基于构件技术的交互式教学平台设计

摘要：越来越多的多媒体算法和标准给软件开发带来了更多选择，也对多媒体软件复用提出了更高的要求，构件技术成为多媒体软件复用途径。从平台功能需求出发，提出一种基于构件技术的交互式教学平台应用方案，该交互式教学平台具有较高的适用性。

关键词：多媒体；构件；交互式教学

DOIDOI：10.11907/rjdk.161855

中图分类号：TP319

文献标识码：A文章编号：16727800（2016）010005902

0引言

随着信息技术的发展，用户对Web应用系统提出了更高的要求。交互式教学平台不仅包含多媒体技术，还有计算机技术，它一方面能够激发学生的学习兴趣，另一方面可以提高教学效果。但是，随着课程的增多，教师的时间和精力越来越少，影响了教师管理学生、批改作业、回复问题、录制课程视频以及课件制作的质量，影响了平台的教学效果。

基于构件的软件开发技术，包含软件复用[1]、分布式计算、企业级应用开发等，是提高软件质量的有效途径之一。任何一门课程都是由许多内容元素组成，将内容元素设计成独立的、可方便使用的模块，开发时就能有效缩短软件开发时间，提高软件后期的可维护性。教师可以快速开设和管理一门课程，使交互式教学平台效果得到保证[23]。

1软件构件技术

软件复用又称为软件重用，指利用过去的开发经验把已有的软件或其部件应用于构造新的软件或系统。

构件[4]是指应用系统中的构成成分，可复用构件是功能相对独立、可以重复使用的构件。随着对软件复用的深入理解，构件的概念从编码（源代码）构件延伸到软件的需求规约、数据、测试案例和其它相关文档。

基于构件的软件开发，是指软件开发中使用的构件通过确定好的接口进行信息交互，应用系统通过构件的替换或更新以满足不同需求，从而提高软件开发效率和系统可扩展性。

2交互式教学

2.1交互式教学模式

交互式教学[5]最早由Palincsar提出。交互式教学主要是基于支架式教学思想，是一种训练学生阅读策略的教学模式。MOOC[6]是在网络及移动通讯基础上发展起来的一种新兴在线交互式教学形式，有3种教学模式：

（1）完全网络授课模式。即学习者只参与线上学习，不参与线下活动。这是目前大多数MOOC学习者的学习模式。

（2）网络课程+学生自助式面对面互动模式。学生学习完网上课程后，可以自发组织同学一起进行线下的面对面交流。

（3）网络课程+本地大学教授面对面深度参与教学模式。学生学习完网上课程后，与本地大学教授进行面对面深度沟通交流，不需要授课团队面对面沟通。

2.2交互式教学特点

交互式教学MOOC具有大规模、开放、在线的特点。

大规模指学习课程的学生数量庞大，学生的学习动机多元化。开放指课程资源开放、学生身份多样化。在线指学习者通过网络在线完成课程的所有环节，包括课程选择、教学视频学习、完成测验、提交作业、参与小组讨论等。

课程是实时交互的，学生的练习、测验能得到即时反馈。

3交互式教学平台设计

3.1功能需求及设计

交互式教学平台设计思想：学生在网络平台上选择感兴趣的课程，学习所选课程内容，完成课程考核，参与学习讨论，获得所选课程的成绩和学分。交互式教学平台[6]包括用户管理、课程管理、课程任务管理3个部分，如图1所示。

3.1.1课程管理

课程管理包括查看、添加、删除、编辑课程，上传课程视频，上传、下载课件，在线视频教学等。课程管理中，管理员角色查看课程，教师角色上传、添加、删除、编辑课程，学生角色主要是学习教学视频。

3.1.2课程任务管理

课程任务管理包括查看、添加、删除、编辑课程任务，上传、下载课程任务附件，批改课程任务，查看批改结果，提交、回复讨论问题等。课程任务管理中，管理员角色查看课程任务，教师角色上传、添加、删除、编辑课程，学生角色主要是完成课程任务、提交讨论问题等。

3.1.3用户管理

用户管理包括用户角色管理和用户权限管理两个部分，如图2所示。

用户角色管理：系统设管理员、教师和学生3种角色。

用户权限管理：对每一种角色设有不同权限。

管理员角色可以增加、查找、删除、编辑所有的角色和设置角色的系统权限。

教师角色管理任课课程（添加课程简介、上传课程视频和课件等）、管理学生（学生分组、查看学生信息等）、管理任课课程任务（添加、编辑课程任务，上传附件，查看、批改作业，回复课程讨论等），编辑个人信息。

学生角色管理所选课程（选课、观看视频课程、下载课件等），管理所选课程任务（查看课程任务、下载课程任务附件、完成课程任务、提交讨论问题等），编辑个人信息。

3.2构件技术在交互式教学平台中的应用

将交互式教学平台中功能需求的共性提炼出来，在交互式教学平台系统开发中引入构件技术，采用标准化的接口设计，形成业务功能实现、数据库连接、交换的构件库。根据软件系统开发过程，将交互式教学平台开发过程提炼为：

（1）交互式教学平台业务功能抽象。交互式教学平台包括课程管理、课程任务管理和用户管理3个部分。

（2）创建可复用的交互式教学平台构件库。可以将功能需求构件提炼为用户构件、课程构件、课程任务构件、界面构件、系统管理构件。

课程构件：课程编辑构件、课件制作构件、视频录制构件等。

课程任务构件：课程任务编辑构件、创建讨论问题构件。

用户构件：用户权限构件和角色构件。

界面构件：用户注册、登录、信息修改等操作界面。

系统管理构件：统计查询，包括用户统计、课程统计、学生上课统计、成绩查询、成绩汇总等。

（3）调用、维护、升级交互式教学平台构件。构件库分解系统中各个功能模块和功能对象，将每类对象的元素包括控制对象（如按钮、编辑框等）、文本对象、音频/视频对象等元素封装成一个具体类，为每类对象的共同行为和属性定义一个抽象类，为其子类定义公共接口，子类继承和重载抽象类。

元素类：是针对具体的元素（控件、文本、图像、声音等）定制的类，由第三方库或自己开发。

抽象类：实现元素中的一致处理，设置子类重载的公共接口。

子类：特制对象的属性和行为并封装。

（4）个性化构件开发。

（5）交互式教学平台系统搭建并实现互操作。交互式教学平台系统架构采用B /S 结构的3 层设计，即数据库端、应用服务器和客户端。

应用服务器端通过中间件的构件软件进行管理。客户端通过接口访问服务，开发者无需考虑服务端如何内部实现，甚至开发语言、操作系统、数据库等都不用考虑。根据以上分析，系统设计框架如图3所示。

（6）动态完善交互式教学平台功能及流程。在完成业务功能提炼的同时，交互式教学平台系统设计重点是目标业务流程。

按照功能，系统分为3 层：基础层、中间层和顶层。

基础层主要由基本数据类构件和系统支撑构件组成，即各功能构件和封装的DLL文件。中间层为通用构件和交互式教学平台系统业务构件库，顶层主要由专用性的构件或子系统构件组成。顶层和中间层是交互式教学平台系统架构的重点。

4结语

基于构件技术的交互式教学平台采用模块化技术，对构件库中的一个或多个构件进行复用，按系统目标通过组

合连接各个构件，用户目标发生改变时可以在原有基础上修改和添加。系统开发过程以迭代方式进行，可以提高构件的复用性以及交互式教学平台的开发效率。

参考文献参考文献：

[1]杨芙清， 梅宏， 李克勤. 软件复用与软件构件技术[J]. 电子学报，1999（2）：7071.

[2]史济民.软件工程原理、方法与应用[M].北京：高等教育出版社，2006.

[3]谢晓芹，陈凯云.基于构件的叶片型面测量软件设计与实现[J].计算机工程与应用，2004，40（20）：5456.

[4]陈波，李舟军. 构件模型研究综述[J]. 计算机工程与科学， 2008，1（1）：105109.

[5]刘超群. 实时交互式教学系统的设计与实现[J]. 中国教育信息化， 2008（5）：7678.

[6]王永固，张庆. MOOC：特征与学习机制[J]. 教育研究， 2014，416（9）：112120.