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PC端+移动端在线教育学习平台构建研究

发布时间:2019-06-24
  摘 要
  
  伴随互联网时代信息技术的迅猛发展,IT 技术线下培训市场持续火爆。但对比线下培训价格高昂、需要持续集中时间去学习的弊端,更需要一个课程优质、价格适中、灵活便捷的在线教育学习平台来满足 IT 技术群体用户的学习需求。基于当前线下IT 教育课程学习的不足之处,提出了 SpringBoot 技术开发的在线教育学习平台。通过 PC 端和移动端的在线学习课程功能的同步性,能让 IT 技术学习群体更便捷地学习优质的技术课程视频,也能有助于教学管理方对 IT 技术教学资源的合理分配与管理。

PC端+移动端在线教育学习平台构建研究
  
  在线教育学习平台以基于互联网技术学习课程内容数据为主的 PC 端和移动端结合的学习平台为背景,首先在需求分析阶段,通过 UML 建模技术所作的三端平台角色用例图来阐述系统功能性需求,紧接着通过系统架构设计图和功能模块划分来对系统进行总体设计,采用 B/S 架构模式建立系统的 MVC 三层架构模型,使用企业级轻量开发框架Springboot和Mybatis的后台框架设计,并采用关系型数据库MySQL和非关系型数据库 Redis 缓存技术对系统数据信息进行存储,在数据库设计部分给出系统主要数据库实体的 E-R 图和数据库表设计。在移动端主要是借助微信公众号提供的 API 接口来实现与服务器端的数据通讯,数据交互采用的通用 JSON 的数据格式,利用微信内置的浏览器访问在线教育学习平台的课程主页,浏览器通过 4G 或Wi-Fi 网络传输数据请求到服务器端,服务端返回相应的数据在微信 APP 内置浏览器页面展示。系统实现部分则是借助功能界面实现效果图和相对应说明来阐述。在系统测试部分,通过选取部分测试用例介绍来对系统功能进行测试,验证是否符合预期。
  
  在线教育学习平台借助 PC 端和移动端的在线学习优势,给 IT 技术学习用户群体提供更为便捷、高性价比的技术学习课程;同时,降低了在线教育学习平台管理方企业的管理和运营成本。
  
  关键词:   微信公众平台 在线教育 MVC 设计模式。
  
  Abstract
  
  With the rapid development of information technology in the Internet era, the IT technology offline training market has continued to flourish. However, compared with thehigh-cost of offline training and the drawback of the continuous concentration time to learn, it is necessary to have a high-quality, affordable, flexible and convenient onlineeducation learning platform to meet the learning needs of IT technology groups. Based on the deficiency of current offline IT education courses, an online education learningplatform by SpringBoot technology development is proposed. Through the synchronization of the online learning course functions between the PC and the mobile, the IT technology learning group can learn the high-quality technical course more conveniently, and it can also help the teaching management to allocate and manage the IT technology teaching resources rationally.
  
  The background of the online education and learning platform is the combination of PC and mobile end, which is based on the Internet technology learning course content data.Firstly, in the requirements analysis phase, the three-terminal platform role use case diagram made by UML modeling technology is used to illustrate the system functionalrequirements.Then the overall design of the system is is carried out through system architecture design diagram and functional module partitioning. The B/S architecture mode is used to establish the system's MVC three-tier architecture model. Use the backstage framework design of enterprise-class lightweight development framework Springboot and Mybatis. Store system data information by the relational database MySQL and non-relational database Redis cache technology. The E-R diagram and database table design of the main database entity of the system are given in the database design part. On the mobile side, the API interface provided by WeChat public number is used to realize data communication with the server. The data interaction uses data format of the universal JSON .Use the built-in browser of WeChat to access the course homepage of the online education learning platform, The browser transmits data requests to the server through the 4G or Wi-Fi network, and the server returns the corresponding data to display on the built-in browser page of WeChat APP. The system implementation part is explained with the help of the function interface and the corresponding description. In the part of system test.In the system test section, in order to verify whether the system function is as expected,test cases are designed to test the function and non-function of the system.
  
  With the help of the online learning advantages of the PC and the mobile end,the online education learning platform provides a more convenient and cost-effective technical learning course for the IT technology learning user group; at the same time, the management and operation costs of the management of online education and learning platform are reduced.
  
  Key words:   WeChat of public platform Online education MVC design pattern。
  
  1、 绪论
 
  
  1.1、 研究背景与意义。

  
  现如今经济全球化发展日益加快,许多伴随知识经济时代的科技创新和学习理念已然深入人心[1]。而教育和学习这一主题始终伴随在科技革新在不断变化和发展,相比传统教育的模式和方法,现代教育已伴随 PC 互联网、移动互联网和未来可能的眼镜互联网等的变迁和更替而改变[2]。在过去移动互联网的十年时间里,在线教育随着移动互联网、大数据和云平台等被逐渐引入到生活中的各个领域,在线教育学习平台也在以“互联网+教育”为核心内容的数字化、智能化、网络化的环境中应运而生[3]。伴随互联网的兴起而进一步良性发展,传统层面上的网络学习平台逐渐形成了开源性、“慕课”式和在线直播式等多种商业化运行模式的在线学习平台,同时技术反哺业务,使得在线教育平台在课程内容、学习资源和基于大数据分析等功能基础上给用户带来更好的学习体验[4-5]。但实际上,在移动互联网迅猛发展的今天,以触摸屏交互设计为主的移动设备,不太适合传统 PC 端的在线教育平台,主要原因包含以下几点:屏幕匹配度较低、文件兼容性差、移动设备存储空间较小,用户操作体验度不高[6-7]。以上种种原因并不适合当下 IT 技能知识学习群体去利用其碎片化的时间来学习相关技能。同时,线下 IT 培训市场由于互联网的快速发展而迅猛扩大,但其短短几月的培训费用就让大多数想学习 IT 技术的学生和初入职场的工作者望而却步,而线上的 IT 技能教育则成本低廉。而目前存在在线教育学习平台如网易云课程、腾讯课程面向用户群体广泛,对于 IT 课程的精度和内容均有所欠缺,无形之间加大了 IT 技能学习群体的时间成本,久之该群体在时间、金钱投入成本下得到的收获愈来愈少,导致平台的用户会逐渐流失,最终导致企业运营成本增加,在课程内容的投入上愈发吃紧,企业入不敷出的恶性循环[7-8]。
  
  在智能手机的日益普及和 4G 网络高速发展的今天,智能手机终端已逐渐代替PC 电脑,成为许多人日常学习工作和娱乐交流的必备品,同时也催生了许多方便用户利用零碎时间学习的 APP 应用软件[9-10]。在此发展过程中,微信作为一款在移动端功能齐备的社交和信息流软件应用,其在国内外拥有巨大的日活用户,利用微信公众平台的中的交流互动、订阅推送、即时通讯及资源共享的优势[11-12]。将传统在线教育学习平台教育模式大多只能在 PC 端进行的同时,将 PC 端学习内容与微信部分功能相结合,利用微信的平台资源和流量,在节约获取用户流量成本的同时,更加便于 IT 技能学习者利用碎片化的时间进行在线学习,同时让运营者能将更多精力和成本投入到学习平台的 IT 课程上,寻找更多更优秀的师资为平台内用户提供更为优质、创新实用的 IT 技术内容,以此吸引更多 IT 技能学习者到该平台付费学习,使平台运营方获利,促进该在线教育学习平台 IT 教育生态的良性发展[13-14]。
  
  1.2、 国内外研究综述。
  
  1.2.1、 国外研究现状。

  
  移动学习从1994最初的美国Carnegie – Mellon大学通过对无线通信技术研究项目来给教师和学生提供自由的学习体验,到后来英国的 E-learning 旨在解决教育的不公平问题[15],都有提及利用目前高科技产品设备来方便学员进行自主独立的学习任务安排,而且在德国、挪威和英国的部分大学里,有一些实际关于移动教育试验研究,其目的是用信息技术和通讯工具来对教育领域取得创新而显着的成就[16-17]。经过 20 多年的发展,不同国家和研究领域对于在线移动教育从未间断[18]。
  
  在欧美等发达国家中,如美国,很多大学都开设了旨在提高中小学教师教学能力的技术课程,同时在诸如斯坦福大学,很早就开发了基于移动学习的在线网络学习系统[19-20]。在英法德等国家,网络课程、十到十五分钟的视频系统教程,以及在线课程的练习和作业,线下互动活动,在线答疑等在线教育学习平台中采用的教学模式和方法,都有着诸多的研究和实践[21-22]。
  
  1.2.2、 国内研究现状。
  
  而国内在线教育规模从 2005 年以来便以 20%的平均增长率持续变大,许多企事业单位都开发出自己的在线教育平台[23]。根据调查数据显示结果,目前国内的在线教育平台主要有二种:第一种是在线教育学习平台模式,平台运营方邀请一些知名学者和专家参与录制优质的课程视频和相应课件文档资源并在系统发布上线该课程,供系统内学员学习,部分高校也采用类似的网校平台进行辅助教学。第二种是类似华为公司自身开发 E-learning 学习平台,根据自身企业员工的培训和学习需求开发在内部使用的在线学习系统,这一种通常情况下并不对公司以外员工开放[24-25]。当然,这些在线教育模式跟随移动互联网时代的发展和变化,也相应作出了移动端的尝试,满足不同用户的移动学习需求,增强自身产品的核心竞争力[26]。
  
  由于微信主要面向国内用户,在国外也仅限于华人圈内广泛使用。在国外社交APP激烈竞争中,随着微信海外的进一步推广和发展,其用户规模也逐渐增长,但与之相关的研究仍然偏少[27]。而且微信面临着与着名的 facebook,whatapp 等国外知名社交应用的激烈竞争,从谷歌学术数据库检索的结果来看,由于互联网发展相比国内更加快,其将移动社交 App 应用同在线教育相结合的尝试也较为靠前,对比下也有较为前沿的研究内容和成果[28]。
  
  在国内,自 2011 年腾讯公司推出微信以来,其用户量呈几何倍数增长,并迅速成为国内用户量规模最大的移动社交应用,而在此后推出的微信公众平台,让个人和企业都可以申请和开拓与自身紧密相关的平台,来与用户群体进行图文,语音多种形式的交流,许多企事业单位和个人利用微信公众平台提供的服务和流量来给其做运营和推广的需求。通过笔者在中国知网数据库以“微信”为关键字进行检索,其文献发表量的也逐年增长趋势,文献发表量如表 1-1 所示。
  
  表 1-1
  
  通过对检索的文献资料进行分析,国内将微信应用于教育教学的研究开始较早。白浩在微信公众平台应用于高校教育领域的研究中认为,高校教育可以利用微信公众平台的移动端特点来为课堂教学提供补充和辅助,加强师生、学生间的沟通,产生更好的学习效果[29-30]。而随着微信的进一步普及和用户量的增长、功能的丰富,在高校的课程教学上,将会与微信进一步相结合,利用微信在课堂下所拥有的社交移动优势来辅助课程教学,将在线教学从 PC 端转向移动端,满足学生的随时随地学习需求[31]。在《VF 程序设计》这一结合微信所打造的移动在线学习课程中[32],不仅有对移动学习的相关研究,也对微信的特点做了说明并基于此优势来设计和实现相关与学习的功能,同时也提出了如以实践为主的课程并不适合在其上进行教学学习的观点。
  
  1.3 主要研究工作。
  
  本论文主要工作包括以下几个方面:
  
  (1)分析目前市场上在线 IT 教育和移动学习平台的经营管理现状,探索在 IT 教育细分领域将在线教育学习平台结合微信 APP 的社交便捷性来在移动端进行在线学习。
  
  (2)根据目前在线教育学习平台细分 IT 学习者用户群体的实际需求,来分析本在线 IT 技能学习网校在 PC 端和移动端的功能需求,来阐述系统需求、架构和数据库设计等相关内容。
  
  (3)通过对开发系统技术栈的选择以及微信公众平台的开发文档,以及平台开发中前后端分离等技术的应用,严格按照企业开发软件项目的规范流程,开发一款基于轻量级框架 SpringBoot 技术实现的满足 IT 技能学习人群的在线教育学习平台。
  
  (4)根据平台内多端用户的实际需求,完成对平台的系统测试内容。
  
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  1.4 组织结构
  
  2 相关技术介绍
  
  2.1 SPRINGBOOT
  2.2 REDIS 缓存技术
  2.3 微信公众平台数据交互模式
  
  3 系统分析与设计
  
  3.1 需求分析
  3.2 系统架构设计
  3.3 系统主要功能模块设计
  3.4 数据库设计
  3.5 本章小结
  
  4 系统实现
  
  4.1 系统开发环境
  4.2 系统核心功能模块实现
  4.3 本章小结
  
  5 系统测试
  

  5.1 系统测试环境与配置
  5.2 系统测试内容
  5.3 系统功能测试用例
  5.4 系统性能和安全性测试
  5.5 测试结果
  5.6 本章小结

  6 总结

  论文首先介绍了在线教育学习平台研究的意义,提出了移动互联网时代下在线教育在移动端布局业务上所存在的不足和改进之处,提出了通过三端教育学习平台,利用微信公众号的优势来进一步拓展 IT 在线教育培训业务,基于用户本身考虑,给用户提供优质而高效便捷的学习服务,从而在知识经济时代,让更多的用户通过在线 IT 技术教育课程的学习,提升自我的专业知识技能和综合素养,在快节奏的社会让自己有立足之本,同时给运营方通过在线教育课程的知识收费来进一步投入人力物力去打造更好更优质的教育学习平台,形成一个良好的在线教育生态圈。

  紧接着是对本系统在开发过程中使用到的主要开发技术做介绍,系统采用企业级开发中最新的轻量级开发框架 SpringBoot,非关系型数据库 Redis 做数据库缓存,以及微信公众号平台开发相关技术来实现本系统的开发工作。

  通过对在线教育学习平台的功能性和非功能性需求分析,确定平台不同用户群体在在线教育移动端和 PC 端所拥有的功能要求,同时平台的一些非功能性需求作阐述。并对在线教育学习平台进行架构设计、三端平台的主要功能模块设计和系统的数据库设计的相应说明。

  在系统实现部分,则是对在线教育学习平台的三端平台的部分实现功能进行了阐述。紧接着在测试上,通过测试环境和测试用例的说明,来验证系统功能点是否达到要求,并就测试结果对系统作进一步优化和升级。

  总体而言,本论文结合在线教育学习平台在开发中过程,从软件软件开发项目流程中的目的和意义背景的着手,严格遵从软件工程的定义、从软件需求与设计、系统实现和测试等方面的定义来介绍在线教育学习平台的详细设计和实现过程。

  参考文献

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