教育资源供应商平台的设计与实现

论文总字数：27385字

摘 要

本文主要介绍了UGC模式下K-12在线教育平台中一个子平台的设计与开发过程。通过一系列工作完成了一个基于MVC风格的在线教育平台的资源供应商平台的开发，实现了资源录入、帐户管理等功能。

本文首先介绍了目前在线教育的现状，并给出平台选用UGC在线教育模式的原因。然后从软件开发过程着手，进行需求分析，分析了平台的使用角色、功能及其中关系，详细介绍了平台中各个功能的含义，并给出了角色对功能的使用流程。然后从软件设计角度进行系统架构设计，使用MVC模式，B/S架构，服务器端以Mysql作为数据库，以Redis作为缓存，使用JAVA语言，利用spring框架搭配Hibernate开发，使用maven进行项目部署，在客户端使用Html CSS AngularJS Jquery进行开发。之后在设计和项目部署的基础上完成了逻辑和功能函数的编写。在文章的最后对平台设计和开发进行总结，并对平台的开发方案和在线教育的发展方向进行了想象。

关键词：在线教育，web应用开发，MVC风格，需求分析

DESIGN AND DEVELOPMENT

OF EDUCATION RESOURCE SYSTEM

Abstract

In this thesis, processing of designing and developing a subsystem that base on UGC model of K-12 online education is introduced. A vendor system of an online education system based on MVC style is completed by a series work.

The beginning of thesis introduces of current situation of online education, and why choosing UGC from some online education model, what real question it resolved. Firstly, this thesis analyzes requirement of this system. Roles, functions and relationship of them are analyzed. Then design based on software design. For some reason this thesis develop this system with B/S architecture and MVC style. On sever side, we use Mysql as database and Redis as cache. We use JAVA language and spring structure, inside Hibernate develop, and using Maven building this project. On client side we develop with Html, CSS, AngularJS and Jquery. Then we program logic and business functions with these design and building. Finally is summary of design and development this system, and then comes up some idea of software engineer and online education.

KEY WORDS: online education, web application development, MVC, requirement analysis

目录

第1章 绪 论 1

1.1 引言 1

1.2 初、中等学校在线教育背景和互联网服务开发技术现状 1

1.3 常见在线教育服务形式 2

1.3.1 UGC模式 2

1.3.2 MOOC模式 2

1.3.3 其他模式 3

1.4 本文中web应用开发目的、所用模式和涉及模块 3

第2章 需求分析 6

2.1 角色和简要功能描述 6

2.1.1 角色和功能描述 6

2.1.2 用例示意 7

2.2 功能详述 7

2.2.1 功能综述 7

2.2.2 帐户管理 8

2.2.3 资源录入 9

2.2.4 资源校验 9

2.2.5 商品管理 10

2.2.6 统计 10

2.3 相关流程 11

2.3.1 概述 11

2.3.2 账户管理流程 11

2.3.3 资源管理流程 14

2.3.4 商品管理流程 15

2.4 本章小结 17

第3章 软件设计 18

3.1 系统架构与设计 18

3.2 数据库和数据模型 19

3.2.1 数据库设计 19

3.2.2 模型设计 23

3.3 控制器 28

3.4 视图 30

3.5 本章小结 33

第4章 平台部署、实现与测试构想 34

4.1 平台构建 34

4.1.1 硬件部署 34

4.1.2 开发软件环境 34

4.2 数据库开发 35

4.3 后台接口和逻辑编写 36

4.4 前端开发 36

4.5 测试说明 40

第5章 总结与展望 41

5.1 工作总结 41

5.2 展望 41

参考文献（References） 43

致谢 44

绪 论

引言

随着计算机科学和互联网的发展，在线教育作为远程教育的一个分支越来越受到重视。在我国，和有较为丰富可以自行设立在线资源和教育平台的大学相比，初等教育和中等教育对在线教育的应用颇有不足。因此，本系统旨在为有意图提供在线教育的初等、中等学校和希望接受在线教育的相应学生及家长开发。

本文所涉及平台为系统中的一个部分，用于提供教育资源的供应商向平台增加、整合资源，并接受审核和管理。本文主要介绍该基于web技术的平台的设计和开发过程。

初、中等学校在线教育背景和互联网服务开发技术现状

在美国，在线教育已经成为高等教育的远程教育中最重要的形式。有能力提供在线教育的学校都尽力提供在线教育或开设在线课程。调查显示，2002-2003学年有28.3%的院校未涉及在线教育，到了2011-2012学年降至13.4%。而没有涉足在线教育的院校大多是最小规模的院校^[1]。相对的，在初、中等教育中（在美国被称为K-12教育），从2000年到2010年，美国K-12在线教育的注册率平均每年以30%的速度在增长。截至目前，大约有16%的K-12 学生注册过至少一门在线课程，86%的学区中至少有一名学生注册过全日制在线课程或混合课程^[2]。

而在中国，尽管在线教育的形式早已存在，高校早已推出面向内部的在线教育课程和资源，而批改网等在线教育平台也逐渐产生，但在线教育一直处于不温不火的状态，直到中国政府在《国家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》中明确提出，“信息技术对教育发展具有革命性影响，必须予以高度重视^[3]。” 近几年我国多家企业投入在线教育行业，如网易的网易公开课、新东方在线、沪江网校等。2014年我国在线教育年融资10亿美元左右。许多学校也和企业联手尝试在线教育。相较于有更大资源和更多人力的高等教育，初、中等教育更需要一个相对可靠的平台来支撑在线教育。本平台就是基于此目的开发的K-12在线教育平台。

目前主流的在线服务一般以web应用或客户端应用的形式提供。

web应用即B/S模式应用，即基于浏览器的应用。服务提供者所提供的所有服务由服务使用者在所持设备上的浏览器中进行访问，一般来说，其服务器架构和其他两者没有什么区别，但展示则由HTML CSS完成，客户端脚本一般采用JS写，在这里采用较新的AngularJS来构建。目前绝大部分在线教育媒体都采用或有此模式服务。

客户端应用一般指在PC端或移动端提供的应用程序，用户使用应用程序所提供的功能接受服务。一般受到操作系统的影响，客户端应用开发采用不同的方法。如在windows上采用MFC或其他方法开发，在Android或ios系统中也有对应的开发方法，较为成功的在线教育提供商一般会进而提供此类服务，也有部分在线教育提供商仅提供客户端服务，如沪江网校等。

此外，在下文所提及的Filpped Class模式等的在线教育模式中，可能诞生专门的在线教育设备，服务的接受者使用专门的设备接受在线教育。由于该模式所需资源较大，需要服务接受者付出额外的代价，并且效果并未经过严格的论证，目前还没有提供该类在线教育服务的供应商。

鉴于初期开发中的局限之处，暂时仅以web应用的形式开发本平台，但保留对客户端应用的接口。以方便下一阶段的客户端应用开发。

常见在线教育服务形式

UGC模式

UGC即User Generated Content，也即用户创建内容，即由用户创建教育资源，在去中心化的的平台上由用户自行选用资源。通过评分机制等，在市场自筛选的作用下将资源进行区分。这种模式有助于创新性的教育资源产生和开放的用户交流。虽然在教育这一权威化的领域，开放未必是最好的选择，但开放可以带来更丰富的教育资源。而缺点则是内容和课程资源的质量管理难以进行。在小规模阶段和前期，该类平台需要用户进行大量工作，用户黏着度堪忧，用户流失严重。

这类的代表是国外的Udemy（http://www.udemy.com）和国内的多贝公开课（http://www.duobei.com）。由于对资源的管理要求较低，这类网站大多追求学习过程和服务体验的提升。

MOOC模式

MOOC即Massive Open Online Course，即大规模开放在线课程，这类课程也是目前在线教育的主流。以名校、名师的课程视频、录音、课件等形式存放于服务器，供用户挑选和下载。这种模式的优点是资源质量得以保障，并且知名学校的教师的名声可能吸引一批着眼于此的用户。缺点是资源内容比较单一，即使用户反馈需要某类资源，也未必有学校或老师进行生产。此外，随着对MOOC模式的学习效果进行跟踪和研究的深入，发现MOOC的学习效果远没有达到课堂教学的效果，主要表现在由于互动性较差，应用和综合的能力远远不及课堂教学。另外，除了一些名校所免费提供的资源，购进资源所需费用也是这类网站瓶颈。

现阶段MOOC模式非常常见，代表是国外斯坦福大学的Coursera（httP://www.coursera.org）和国内的网易公开课（http://open.163.com）。由于教学模式基本包含于资源内容中，这类网站一般都在寻找更好的资源类提升自己的吸引力。

其他模式

Filpped Class模式即翻转课堂模式，是基于MOOC的，以学习者主动学习和主动参与为目的的模式，提出的目标是改进MOOC模式的不足，根据美国著名教育心理学家Benjamin Samuel Bloon的教育目标理论由Jon Bergmann和Aaron sams共同提出，希望能够通过整合新的技术和工具为学习者提供便利性和随时性的自我学习，但以目前的人力资源和设备还难以完全实现。SCOC（Small Close Online Course）是指小型封闭式在线课程。这些列于其他类型的模式尚在研究中或成果较少，因此还没有成功的示例，也较为难以分析^[4]。

本文中web应用开发目的、所用模式和涉及模块

上文所说在线教育主要针对高等教育和成人教育，即使用者为高等学校在校生或希望获得某方面知识的成年人。而针对K-12所提供的在线教育内容还非常少，大都停留在针对K-12教育的某个方面，像是部分知识分享网站提供的在线交流解答，如百度的作业帮；或提供给教师作为在线作业批改的工具，如句酷批改网（http://www.pigai.org）。事实上，由于在线教育大多参与度不高，所以对缺乏自主学习意识的初、中等教育学生的吸引力和黏着力都不甚理想。即使是面对成年学生，MOOC等模式也因参与度不高使得教育效果大打折扣。

因此，本文所涉及应用着眼于将学校和家长也纳入在线教育体系中，采用类UGC模式，利用家长和教师的监督作用，将在校学习和在线学习结合起来。一方面利用网络的便捷性减轻教师和家长在教育中的重复工作，简化工作流程，例如帮助教师和学校实现简易的班级信息管理，在作业批改中为不需要主观判断的部分提供机器批改，对教学结果提供统计和管理服务等；另一方面尽可能发挥他们在教育中的管理和引导作用，例如帮助教师统计易错题目、知识点、薄弱环节和对学生掌握程度进行评定，让教师或学校选择不同的适合的教育资源，为家长提供对自己孩子的监管工作。另一方面，为了尽可能避免或减轻UGC模式中资源质量问题，由资源提供方、平台和教师共同对资源质量进行监督，为此，该平台被设计为图1-1所示结构：

图1-1.在线教育平台模块

在该图中，整个平台被分为面向用户的服务和基础服务两部分。而面向用户的服务又分为教育社区、教学、教务、资源四个部分。所面向的用户主要是教师、学生、家长和管理者四类角色。由于整个平台过于庞大，本文仅以资源模块中的供应商系统为例，描述平台的设计和实现，这也是本文作者在平台构建中所做之主要工作。

此外，平台设计的目的是为了提供不同的使用方式，因此在设计中平台以rest方式对外暴露http接口，供web端以及将来的移动客户端访问，以多种方式为教师、学生、家长以及管理者提供服务。但实际开发由于1.2末尾所提到的局限性，并未开发移动客户端或桌面应用。因此本文仅介绍web端的结构、设计和开发。

按照软件开发的一般规范，本文将以需求分析，概要和详细设计，开发过程，测试方案和实际效果的顺序介绍本平台的开发过程。由于时间和资源所限，部分软件开发中必须的环境如实测、用户体验等或版本更新并不能在本文的完成时间内完成，故不加描述。

剩余内容已隐藏，请支付后下载全文，论文总字数：27385字

相关图片展示：