基于Java在線學習平臺系統的設計與實現

湯佳

（無錫科技職業學院，江蘇無錫 214028)

0 引言

隨著互聯網的不斷發展，人們看到了網絡教育的便捷與高效，開始不斷參與其中，并且隨著科技的發展，教學系統的功能也變得更加完善，能夠滿足更多人的需求[1]。由于2020 年疫情原因，大多數老師通過線上授課完成對學生的教學，而學生也通過網絡在家學習，一個操作簡單、幫助學生進行線上教學的系統很有必要。

綜合市場需求，互聯網與教育的完美結合，為教育機構、企業、教師以及學校提供線上教學管理平臺。長遠來看，一個好的在線教學平臺可以幫助推動教育事業的發展[2]。因此，本課題通過對教學系統的智慧化設計，幫助學生學習和老師的教學，為提升教育教學水平提供了很大幫助[3]。

1 設計綜述及開發工具

1.1 設計綜述

本系統采用Java作為開發語言，在實現的過程中時，前端主要運用了bootstrap 框架、html、css 和JavaScript，后端技術主要包括servlet、javabean等[4]。

后臺實現上根據抽象層級分層細化，抽象成dao、domain、service、servlet、utils、jsp等六層[5]。

Utils 層：Utils 包中存放了很多工具，包括數據庫連接操作、輸入過濾操作、加密操作、支付操作等。嚴格來說，Utils 包不是按照抽象層級來劃分的，而是按照功能，將一部分公共調用抽出來，使得各個層級都可以調用Utils包中的工具。

dao層：DAO層主要是做數據持久層的工作，負責與數據庫進行聯絡的任務都封裝在此，以及有關數據庫連接的參數都在Spring的配置文件中進行配置。

domain層：通常用于放置系統中與數據庫中的表一一對應起來的JavaBean。

service 層：Service 層主要負責業務模塊的邏輯應用設計。

servlet 層：Servlet 從tomcat 獲取分發請求，調用相應的service對象方法實現，主要用于實現動態網頁。

jsp 層：jsp 能夠展現頁面，由servlet 層調用后，將數據輸出到瀏覽器，從而呈現給用戶。

1.2 Eclipse

Eclipse 是一個基于Java 的、開放源碼的、可擴展的應用開發平臺，它為編程人員提供了一流的Java集成開發環境。在Eclipse 的官方網站中提供了一個Java EE 版的Eclipse IDE。應用Eclipse IDE for Java EE，既可以創建Java 項目，也可以創建動態Web項目。

本系統通過在Eclipse 上創建Javaweb 項目，并編譯代碼后實現在線學習系統。

1.3 Tomcat

Tomcat是一個較為流行的Web服務器，它能夠支持JSP 并且是免費開源的Servlet 容器。當把WAR 放到Tomcat 的webapps 目錄下，它會自動地對這個文件進行檢測，然后將它解壓。Tomcat還是一個開放性的工具，在javaweb系統的開發中必不可少。

1.4 MySQL

MySQL 是由瑞典MySQL AB 公司開發，是Qracle旗下產品，是最流行的關系型數據管理系統之一，并且MySQL 在Web 應用方面，是最好的RDBMS 應用軟件之一。關系數據庫能夠將數據保存在不同的表中，而不是將所有數據放在一個大倉庫內，這樣就增加了速度并提高了靈活性。

2 需求分析

2.1 系統目標

本次教學系統的設計是為了幫助學生更好地在線學習，教師能夠有效管理學生，所以界面設計一定要簡潔便利，避免不必要的操作，其次是要保證安全性，最后必須確保所有功能能夠正常進行[6]。

圖1 系統的功能結構圖

本文設計的智慧教學系統不僅性能穩定，而且功能完善。學生通過系統可以更加便利地學習，教師則能夠實現更直接的教學管理，讓在線教育學習更加地生動、高效[7]。教學系統的構建將結合各方用戶的需求進行功能模塊設計，全面、完善地服務。功能需求分為學生端、教師端和管理員端[8]。

2.2 學生功能需求分析

在學生登錄進入系統后，可以進行如下操作：

1)在線學習：查看課程、在線查看課程視頻、查看課程介紹、課程提問、查看布置的作業、做題并由系統給出對錯判斷[9]。

2)個人信息管理：查看并修改個人信息、查看學習檔案。

3)資源下載：下載課程視頻、下載課件。

4)查看公告：查看教師發布的公告。

5)互動交流：在學習視頻下進行留言、與老師互動。

圖2 學生功能需求分析圖

2.3 教師功能需求分析

1)學生管理：添加、刪除、修改學生。

2)資源上傳：根據學生的需求，隨時進行教學視頻的上傳[10]。

3)互動交流：回復學生的提問。

4)公告管理：進行公告發布或者刪除。

5)課程管理：發布課程。

圖3 教師功能需求分析圖

3.4 管理員功能需求分析

1)審核：對教師發布的課程進行審核，審核通過后課程才會發布。

2)課程管理：添加或者刪除課程。

3)公告管理：與教師功能相同，管理員也可以進行公告的發布以及修改。

4)教師管理：對教師進行添加、修改和刪除操作。

圖4 管理員功能需求分析圖

3 數據庫設計

表1 章節表

表2 評論表

表3 課程表

表4 教師回復表

表5 試題表

表6 學生表

4 系統設計與實現

4.1 系統的頁面結構

1)前臺頁面：主要分為網站首頁、課程公告界面、學習檔案界面、個人信息界面[11]。

前臺系統主要是提供學生的在線視頻學習以及課后答題，是學生參與學習并與教師產生互動的平臺，主要功能有個人信息的修改和查看、查找課件、觀看視頻、查看公告。

圖5 前臺系統功能結構圖

圖6 前臺系統主頁面

圖7 前臺系統查看課程公告頁面

2)后臺界面：

管理員：用戶管理界面、公告管理界面、課程管理界面。

教師：學生管理界面、課程公告界面、課程管理界面、師生互動交流界面。

ChapterDetail.jsp課程視頻詳細頁面、courseDetail.jsp 課程介紹詳細頁面、courselist.jsp 課程介紹詳細頁面、footer.jsp網站底部頁面、header.jsp網站頂部頁面、Home.jsp 網站主頁面、Logs.jsp 學習檔案頁面、Password.jsp 修改密碼頁面、profile.jsp 個人資料頁面、search.jsp 搜索頁面[12]。

4.2 個人信息模塊

個人信息模塊主要用來實現個人信息的查看和修改功能。用戶可以在個人資料界面查看個人信息，用戶獲取個人資料并修改密碼。

1)查找課件：用戶可以在系統中搜索并查找相關課件。

2)觀看視頻：觀看視頻模塊主要來實現課件視頻的下載和留言功能。用戶可以在觀看視頻的頁面選擇下載功能，有疑問在留言區向教師留言。

3)查看公告：查看公告模塊主要來實現課程公告的查看功能。

4)教師登錄：登錄系統進行相應管理，如圖8所示。

圖8 教師功能結構圖

圖9 前臺系統個人資料頁面

4.3 學生管理模塊

在本模塊中，教師可對學生進行管理，包括添加、修改、刪除學生并查看學生的資料[13]。

1)課程管理模塊：教師能夠上傳視頻或者刪除視頻。

2)留言管理模塊：教師能夠回復學生的留言提問并選擇是否刪除留言。

3)管理員登錄：登錄系統進行相應管理，如圖10所示。

圖10 管理員功能結構圖

1)公告管理模塊：管理員有權限對教師發布課程公告進行審核，并選擇審核通過或者刪除。

2)教師管理模塊：管理員可以在后臺系統中添加或者刪除教師。

3)視頻管理模塊：管理員能夠對視頻進行刪除，如圖11所示。

圖11 教師課程管理界面

5 小結與展望

本文通過對教學系統的智慧化設計，將市場需求、互聯網與教育進行完美結合，為教育機構、企業、教師以及學校提供線上教學管理平臺。平臺幫助學生學習和老師的教學，為提升教育教學水平提供了很大的幫助，長遠來看，一個好的在線教學平臺可以幫助推動教育事業的發展。