基于Web的翻转课堂微视频管理系统的设计

任焕海 孙德刚

摘  要：翻转课堂是混合教学模式中的一种典型模式，微视频是翻转课堂经常使用的手段之一，但是对于微视频的管理还处于人工管理，共享不及时，使得对微视频的总体应用效率不高。为了解决微视频管理水平较低的问题，提升学生在课堂中微视频的使用效果，利用现代信息技术，设计一个基于Web的翻转课堂微视频管理系统是非常有必要的。

关键词：微视频管理系统;Web;MVC模型

中图分类号：TP311.52       文献标识码：A 文章编号：2096-4706（2019）09-0081-03

0  引  言

目前，信息社会迅速发展，教育方式逐渐多元化，传统的教学模式已经保证不了知识信息的有效传递，翻转课堂打破了传统单一的教学习惯，学生将知识的学习提前到课前[1，2]，但仅对教材的预习达不到预期效果，微视频是对翻转课堂的有效补充，使得学生能够根据课程微视频，提高对知识点理解的效率。在此背景下，本文设计开发了基于Web的翻转课堂微视频管理系统，能够有序、高效管理每门课程的微视频，也方便学生利用网络随时可以观看微视频。

1  系统实现技术与工具

1.1  系统开发模式及语言

开发模式主要有B/S模式和C/S模式。C/S模式是指客户端和服务器端模式，很多传统的信息管理系统采用此模式，需要在客户端安装客户端软件，客户端把数据编辑处理后，通过网络将数据存储在服务器端，可以有效降低服务器的负载，但是服务器进行升级时，客户端也需要进行同样操作，增加了维护成本。B/S模式是指浏览器和服务器模式，随着网络的发展，越来越多的管理系统采用此模式开发，用户通过网络可以随时随地访问服务器，提高了办公的便利性，也可以有效弥补C/S模式的不足[3]。

本系统采用B/S模式[4]，利用Java作为系统的开发语言，并使用MVC模型三层架构对系统进行开发。MVC模型三层架构由模型、视图和控制器组成，如图1所示，其主要实现流程如下：用户通过浏览器发送请求，Servlet作为控制器进行数据封装，可以传递给模型，利用JavaBean进行存储，也可以通过域对象将封装的数据传递到视图，由JSP进行数据显示。

1.2  数据库选择

数据库是整个微视频管理系统的数据管理单元，对整个系统的运行起到数据支撑的作用，方便业务逻辑层对于系统数据的处理、存储等操作。对于选择数据库，要求能够对数据库使用标准的SQL语言进行操作，数据库本身要安装部署方便，易于维护，经济型较好。目前，常见的关系型数据库有微软的SQL Server数据库、甲骨文公司的大型网络数据库Oracle、嵌入式数据库DB、以及甲骨文公司的开源数据库MySQL[5]，根据系统的经济、技术需求，本系统选择开源的MySQL作为底层数据库，它具有成本低、体积小、灵活性高、速度快等优点。

2  系统需求

2.1  功能性需求

系统的主要功能需求包括系统管理、教师管理、学生管理、课程管理、微视频管理以及学习进度和互动管理等，下面对具体分析每个功能的具体需求。

系统管理功能需求，可以进行系统菜单的管理，包括对系统菜单的设置、删除、更改等操作;登录管理，可以对登录的用户名和密码进行密码重置、删除用户等操作。

教师管理功能的需求，主要是对教师个人信息的管理，包括录入教师信息，对教师信息进行查询、修改、删除等操作。

学生管理功能的需求，可以对学生注册的信息进行审核，也可以通过管理员录入学生的信息，并可以进行综合条件查询学生信息、更新学生信息等操作。

课程管理功能的需求，教师可以登录系统后，录入开设的课程，主要包含课程的名称，课程的授课计划以及知识点的设计，并且勾选哪些知识点是需要进行课堂翻转，配合微视频讲解的;教师或管理員也以对已录入的课程信息进行更新、查询和删除操作。

微视频管理功能的需求，可以上传视频，并选择与之对应的某个课程的知识点，上传视频后，可以对视频设置描述标签，还可以对视频进行更新和删除。

学习进度及互动管理功能的需求，要求可以显示课程的学习进度以及单个微视频的学习进度，统计显示在线学习时长;在观看微视频时可以在留言区进行留言，教师和其他学生可以给予回复;管理员可以对本模块进行整体管理，对学习进度、互动留言进行统计分析。

2.2  非功能性需求

系统的非功能性需求包括以下几个方面：

系统界面需求，要求系统界面简洁大方，页面风格统一，功能操作简单，用户对系统的操作上手快，各级标题的文字大小和文字颜色一致。

系统的安全需求，主要包括物理设备和信息存储的安全性，物理设备是指系统部署的服务器、交换机以及路由器的安全;信息存储安全性，是指信息存储可以达到RAID5的要求，能够及时备份系统数据。

系统运行的稳定性需求，系统运行的时间满足7*24小时的要求，出现系统故障时可以及时排除和恢复。

系统性能的需求，主要是指观看微视频的响应时间的需求，特别是用户量较大时的响应时间不超过6秒。

3  概要设计

3.1  设计思想

在对微视频管理系统的功能性需求和非功能性需求进行分析之后，要进入系统的概要设计阶段，主要针对系统的逻辑业务进行设计，总体的业务原则是通过Web微视频管理系统的特点和优势，对翻转课堂的微视频进行资源管理，为学生和教师提供便捷的视频观看和管理服务。

系统采用B/S模式进行设计开发，学生或教师通过互联网登录系统，为了提高系统的设计效果，设计过程需要遵循系统易用性、可扩展性、稳定性等基本设计原则[6]。

3.2  系统架构设计

微视频管理系统主要基于系统的需求分析和设计思想来确定系统架构的组织形式以及内容，并根据当前成熟的开发技术，对系统进行多个层次的架构，本系统采用三层架构进行设计开发，包括表示层、业务逻辑层以及数据层，其结构模型如图2所示。

4  详细设计

系统的详细设计主要从每个模块的实现过程出发，并配合时序图进行详细的描述，由于文章篇幅有限，本部分以微视频上传为例，进行阐述。

微视频上传的详细设计过程如下：用户在客户端发送微视频上传的HTTP请求，通过Dispatcher Servlet将用户请求传递给Handler Mapping;Handler Mapping根据用户请求的URL匹配与之对应的Controller，并将匹配上的Controller反馈给Dispatcher Servlet;Dispatcher Servlet根据Handler Mapping的返回数据，将用户请求传递给响应的Controller进行处理;Controller根据业务逻辑和DataModel来处理请求，并将处理完成的数据分装成ModelView，传递给Dispatcher Servlet;Dispatcher Servlet将接收到的ModelView中的ViewName传递给ViewResolver，ViewResolver对视图解析后获取返回页面的URL，将其传递给Dispatcher Servlet;Dispatcher Servlet将获取到的模型注入到View中;最后将数据显示在页面上，反馈给客户端。

微视频上传的时序图如图3所示。

5  系统测试

系统测试是在系统交付前对系统进行的一次全面的检查，对发现的问题及时修复。本系统采用V型测试模型以及黑盒测试法，对系统进行功能性测试、非功能性测试以及文档测试。通过测试，系统性能良好，达到了需求规格预期的要求。

6  结  论

针对翻转课堂微视频的管理水平低的问题，本文利用现代信息技术设计完成了基于Web的微视频管理系统，为方便、高效的管理微视频提供了平台，也为教师和学生实现翻转课堂奠定了基础。

参考文献：

[1] 李甦，白柯晨.翻轉课堂教学设计与实践问题研究 [J].成人教育，2019（4）：27-31

[2] 高冉，毛芸.基于微视频的课内翻转模式在研究生信息素养教育课程的实证研究——以北京师范大学为例 [J].情报探索，2019（3）：69-73.

[3] 梁静，赵海霞，谢雨萌.基于NAS的高校音视频教学资源管理系统的设计与应用 [J].软件导刊（教育技术），2019，18（2）：73-75.

[4] 范光明.基于微信小程序的行车记录系统的设计与实现 [D].长春：吉林大学，2018.

[5] 林燕发.某技校在线教育系统的设计与实现 [D].成都：电子科技大学，2018.

[6] 亓远.基于Web的视频信息管理系统的设计与实现 [D].西安：西安电子科技大学，2017.

作者简介：任焕海（1985.02-），男，汉族，山东德州人，讲师，硕士，研究方向：智能系统设计、图形图像处理;孙德刚（1978.04-），男，汉族，山东德州人，高级工程师，学士学位，研究方向：教育信息化、软件开发。