基于WEB的数字电路交互式学习平台设计

张志勇 李海瑞 张建锋 代媛

【摘要】论文针对数字电路课程学习中实际存在的学习零散、缺乏系统性问题，开发的一套基于B/S模式，用于数字逻辑与数字电路课程教育的交互式学习系统，通过SSH2框架构实现了教师发布作业，学生在线学习，下载相关资料，查看相关教学视频，在线测试，留言等相关功能。开发过程中使用JSP技术开发界面，数据库使用MYSQL，达到了理论教学与自主学习的有机融合，提高了学生学习的自主性，有利于数字逻辑电路教学质量的提高。

【关键词】 WEB  数字电路  交互式  學习系统

【中图分类号】G718                             【文献标识码】A      【文章编号】2095-3089（2015）11-0188-02

随着信息技术的快速发展，信息化教育克服了时间、 空间等多重障碍，让教育走向多元化[1]。作为计算机相关的一门重要的专业基础学科，数字逻辑电路作为是计算机相关专业的必修课程，是学习计算机组成原理的重要基础。为提高教学质量，加强基础知识的学习，规范课程教学质量环节，适应学生多元化、个性化发展需求[2]，结合校学科专业发展实际，开发基于WEB的数字电路交互式学习系统，对学生的专业知识学习进行定向提高，弥补课堂教学中的不足。

一、系统需求分析

本系统作为一个交互式教学系统，需要前台具有查看信息资讯、教师上传作业、学生下载作业、浏览学习资源、在线视频教学、在线测试、留言，用户注册等功能;后台具有管理教师信息、管理学生信息、发布和管理网站资源、管理留言内容、维护网站等。故对系统需求分析从业务、用户和功能三个方面的需求着眼。业务需求使用户对了解系统中数据在各个业务层面间的流动方向。用户需求使用户对系统的使用达到了期望，尽量满足人性化的要求。功能需求可反应该系统要达到的设计要求。

二、运用模块分析

运用模块表示参与者、用例以及其之间的关系构成的描述系统功能的一种动态视图。为更好的表示系统的开发流程，使用统一建模语言来构造系统的结构模型。笔者设计了三种运用模块即管理员、学生和教师运用模块。管理员运用模块描述了管理员进入后台系统之后可执行的功能。教师运用模块描述了教师登录前台系统之后可进行的操作，包含上传作业、查看资源、网站留言。学生运用模块描述了学生登录前台系统之后可进行的操作，包含下载作业、查看资源、网站留言。

三、交互式系统设计

考虑到系统的主要功能为在线学习，使系统达到良好的跨平台能力，选用B/S模型开发以达到前后台分离。学生通过简明的前端界面，了解WEB的大体结构和基本功能以利于使用。后台设计满足方便管理员管理，简化操作步骤，提高管理效率目的。从开发设计理念上看，遵循面向对象的原则，将系统设计中的不同模块抽象化，以对象的形式管理系统信息，保证其稳定性和健壮性[3]。并通过需求分析和运用分析，构建数据库需包含教师信息、学生信息、新闻公告、信息资讯、在线学习资源、作业信息、资料、视频信息、试卷、留言。

在数据库的操作方面，用Hibernate中Session负责完成对象的持久化操作。首先，根据Hibernate配置文件并创建Configuration类的实例，将Hibernate和Spring整合，配置Application.xml文件。通过Configuration类实体创建Session Factory实例。考虑到Session Factory的创建消耗较多的系统资源，以保证整个程序运行中SessionFactory是单例。教师、学生管理模块通过RegisterAction传送到数据库中，在教师、学生管理模块中读取数据库中Teacher表和Student表，将结果显示到后台表格中。管理员选中相应用户信息点击查看，后台会调用UserAction中的ViewXXX（）方法，该方法从数据库中找到相应的用户信息并返回。点击编辑按钮，用户的信息通过后台数据库取出之后显示在JSP的text文本框中，此时可修改文本框中的用户信息，修改完成后提交给后台UserAction的UpdateXXX（）方法，该方法同样会通过Service层的service方法修改数据库中对应要修改的用户信息。点击删除按钮，后台执行DeleteXXX（）方法，从数据库中删除该用户信息，交互式平台首页界面如图1所示。

图1 交互式平台首页界面图

四、系统测试

本系统测试包含界面测试和代码测试代码。首先，用户帐号登录到系统检测系统各功能是否都能正常使用，作业上传下载、在线学习、教学视频观看、资料下载、在线试题测试等全部功能。在测试中完全不考虑程序内部结构和内部特性的情况下，在程序接口进行测试，仅检查程序功能是否按照需求规格的规定而正常使用，程序是否能适当地接收输入数据而产生正确的输出信息。在概要设计中为每个模块指定了具体的测试计划，然后根据此计划进行测试，在实际测试中分别对各模块如用户登录注册、信息资讯、作业管理、在线学习、视频教学、在线测评、留言板、教师管理、学生管理、公告管理、资讯管理、作业管理、在线资源管理、视频管理、试题库管理等作了测试，所有结果界面正常显示，实际与预期结果基本一致。

五、结语

本文根据数字电路课程理论性强，学生较难掌握的特点，从少数学生忽视课堂学习情况入手，设计和开发了基于WEB的数字电路交互式系统。通过该系统教师可和学生进行课外互动，上传作业，能够让巩固学到的知识。系统采用了Java技术，使用SSH2框架，使学生能能达到学以致用的目的。本交互式系统在实践中进展顺利，取得了较好的教学效果，在学生留言中，92%的同学对数字逻辑课程的教学内容、教学方法和教学态度给予了肯定，不少同学反映通过该系统使自已课程学习能力得到了锻炼和提高。当然教学改革不可能一劳永逸，应体现课程的基本规律和特点，具备创新性和科学性，需要在实践中不断的努力和探索。

参考文献：

[1]米雁. 2010. 网络与青少年学生的多元化教育. 现代教育科学，（02）：31-32.

[2]王月明. 2011. 基于Proteus的数字电路的课程建设. 软件导刊，（06）：186-187.

[3] 张少应，程传旭. 2014. 基于Hibernate持久化层的设计与实现. 计算机技术与发展，（12）：101-104.

项目名称：西北农林科技大学2012年本科优质课程建设项目及2013本科教学改革研究项目