基于Web的翻轉(zhuǎn)課堂微視頻管理系統(tǒng)的設(shè)計

任煥海 孫德剛

摘? 要：翻轉(zhuǎn)課堂是混合教學(xué)模式中的一種典型模式，微視頻是翻轉(zhuǎn)課堂經(jīng)常使用的手段之一，但是對于微視頻的管理還處于人工管理，共享不及時，使得對微視頻的總體應(yīng)用效率不高。為了解決微視頻管理水平較低的問題，提升學(xué)生在課堂中微視頻的使用效果，利用現(xiàn)代信息技術(shù)，設(shè)計一個基于Web的翻轉(zhuǎn)課堂微視頻管理系統(tǒng)是非常有必要的。

關(guān)鍵詞：微視頻管理系統(tǒng);Web;MVC模型

中圖分類號：TP311.52? ? ? ?文獻標識碼：A 文章編號：2096-4706（2019）09-0081-03

0? 引? 言

目前，信息社會迅速發(fā)展，教育方式逐漸多元化，傳統(tǒng)的教學(xué)模式已經(jīng)保證不了知識信息的有效傳遞，翻轉(zhuǎn)課堂打破了傳統(tǒng)單一的教學(xué)習(xí)慣，學(xué)生將知識的學(xué)習(xí)提前到課前[1，2]，但僅對教材的預(yù)習(xí)達不到預(yù)期效果，微視頻是對翻轉(zhuǎn)課堂的有效補充，使得學(xué)生能夠根據(jù)課程微視頻，提高對知識點理解的效率。在此背景下，本文設(shè)計開發(fā)了基于Web的翻轉(zhuǎn)課堂微視頻管理系統(tǒng)，能夠有序、高效管理每門課程的微視頻，也方便學(xué)生利用網(wǎng)絡(luò)隨時可以觀看微視頻。

1? 系統(tǒng)實現(xiàn)技術(shù)與工具

1.1? 系統(tǒng)開發(fā)模式及語言

開發(fā)模式主要有B/S模式和C/S模式。C/S模式是指客戶端和服務(wù)器端模式，很多傳統(tǒng)的信息管理系統(tǒng)采用此模式，需要在客戶端安裝客戶端軟件，客戶端把數(shù)據(jù)編輯處理后，通過網(wǎng)絡(luò)將數(shù)據(jù)存儲在服務(wù)器端，可以有效降低服務(wù)器的負載，但是服務(wù)器進行升級時，客戶端也需要進行同樣操作，增加了維護成本。B/S模式是指瀏覽器和服務(wù)器模式，隨著網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展，越來越多的管理系統(tǒng)采用此模式開發(fā)，用戶通過網(wǎng)絡(luò)可以隨時隨地訪問服務(wù)器，提高了辦公的便利性，也可以有效彌補C/S模式的不足[3]。

本系統(tǒng)采用B/S模式[4]，利用Java作為系統(tǒng)的開發(fā)語言，并使用MVC模型三層架構(gòu)對系統(tǒng)進行開發(fā)。MVC模型三層架構(gòu)由模型、視圖和控制器組成，如圖1所示，其主要實現(xiàn)流程如下：用戶通過瀏覽器發(fā)送請求，Servlet作為控制器進行數(shù)據(jù)封裝，可以傳遞給模型，利用JavaBean進行存儲，也可以通過域?qū)ο髮⒎庋b的數(shù)據(jù)傳遞到視圖，由JSP進行數(shù)據(jù)顯示。

1.2? 數(shù)據(jù)庫選擇

數(shù)據(jù)庫是整個微視頻管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)管理單元，對整個系統(tǒng)的運行起到數(shù)據(jù)支撐的作用，方便業(yè)務(wù)邏輯層對于系統(tǒng)數(shù)據(jù)的處理、存儲等操作。對于選擇數(shù)據(jù)庫，要求能夠?qū)?shù)據(jù)庫使用標準的SQL語言進行操作，數(shù)據(jù)庫本身要安裝部署方便，易于維護，經(jīng)濟型較好。目前，常見的關(guān)系型數(shù)據(jù)庫有微軟的SQL Server數(shù)據(jù)庫、甲骨文公司的大型網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫Oracle、嵌入式數(shù)據(jù)庫DB、以及甲骨文公司的開源數(shù)據(jù)庫MySQL[5]，根據(jù)系統(tǒng)的經(jīng)濟、技術(shù)需求，本系統(tǒng)選擇開源的MySQL作為底層數(shù)據(jù)庫，它具有成本低、體積小、靈活性高、速度快等優(yōu)點。

2? 系統(tǒng)需求

2.1? 功能性需求

系統(tǒng)的主要功能需求包括系統(tǒng)管理、教師管理、學(xué)生管理、課程管理、微視頻管理以及學(xué)習(xí)進度和互動管理等，下面對具體分析每個功能的具體需求。

系統(tǒng)管理功能需求，可以進行系統(tǒng)菜單的管理，包括對系統(tǒng)菜單的設(shè)置、刪除、更改等操作;登錄管理，可以對登錄的用戶名和密碼進行密碼重置、刪除用戶等操作。

教師管理功能的需求，主要是對教師個人信息的管理，包括錄入教師信息，對教師信息進行查詢、修改、刪除等操作。

學(xué)生管理功能的需求，可以對學(xué)生注冊的信息進行審核，也可以通過管理員錄入學(xué)生的信息，并可以進行綜合條件查詢學(xué)生信息、更新學(xué)生信息等操作。

課程管理功能的需求，教師可以登錄系統(tǒng)后，錄入開設(shè)的課程，主要包含課程的名稱，課程的授課計劃以及知識點的設(shè)計，并且勾選哪些知識點是需要進行課堂翻轉(zhuǎn)，配合微視頻講解的;教師或管理員也以對已錄入的課程信息進行更新、查詢和刪除操作。

微視頻管理功能的需求，可以上傳視頻，并選擇與之對應(yīng)的某個課程的知識點，上傳視頻后，可以對視頻設(shè)置描述標簽，還可以對視頻進行更新和刪除。

學(xué)習(xí)進度及互動管理功能的需求，要求可以顯示課程的學(xué)習(xí)進度以及單個微視頻的學(xué)習(xí)進度，統(tǒng)計顯示在線學(xué)習(xí)時長;在觀看微視頻時可以在留言區(qū)進行留言，教師和其他學(xué)生可以給予回復(fù);管理員可以對本模塊進行整體管理，對學(xué)習(xí)進度、互動留言進行統(tǒng)計分析。

2.2? 非功能性需求

系統(tǒng)的非功能性需求包括以下幾個方面：

系統(tǒng)界面需求，要求系統(tǒng)界面簡潔大方，頁面風格統(tǒng)一，功能操作簡單，用戶對系統(tǒng)的操作上手快，各級標題的文字大小和文字顏色一致。

系統(tǒng)的安全需求，主要包括物理設(shè)備和信息存儲的安全性，物理設(shè)備是指系統(tǒng)部署的服務(wù)器、交換機以及路由器的安全;信息存儲安全性，是指信息存儲可以達到RAID5的要求，能夠及時備份系統(tǒng)數(shù)據(jù)。

系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性需求，系統(tǒng)運行的時間滿足7*24小時的要求，出現(xiàn)系統(tǒng)故障時可以及時排除和恢復(fù)。

系統(tǒng)性能的需求，主要是指觀看微視頻的響應(yīng)時間的需求，特別是用戶量較大時的響應(yīng)時間不超過6秒。

3? 概要設(shè)計

3.1? 設(shè)計思想

在對微視頻管理系統(tǒng)的功能性需求和非功能性需求進行分析之后，要進入系統(tǒng)的概要設(shè)計階段，主要針對系統(tǒng)的邏輯業(yè)務(wù)進行設(shè)計，總體的業(yè)務(wù)原則是通過Web微視頻管理系統(tǒng)的特點和優(yōu)勢，對翻轉(zhuǎn)課堂的微視頻進行資源管理，為學(xué)生和教師提供便捷的視頻觀看和管理服務(wù)。

系統(tǒng)采用B/S模式進行設(shè)計開發(fā)，學(xué)生或教師通過互聯(lián)網(wǎng)登錄系統(tǒng)，為了提高系統(tǒng)的設(shè)計效果，設(shè)計過程需要遵循系統(tǒng)易用性、可擴展性、穩(wěn)定性等基本設(shè)計原則[6]。

3.2? 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計

微視頻管理系統(tǒng)主要基于系統(tǒng)的需求分析和設(shè)計思想來確定系統(tǒng)架構(gòu)的組織形式以及內(nèi)容，并根據(jù)當前成熟的開發(fā)技術(shù)，對系統(tǒng)進行多個層次的架構(gòu)，本系統(tǒng)采用三層架構(gòu)進行設(shè)計開發(fā)，包括表示層、業(yè)務(wù)邏輯層以及數(shù)據(jù)層，其結(jié)構(gòu)模型如圖2所示。

4? 詳細設(shè)計

系統(tǒng)的詳細設(shè)計主要從每個模塊的實現(xiàn)過程出發(fā)，并配合時序圖進行詳細的描述，由于文章篇幅有限，本部分以微視頻上傳為例，進行闡述。

微視頻上傳的詳細設(shè)計過程如下：用戶在客戶端發(fā)送微視頻上傳的HTTP請求，通過Dispatcher Servlet將用戶請求傳遞給Handler Mapping;Handler Mapping根據(jù)用戶請求的URL匹配與之對應(yīng)的Controller，并將匹配上的Controller反饋給Dispatcher Servlet;Dispatcher Servlet根據(jù)Handler Mapping的返回數(shù)據(jù)，將用戶請求傳遞給響應(yīng)的Controller進行處理;Controller根據(jù)業(yè)務(wù)邏輯和DataModel來處理請求，并將處理完成的數(shù)據(jù)分裝成ModelView，傳遞給Dispatcher Servlet;Dispatcher Servlet將接收到的ModelView中的ViewName傳遞給ViewResolver，ViewResolver對視圖解析后獲取返回頁面的URL，將其傳遞給Dispatcher Servlet;Dispatcher Servlet將獲取到的模型注入到View中;最后將數(shù)據(jù)顯示在頁面上，反饋給客戶端。

微視頻上傳的時序圖如圖3所示。

5? 系統(tǒng)測試

系統(tǒng)測試是在系統(tǒng)交付前對系統(tǒng)進行的一次全面的檢查，對發(fā)現(xiàn)的問題及時修復(fù)。本系統(tǒng)采用V型測試模型以及黑盒測試法，對系統(tǒng)進行功能性測試、非功能性測試以及文檔測試。通過測試，系統(tǒng)性能良好，達到了需求規(guī)格預(yù)期的要求。

6? 結(jié)? 論

針對翻轉(zhuǎn)課堂微視頻的管理水平低的問題，本文利用現(xiàn)代信息技術(shù)設(shè)計完成了基于Web的微視頻管理系統(tǒng)，為方便、高效的管理微視頻提供了平臺，也為教師和學(xué)生實現(xiàn)翻轉(zhuǎn)課堂奠定了基礎(chǔ)。

參考文獻：

[1] 李甦，白柯晨.翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)設(shè)計與實踐問題研究 [J].成人教育，2019（4）：27-31

[2] 高冉，毛蕓.基于微視頻的課內(nèi)翻轉(zhuǎn)模式在研究生信息素養(yǎng)教育課程的實證研究——以北京師范大學(xué)為例 [J].情報探索，2019（3）：69-73.

[3] 梁靜，趙海霞，謝雨萌.基于NAS的高校音視頻教學(xué)資源管理系統(tǒng)的設(shè)計與應(yīng)用 [J].軟件導(dǎo)刊（教育技術(shù)），2019，18（2）：73-75.

[4] 范光明.基于微信小程序的行車記錄系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn) [D].長春：吉林大學(xué)，2018.

[5] 林燕發(fā).某技校在線教育系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn) [D].成都：電子科技大學(xué)，2018.

[6] 亓遠.基于Web的視頻信息管理系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn) [D].西安：西安電子科技大學(xué)，2017.

作者簡介：任煥海（1985.02-），男，漢族，山東德州人，講師，碩士，研究方向：智能系統(tǒng)設(shè)計、圖形圖像處理;孫德剛（1978.04-），男，漢族，山東德州人，高級工程師，學(xué)士學(xué)位，研究方向：教育信息化、軟件開發(fā)。