基于SPOC的Java課程網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺設(shè)計與實現(xiàn)

陳敏　湯曉安　張盛威　曾望　劉哲康　蔣定位　楊鵬　伍潔

摘要： SPOC（Small Private Online Course，小規(guī)模限制性在線課程）克服了現(xiàn)有慕課教育MOOC（Massive Open Online Courses，大型開放式網(wǎng)絡(luò)課程）教學(xué)模式中受眾面過于廣泛、學(xué)員學(xué)習(xí)情況無法有效管理等不足，更加有利于線上線下的混合式教學(xué)。針對大學(xué)軟件工程的重點專業(yè)基礎(chǔ)課Java程序設(shè)計，構(gòu)建了一個基于SPOC混合式教學(xué)模式的在線學(xué)習(xí)平臺。應(yīng)用表明，該平臺教學(xué)素材豐富，教學(xué)方式多樣，提高了學(xué)生的自主學(xué)習(xí)興趣，并增強了教學(xué)效果和教學(xué)質(zhì)量。

關(guān)鍵詞：SPOC;MOOC;在線課程教學(xué);Java程序設(shè)計

中圖分類號：G642? ? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2021）04-0056-03

Abstract： SPOC（Small Private Online Course） overcomes the shortcomings of the existing MOOC（Massive Open Online Courses）， such as the audience is too broad in the teaching mode， the learning situation of students cant be managed effectively， etc， and is conducive to the blended teaching of online and offline. Aiming at the professional basic course "Java Programming" of software engineering， an online learning platform based on SPOC blending learning model is built. The application shows that the platform has rich teaching materials and diversified teaching methods， which can improve students' interest in independent learning and enhance the teaching effect and quality.

Key words： SPOC; MOOC; Online course teaching; Java Programming

1 概述

2013年，一種基于互聯(lián)網(wǎng)的新型教學(xué)模式——MOOC（慕課）建設(shè)在中國全面啟動，并在近幾年來十分流行[1]。但是伴隨著MOOC教育的廣泛開展，慕課教育的局限性逐漸呈現(xiàn)了出來：第一，MOOC以課堂教學(xué)所錄制的視頻為主，其教學(xué)的組織形式和課堂教學(xué)相同，難以避免相對刻板的教學(xué)方法;第二，缺乏監(jiān)督，導(dǎo)致入學(xué)率高但失學(xué)率也高;第三，選課學(xué)員人數(shù)多、范圍廣，而且基礎(chǔ)參差不齊，難以有針對性地展開教學(xué);第四，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)無法具備傳統(tǒng)課堂中那種師生面對面的交流和指導(dǎo)。基于以上原因，為提高網(wǎng)絡(luò)教育質(zhì)量，SPOC小型在線教育教學(xué)模式應(yīng)運而生，其目的是為了更有效地進行慕課教育，更加有利于線上線下的混合式教學(xué)[2]。

本文針對大學(xué)軟件工程專業(yè)基礎(chǔ)課程Java程序設(shè)計，設(shè)計并構(gòu)建了一個基于SPOC教學(xué)模式的在線課程學(xué)習(xí)平臺，以此達到線上和線下教學(xué)緊密相融、增強教學(xué)方式的多樣性、加強學(xué)生對知識的內(nèi)化和鞏固、增強學(xué)習(xí)效果、全面提升學(xué)生的綜合能力等目的，同時也可以提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣、減輕教師的教學(xué)負擔(dān)[3]。

2 平臺總體設(shè)計

2.1 平臺功能結(jié)構(gòu)

結(jié)合需求，SPOC在線學(xué)習(xí)平臺的功能如圖1，主要包括以下幾個方面：

第一，具有在線課程資源學(xué)習(xí)的功能，是學(xué)習(xí)平臺的必要功能;第二，具有課程測試的功能。考試的結(jié)果可以反映學(xué)習(xí)效果，也可以反映出課程的關(guān)鍵和難點，有助于教師調(diào)整教學(xué)內(nèi)容，優(yōu)化教學(xué);第三，必須具有學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)行動數(shù)據(jù)和測試數(shù)據(jù)的動態(tài)顯示功能。對于學(xué)生來說，數(shù)據(jù)可以反映出學(xué)習(xí)的動態(tài)狀況，既可以展示學(xué)生學(xué)習(xí)的宏觀性，也能起到監(jiān)督學(xué)生學(xué)習(xí)的作用;第四，平臺應(yīng)具有交流互動功能。對在線學(xué)習(xí)平臺而言，用戶的交流和討論是其中重要環(huán)節(jié)。

2.2 前臺用戶課程學(xué)習(xí)流程

前臺用戶課程學(xué)習(xí)流程如圖2所示。用戶成功登錄平臺后，系統(tǒng)會按照用戶輸入的課程名等進行查詢。用戶可以瀏覽查詢出來的課程并進入課程詳情頁，瀏覽課程的詳情、查看講師信息或點擊立即學(xué)習(xí)，開始進行學(xué)習(xí)操作。開始視頻學(xué)習(xí)后，用戶可以進行課程選擇、課程評價或在線做筆記。

2.3 后臺管理員處理流程

如圖3所示，超級管理員在平臺具有最高權(quán)限，可以在此模塊中管理普通管理員的相關(guān)信息，可以查看普通管理員權(quán)限能夠看到的所有信息，包括增刪改普通管理員等操作，普通管理員只能查看管理權(quán)限下的用戶信息。超級管理員可以添加、修改、刪除課程信息，包括課程名稱、課程地址、課程教師等信息，但一般管理者不能刪除。管理員均可對課程的信息進行增加或者修改操作，可以操作包括課程的名稱、課程封面圖片等信息。

3 關(guān)鍵技術(shù)實現(xiàn)途徑

3.1 在線編譯

作為針對Java課程的學(xué)習(xí)平臺，最重要的編程練習(xí)自然必不可少，本平臺加入在線編譯功能，使學(xué)生能在做編程題時直接在系統(tǒng)中編譯代碼，大大提高學(xué)生的編程實踐能力。

在線編譯功能的具體實現(xiàn)思路為：系統(tǒng)獲取定義類的代碼行，以定義的類名創(chuàng)建.java類型文件，將提交的代碼寫入該文件中，運行windows系統(tǒng)的cmd命令，在控制臺上寫入"javac "+className+".java ＼n"命令編譯.java文件。編譯成功后會出現(xiàn)類名為.class的文件，然后系統(tǒng)寫入"java "+className+" ＼n"命令運行.class文件，最后獲取控制臺輸出的內(nèi)容展示給用戶。圖4是在線編譯的關(guān)鍵代碼。

3.2 智能機器人

本平臺上引入了第三方接口以加入一個智能機器人軟件（如圖5），能夠根據(jù)用戶的問題來做相應(yīng)回答，還可以查詢學(xué)習(xí)、生活、天氣、交通等問題。根據(jù)智能機器人等級，智能機器人的配置不同。

4 系統(tǒng)實現(xiàn)

系統(tǒng)采用B/S結(jié)構(gòu)的設(shè)計模式，前端頁面展示技術(shù)采用JSP;數(shù)據(jù)庫采用MySQL;服務(wù)端采用JavaWeb開發(fā)體系。主要技術(shù)有JavaEE、核心框架Spring Framework、視圖框架SpringMVC和持久層框架Mybatis等，用一小段信息進行管理項目的構(gòu)建，通過Maven項目對象模型用一段代碼來進行管理。

學(xué)生端為主體用戶端，參與課程學(xué)習(xí)，包含課程詳情瀏覽、歷史記錄等輔助性功能;管理端負責(zé)管理平臺系統(tǒng)、學(xué)員、課程、問答、講師、相關(guān)資訊等。

4.1 學(xué)生端

學(xué)生端功能以課程學(xué)習(xí)為主，包含課程大綱、課程筆記和在線翻譯功能。學(xué)習(xí)過的課程將保存進數(shù)據(jù)庫（如圖6），在用戶中心頁面展示近期學(xué)習(xí)的課程以及相關(guān)學(xué)習(xí)進度（如圖7）。

4.2 管理端

4.2.1后臺主界面

后臺管理功能有四個主要的模塊：平臺系統(tǒng)管理、學(xué)員管理、課程管理、問答管理、講師管理、資訊管理，如圖8所示。

4.2.2 平臺管理

用于分配平臺的角色的相應(yīng)權(quán)限，主要是用于后臺普通管理員，可以修改普通管理員可以管理的范圍，以及看到的平臺內(nèi)容。同時，管理員能夠給每一個普通管理員分配權(quán)限，如圖9所示。

4.2.3 媒體圖片管理——輪播圖

在這里可以添加輪播圖，管理前端頁面的輪播圖，可以對其進行增刪改查，如圖10。

4.2.4? 課程管理

管理員可以查看課程的相關(guān)信息，并可以對其進行操作，同時還可以查看、修改該課程的章節(jié)，如圖11所示。

5 結(jié)束語

自SPOC教學(xué)模式引入以來，它一直受到高度關(guān)注。本文設(shè)計并實現(xiàn)了一個基于SPOC的在線Java課程學(xué)習(xí)平臺。目前，本平臺只支持一門專業(yè)，所以系統(tǒng)仍待豐富與擴充。對傳統(tǒng)教學(xué)的補充是本平臺的設(shè)計目標，同時，平臺的持續(xù)改進將由傳統(tǒng)課堂教學(xué)進行指導(dǎo)，最終目標是將傳統(tǒng)的教室教學(xué)模式改變?yōu)榫€上線下混合式教學(xué)模式。

參考文獻：

[1] 趙磊.高校MOOC創(chuàng)新擴散動因及路徑研究[D].大連：大連理工大學(xué)，2017.

[2] 康葉欽.在線教育的“后MOOC時代”——SPOC解析[J].清華大學(xué)教育研究，2014，35（1）：85-93.

[3] 張玲.SPOC理念下開放大學(xué)“小專業(yè)”扁平化教學(xué)模式改革研究[J].廣播電視大學(xué)學(xué)報（哲學(xué)社會科學(xué)版），2017（2）：107-113.

【通聯(lián)編輯：王力】