基于WEB的數(shù)字電路交互式學(xué)習(xí)平臺(tái)設(shè)計(jì)

張志勇 李海瑞 張建鋒 代媛

【摘要】論文針對(duì)數(shù)字電路課程學(xué)習(xí)中實(shí)際存在的學(xué)習(xí)零散、缺乏系統(tǒng)性問(wèn)題，開(kāi)發(fā)的一套基于B/S模式，用于數(shù)字邏輯與數(shù)字電路課程教育的交互式學(xué)習(xí)系統(tǒng)，通過(guò)SSH2框架構(gòu)實(shí)現(xiàn)了教師發(fā)布作業(yè)，學(xué)生在線學(xué)習(xí)，下載相關(guān)資料，查看相關(guān)教學(xué)視頻，在線測(cè)試，留言等相關(guān)功能。開(kāi)發(fā)過(guò)程中使用JSP技術(shù)開(kāi)發(fā)界面，數(shù)據(jù)庫(kù)使用MYSQL，達(dá)到了理論教學(xué)與自主學(xué)習(xí)的有機(jī)融合，提高了學(xué)生學(xué)習(xí)的自主性，有利于數(shù)字邏輯電路教學(xué)質(zhì)量的提高。

【關(guān)鍵詞】 WEB ?數(shù)字電路 ?交互式 ?學(xué)習(xí)系統(tǒng)

【中圖分類號(hào)】G718 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A ? ? ?【文章編號(hào)】2095-3089（2015）11-0188-02

隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，信息化教育克服了時(shí)間、 空間等多重障礙，讓教育走向多元化[1]。作為計(jì)算機(jī)相關(guān)的一門(mén)重要的專業(yè)基礎(chǔ)學(xué)科，數(shù)字邏輯電路作為是計(jì)算機(jī)相關(guān)專業(yè)的必修課程，是學(xué)習(xí)計(jì)算機(jī)組成原理的重要基礎(chǔ)。為提高教學(xué)質(zhì)量，加強(qiáng)基礎(chǔ)知識(shí)的學(xué)習(xí)，規(guī)范課程教學(xué)質(zhì)量環(huán)節(jié)，適應(yīng)學(xué)生多元化、個(gè)性化發(fā)展需求[2]，結(jié)合校學(xué)科專業(yè)發(fā)展實(shí)際，開(kāi)發(fā)基于WEB的數(shù)字電路交互式學(xué)習(xí)系統(tǒng)，對(duì)學(xué)生的專業(yè)知識(shí)學(xué)習(xí)進(jìn)行定向提高，彌補(bǔ)課堂教學(xué)中的不足。

一、系統(tǒng)需求分析

本系統(tǒng)作為一個(gè)交互式教學(xué)系統(tǒng)，需要前臺(tái)具有查看信息資訊、教師上傳作業(yè)、學(xué)生下載作業(yè)、瀏覽學(xué)習(xí)資源、在線視頻教學(xué)、在線測(cè)試、留言，用戶注冊(cè)等功能;后臺(tái)具有管理教師信息、管理學(xué)生信息、發(fā)布和管理網(wǎng)站資源、管理留言內(nèi)容、維護(hù)網(wǎng)站等。故對(duì)系統(tǒng)需求分析從業(yè)務(wù)、用戶和功能三個(gè)方面的需求著眼。業(yè)務(wù)需求使用戶對(duì)了解系統(tǒng)中數(shù)據(jù)在各個(gè)業(yè)務(wù)層面間的流動(dòng)方向。用戶需求使用戶對(duì)系統(tǒng)的使用達(dá)到了期望，盡量滿足人性化的要求。功能需求可反應(yīng)該系統(tǒng)要達(dá)到的設(shè)計(jì)要求。

二、運(yùn)用模塊分析

運(yùn)用模塊表示參與者、用例以及其之間的關(guān)系構(gòu)成的描述系統(tǒng)功能的一種動(dòng)態(tài)視圖。為更好的表示系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)流程，使用統(tǒng)一建模語(yǔ)言來(lái)構(gòu)造系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模型。筆者設(shè)計(jì)了三種運(yùn)用模塊即管理員、學(xué)生和教師運(yùn)用模塊。管理員運(yùn)用模塊描述了管理員進(jìn)入后臺(tái)系統(tǒng)之后可執(zhí)行的功能。教師運(yùn)用模塊描述了教師登錄前臺(tái)系統(tǒng)之后可進(jìn)行的操作，包含上傳作業(yè)、查看資源、網(wǎng)站留言。學(xué)生運(yùn)用模塊描述了學(xué)生登錄前臺(tái)系統(tǒng)之后可進(jìn)行的操作，包含下載作業(yè)、查看資源、網(wǎng)站留言。

三、交互式系統(tǒng)設(shè)計(jì)

考慮到系統(tǒng)的主要功能為在線學(xué)習(xí)，使系統(tǒng)達(dá)到良好的跨平臺(tái)能力，選用B/S模型開(kāi)發(fā)以達(dá)到前后臺(tái)分離。學(xué)生通過(guò)簡(jiǎn)明的前端界面，了解WEB的大體結(jié)構(gòu)和基本功能以利于使用。后臺(tái)設(shè)計(jì)滿足方便管理員管理，簡(jiǎn)化操作步驟，提高管理效率目的。從開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)理念上看，遵循面向?qū)ο蟮脑瓌t，將系統(tǒng)設(shè)計(jì)中的不同模塊抽象化，以對(duì)象的形式管理系統(tǒng)信息，保證其穩(wěn)定性和健壯性[3]。并通過(guò)需求分析和運(yùn)用分析，構(gòu)建數(shù)據(jù)庫(kù)需包含教師信息、學(xué)生信息、新聞公告、信息資訊、在線學(xué)習(xí)資源、作業(yè)信息、資料、視頻信息、試卷、留言。

在數(shù)據(jù)庫(kù)的操作方面，用Hibernate中Session負(fù)責(zé)完成對(duì)象的持久化操作。首先，根據(jù)Hibernate配置文件并創(chuàng)建Configuration類的實(shí)例，將Hibernate和Spring整合，配置Application.xml文件。通過(guò)Configuration類實(shí)體創(chuàng)建Session Factory實(shí)例?？紤]到Session Factory的創(chuàng)建消耗較多的系統(tǒng)資源，以保證整個(gè)程序運(yùn)行中SessionFactory是單例。教師、學(xué)生管理模塊通過(guò)RegisterAction傳送到數(shù)據(jù)庫(kù)中，在教師、學(xué)生管理模塊中讀取數(shù)據(jù)庫(kù)中Teacher表和Student表，將結(jié)果顯示到后臺(tái)表格中。管理員選中相應(yīng)用戶信息點(diǎn)擊查看，后臺(tái)會(huì)調(diào)用UserAction中的ViewXXX（）方法，該方法從數(shù)據(jù)庫(kù)中找到相應(yīng)的用戶信息并返回。點(diǎn)擊編輯按鈕，用戶的信息通過(guò)后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)取出之后顯示在JSP的text文本框中，此時(shí)可修改文本框中的用戶信息，修改完成后提交給后臺(tái)UserAction的UpdateXXX（）方法，該方法同樣會(huì)通過(guò)Service層的service方法修改數(shù)據(jù)庫(kù)中對(duì)應(yīng)要修改的用戶信息。點(diǎn)擊刪除按鈕，后臺(tái)執(zhí)行DeleteXXX（）方法，從數(shù)據(jù)庫(kù)中刪除該用戶信息，交互式平臺(tái)首頁(yè)界面如圖1所示。

圖1 交互式平臺(tái)首頁(yè)界面圖

四、系統(tǒng)測(cè)試

本系統(tǒng)測(cè)試包含界面測(cè)試和代碼測(cè)試代碼。首先，用戶帳號(hào)登錄到系統(tǒng)檢測(cè)系統(tǒng)各功能是否都能正常使用，作業(yè)上傳下載、在線學(xué)習(xí)、教學(xué)視頻觀看、資料下載、在線試題測(cè)試等全部功能。在測(cè)試中完全不考慮程序內(nèi)部結(jié)構(gòu)和內(nèi)部特性的情況下，在程序接口進(jìn)行測(cè)試，僅檢查程序功能是否按照需求規(guī)格的規(guī)定而正常使用，程序是否能適當(dāng)?shù)亟邮蛰斎霐?shù)據(jù)而產(chǎn)生正確的輸出信息。在概要設(shè)計(jì)中為每個(gè)模塊指定了具體的測(cè)試計(jì)劃，然后根據(jù)此計(jì)劃進(jìn)行測(cè)試，在實(shí)際測(cè)試中分別對(duì)各模塊如用戶登錄注冊(cè)、信息資訊、作業(yè)管理、在線學(xué)習(xí)、視頻教學(xué)、在線測(cè)評(píng)、留言板、教師管理、學(xué)生管理、公告管理、資訊管理、作業(yè)管理、在線資源管理、視頻管理、試題庫(kù)管理等作了測(cè)試，所有結(jié)果界面正常顯示，實(shí)際與預(yù)期結(jié)果基本一致。

五、結(jié)語(yǔ)

本文根據(jù)數(shù)字電路課程理論性強(qiáng)，學(xué)生較難掌握的特點(diǎn)，從少數(shù)學(xué)生忽視課堂學(xué)習(xí)情況入手，設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)了基于WEB的數(shù)字電路交互式系統(tǒng)。通過(guò)該系統(tǒng)教師可和學(xué)生進(jìn)行課外互動(dòng)，上傳作業(yè)，能夠讓鞏固學(xué)到的知識(shí)。系統(tǒng)采用了Java技術(shù)，使用SSH2框架，使學(xué)生能能達(dá)到學(xué)以致用的目的。本交互式系統(tǒng)在實(shí)踐中進(jìn)展順利，取得了較好的教學(xué)效果，在學(xué)生留言中，92%的同學(xué)對(duì)數(shù)字邏輯課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和教學(xué)態(tài)度給予了肯定，不少同學(xué)反映通過(guò)該系統(tǒng)使自已課程學(xué)習(xí)能力得到了鍛煉和提高。當(dāng)然教學(xué)改革不可能一勞永逸，應(yīng)體現(xiàn)課程的基本規(guī)律和特點(diǎn)，具備創(chuàng)新性和科學(xué)性，需要在實(shí)踐中不斷的努力和探索。

參考文獻(xiàn)：

[1]米雁. 2010. 網(wǎng)絡(luò)與青少年學(xué)生的多元化教育. 現(xiàn)代教育科學(xué)，（02）：31-32.

[2]王月明. 2011. 基于Proteus的數(shù)字電路的課程建設(shè). 軟件導(dǎo)刊，（06）：186-187.

[3] 張少應(yīng)，程傳旭. 2014. 基于Hibernate持久化層的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn). 計(jì)算機(jī)技術(shù)與發(fā)展，（12）：101-104.

項(xiàng)目名稱：西北農(nóng)林科技大學(xué)2012年本科優(yōu)質(zhì)課程建設(shè)項(xiàng)目及2013本科教學(xué)改革研究項(xiàng)目