精品资源共享课平台建设研究*——以“计算机组成原理”为例

纪禄平，陈 希，何 畅，蒲晓蓉，周晓慧

（1.电子科技大学 计算机科学与工程学院，四川 成都611731；2.西南财经大学天府学院 图书馆，四川 绵阳621000）

一、引言

“计算机组成原理”是一门计算机专业核心课程。根据《教育部关于国家精品开放课程建设的实施意见》（教高〔2011〕8号）和《教育部办公厅关于印发〈精品资源共享课建设工作实施办法〉的通知》（教高厅〔2012〕2号）精神，为了进一步突出我校教学资源建设工作，促进传统教育教学观念向信息化时代迈进，引导教学内容和教学方法在互联网时代的不断变革，推动课程教学资源通过现代信息技术手段共建共享，以便提高本科环节的人才培养质量，我校积极组织了包括“计算机组成原理”课程在内的一批重点课程参与了四川省精品资源共享课的建设。

对于省级精品资源共享课的建设，除了配套的政策支持以外，教育主管部门还制定了具体的标准和技术要求[1]，以对共享课中基本资源建设的结构、格式与技术指标，乃至元数据做出了明确规定，除此之外还对课程的拓展资源建设提出了详细的技术要求。同时还要求精品资源共享课程的网上资源能覆盖该课程的基本知识、基本概念和基本原理等内容，要求其具有基础性和科学性等特征，并严格遵守国家安全、保密和法律规定，且适合在互联网上面向校内外公开、共享使用。

为了满足上述的各方面要求，实现课程资源的公开和共享使用，就需要结合课程建设目标，基于现代信息技术手段，开发一个基于互联网的课程资源共享平台，为校内外人员提供公平、公开和共享使用服务，这对促进教学手段的多样化发展、提升课程教学经验和教学方法的同行交流以及提高教师的教学水平和课程的教学质量，都能起到重要作用。

目前，虽然我校的“计算机组成原理”课程已开通了网络平台，但普遍存在结构陈旧、功能单一等问题，基本上不符合当前资源共享课建设的要求，因此研究探索并开发符合资源共享课建设要求的课程网络平台，是十分必要且迫切的。

二、资源共享课平台的建设需求

教育主管部门对精品资源共享课的建设做出了下列的具体需求规定[1]：

1.基本资源建设技术要求

基本资源指能反映课程教学思想、教学内容、教学方法、教学过程的核心资源，包括课程介绍、教学大纲、教学日历、教案或演示文稿、重点难点指导、作业、参考资料目录和课程全程教学录像等反映教学活动必需的资源。组织结构上，要求基本资源须按照课程概要、教学单元、教学资源，或按照课程概要、课程模块、教学单元和教学资源来组织；在格式与技术指标上，要求资源文件以doc/docx（普通文档）、ppt/pptx（演示文稿）、H.264（视频文件）等格式存储；在元数据上还定义了资源名称、作者和版权单位等格式。

2.拓展资源建设技术要求

拓展资源是指反映课程特点，应用于各教学与学习环节，支持课程教学和学习过程，较为成熟的多样性、交互性辅助资源，如课程配套的试题库系统和作业系统等，相关的资源也要符合基本资源的技术要求，其技术架构要采用分层设计，界面要符合用户的使用习惯操作方便，并能提供统一的服务接口。

结合上述需求规定，开发的“计算机组成原理”资源共享课平台在功能层面应规划两大资源板块，分别对应基本资源和拓展资源，其中基本资源板块下设包括课程介绍、教学大纲、教学日历、教案、重难点指导、作业、参考资料目录和教学录像等栏目，拓展资源板块下设微课程、案例库、试题库和互动交流等功能栏目。除了客户端需展示的共享课资源栏目之外，还需具有后台管理功能，如资源文件的和各栏目的日常维护等。在平台的性能层面，总体上还要求系统运行稳定，响应延迟低，支持1000个以上的并发访问等等。此外，为了适应拓展资源类型的持续扩展，平台栏目还要求具有很好的可扩展性。

三、平台的设计方案

1.系统的网络结构设计

资源共享课平台的网络拓扑结构设计如图1所示。其中，平台所需的各类服务器如Web服务器、数据库服务器、视频服务器等部署于我校数字化校园网内。校内用户可通过以太网和WIFI等访问课程资源共享平台，而校外用户则通过Internet和其他移动互联网访问该课程平台[2]，校园网与外网之间通过防火墙阻隔以确保课程平台的安全性。

图1 平台的网络拓扑结构

除此之外，平台还设计了通过“微信”服务接口，与腾讯“微信”平台进行交互，在拓展资源板块向用户提供课程的微信服务。具体而言就是智能手机用户接入课程的微信公众平台，而部署于校园网的应用服务器则基于第三方消息接口通过互联网与微信平台交互，从而实现基于微信的资源共享课平台与手机用户之间的课程资源共享交互。

2.平台的功能模块设计

在前述资源共享课简要需求基础之上，从平台的基本资源和拓展资源角度出发，融合了“计算机组成原理”旧有课程平台的基本功能[3]，设计了如图2所示的资源共享平台软件模块结构及其层次关系。

图2 平台的软件功能结构

如图2所示，该平台由基本资源、拓展资源、管理中心、教师空间和学生空间这5个主要的板块组成，各板块下又分别包括了若干个基本功能栏目。其中，基本资源和拓展资源是本面向资源共享课平台的特色板块，而管理中心、教师空间和学生空间这三个板块则继承了普通课程网站的基本功能[4][5]。

基本资源包括所有基本资源的展示和下载，任何用户均可在客户端浏览和下载，包括课程概要（教学大纲、教学日历、课程简介等）、教学单元（分单元对课程进行讲解，每单元有相应的演示文稿、例题或教学录像等资源）、教学资源（其他有关教学内容的资源）等内容。拓展资源目前涵盖了微信互动、慕课系统、课程APP、在线自测、案例专题素材库、演示仿真实验以及学科知识检索系统等功能栏目。

3.数据模型设计

为支撑该资源共享课平台的各大板块及其下属栏目功能，需建立相应的业务支撑数据模型，并利用后台关系型数据库存储相关数据。

本课程资源共享平台的虽然规划了众多板块和功能栏目，但模块间的业务逻辑相对简单，数据模型也并不复杂，其后台数据库主要由表1中的7个数据表构成，各表的数据结构模型及其逻辑相互关系如图3所示。

表1 后台数据库的表结构

如图3所示，各表均定义了主键，各表主键之间还定义了关联外键，以确保数据的一致性和完整性。例如，表teacher的主键是属性ID，此属性又是表student中Teacher_id的外键，从而约束了属性Teacher_id的取值必须存在于表teacher中ID属性的值集中。

图3 平台的数据模型设计

四、平台的实现及运行部署

受我校部署环境制约，该资源共享课平台系统是在Windows 7.0平台上基于ASP.NET MVC（Model，View，Controller）框架开发实现的，开发工具选用的是Visual Studio 2013。数据库平台采用的是MSSQL Server 2005，Web服务器采用的是Apache-tomcat-7.0版本，客户端支持IE 8.0、猎豹V5和Firefox30.0及其以上版本。

1.平台的编程实现

在MVC框架中[6]，Model（模型）指的是业务逻辑组件，View（视图）是呈现给客户端的信息，而Controller（控制器）则是接收来自客户端的操作指令与交互数据。在编程框架中，一共定义了6个模型，包括teacher、student和User等。后续代码分别给出了系统编程实现时关于模型和控制器的典型实现细节：

由于系统的编程代码量较大，这里只给出了部分典型的model定义和controller的代码框架。由于论文篇幅的限制，更多编程实现细节将不会在本文章详细展示。

2.平台的部署和运行

该资源共享课平台已开发完成，其Web主界面如图4所示。客户端通过http方式访问本资源共享课集成平台时，便会显示此Web主页。在该操作界面上，左边显示“基本资源”和“拓展资源”两个板块，各板块下分别显示所包含的功能栏目。

对于该课程的任课教师和选课学生，除了正常访问基本资源和拓展资源之外，还能进一步通过身份认证登录各自功能空间。教师可进行作业发布和批改，学生则可以进行作业提交和成绩查询，这些也是传统课程网站一般都应具备的常用功能。

在拓展资源板块，规划的特色栏目之一“课程微信互动平台”也已开发完成并上线运行（微信公众账号：UESTC计算机组成原理），后续还将开发“课程APP”和“慕课”等特色课程资源。本平台目前已在校内网中部署，且已连续稳定运行2个月，待后期调试、完善定型后，将正式上线向校内外师生提供我校计算机组成原理课程的资源共享服务。资源共享平台主页如图4所示。

图4 资源共享平台主页

五、结束语

为了推动课程教学资源通过现代信息技术手段共建共享，在我校倡导的资源共享课建设大背景之下，笔者们组织开发了“计算机组成原理”精品资源共享课服务平台。本文提出的平台的设计方案兼顾了传统课程网站的基本功能，重点突出了资源共享课平台的特色功能，如微信交互、慕课（MOOC）和课程APP等新型教学手段，符合教学手段改革的发展趋势。

[1]中华人民共和国教育部.国家级精品资源共享课建设技术要求(2012版本)[S].

[2]李军利,卜晓燕.精品课程与精品课程网站的建设[J].教育与职业,2007(14)：137-138.

[3]陈以海.精品课程网络资源共享现状分析与对策研究[J].中国教育信息化,2008(7)：58-60.

[4]沈建华,林建中,李跃辉.精品课程网站建设与应用研究——以“光纤通信与数字传输”精品课程网站建设实践为例[J].中国教育信息化,2012(1)：64-65.

[5]赵本全.以学习者为中心的精品资源共享课建设研究[J].中国教育信息化,2014(21)：32-34.

[6]李园,陈世平.MVC设计模式在ASP.NET平台中的应用[J].计算机工程与设计,2009,30(13)：3810-3814.