MOOC课程在线编辑系统的设计与实现

刘慧婷 王珊珊

安徽大学计算机科学与技术学院 安徽合肥 230601

MOOC课程在线编辑系统的设计与实现

刘慧婷 王珊珊

安徽大学计算机科学与技术学院 安徽合肥 230601

基于MOOC系统存在的问题，设计并实现了MOOC课程在线编辑系统。系统以HTML+CSS+DIV+Javascript+Python语言实现前台界面和角色功能，数据库采用My SQL。整个系统采用Django框架的MVC软件设计模式，最终在Linux操作系统中实现既定设计。系统实现了视频上传和管理、作业评分、云部署等功能，解决了当前MOOC系统存在的一些问题。

MOOC；在线编辑；设计与实现；Django框架

随着知识全球化的越演越烈，人们倾向选择一流教育机构的课程学习。由于空间的限制，对于知识的追求不能局限于课堂，从而将更多的时间和精力投入于在线教育，获取系统学习的可能。

对在线教育的诉求促使了MOOC的产生，即“Massive Open Online Course”，可直译为“大规模在线开放课程”，是面向社会公众的免费开放式网络课程。最早可追溯到2007年[1]，美国犹他州立大学的David Wiley教授基于wiki发起了一门名为“Intro to Open Education(INST 7150)”的网络开放课程，世界各地的用户都可以免费注册参加学习[2]。此后，不断有学者和机构尝试开展MOOC，包括普林斯顿，斯坦福名校也加入到该行列。

MOOC 通过信息技术与网络技术将优质教育送到世界各个角落，不仅提供免费的优质资源，还提供完整的学习体验，展示了与现行高等教育体制结合的种种可能。MOOC为社会大众接受高品质教育提供了一种可能，成为扩大教育民主化的一种重要方式，同时也成为高校提升影响力的重要手段之一[3]。

目前流行于世界各地的MOOC平台，只支持Youtube视频，大陆Youtube视频网站是屏蔽的，而国内的其他视频网站又有广告，这对于学生观看课程视频十分不利。同时目前MOOC只支持Amzon的云服务，缺少对于其他云平台的支持，不利于使用其他云服务的学校搭建MOOC平台。随着MOOC注册学生的增加，学生参与课程教育，会产生大量的作业数据，教师的批改时间有限，需要一个程序可以代替教师精准的批改学生作业，而现今的MOOC并没有这种程序。因此，为了适应当今中国社会对于MOOC在线教育学习的诉求，进一步解决现今MOOC存在的问题，设计并实现MOOC课程在线编辑系统是必要的。

1 系统设计

系统功能结构图是将系统的功能进行分解，按功能从属关系表示的图表。根据系统需求分析以及系统目标功能，最终确定该系统的结构图如图1所示。

图1 系统功能结构图

本系统基于Python的Django框架，前台采用HTML+DIV+CSS+Javascript等Web服务语言，后台数据库使用My SQL，开发过程中的操作系统为Linux，最后将系统代码部署到Windows Azure上。

2 数据库设计

数据库是管理信息系统的核心和基础，把信息系统中大量的数据按一定的模型组织起来，提供存储、维护、检索数据的功能，使信息系统可以方便、及时、准确地从数据库中获得所需的信息。

2.1 E-R图

E-R模型是用来描述概念结构设计的有力工具[4]，E-R模型用E-R图表示，这样表示清晰明了，简单易懂，本系统所涉及的E-R图包括：学生E-R图、课程E-R图、教师E-R图、视频资源E-R图、评分请求提交E-R图。图2为总E-R图，为了图示清晰，将实体的属性省略。

图2 总E-R图

2.2 数据表

根据系统的功能要求，该系统的数据库包以下5个表：学生表(Student)、教师表(Teacher)、课程表(Course)、视频资源表(VideoInfo)、评分请求提交表(Submission)。下面列出学生表的数据结构(见表1)：

表1 学生表(Student)

3 系统实现

3.1 系统逻辑流程

图3显示了整个系统的逻辑流程图。

图3 MOOC课程在线编辑系统的逻辑流程图

用户经过系统的登录密码和权限身份认证后即可成功登录系统，如果用户是学生身份，则可以查询开放课程并学习课程，课程中会有一系列课后问题为作业，学生可以回答问题并将作业提交系统。如果用户是教师身份，则可以上传教学视频和管理视频。对于自己设计的作业问题，教师可以设计自动评分程序提交系统，系统实现作业自动评分流程。系统开发人员将整个系统部署到Windows Azure实现整个系统的开发应用。

3.2 系统架构图

系统架构设计分为逻辑架构和实体结构，本系统的系统架构图如图4所示。

3.2.1 逻辑架构

系统分为3个部分：用户、网站业务、数据储存。网站业务又可细分为MOOC系统实现的具体业务。用户是此系统的使用者，数据储存是系统内部数据储存架构。

图4 MOOC课程在线编辑系统架构图

3.2.2 实体架构

与系统逻辑架构3部分一一对应，个人用户请求通过负载均衡器通到集群，负载均衡器再将请求分配到每一个虚拟机，集群内部是n个Django服务器系统，并且集群内部使用memcached实现了Session共享。在数据存储的实体架构方面，系统通过管理服务器管理查询节点和数据节点，并实现My SQL集群数据库共享。

3.3 系统界面

人机界面设计是接口设计的一个重要组成部分。对于交互式系统，人机界面设计和数据设计、体系结构设计及过程设计一样重要。人机界面的质量直接影响用户对软件产品的接受程度，因此，对人机界面设计必须给予足够重视。在设计人机界面的过程中，必须充分重视并认真处理系统响应时间、用户帮助设施、出错信息处理和命令交互这四个设计问题。人机界面设计是一个迭代过程，先创建设计模型，用原型实现设计模型并由用户试用和评估原型，根据用户意见修改原型，直到用户满意为止[5]。图5和图6分别为视频管理界面和作业评分界面。

图5 视频管理界面

图6 作业评分界面

4 结束语

以现今的MOOC在线课程系统实际为背景，结合实际使用情况，发现当下MOOC中值得完善和修改的部分，并查询资料完成架构设计和方法实现。随着系统的逐步开发和功能的日益完善，系统仍暴露一些缺陷和不足，需要从以下几个方面进行深入的研究和探索。

4.1 Mongodb的研究

Mongodb是个高效数据库，有着比My SQL更高的查询效率，可以存储非结构化数据，支持海量存储，性能优越，并且开源免费。随着时间的推移，服务器中的数据越来越多，可以考虑用Mongodb作为系统的数据库。

4.2 用户行为的分析

系统上线后，会有很多人注册并观看网站上的视频。这些行为都是可以研究的数据。可以研究学生人群的地区分布、学生年龄性别层次分布与成绩的关系。学生观看视频时间长短与学习成绩是否相关等用户行为分析。

[1] 郝丹.国内MOOC研究现状的文献分析[J].中国远程教育，2013(11)：42-50.

[2] 李青，王涛.MOOC：一种基于连通主义的巨型开放课程模式[J].中国远程教育，2012(3)：30-36.

[3] 樊文强.基于关联主义的大规模网络开放课程(MOOC)及其学习支持[J].远程教育杂志，2012(3)：31-36.

[4] 王珊，萨师煊.数据库系统概论[M].第四版.北京：高等教育出版社，2006.

[5] 张海藩.软件工程导论[M].北京：清华大学出版社，2011.

Design and Implement of MOOC Online Editing System

Liu Huiting， Wang Shanshan
Anhui University， Hefei， 230039， China

In order to solve the problems of existing MOOC system， we design and implement a MOOC online editing system. We implement the interface and the role function by using HTML+ CSS+ DIV+Javascript+Python language， and build our database utilizing My SQL. We apply the MVC software design pattern based on Django framework to this system， and finally finish our planned design in the Linux operating system. Our system has several functions， such as video upload and management， assessment， cloud deployment and so on， and it solves some problems in current MOOC system.

MOOC； online editing； design and implementation； Django

2014-07-13

刘慧婷，博士，副教授。王珊珊，本科。

安徽大学精品实践课程建设项目(编号：SJKC2013006)。