基于JSP的電子類專業(yè)微課教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計

王博 李亞文 楊琳

摘 要：以微課為基點，結(jié)合電子類專業(yè)教學(xué)的特點，在分析需求的基礎(chǔ)上，設(shè)計基于微課的電子類專業(yè)視頻在線教學(xué)系統(tǒng)，其包含用戶管理、視頻管理、學(xué)習(xí)進(jìn)度管理、課程論壇等模塊。設(shè)計中選用JSP+SQLserver2000+tomcat的思路，系統(tǒng)從功能模塊、整體構(gòu)架、數(shù)據(jù)庫等方面進(jìn)行設(shè)計。測試顯示，系統(tǒng)功能完整、操作簡單，可擴(kuò)展性和可維護(hù)性良好。

關(guān)鍵詞：JSP；數(shù)據(jù)庫；在線教學(xué)系統(tǒng)；微課

中圖分類號：TP319 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1003-5168（2017）03-0015-04

Abstract： According to the education characteristics of electronic specialty education and the analysis of demand， the electronic professional video On-line teaching system based on micro lesson was designed， which includes user management， video management， learning schedule management， curriculum forums and other modules. In the design， the idea of JSP+SQLserver2000+tomcat was selected， and the system was designed from the function module， the overall framework， database and so on. The test shows that the system has the characteristics of complete function， simple operation， good expansibility and maintainability.

Keywords： JSP；data base；online teaching system ；micro class

1 微課與電子類專業(yè)教學(xué)

微課是目前信息化教學(xué)發(fā)展的熱點[1]。由教育部全國高校教師網(wǎng)絡(luò)培訓(xùn)中心主辦的全國微課教學(xué)比賽將微課的發(fā)展推向高潮[2]。微課主要是以視頻的形式，教師針對某課程的重要知識點或者針對某一教學(xué)環(huán)節(jié)錄制，其時長一般較短（5～15min）[3，4]。對于教師而言，微課能夠突破傳統(tǒng)的教學(xué)模式，運用網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢革新傳統(tǒng)的聽評課模式，對重要知識點進(jìn)行講解分析，更加具有時效性和針對性[5，6]。對于學(xué)生而言，利用微課可以有效利用時間，來完成重點難點問題的預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)[7]。電子類專業(yè)本科學(xué)生專業(yè)課程有其一定的特殊性，電子類專業(yè)課程與實際工程結(jié)合緊密，因此理論教學(xué)與實驗實踐教學(xué)密不可分。但是，往往教學(xué)中由于空間限制，理論和實驗內(nèi)容往往分開進(jìn)行，不能達(dá)到完美的融合。電子類專業(yè)課程需要用到各種開發(fā)軟件和仿真軟件，如matlab、protel等，如何將這些內(nèi)容與理論教學(xué)聯(lián)系起來也是電子類專業(yè)教師常在思考的內(nèi)容。針對上述問題，基于互聯(lián)網(wǎng)的微課，一方面可以利用網(wǎng)絡(luò)優(yōu)勢，另一方面在內(nèi)容上可以不單單限制在理論教學(xué)上，還可以將工程實例和實驗實踐教學(xué)中的關(guān)鍵問題融合進(jìn)去。因此，微課這種教學(xué)與學(xué)習(xí)形式可以很大程度上解決這種問題，這種學(xué)習(xí)方式更加體現(xiàn)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)和工程能力。利用微課的這種教學(xué)和學(xué)習(xí)模式是對傳統(tǒng)教學(xué)的一種重要補(bǔ)充。同時，翻轉(zhuǎn)教學(xué)這一熱門的教學(xué)設(shè)計方法，已經(jīng)廣泛應(yīng)用在高校教學(xué)中，但是對于翻轉(zhuǎn)教學(xué)課前知識和課后知識與課堂知識銜接上需要更多探索，使用微課這一工具，能夠很好地將課前、課中和課后有效銜接在一起[8]。研究表明，現(xiàn)階段我國對微課的研究主要體現(xiàn)在相關(guān)技術(shù)、微課應(yīng)用和教學(xué)平臺設(shè)計上，其中教學(xué)平臺建設(shè)占有很大比重[9]。因此，設(shè)計一套能夠利用微課學(xué)習(xí)的在線教學(xué)系統(tǒng)迫在眉睫，改變教學(xué)方式，通過網(wǎng)絡(luò)完成“碎片化”“個性化”“微型化”學(xué)習(xí)與教學(xué)，提高高校教學(xué)質(zhì)量和人才培養(yǎng)規(guī)格[10]

2 開發(fā)環(huán)境搭建與技術(shù)可行性分析

2.1 系統(tǒng)環(huán)境

2.1.1 軟件環(huán)境。采用Java語言（JDK1.6）作為系統(tǒng)的主要開發(fā)語言，使用MyEclipse10作為系統(tǒng)的主要集成開發(fā)環(huán)境，網(wǎng)頁使用JSP格式，頁面開發(fā)使用Dreamweaver作為設(shè)計軟件，數(shù)據(jù)庫使用sqlserver2000，網(wǎng)絡(luò)服務(wù)器使用tomcat6.0。

2.1.2 硬件環(huán)境。任何包含支持Java的瀏覽器的PC機(jī)。

2.2 技術(shù)可行性分析

基于微課的電子類專業(yè)視頻教學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計應(yīng)包含以下功能，用戶信息管理功能、微課上傳與相關(guān)資料下載、微課管理功能、在線反饋功能。同時系統(tǒng)應(yīng)穩(wěn)定安全，設(shè)計中應(yīng)使用模塊化設(shè)計，以增加系統(tǒng)的可擴(kuò)展性和可維護(hù)性。針對如上要求，選用JAVA+SQLserver2000+tomcat的設(shè)計思路在技術(shù)上是可行的。

3 微教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計

3.1 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計

根據(jù)實際要求設(shè)計的電子類專業(yè)視頻教學(xué)系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示，系統(tǒng)中應(yīng)包含用戶模塊、視頻管理模塊、課程論壇模塊、學(xué)習(xí)進(jìn)度管理模塊、資料下載模塊和線上直播模塊。

3.1.1 用戶模塊。主要是對使用該系統(tǒng)的用戶進(jìn)行的CRUD操作，以及登錄驗證操作，同時可以增加系統(tǒng)的安全性能。系統(tǒng)中設(shè)置三類用戶，分別為教師用戶、學(xué)生用戶和管理員用戶。三類用戶對不同模塊具有不同的使用權(quán)限。

3.1.2 微課視頻管理模塊。完成系統(tǒng)中所用到的微課視頻的播放、上傳與下載、修改與刪除，同時可以針對微課題目進(jìn)行查詢操作。

3.1.3 課程論壇模塊。完成相關(guān)課程以論壇的形式進(jìn)行討論，學(xué)生用戶可以在論壇中反映某一課程的相關(guān)問題；教師用戶可以從論壇中獲取學(xué)生學(xué)習(xí)過程中的疑點和難點問題，從而指導(dǎo)其課堂教學(xué)和微課內(nèi)容。

3.1.4 學(xué)習(xí)進(jìn)度管理模塊。學(xué)生用戶可以查詢自己各個課程所涉及到的微課的學(xué)習(xí)情況。教師用戶可對自己上傳的視頻的閱覽情況進(jìn)行查詢，同時提供報表輸出功能，從而對學(xué)生的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)進(jìn)行監(jiān)控，分析出學(xué)生的學(xué)習(xí)狀況。

3.1.5 資料下載模塊。提供相關(guān)課程的課件、軟件、程序、仿真等資料的下載。

3.1.6 線上直播功能模塊。教師可以在課余時間通過網(wǎng)絡(luò)直播功能，集中時間針對某些問題對學(xué)生進(jìn)行線上教學(xué)和輔導(dǎo)。

3.2 數(shù)據(jù)庫設(shè)計

采用sqlserver2000作為系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫，設(shè)計系統(tǒng)的E-R圖如圖2所示。根據(jù)E-R圖，數(shù)據(jù)庫中共設(shè)置5張表，分別為users表，用于存儲用戶有關(guān)信息，包括用戶ID、用戶名、密碼、性別、班級和用戶類別等信息；course表，用來存儲微課視頻有關(guān)信息，包括微課ID、名稱、課程、制作教師、視頻存儲地址、視頻描述和相關(guān)資料名稱；jindu表，用來存儲學(xué)生所觀看的視頻信息，包括ID、用戶名、班級、微課名和類別；msg表，用來存儲討論信息，包括ID、討論發(fā)出用戶、討論話題題目、內(nèi)容；res表，存儲視頻有資料的相關(guān)信息，包括ID、所屬微課名稱、類別、存儲地址及資料的描述與說明。

3.3 MVC模式各層的實現(xiàn)

系統(tǒng)設(shè)計中采用MVC，即模型（Modle）-視圖-控制的模式實現(xiàn)不同的職能分工。Modle實現(xiàn)系統(tǒng)的業(yè)務(wù)邏輯，設(shè)計中使用JavaBean實現(xiàn)model層。系統(tǒng)涉及到與數(shù)據(jù)庫相關(guān)的各個表格都要寫出其JavaBean，已完成對數(shù)據(jù)庫的各項操作及各種業(yè)務(wù)邏輯，同時也包括數(shù)據(jù)庫連接的JavaBean。View層主要完成與用戶的交互，通常只做用戶UI設(shè)計，系統(tǒng)中所有的view層均用JSP頁面來實現(xiàn)。Controller層是Model層與View層之間溝通的橋梁，可以控制用戶請求調(diào)用的Model并選擇View層的JSP界面來顯示，系統(tǒng)中使用servlet來實現(xiàn)控制層。

以微課的播放為例來說明MVC三層的實現(xiàn)：①定義course表所對應(yīng)的JavaBean、courseBean，其中包括視頻的增刪改查方法、get、set方法和有關(guān)視頻播放的相關(guān)方法；②使用courseServlet處理請求；③填充courseBean、②中所涉及到的業(yè)務(wù)邏輯或數(shù)據(jù)方位代碼得到的最終結(jié)果，將結(jié)果放到①中的courseBean中；④將courseBean存儲在請求、會話中；⑤將請求轉(zhuǎn)發(fā)至播放微課界面play.jsp頁面中；⑥從courseBean中提取微課相關(guān)的數(shù)據(jù)輸出到play.jsp，從而play.jsp頁面得到所要播放的各種參數(shù)，并完成播放功能。

使用MVC這種模式，三層各司其職，獨立分開，可以有效提高開發(fā)的重用性和可擴(kuò)展性。

3.4 視頻播放實現(xiàn)代碼實例

4 測試效果與結(jié)論

經(jīng)測試，系統(tǒng)功能完整，操作簡單實用，同時具有良好的可擴(kuò)展性和可維護(hù)性。微課視頻上傳實現(xiàn)如圖3所示，微課在線視頻學(xué)習(xí)實現(xiàn)如圖4所示。

經(jīng)過系統(tǒng)的建立，實現(xiàn)了適應(yīng)教育發(fā)展的電子類微課視頻教學(xué)系統(tǒng)，通過應(yīng)用該系統(tǒng)使得專業(yè)教學(xué)能趕得上電子類專業(yè)教學(xué)在信息化2.0時代的教育需求。特別針對電子類專業(yè)學(xué)生特點，有針對性地提供了相關(guān)模塊來幫助學(xué)生理解微課內(nèi)容，從而幫助學(xué)生提高理論和實踐能力。

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