一個(gè)計(jì)算機(jī)專業(yè)在線學(xué)習(xí)網(wǎng)站的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

王琨　張艷榮　趙世杰　李嘉濤　董瑋佳　李東旭

關(guān)鍵詞：在線學(xué)習(xí)網(wǎng)站；計(jì)算機(jī)專業(yè)；數(shù)據(jù)庫

中圖分類號：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1009-3044（2023）10-0047-03

0 引言

新冠疫情期間，在線教育模式已成為學(xué)生居家學(xué)習(xí)最廣泛采用的教學(xué)手段，滿足了師生多樣化的需求。計(jì)算機(jī)專業(yè)是高校新工科的重要組成部分，計(jì)算機(jī)專業(yè)人才在就業(yè)市場中尤為搶手，但都要求學(xué)生具備一定的工程實(shí)踐能力[1]。計(jì)算機(jī)專業(yè)傳統(tǒng)線下教學(xué)往往存在課程內(nèi)容相對落后、重理論輕實(shí)踐、師資隊(duì)伍不充足、教學(xué)模式不完善等問題[2]。因此，廣大教育工作者勢必要持續(xù)開展高等院校計(jì)算機(jī)專業(yè)課程在線教育改革，并與傳統(tǒng)教育結(jié)合以提升計(jì)算機(jī)專業(yè)的教學(xué)質(zhì)量。

本網(wǎng)站設(shè)計(jì)的初衷就是將計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)習(xí)內(nèi)容利用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的方式提供給廣大學(xué)生，發(fā)揮出在線教育的優(yōu)勢。該平臺采用C#語言，以及Visual Studio2019進(jìn)行開發(fā)，以ASP.NET MVC4為框架，SQL Server進(jìn)行數(shù)據(jù)庫管理，實(shí)現(xiàn)了登錄、注冊、教師發(fā)布課程視頻、上傳作業(yè)，學(xué)生在線學(xué)習(xí)、回答問題等功能，其最根本的目的給廣大的計(jì)算機(jī)專業(yè)的學(xué)生提供一個(gè)學(xué)習(xí)和交流的平臺[3]。

1系統(tǒng)開發(fā)技術(shù)

1.1 C#語言

C#語言是結(jié)合了C、C++語言而誕生的一門語言，由Microsoft開發(fā)設(shè)計(jì)。它語法、使用都很簡單，安全性比較高，C#語言具有非常強(qiáng)大的功能，逐漸成為應(yīng)用廣泛的計(jì)算機(jī)語言。該語言有很大的優(yōu)勢，它不需要進(jìn)行指針操作；支持匿名方法以及類型；語法結(jié)構(gòu)正式，它和Java語言極其相似，深受Java使用者的歡迎，逐漸成為受歡迎的語言之一。

1.2 Visual Studio 2019 開發(fā)工具

Visual Studio 2019是由微軟公司開發(fā)的MicrosoftVisual Studio 系列中的最新版本，Visual Studio（簡稱VS）是目前為止最流行的集成開發(fā)環(huán)境。它的源代碼編輯器非常強(qiáng)大，插件庫的龐大也是一般開發(fā)工具無法比擬的，它能夠編譯C、C++、PHP等多種語言。可以幫助開發(fā)編譯者迅速創(chuàng)建新項(xiàng)目，提高開發(fā)的速度，該工具運(yùn)行快速，窗口簡潔，在編程人員中使用最廣泛，能夠提高開發(fā)效率，縮短開發(fā)周期，是一款強(qiáng)大的開發(fā)工具。

1.3 SQL Server 數(shù)據(jù)庫

SQL Server數(shù)據(jù)庫是由Microsoft SQL Server以及Sybase SQL Server兩個(gè)子數(shù)據(jù)庫組成的，數(shù)據(jù)庫能夠?qū)崿F(xiàn)對數(shù)據(jù)進(jìn)行有效的組織、存儲以及調(diào)出的軟件。數(shù)據(jù)庫的安全關(guān)系到整個(gè)計(jì)算機(jī)系統(tǒng)的安全，數(shù)據(jù)庫具有可擴(kuò)展、高性能等特點(diǎn)，能夠充分發(fā)揮出Win?dowsNT的優(yōu)勢，可以降低數(shù)據(jù)冗余，在儲存大量數(shù)據(jù)信息的同時(shí)，又能夠做到查詢、訪問非常方便，它的系統(tǒng)管理非常先進(jìn)，支持多種方法的系統(tǒng)管理，事務(wù)處理功能非常強(qiáng)大，具有多種保證數(shù)據(jù)完整性的方法，用戶體驗(yàn)感好。

1.4 ASP.NET MVC4框架

ASP.NET MVC4框架，于2012年9月正式發(fā)布，ASP.NET MVC 是一種廣泛用于Web 構(gòu)建的框架。MVC主要將Web的構(gòu)建分解成三個(gè)重要的方面，一是模型（Model），二是視圖（View），三是控制器（Con?troller）。ASP.NET MVC4在ASP.NET MVC的基礎(chǔ)上新增了許多功能，例如：項(xiàng)目模板的增強(qiáng)、手機(jī)項(xiàng)目模板的增加、支持異步控制器以及顯示模式等。ASP.NET MVC4提供了許多默認(rèn)的功能，使用方便，提高效率，能夠?yàn)殚_發(fā)項(xiàng)目節(jié)省了很多時(shí)間。

2系統(tǒng)分析

2.1 功能需求分析

該系統(tǒng)的需求主要源于計(jì)算機(jī)專業(yè)學(xué)生對專業(yè)理論學(xué)習(xí)和實(shí)踐操作越來越重視，為了滿足學(xué)生的要求，開發(fā)出一款真正能幫助學(xué)生在線學(xué)習(xí)的平臺。該系統(tǒng)要用于幫助教師上傳課程視頻，學(xué)生觀看視頻，在視頻中學(xué)習(xí)。主要實(shí)現(xiàn)登錄注冊功能（主要實(shí)現(xiàn)用戶注冊，系統(tǒng)主要分為教師、學(xué)生兩種角色，并賦予相應(yīng)權(quán)限。兩種角色不可以轉(zhuǎn)換）、課程管理（主要實(shí)現(xiàn)教師添加、修改以及刪除課程，上傳課程名稱、簡介、簡介以及課程視頻）、查看視頻課程（主要實(shí)現(xiàn)教師與學(xué)生觀看課程視頻）、上傳/下載作業(yè)（主要實(shí)現(xiàn)教師和學(xué)生上傳作業(yè)和下載作業(yè)）、添加測試考題（主要實(shí)現(xiàn)教師添加、編輯、刪除測試考題）、作業(yè)評分（主要實(shí)現(xiàn)教師在看完學(xué)生上傳的作業(yè)后給予學(xué)生作業(yè)分?jǐn)?shù)）、在線測試答題（主要實(shí)現(xiàn)教師與學(xué)生在線回答測試問題）、評論留言（主要實(shí)現(xiàn)教師與學(xué)生能夠在課程下方評論留言等功能）。因此，該系統(tǒng)既要解決用戶的問題，滿足用戶的基本需求，還要操作流暢、符合大眾審美、運(yùn)行穩(wěn)定、安全性高、具有可延展性，方便以后新功能的開發(fā)。

2.2 數(shù)據(jù)流程分析

線上課學(xué)習(xí)平臺是一款典型的信息瀏覽系統(tǒng)，在無須注冊與登錄時(shí)就可以查看該系統(tǒng)的大致內(nèi)容，能夠觀看課程視頻、下載作業(yè)等，提前看到平臺內(nèi)的信息用來吸引用戶注冊該系統(tǒng)，只有注冊了該系統(tǒng)才能夠在線答題，留言評論等，所以該系統(tǒng)的注冊功能對于用戶來說是不強(qiáng)制的，根據(jù)用戶自愿注冊，但是想要使用更多的功能就需要注冊該平臺，因此該系統(tǒng)也設(shè)計(jì)出了簡潔有效的注冊功能系統(tǒng)。根據(jù)登錄的數(shù)據(jù)，系統(tǒng)接收到該動(dòng)作數(shù)據(jù)，并輸入到數(shù)據(jù)庫，運(yùn)行對應(yīng)的操作語句，最終將反饋的結(jié)果呈現(xiàn)到顯示頁面上[4]。

1層為系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流圖。系統(tǒng)包含兩種實(shí)體角色即用戶和管理者，用戶數(shù)據(jù)流表示用戶功能，包括選擇學(xué)習(xí)系統(tǒng)功能、上傳作業(yè)、問題討論、瀏覽信息等；管理者用戶數(shù)據(jù)流包括發(fā)布課程信息、上傳、下載作業(yè)、添加測試、對信息進(jìn)行更改等。

2 層為作為管理員的權(quán)限操作的后臺數(shù)據(jù)流程圖。管理員可以通過添加、修改和刪除來管理系統(tǒng)，管理者作為主要的操作角色，其數(shù)據(jù)流中的權(quán)限可以對用戶信息進(jìn)行增刪查改。

3系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理

線上課學(xué)習(xí)平臺是典型的信息發(fā)布與管理系統(tǒng)網(wǎng)站。系統(tǒng)是遵循面向?qū)ο蟮睦碚撻_發(fā)實(shí)現(xiàn)的，系統(tǒng)的設(shè)計(jì)符合用戶的操作行為，秉持著安全性、實(shí)用性、便捷性的要求，根據(jù)用戶對在線學(xué)習(xí)方面的需求設(shè)計(jì)開發(fā)的，并且嚴(yán)格地要求了系統(tǒng)的安全性、可維護(hù)性以及可擴(kuò)展性。該系統(tǒng)是幫助用戶解決在線學(xué)習(xí)的問題，讓受影響因素較大的好學(xué)人員能夠安心學(xué)習(xí)，提升自己。讓學(xué)生擁有一個(gè)可隨時(shí)學(xué)習(xí)、在線測試、互相交流學(xué)術(shù)性問題的平臺。

3.2功能模塊設(shè)計(jì)

系統(tǒng)具有兩種角色，在注冊賬號時(shí)，可選擇注冊教師賬號還是學(xué)生賬號，根據(jù)注冊的角色設(shè)定不同，每個(gè)賬號擁有的功能權(quán)限不同。

教師角色：教師可以管理課程，可對計(jì)算機(jī)專業(yè)相關(guān)課程進(jìn)行添加、編輯、刪除等操作，上傳課程視頻等。教師可針對課程視頻布置課后作業(yè)，在學(xué)生做完作業(yè)上傳后，教師可以對學(xué)生的作業(yè)進(jìn)行評分。教師可以添加模擬測試題，以供學(xué)生在線測試答題。教師還可以對課程評論留言等。

學(xué)生角色：學(xué)生可以在線觀看學(xué)習(xí)課程視頻，還可以下載老師上傳的作業(yè)文檔，學(xué)生也可以上傳自己的作業(yè)文檔，以便老師查看，可以對課程進(jìn)行評論留言自己的問題以及感受，學(xué)生還可以在線測試答題等。

該系統(tǒng)的用例圖如圖1所示。

3.3 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)

數(shù)據(jù)庫是對數(shù)據(jù)管理的一種方式，若是其他的管理方式，用文件管理數(shù)據(jù)是分散的，文件之間沒有關(guān)系。利用數(shù)據(jù)庫，通過模型將數(shù)據(jù)之間聯(lián)系起來。該系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫名字為MySQL1。該系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫表主要有用戶信息表、課程信息表、測試信息表、分?jǐn)?shù)信息表、評論留言表、作業(yè)信息表六大表，對在線答疑模塊的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總顯示在網(wǎng)頁中。

3.4 主界面

該界面為線上課學(xué)習(xí)平臺的主界面，所有的用戶進(jìn)入該網(wǎng)站最先看到的界面，該界面頂部是該平臺注冊的入口，用戶可在此處注冊賬號；接下來是課程的搜索框，該搜索對全平臺的課程進(jìn)行搜索，能夠幫助用戶快速找到想要學(xué)習(xí)的課程；然后是四個(gè)標(biāo)簽欄。首頁、線上課堂、模擬測試、學(xué)霸榜單等，下面是ban?ner位，能夠?qū)υ撈脚_起到宣傳的作用，最后是熱門課程的推薦，按照課程的瀏覽順序排序，瀏覽最多的課程會排在前面；右側(cè)是該平臺的登錄入口，用戶可在此界面登錄。該界面主要是將平臺內(nèi)的大致功能展示出來，系統(tǒng)調(diào)取了課程信息表中的數(shù)據(jù)顯示在此界面。產(chǎn)品界面如圖2所示。

3.5線上課堂界面

該界面為線上課學(xué)習(xí)平臺的全部課程界面，該界面將該平臺的計(jì)算機(jī)專業(yè)課程視頻以列表的形式展示出來，在該界面仍然有搜索的功能，可以看到平臺內(nèi)所有的課程數(shù)量，在課程列表中可以看到每一個(gè)可成功的課程封面。課程名稱、課程視頻名稱以及查看學(xué)習(xí)信息和進(jìn)入學(xué)習(xí)的按鈕，選擇一項(xiàng)課程進(jìn)入后能看到具體的課程信息，包括課程介紹，具體的課程視頻等信息。產(chǎn)品界面如圖3所示。

3.6模擬測試界面

該界面為線上課學(xué)習(xí)平臺的模擬測試界面，該界面主要實(shí)現(xiàn)了用戶的在線考試的功能，該頁面能夠顯示5道題，雖然比較少，但是題目是在數(shù)據(jù)庫中隨機(jī)調(diào)取的，每刷新一次考試題的內(nèi)容就會改變，用戶答完題之后點(diǎn)擊提交按鈕，系統(tǒng)會自動(dòng)調(diào)取數(shù)據(jù)庫exam表中的correct字段內(nèi)的數(shù)據(jù)與學(xué)生提交的數(shù)據(jù)進(jìn)行對比，大約等1秒系統(tǒng)會提示學(xué)生的得分，能夠讓用戶立刻知道自己的分?jǐn)?shù)，比傳統(tǒng)的考試節(jié)省了很多的時(shí)間，實(shí)用性還是很高的。產(chǎn)品界面如圖4所示。

3.7評論留言界面

該界面為線上課學(xué)習(xí)平臺的學(xué)生與教師評論留言的界面，該界面在每一條課程視頻的下方，用戶可以在此處發(fā)表評論，字?jǐn)?shù)限制在300字之內(nèi)，點(diǎn)擊發(fā)表評論即可，評論區(qū)是對所有用戶開放的，不區(qū)分角色均可以評論留言，所有用戶都可以看到該課程的歷史評論，評論區(qū)是交流溝通的地方，建立學(xué)生與學(xué)生、學(xué)生與教師之間的聯(lián)系，讓用戶能夠自由的評論，可以進(jìn)行學(xué)術(shù)討論，談?wù)搶φn程的感受等，評論留言區(qū)是增強(qiáng)用戶體驗(yàn)感很好的方式。產(chǎn)品界面如圖5所示。

4程序的測試

該系統(tǒng)通過單元、結(jié)構(gòu)、接口等方面的測試，系統(tǒng)目前能夠正常地運(yùn)行，基本達(dá)到了系統(tǒng)開發(fā)的基本要求，通過注冊、教師添加課程、在線測試答題等功能的測試，該系統(tǒng)的使用流程、操作方式等方面簡潔流暢。與傳統(tǒng)在線學(xué)習(xí)模式相比，該系統(tǒng)的在線學(xué)習(xí)模式、學(xué)習(xí)計(jì)劃安排、教師輔導(dǎo)方式、師生交流方式、計(jì)算機(jī)輔助資源利用率、支持性服務(wù)等方面均有明顯提高。

5結(jié)束語

本文全面分析了計(jì)算機(jī)專業(yè)教學(xué)的各類需求，應(yīng)用C#技術(shù)，以ASP.NET MVC4為框架，SQL數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)開發(fā)了一個(gè)面向?qū)ο蟮膶W(xué)習(xí)系統(tǒng)，涵蓋了學(xué)習(xí)這個(gè)專業(yè)所需要了解、學(xué)習(xí)的知識。該網(wǎng)站不僅方便了學(xué)生與老師、學(xué)生與學(xué)生的交流，還可以輔助學(xué)生利用課下時(shí)間來查漏補(bǔ)缺、溫故知新，突破了教室授課的限制。在以后的具體應(yīng)用中，會繼續(xù)豐富和改進(jìn)這個(gè)學(xué)習(xí)網(wǎng)站，給用戶更好的使用體驗(yàn)，提升學(xué)生的計(jì)算機(jī)專業(yè)能力，進(jìn)而能夠更好地滿足當(dāng)今社會對計(jì)算機(jī)專業(yè)性人才的需求[5]。