基于SpringBoot的在線學習系統與用戶畫像構建

劉鵬

摘要：傳統的學習方式存在著時間和空間的限制，隨著數字化學習時代的到來與疫情的影響，通過數字化學習平臺進行線上學習已越來越普遍。在線學習運用計算機網絡所特有的信息數據庫管理技術和雙向交互功能，對每個網絡學員的資料、學習過程和階段情況等實現系統跟蹤記錄，且針對不同學習者提出個性化學習建議。文章利用SpringBool與Vue框架完成對學習系統的構建，使用MySQL數據庫對系統數據和用戶數據進行存儲，并且通過分類算法為用戶推薦更加符合用戶興趣愛好的學習課程，同時為學習者進行相關的內容推薦。該方法和所構建的系統能夠使學習者的學習方式有所改變，可以廣泛應用于在線教育領域。

關鍵詞：在線學習：數據可視化；SpringBool；Vue

中圖分類號：TP309

文獻標志碼：A

0 引言

隨著數字化學習時代的到來，在教育領域，美國、英國、澳大利亞等國家都制定并發布了相關計劃，表示要通過在教育領域加大科學技術的投入和整合，從而促進教育的發展。我國在《中國教育現代化2035》中也明確指出要努力推動信息技術與教育教學的深度融合，可見當下信息技術產業與傳統教育相結合已成為未來教育行業的發展方向。本文設計的系統分為客戶端、服務器、數據庫3層，通過對網站Log日志數據進行用戶學習行為分析及用戶畫像構建，并采用余弦相似度算法為學習者進行課程推薦，最終開發出一個安全可靠、功能完整的在線學習平臺。

1 在線學習系統B/S架構

B/S結構層次分為前端和后端兩部分，前端即為展示給用戶、與用戶交互的部分，后端為實現業務邏輯的部分[1]。最基本的前端主要為HTML．CSS．JavaScript這3部分[2]．后端通常分為3層：第一層為表現層，第二層為業務層，第三層為持久層。表現層主要和前端交互，業務層實現業務邏輯，持久層操作數據庫。

在線學習系統B/S架構如圖1所示，實現了前后端分離。前端Vue項目和后端SpringBool項目分別運行在不同的服務器上[3]，前端項目在通過Axios請求服務器端項目Restful接口實現數據交互。數據的存儲采用MySQL關系型數據庫[4]，緩存數據庫使用Redis。采用SpringBool內嵌的Tomcat服務器作為Weh應用容器[5]，測試瀏覽器為Firefox瀏覽器和Chrome瀏覽器。

2 用戶和課程模型項目E-R圖

數據庫E-R圖是由實體、屬性和關系3部分組成，具體描述如下。

（1）實體（Entity）：實體是系統內可定義的事物或概念，在數據模型中代指數據對像，即對人、事、物的抽象化的對象，通常顯示為矩形。

（2）屬性（Attrihute）：實體的屬性或特征，屬性具有描述屬性的名稱和描述屬性的類型，可以將屬性理解為自定義的數據類型。一個實體可以擁有多個屬性，通常顯示為橢網形。

（3）關系（Relacionship）：兩個實體之間的關系表示這兩個實體以某種方式相互關聯，通常顯示為菱形。

用戶和課程模型項目E-R圖如圖2所示。

3 用戶課程推薦

用戶課程推薦是通過使用余弦相似度計算出在線學習系統中與用戶收藏的課程相似度最高的3門課程并推薦給用戶。

余弦相似度是用于衡量文檔相似程度的指標，把數據集中的數據對象視為向量。在數學上，余弦相似度測量投影在多維空間中的兩個向量之間夾角的余弦值，即通過測量一個向量空間中兩個向量夾角的余弦值來計算兩者之間的相似性。

當兩個向量的指向相同時，余弦相似度的值為1，表明兩個向量越相似：兩個向量夾角為90。時，余弦相似度的值為0，表明兩個向量越不相似：兩個向量指向的方向相反時，余弦相似度的值為-1，表明兩個向量無相似，也就是給定兩個屬性向量，A和B，其余弦相似度θ由點積和向量長度給出：

4 在線學習系統成果

4.1用戶模塊

用戶模塊包含基于郵箱與驗證碼的用戶注冊、基于Shiro框架的用戶登錄、課程詳情、課程視頻播放、課堂筆記、評論發布、課程收藏、個人信息修改等功能模塊，如圖3所示。

4.2 管理員模塊

管理員模塊如圖4所示，包含數據看板、用戶管理、課程管理，可對網站各項數據指標進行直觀的展示，并提供了創建用戶的功能，使得管理員可以在后臺添加刪除用戶以及修改用戶信息。

4.3 在線學習系統功能實現情況

課程播放是該系統的核心部分。本系統的課程資源是通過視頻的方式展現的，這樣不僅可以提高課程質量，又可以提高學生的積極性。

用戶在觀看課程視頻時可以對一些重點知識進行記錄，點擊添加筆記按鈕會調出彈窗來供用戶編輯內容。在筆記填寫區域輸入并發表即可，也可采納其他學生的筆記，達到共享學習的目的。

4.4 用戶畫像構建模塊

用戶畫像模塊包含學習專注度分析、用戶愛好分析、用戶課程推薦功能，如圖5所示。

5 結語

本文采用前后端分離的架構，前端使用Vue．JS，后端使用SpringBoot，使前后端代碼解耦，后端不再與網頁文件交互，只需要提供對應的API接口服務即可，能夠提供更好的性能和穩定性。通過對用戶學習時長、評論活躍度等指標進行捕獲，對用戶學習專注度、學習興趣進行數據分析，并通過分類算法根據用戶愛好進行課程推薦，使學習者直觀地了解自己的學習情況，提升學習效果。系統接口使用了RESTFUL架構，實現了資源和操作分離，這樣不僅讓資源的管理更加規范，而且在一定程度上保證了接口的可讀性和安全性。

參考文獻

[1]鄒晶晶．基于B/S結構的江西信息學院招生咨詢管理系統的分析與設計[D]．昆明：云南大學，2012．

[2]付昕．基于B/S模式倉庫管理系統的實現[J]．山東省農業管理干部學院學報，2015（4）：166-168.

[3]王松．Spring Boot+Vue全棧開發實戰[M]．北京：清華大學出版社．2019.

[4]王珊．數據庫系統概論[M]．北京：高等教育出版社．2014．

[5]黃文毅．一步一步學Spring Boot2微服務項目實戰[M]．北京：清華大學出版社，2018.

（編輯 王雪芬）