基于人臉識別的可控化學習數據庫系統設計

馮麗琴，馮花平

（1.山西工商學院-商學院，山西 太原 030062；2.北京工業大學耿丹學校-信息工程學院，北京 101301）

隨著移動網絡教育水平不斷地提高，學習者充分認識到學習軟件應用重要性。學習者通過應用學習軟件，可以獲得豐富的學習資源，有效地提高學習效率和效果。與此同時，移動網絡教育給學習者的日常學習提供了一定的便利，但是，對學生的思維模式、生活習慣產生負面影響。而基于人臉識別的可控化學習數據庫系統設計和應用，可以培養學生的獨立自主學習能力，提高學生的學習效率和效果[1]，該系統的使用對象主要是小學生、中學生、高中生、大學生等群體。學生利用該系統有針對性地制定學習計劃；家長利用該系統，可以對學生整個學習過程進行在線監督；教師應用該系統可以為學生在線布置作業，引導學生高效學習。所以，在人臉識別模式的應用背景下，強化對可控化學習數據庫系統的設計顯得尤為重要 。

1 系統需求分析

1.1 人臉識別模式的可控化學習系統

在人臉識別模式的應用背景下，本文所設計的可控化學習系統屬于一種綜合性學習平臺，該平臺具有強大的人臉識別功能、智能監控功能和線上學習功能。用戶借助該可控化學習系統，可以進行可控化、在線化學習，保證可控化系統學習效率和效果。家長利用該系統，可以實時監督學生的整個學習過程，有效地提高學生的學習效率和效果[2]，同時，還能引導學生獨立自主地學習，促進學生全面發展。

1.2 可控化學習系統模塊劃分

在人臉識別模式的應用背景下，可控化學習系統主要是由以下幾個模塊組成。

（1）學習平臺。學習平臺主要是針對學生、家長的使用需求進行設計的，學生和家長通過采用傳統注冊的方式進行線下注冊，同時采用人臉識別模式，進行線上識別注冊，然后直接進入到在線學習界面中，學習平臺為學生提供視頻教學、最新習題講解等多種學習方式，便于學生更好地鞏固和復習所學知識。

（2）智能可控系統。借助智能可控系統，可以實時化、在線化監督學生整個學習過程，并向家長實時反饋學生實際學習情況[3]。此外，家長利用智能可控系統，可以為學生線上布置學習任務，并結合學生實際學習任務完成情況給予一定的獎勵，激發學生的學習熱情。

（3）資訊服務平臺。資訊服務平臺主要用于對實事新聞、最新資料、題庫等各種資訊信息的推薦和更新，供家長和學生進行線上閱覽。

（4）數據管理系統。數據管理系統主要承擔數據庫作用，用于對各種系統數據的增刪改查管理，這些數據主要來源于學習平臺、咨詢服務平臺。結合以上四個模塊，確定出學生、家長、資料、習題等多個實體屬性。

2 系統數據庫設計

2.1 數據庫選用

在設計MicrosoftSQLServer2019數據庫時，目前比較常用的數據庫主要有SQLSer ver、MySQL等。基于人臉識別的可控化學習系統在具體設計時，主要應用MicrosoftSQLServer2019數據庫，該數據庫的應用為后期系統數據庫開發提供重要的技術支持。MicrosoftSQLServer2019數據庫主要為用戶提供強大的數據庫鏡像平臺，同時還實現對分析服務、報告服務模式的有效改進和優化。此外，MicrosoftSQLServer2019數據庫具有安全性高、拓展性強、成本低、數據處理高效等優點，該數據庫設計和應用為可控化學習數據庫系統開發提供良好的開發環境。

2.2 學生和家長E-R圖設計

學生和家長E-R圖的設計，可以清晰明了地呈現出學生和家長之間的關系。學生實體主要有用戶名、密碼、郵箱等多個屬性；家長實體主要有用戶名、密碼、性別等五個屬性；可控系統主要包含設備使用時長、編號等屬性。家長應用該系統，可以實時監督多個學生整個學習過程。因此，家長和學生之間存在一對多的關系[4]，這表明：在可控化學習數據庫系統中，多個家長可以共同監督一個學生。學生和學習資料之間的E-R圖如圖1所示。

圖1 學生和學習資料之間的E-R圖

圖1可以直觀表示出學生和學習資料之間的聯系。學生主要有用戶名、密碼、年級、郵箱等屬性；學習資料主要有編號、資料內容、出版社等五個屬性。在可控化學習數據庫系統中，學生可以結合自身學習需求，選用感興趣的資料進行有針對性地自習[5]。同時，多個學生可以同時學習同一學習資料，所以，學生和學習資料之間存在多對多關系。

2.3 系統數據庫表結構

在人臉識別模式的應用背景下，本文所設計的可控化學習數據庫系統主要有家長、學生、學習視頻、習題、資料五個屬性。如圖1所示的學生和學習資料之間的E-R圖涉及到學生和家長兩個服務對象，這兩個服務對象均擁有相應的賬號，因此，技術人員有針對性地設置用戶名、密碼、身份等屬性；學習資料要結合名稱、內容、版本等屬性[6]，為學生提供強大的查詢功能，方便學生實時查詢和記錄可控系統編號、設備使用時間等屬性。基于人臉識別的可控化學習數據庫系統有用戶信息表、資料信息表、監測數據表。

2.3.1 用戶信息表

借助用戶信息表，用戶可以對這些信息進行實時注冊，從而形成有用戶編號、用戶名、登錄賬號、密碼、郵箱、電話、住址等用戶信息。如表1所示。

表1 用戶信息表

2.3.2 資料信息表

借助資料信息表，教師可以全面地查詢和記錄系統所存儲的學習資料信息，這些信息主要包含資料編號、資料名稱、資料內容、資料時間、產生地點五個字段。

2.3.3 監測數據表

監測數據表主要是指在線化監測學生學習過程所產生的數據表，該數據表含有編號、使用時長、使用記錄三個字段。

2.4 學習系統數據庫

借助人臉識別模式，可以完成對系統物理數據模型的創建，該模型可以直觀、形象地反映出系統數據表之間的關系。此外，在系統需求分析的基礎上，對系統模塊進行科學化設計，使得系統設計質量大幅度提高[7]，數據庫主要含有以下幾種數據表。

（1）用戶信息表。用戶信息表主要包含兩種，分別是學生信息表、家長信息表。該數據表以用戶編號為主鍵，以聯系方式為外鍵。

（2）資料信息表。該數據表以資料編號為主鍵。

（3）監測信息表。該數據表以編號為主鍵，以使用時長、使用記錄為外鍵。

3 系統運行環境搭建

3.1 硬件環境

在實際搭建該系統硬件環境時，首先，借助應用服務器，完成對中間件的安裝，并對程序包進行及時發布，其次，利用OracleDatabaseLink技術，采用數據庫連接的方式，對數據庫服務器進行搭建；最后，利用文件服務器[8]，為用戶提供文件存儲服務。

3.2 軟件環境

在具體搭建系統應用軟件環境時，主要用到了JDK1.5、MyEclipse6.0等開放工具，同時，還用到了SQLServer2019數據庫。另外，所用到的配置工具還有VSS。

4 結束語

綜上所述，隨著移動教育水平的不斷提高，移動學習平臺為我國教育健康、可持續發展提供了重要的平臺支持。移動學習平臺的設計和應用，完全符合移動化教育改革和創新需求。本文中設計應用MicrosoftSQLServer2019數據庫，建立基于人臉識別模式的可控化學習系統，并結合用戶使用需求，構建數據模型；同時利用E-R圖，可以直觀化表示出各個實體之間聯系，從而保證可控化學習數據庫系統設計質量，為教育體制改革和創新提供重要的技術支持。■