問http://202.207.166.73/Admin，輸入管理員的用戶名、密碼、圖形驗證碼，可以對系統(tǒng)進行高級管理。教師則通過訪問http://202.207.166.73/ Teacher，打開類似的管理界面，輸入教師的用戶名、密碼、圖形驗證碼后，即擁有為其分配的權(quán)限，進行相應(yīng)的管理。訪客則直接訪問http://202.207.166.73/，打開課程視頻資源，包括課程門類（如：文學、藝術(shù)、人文、自然），分屬于門類下的課程名稱（如：文學門類下的古典小說研究、古典詩詞鑒賞、中國哲學通論等），相應(yīng)課程下的所有視頻課程列表（如：古典詩詞鑒賞下的鑒賞理論基礎(chǔ)、創(chuàng)作基本手法、鑒賞基本環(huán)節(jié)、鑒賞能力分解、鑒賞常識介紹等）。

4.搜索關(guān)鍵詞、主題推送功能

本系統(tǒng)擁有資源搜索功能，訪問前臺界面的用戶可以在搜索功能區(qū)中輸入要搜索的關(guān)鍵詞，包括視頻課程名稱、教師信息、主講人信息、大綱等內(nèi)容，系統(tǒng)會在數(shù)據(jù)庫中查找包含該關(guān)鍵詞的結(jié)果并呈現(xiàn)，還會將該關(guān)鍵詞保存至數(shù)據(jù)庫，進行相應(yīng)的統(tǒng)計，比如關(guān)鍵詞排名，在系統(tǒng)首頁上依據(jù)點擊或搜索次數(shù)的排名，按順序顯示關(guān)鍵詞，這樣師生便可以查看時下流行的內(nèi)容。相關(guān)推送功能則是學生登錄后，在系統(tǒng)中瀏覽過的視頻資源、關(guān)鍵詞、搜索條目等信息會被保存至數(shù)據(jù)庫中，系統(tǒng)會根據(jù)這些信息分析該學生的喜好，在網(wǎng)站相應(yīng)的位置顯示學生可能感興趣的資源，進行有針對性的個性化資源推薦。

二、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)與功能設(shè)計

本系統(tǒng)中管理員可以使用的功能模塊主要包括教師管理、學生管理、門類管理、科目管理、視頻管理、留言管理、關(guān)鍵詞管理、統(tǒng)計管理、安全管理等九大模塊，其如圖2所示。

圖2 管理員的功能模塊

教師可以使用的模塊主要包括視頻管理、習題管理、試題管理、留言管理、安全管理、成績管理等六大功能，其如圖3所示。

學生可以使用的模塊主要有視頻管理、習題管理、試題管理、留言管理、安全管理、成績管理，雖與教師的模塊數(shù)量上一致，但權(quán)限較低，比如只能瀏覽課程視頻資源，而不能進行修改。其如圖4所示。

圖3 教師的功能模塊

圖4 學生的功能模塊

1.用戶角色分析

根據(jù)使用該系統(tǒng)的身份與目的，可以把用戶分為系統(tǒng)管理員、教師、學生、訪客四類用戶。

系統(tǒng)管理員是高校選修課程在線視頻學習系統(tǒng)的主要管理與維護人員，系統(tǒng)能否正常運行，全靠管理員的全局掌控。管理員要在初期將服務(wù)器操作系統(tǒng)安裝并配置好，安裝Web容器、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、殺毒軟件，并打好系統(tǒng)補丁，這些都是保證系統(tǒng)正常運行的基礎(chǔ)工作。將本系統(tǒng)部署到服務(wù)器之后，要及時設(shè)置管理員密碼并做好備份。然后進入門類管理模塊，添加課程門類：文學、藝術(shù)、人文、自然。再使用科目管理模塊，在某個門類（如文學）下，添加相應(yīng)科目。如：古典詩詞鑒賞下的鑒賞理論基礎(chǔ)、創(chuàng)作基本手法、鑒賞基本環(huán)節(jié)、鑒賞能力分解、鑒賞常識介紹。批量上傳課程視頻、大綱、講義。可以將近期比較重要的關(guān)鍵詞置頂，以方便學生最先關(guān)注到該關(guān)鍵詞。待有了相應(yīng)的資源后，管理員便可以添加、批量導(dǎo)入教師和學生信息，根據(jù)教師姓名或編號、學生姓名或?qū)W號自動生成登錄用戶名、密碼。管理員可以不定期地發(fā)布公告，以便通知學生和教師完成相應(yīng)的任務(wù)。臨近期末，管理員需開啟考試入口，以便學生可以在某個時段內(nèi)完成考試，之后便可統(tǒng)計視頻播放次數(shù)、關(guān)鍵詞點擊次數(shù)、課后習題正確率、期末考試成績、教師教學效果分析、學生學習效果評價。最后還需做好系統(tǒng)備份，以防系統(tǒng)崩潰或服務(wù)器故障。

2.序列模型設(shè)計

管理員訪問系統(tǒng)Web頁面，輸入用戶名、密碼后，將輸入的文本信息發(fā)送至在線視頻學習系統(tǒng)中，然后在數(shù)據(jù)庫中查詢信息，得到查詢結(jié)果，系統(tǒng)會做出反饋以示其輸入驗證通過，并以Web頁面的形式發(fā)送到客戶端。管理員登錄成功之后，便獲得相應(yīng)的管理權(quán)限，即可對系統(tǒng)進行查看、修改、維護等操作。以最簡單的查看信息為例，管理員發(fā)出要查看信息的請求，比如點擊某個鏈接，便以查詢字符串形式向系統(tǒng)發(fā)出Request請求，系統(tǒng)收到查詢字符串，進行相應(yīng)的處理，比如文字編碼、防SQL注入等，然后對數(shù)據(jù)庫進行查詢。得到查詢結(jié)果后，系統(tǒng)再以HTML格式化的形式做出Response響應(yīng)，并將有意義的信息呈現(xiàn)到客戶端。如果管理員點擊了退出按鈕，便向系統(tǒng)發(fā)出請求，系統(tǒng)在清除會話狀態(tài)以后，向客戶端反饋清除結(jié)果，比如撤銷相應(yīng)的管理權(quán)限：修改、維護等。序列模型如圖5所示。

圖5 序列模型

三、系統(tǒng)主要模塊用例設(shè)計

本系統(tǒng)的主要功能，可通過用例模型來進行形象說明，列舉如下：

1.權(quán)限管理模塊設(shè)計

權(quán)限管理模塊可管理四種角色，分別是系統(tǒng)管理員、教師、學生、訪客，每種角色擁有不同權(quán)限。系統(tǒng)管理員權(quán)限最高，可對整個系統(tǒng)所有功能進行設(shè)置，并可管理其他三種角色。教師和學生的權(quán)限較管理員相對低一些，但卻是系統(tǒng)中較為主要的兩種主體。教師可以上傳課程視頻、課后習題、期末試卷；給分、查看學生成績；回復(fù)學生關(guān)于課程咨詢的留言。學生可以在線觀看課程視頻；完成課后習題、考試；查看自己的成績；向教師咨詢；與同學互相交流。權(quán)限管理如圖6所示。

圖6 權(quán)限管理

2.視頻管理模塊設(shè)計

系統(tǒng)管理員、教師、學生都可管理視頻，但管理員所持的權(quán)限最高，可使用的功能更多。比如管理員可以批量上傳或刪除課程視頻，修改所有教師的視頻信息，限制教師上傳的視頻文件大小、格式等。教師只能對自己的課程視頻進行上傳和修改，對其他課程的視頻不能修改。學生只對課程視頻擁有搜索、瀏覽、收藏等功能。訪客只能搜索、瀏覽課程視頻資源。

3.留言管理模塊

系統(tǒng)管理員、教師、學生同樣都可管理留言。管理員可開啟或關(guān)閉系統(tǒng)留言功能，亦可批量刪除留言，為了安全起見，可對留言內(nèi)容做屏蔽字處理，比如將“黑客”隱匿，而用“**”代替。教師可對本門課程視頻的留言進行查看、回復(fù)、刪除。而學生可對任何觀看過的視頻進行留言，查看對自己的回復(fù)。

四、系統(tǒng)核心功能的實現(xiàn)

本系統(tǒng)采用安全性、穩(wěn)定性、簡便性等更突出且面向?qū)ο蟮腃#程序語言進行編寫，在比較強大、健壯的Microsoft.NET平臺搭建系統(tǒng)。集成開發(fā)環(huán)境使用功能強大的VisualStudio2012進行開發(fā)。數(shù)據(jù)庫采用Microsoft SQL Server平臺，具有使用方便、可伸縮性較好、與C#語言集成方便、在全球使用廣泛等特點。Web服務(wù)器容器采用IIS 7.0，在Windows Server 2008中默認安裝，安全性更高，圖形化操作界面使得配置更方便，集成一整套管理工具，為廣大程序員提供了便利，內(nèi)建了Asp.NET可擴展性。客戶端代碼采用HTML+CSS+DIV，腳本代碼使用JavaScript語言。為了提供更好的用戶友好性能，加入AJAX支持，比如圖片預(yù)載入功能可以減少用戶等待時間；視頻漸進過程中，每隔1分鐘保存一次播放進度；考試答題過程中，可以保存文字草稿，以防斷電、斷網(wǎng)等意外。

下面是視頻播放的部分關(guān)鍵代碼：

五、系統(tǒng)應(yīng)用

本系統(tǒng)于2014年底試用于某所大學的通修通選課程，基本滿足了該所高校選修課程的網(wǎng)上學習需求，實現(xiàn)了學校教務(wù)處的預(yù)期要求。管理員和教師都能很快上手，簡便靈活地使用該系統(tǒng)發(fā)布視頻、教學大綱、課后習題、期末考試，學期末可以打印考試成績，導(dǎo)入至統(tǒng)計軟件中，可以分析教師的教學效果、學生的學習效率等。高校學生可在本學期的任何時間、任何地點方便地使用該系統(tǒng)進行學習，即使部分學生因故請假，在家同樣可以完成選修課程的在線學習。鑒于本系統(tǒng)的順利開發(fā)及試用成功，系統(tǒng)獲得學校領(lǐng)導(dǎo)、師生的一致認可?，F(xiàn)已著手開發(fā)通修通選課程視頻學習系統(tǒng)APP，希望可以實現(xiàn)真正的移動學習。

[1]黃榮懷.計算機支持的協(xié)作學習——理論與方法[M].北京:人民教育出版社,2003.

[2](意)埃斯帕斯托著,施平安譯.DinoEsposito.ASP. NET2.0技術(shù)內(nèi)幕[M].北京:清華大學出版社,2006.

[3](美)KarliWatson，ChristianNagel著,齊立波譯.KarliW atson,ChristianNagel.C#入門經(jīng)典[M].北京:清華大學出版社,2006.

[4]王建華,湯世明,謝吉容.ASP.NET2.0動態(tài)網(wǎng)站開發(fā)技術(shù)與實踐[M].北京:電子工業(yè)出版社,2007.

[5]李峰,晁陽.JavaScript開發(fā)技術(shù)詳解[M].北京:清華大學出版社,2009.

[6]楊威.一種用于網(wǎng)上學習的智能答疑模型[J].計算機工程,2003(12):173-175.

[7]江雨燕.基于W eb的協(xié)同學習系統(tǒng)的設(shè)計與應(yīng)用[J].微機發(fā)展,2003(11):81-83.

[8]王時繪,陳志雄,朱榮釗.ASP.NET AJAX在W eb開發(fā)中的應(yīng)用[J].計算機與信息技術(shù),2008(Z1).

[9]朱征宇,陳燁,常紅要等.網(wǎng)站界面設(shè)計用戶體驗[J].重慶理工大學學報(自然科學版),2010(8):37-42.

[10]陳琳,王矗,李凡等.創(chuàng)建數(shù)字化學習資源公建眾享模式研究[J].中國電化教育,2012(1):73-77.

[11][EB/OL].微軟官方網(wǎng)站:http://www.asp.net/ajax.

[12][EB/OL].http://code.google.com/intl/zh-CN/apis/ maps/documentation/.

[13]孫亞民.開發(fā).Net平臺應(yīng)用系統(tǒng)框架[DB/OL]. http://www.ASPCool.com.

（編輯：楊馥紅）

TP311.56

B

1673-8454（2015）15-0078-05