关玉兵

摘 要 网络学习系统是实现翻转课堂教学模式必不可少的支持平台。从系统结构、功能、数据库三个方面阐述基于Java Web的网络学习系统的设计过程，并简要介绍几个关键技术的实现。

关键词 翻转课堂；网络学习系统；Java Web

中图分类号：G642 文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2016）22-0038-03

Design and Implementation of Online Learning System Oriented

Flipped Classroom//GUAN Yubing

Abstract Online learning system is an essential support platform to realize flipped classroom. This paper expounded the design process of the online learning system based on Java web from the system structure， function， database aspects， and introduced briefly the implementation of several key technologies.

Key words flipped classroom； online learning system； java web

1 前言

随着高校教育信息化的普及，以数字化为主要特征的非正式学习成为大学生重要的学习方式。传统课堂教学因其时空限制和有限的学时，难以实现教师的因材施教和学生的个性化学习。翻转课堂作为新型的教学模式，实现了教师的教育传播行为从单纯的知识传授逐步向学生学习活动的组织、引导以及学习资源的设计、开发与呈现转变，在一定程度上克服了传统教学模式的不足，而网络学习系统是实现翻转课堂教学模式必不可少的支持平台。本文介绍基于Java Web技术的网络学习系统的设计与开发过程。

2 系统的结构与功能设计

结构设计 网络结构上采用B/S，即浏览器/服务器模式。客户端通过浏览器实现，业务逻辑代码在服务器上运行。此结构具有开发成本小、维护和升级方式简单和操作简易的优点。开发模式采用三层结构：Web层、业务层和数据层。

1）Web层主要实现人机交互、请求发送和页面跳转。

2）作为系统核心的业务层实现了系统的业务逻辑，既为Web层提供方法调用，又调用数据层方法来访问数据库。

3）数据层在关系对象模型映射的基础上实现对数据库的CRUD操作。

功能设计 功能上采用“二元模块”，其优点是实现简单，数据冗余小。二元对应教学中的两个主体：教师和学生。两个模块在角色上各有分工又互相转换。对于系统上的各类教学信息，教师是发布者和把关人，学生是接受者；学生也可以发布学习反馈信息，教师及时接收并对教学行为做适当调整。

教师模块主要有以下具体功能。

1）活动通知与公告。该功能与课堂教学活动的组织实现对接。教师在公告中及时通知学生教学进度和安排，以及学习活动的主题和内容，以组织、督促学生做好课前的学习和准备。

2）资源发布与管理。学习资源是学生课前进行自主学习的主要材料，主要由教师负责筛选、整理、发布和管理，类型包含授课讲义、电子课件、微视频教程、相关文献、资源链接等，发布前需进行必要的编辑和整理，使其能有效支持学生的学习。发布的学习资源可以被重新编辑或者删除。

3）学习辅导与答疑。该功能是系统的核心功能，通过辅导答疑，教师可以掌握学生的自主学习情况，以安排课堂教学活动的内容。教师可以在发帖版块或作业练习版块对学生在学习过程中所遇到的问题进行同步或异步的辅导和答疑。

学生模块主要包括以下功能。

1）资源浏览与下载。学生可以在教学内容、课程资源板块在线浏览教师提供的各种学习资源，浏览文本、图片内容，在线播放视频教程，下载电子课件和相关论文资料，进行课前的预习和课后对所学知识的巩固和强化。

2）在线讨论与反馈。学生之间、师生之间可以在该功能模块中实现多向的互动。课前、课后学生都可以在发帖版块对学习过程中所遇到的问题、困难以及学习心得进行师生、生生间的交流互动，实现知识巩固、共享和共生。

3）练习与作业上传。学生可以在练习板块在线完成课后的习题并得到即时反馈；在作业展示板块上传电子作业、设计作品等，教师和学生可以对其进行评价。

数据库设计 本系統采用MySQL数据库，根据不同功能模块的需求，设计尽可能少的数据库表来存储系统中的各类数据。系统中所包含的数据表主要有3个。

表1为用户表，存储网络学习系统中所有注册用户的信息，包括用户名、密码及用户级别，规定用户级别grade值为0时为学生登录，为1时为教师登录。教师充当系统的管理员，与学生用户比，有更高的操作权，包括对数据的删改、编辑、用户的管理等。

表2为系统中发布的资源表，用于存储系统中教师或学生发布和上传的各类学习资源内容。学习资源类型包括图文内容、视频内容，可下载的电子课件、学术论文等。该表主要包括内容的所属板块、内容的标题、内容的主体（文本）、内容发布者的id、发布时间、上传附件的名称（含扩展名）。其中发布者的id是用户表id的外键。

表3是交流互动板块中用于存储师生发布留言的帖子表，包括帖子的id号，发帖者的id（外键于用户表id），

标题、内容及发布时间等。实际使用时处理成主帖和回帖两个表，两者结构相似，区别在于前者含有标题字段，后者含有所回复主帖的id字段。

3 关键技术的实现

框架技术的应用 本系统使用了两个常用的Java Web开发框架：Struts和Hibernate。

Struts为Web层框架，它实现了页面数据输入的获取、处理及页面的跳转功能。它将输入数据封装在form表单中，由Action对象接收和处理，最后确定浏览器页面的显示内容。通过form表单中的FormFile类，可以实现文件的上传。

Hibernate为持久层框架，它实现了关系模型与对象模型的映射，简化了数据库的操作，使程序员可以完全专注于业务代码的开发。

图文编辑与存储 系统中发布的内容通常包含文字、图片等多种媒体形式，需要对其进行编辑后存入数据库中。CKEditor是一款由JavaScript编写的富文本网页编辑器，它可以填写文字，插入图片、视频、Excel等富媒体信息，在网站中应用广泛。该编辑器的引入步骤如下。

1）引入ckeditor.js文件：

2）替换原textarea标签：

视频的在线播放 本系统上传的视频统一为flv格式，其特点是形成的文件小、加载速度快，使得在线观看视频文件成为可能。具体的实现步骤如下。

1）下载Flvplayer.swf插件，将其放置在服务器Webapps文件夹中。

2）在播放视频的页面添加以下代码：

4 结语

翻转课堂等新的教与学的方式在高校中愈加完善和普及，有效的网络教学系统是必不可少的支持平台。实践表明，本文介绍的学习系统运行稳定，安全性能好，界面友好，应用于在翻转课堂教学模式中，增强了学生自主学习的效果。但由于本系统开发及使用周期较短，一些功能（如师生交互模式和效率）还需进一步加以完善和改进。参考文献

[1]张新明，何文涛.支持翻转课堂的网络教学系统模型探究[J]，现代教育技术，2013（8）：21-25.

[2]高振国，刘彦文.Java网络学习系统的设计与开发[J]，实验室科学，2011（5）：116-119.

[3]焦建利.微课与翻转课堂中的学习活动设计[J].中国教育信息化，2014（24）：4-6.

[4]熊频.面向智慧校园的学习环境建设研究[J].电化教育研究，2015（3）：64-69.