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摘要：當前的線上教學(xué)系統(tǒng)兼容性較差，難以達到預(yù)期的教學(xué)目標。由于互聯(lián)網(wǎng)在教學(xué)發(fā)展中起著很重要的作用，互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)可有效提高課堂與互聯(lián)網(wǎng)融合教學(xué)能力，因此文章設(shè)計高等數(shù)學(xué)課程改革線上教學(xué)系統(tǒng)。系統(tǒng)硬件部分設(shè)計了B/S結(jié)構(gòu)器、Nokia對接器以及Web接口，軟件部分基于高等數(shù)學(xué)線上教學(xué)需求設(shè)計了教學(xué)平臺的客戶端與用戶權(quán)限模塊。通過構(gòu)建高等數(shù)學(xué)線上教學(xué)功能模塊，設(shè)計線上教學(xué)平臺數(shù)據(jù)庫，從而實現(xiàn)線上教學(xué)與線下教學(xué)雙結(jié)合的目的。根據(jù)對比實驗結(jié)果，本文設(shè)計的線上教學(xué)系統(tǒng)穩(wěn)定性較好，可以幫助學(xué)生實現(xiàn)有效學(xué)習。

關(guān)鍵詞：互聯(lián)網(wǎng)；高等數(shù)學(xué)；線上教學(xué)；Web接口

隨著互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)的完善，為了提高教學(xué)效果，將互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)應(yīng)用于教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計[1]。設(shè)置新范式的目標是實現(xiàn)互聯(lián)網(wǎng)與高數(shù)課程教育的緊密結(jié)合，讓系統(tǒng)的教學(xué)功能更加清晰。互聯(lián)網(wǎng)與高等數(shù)學(xué)教學(xué)的融合可以幫助學(xué)生跨越時間和空間的距離，可以根據(jù)學(xué)生的實際學(xué)習情況隨時、隨地學(xué)習，使學(xué)習不再局限于課堂中[2-3]。教學(xué)系統(tǒng)主要利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)重塑和優(yōu)化課程，促進高等數(shù)學(xué)課程教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)方式改革。在互聯(lián)網(wǎng)思維中，用戶至上，用戶對產(chǎn)品的體驗感是產(chǎn)品的生命線，因此教學(xué)系統(tǒng)以教師和學(xué)生的使用體驗及使用效果為主導(dǎo)。

1硬件設(shè)計

1.1B/S結(jié)構(gòu)器

B/S結(jié)構(gòu)器指的是Browser/Server，其可以平衡Web服務(wù)器的負載，大大降低客戶端的負載。通過該結(jié)構(gòu)器，用戶可以訪問界面并處理信息。在B/S結(jié)構(gòu)器中，為了保證系統(tǒng)的各個部分可以實現(xiàn)有效連接，使用指定的軟件來降低研發(fā)成本[4]。該結(jié)構(gòu)器以B/S架構(gòu)為基礎(chǔ)，提供了系統(tǒng)維護和修復(fù)問題的解決方案。系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1所示。對于系統(tǒng)來說，B/S結(jié)構(gòu)器降低了維護和開發(fā)的成本。其中，Web服務(wù)器負責B/S結(jié)構(gòu)的所有應(yīng)用邏輯，這種模式不需要任何客戶端開發(fā)。

1.2Nokia對接器

Nokia對接器是終端平臺研究的基礎(chǔ)，實際Symbian對接設(shè)備采用32位操作系統(tǒng)，具有低內(nèi)存、低功耗的優(yōu)勢。經(jīng)過使用和多次改進，該對接器不僅可以支持藍牙、通用分組無線業(yè)務(wù)（GeneralPacketRadioService，GPRS）和3G技術(shù)，還可以支持一些附加功能[5]。就本系統(tǒng)而言，主要問題在于版本落后和兼容性不足，利用該對接器都可以解決。WindowsMobile系列操作系統(tǒng)是在微軟電腦所使用的Windows操作系統(tǒng)的基礎(chǔ)上經(jīng)過變革發(fā)展而來的，具有非常友好的開發(fā)環(huán)境，兼具視頻播放、電子郵件收發(fā)等功能。最重要的是，Nokia對接器可以兼容不同版本、不同格式的文件，對于視頻文件的導(dǎo)入和播放更有利[6-7]。1.3Web接口系統(tǒng)共包括3個部分，分別是服務(wù)部分、請求部分以及注冊部分，各部分在Web接口和組件模塊的相關(guān)環(huán)境中協(xié)同工作。這3部分可以通過Web接口實現(xiàn)信息交互，有利于信息的發(fā)布與處理。在一般情況下，服務(wù)器可以使用網(wǎng)絡(luò)為其關(guān)鍵模塊提供服務(wù)，也可以使用搜索功能并進行綁定來完成對Web接口的調(diào)用。完成基礎(chǔ)操作后，可通過后臺服務(wù)綁定向?qū)磉M行后臺業(yè)務(wù)員處理對象的綁定，使得用戶可以使用相應(yīng)的后臺資源來更新本地資源狀態(tài)。

2高等數(shù)學(xué)線上教學(xué)系統(tǒng)軟件設(shè)計

線上教學(xué)系統(tǒng)軟件部分設(shè)計應(yīng)考慮如何提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，例如教學(xué)視頻播放需設(shè)定緩沖時間來避免在線視頻卡頓等。

2.1客戶端及用戶權(quán)限模塊

以常規(guī)系統(tǒng)為例，應(yīng)用程序的主要組成部分包括用戶界面類、用戶活動類、程序?qū)ο箢愐约百Y源管理類。其中，用戶界面類是應(yīng)用程序的線程類，該模塊可以實時檢測系統(tǒng)信息，確認系統(tǒng)是否處于安全狀態(tài)。租用一個活動類作為程序執(zhí)行的基本單位，既控制應(yīng)用程序的生命周期，也控制了程序的循環(huán)狀態(tài)、程序的啟動和暫停方式以及執(zhí)行和終止動作等。應(yīng)用程序?qū)ο髮?yīng)著程序的每個元素，這些組件之間的行為和轉(zhuǎn)換通過消息傳遞進行控制。系統(tǒng)中通常有兩種類型的消息，即設(shè)備硬件信息和系統(tǒng)軟件消息。軟件消息是指程序?qū)ο笊傻南?，當程序?zhí)行時，程序?qū)ο笮枰獓栏癜凑者壿媮聿僮?。對于客戶端程序的功能，主要包括注冊用戶、修改用戶信息、登錄和獲取服務(wù)器列表等。相較于傳統(tǒng)規(guī)范的桌面軟件開發(fā)的開發(fā)環(huán)境和開發(fā)流程，本文設(shè)計的系統(tǒng)都更有優(yōu)勢。

2.2線上教學(xué)功能模塊

功能實現(xiàn)模塊主要包括課程資源、系統(tǒng)維護、考試及聊天室、公告欄等輔助系統(tǒng)。線上數(shù)學(xué)教育系統(tǒng)不能完全替代傳統(tǒng)的課堂教學(xué)，可以為教學(xué)提供輔助，是課堂教學(xué)的補充。該系統(tǒng)是針對學(xué)生和教師的真實情況而設(shè)計的，利用校園網(wǎng)建立線上教學(xué)體系，可以實現(xiàn)基于課堂教育的主動拓展和互補作用，已成為師生交流和學(xué)習的重要平臺之一[8-10]。在整個學(xué)習過程中，教師不僅要負責組織人員，還要負責資源的整理，建立的線上教學(xué)模塊示意圖如圖2所示.從圖2可以看出，學(xué)生在注冊并登錄子模塊時，需要查看信息認證設(shè)備中的賬號信息，才能登錄教育平臺的分類站點。學(xué)生完成登錄任務(wù)后，可以通過主題自測、討論區(qū)等子模塊瀏覽教師提供的在線課程信息，找到包括教育課件和課后練習在內(nèi)的許多學(xué)習內(nèi)容。完成的作業(yè)可以通過互聯(lián)網(wǎng)提交，學(xué)生將作業(yè)傳遞給對應(yīng)的老師，并根據(jù)自己的學(xué)習情況進行測試。如果在學(xué)習中遇到困難或問題，可以通過聊天室或留言的形式與其他人進行交流和討論。

2.3線上教學(xué)系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設(shè)計

本設(shè)計采用SQLServer、ASP動態(tài)網(wǎng)頁技術(shù)設(shè)計本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫，系統(tǒng)用戶信息可以由管理員從服務(wù)器導(dǎo)入，也可以由用戶自行注冊。設(shè)計的數(shù)據(jù)庫如圖3所示。此外，數(shù)據(jù)庫設(shè)計還需要設(shè)計課程信息表的相關(guān)信息，以此來為平臺后續(xù)的調(diào)度和統(tǒng)計奠定基礎(chǔ)。在數(shù)據(jù)庫后臺，只有合法的用戶可以登錄服務(wù)器計算機上的數(shù)據(jù)庫，遠程數(shù)據(jù)庫用戶需要通過身份驗證的方法來進行登錄。在前臺程序開發(fā)中，需要為每一個用戶建立ID號、用戶名和密碼等。當用戶登錄該系統(tǒng)時，需要對其身份進行驗證，只有用戶身份合法才可進入該系統(tǒng)。用戶使用密碼登錄系統(tǒng)，且密碼輸入時處于加密狀態(tài)，提高了系統(tǒng)的安全性。運用MD5算法對用戶輸入的密碼進行加密處理，將計算出的MD5值和系統(tǒng)中被保護的已設(shè)置的MD5值進行對比，以此提升密碼的安全性。為了保護用戶信息，應(yīng)設(shè)置信息查詢權(quán)限，即僅限于用戶本人可見，其余用戶無查看權(quán)限。此外，用戶可以實時更改自己的數(shù)據(jù)信息，并保留修改痕跡，便于后期查詢。

3對比實驗

為了驗證本文設(shè)計的高等數(shù)學(xué)線上教學(xué)系統(tǒng)的性能，開展相關(guān)實驗測試。

3.1實驗準備

將本文設(shè)計的系統(tǒng)在Windows7實驗平臺上進行檢測，系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫選用SQL，將系統(tǒng)的CPU設(shè)置在符合目前運行狀態(tài)的范圍內(nèi)。此外，將檢測平臺顯示器設(shè)置為OperaMobileClassic，閃存選擇2GB以上。

3.2實驗結(jié)果與討論

根據(jù)系統(tǒng)非功能性需求，對系統(tǒng)性能進行測試。在測試過程中，可以創(chuàng)建虛擬用戶進行測試。選取典型的測試場景，在測試環(huán)境下分別創(chuàng)建虛擬用戶并進行訪問，通過監(jiān)控每秒點擊次數(shù)測試結(jié)果來了解系統(tǒng)客戶端對服務(wù)器的訪問頻率并測試并發(fā)用戶平均事務(wù)響應(yīng)時間。測試結(jié)果如圖4所示。由圖4可知，本文設(shè)計的高等數(shù)學(xué)線上教學(xué)系統(tǒng)性能良好，在多個用戶同時點擊使用時仍可保持穩(wěn)定運行，可以滿足用戶的使用需求。

4結(jié)語

綜上所述，本文在仔細分析教學(xué)現(xiàn)狀和傳統(tǒng)線上教學(xué)系統(tǒng)的不足后建立了新的線上教學(xué)系統(tǒng)。經(jīng)過測試證明，該系統(tǒng)的性能良好且具有可靠性，有一定的應(yīng)用價值。但由于測試時使用的學(xué)生人數(shù)有限，未來還需在實踐中進行調(diào)試。

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作者：王俊彥 單位：長春工業(yè)大學(xué)人文信息學(xué)院