摘 要

随着网络和计算机的发展,面对面教学方式已经逐渐无法满足人们随时想学就学的要求，在线学习作为一种更方便的学习模式得到大家的喜爱。本文结合目前在线学习系统的研究现状,结合已学的软件工程理论知识,对课程设计在线学习系统的设计和实现进行研究。首先从系统的总体需求和各子功能的需求两个方面对在线学习系统进行需求分析。工程总体结构分为三层即模型层、控制器层、视图层来展现系统的工程结构设计,再对主要学习、管理等功能和数据库进行详细设计。系统主要功能包括在线学习、学生课程中心、在线答疑、教师课程管理中心等,并图文详细介绍了系统的功能设计。根据功能需求和便捷开发,本文确定使用Spring boot框架搭建后台、MySQL数据库用于存储系统数据资源,对课程设计在线学习的每个功能的实现过程进行了描述,最后对所做工作进行总结与展望。

关键词:在线学习；课程管理；网上教学；

Abstract

With the development of networks and computers, face-to-face teaching methods have gradually failed to meet people’s desire to learn at school at any time. Online learning, as a more convenient learning mode, has become popular with everyone. In this paper, combining the current research status of online learning system, combined with the knowledge of software engineering theory, we study the design and implementation of online learning system for curriculum design. First of all, the online learning system needs analysis from the system's overall needs and the needs of various sub-functions. The overall structure of the project is divided into three layers: the model layer, the controller layer, and the view layer to show the engineering structure design of the system, and then the main learning, management and other functions and databases are designed in detail. The main functions of the system include online learning, student curriculum center, online answering questions, teacher's course management center, etc., and the graphic design details the system's functional design. According to functional requirements and convenient development, this paper determined to use the Spring boot framework to set up the background and MySQL database to store system data resources. It described the implementation process of each function of online learning for curriculum design, and finally summarized and prospected the work done.

Key words: online learning; Curriculum management; Online teaching;

目 录

摘 要 I

Abstract II

第1章 绪论 1

1.1 研究背景及意义 1

1.2 国内外研究现状 1

1.3 论文结构安排 2

第2章 在线学习系统分析与设计 3

2.1 系统所需的相关技术介绍 3

2.1.1 Html、Css和JavaScript语言 3

2.1.2 jQuery框架 3

2.1.3 Vue框架 3

2.1.4 Hibernate框架 4

2.1.5 Spring Boot框架 4

2.1.6 Mysql数据库 4

2.2 在线学习系统需求 4

2.3 在线学习系统设计 5

2.3.1 系统总体结构设计 5

2.3.2 用户注册登录设计 6

2.3.3 课程展示设计 7

2.3.4 系统数据库设计 7

第3章 在线学习系统开发与实现 10

3.1 开发环境 10

3.2 主要系统功能实现 10

3.2.1 登陆注册功能实现 10

3.2.2 选课展示功能实现 12

3.2.3 在线学习功能实现 13

3.2.4 在线答疑功能实现 14

3.2.5 学生个人中心功能实现 14

3.2.6 教师课程管理功能实现 15

第4章 在线学习系统测试 16

4.1 测试目的及意义 16

4.2 测试环境 16

4.3 测试实施 16

4.3.1 功能测试 16

4.3.2 性能测试 18

第5章 总结与展望 20

5.1总结 20

5.2展望 20

参考文献 21

致谢 22

第1章 绪论

1.1 研究背景及意义

教育信息化是21世纪教育发展和改革的目标。同时，教育信息化对于提高公民的整体素质也具有重要意义。在建设信息时代的过程中，要重视教育信息化建设，促进教育事业的发展。全面深入地运用现代信息技术促进教育改革与发展，推动信息化教育平台建设。

近年来，我国重点高校越来越重视教育教学信息化管理，逐步加强了教育信息化建设。 如今教师上课时放映幻灯片已得心应手，很少有教师仍在用传统的黑板作为传输介质， 这不仅减少了粉尘对师生的侵害，也节省了很多板书时间，让上课更为高效。 在线学习系统相较于传统的板书教学具有极大的优势，如突破时空的限制、在线答疑解决问题等功能，可以使学生不受时间和空间的限制，同时完成学习内容，同时也节省时间。

在线学习系统通过科学的、超前的教学方式，高效快速的提高教学效率和增强教学效果, 使教学能够在一个全新独特的环境和模式下进行。同时在线学习系统的课程内容结构化更强，能将同一学科体系下的不同课程有机地联系在一起，更方便地形成一个知识体系结构库。并且大量的课程提供给学生更多的自由选择权利，根据学习习惯选用不同的学习资料如：Html课件、PTT课件、Flash课件等。

1.2 国内外研究现状

在线学习这种概念起源于网络发展迅速的美国，但是美国企业领导并没有给予足够的重视。他们一般认为人员培训和技能提升所需要的精力和花费不如用以提高高层管理者的决策能力，认为这样能更好提高企业效益。2000年以前在大中型企业中不足5%的采用在线学习的方式对员工进行技能培训。之后随着企业变革的不断进步，2003年以后大部分的企业管理者意识到，要想提高企业员工的竞争力，必须提高员工能力，利用在线学习网络平台对员工进行培训，因此在线学习得以在企业中迅速发展起来。近年来，美国政府对电子教育的支出每年达到一百亿至两百亿美元。已有300多所在线大学建成，80多所学校允许学生通过在线学习获得学士学位。发展互联网教育资源，推动在线学习，改革原有的教学方式是不可阻挡的趋势。越来越多的大学现在提供在线教育课程。

我国在校生近2.5亿，还有各种成人学校的在校注册生，总数近3.3亿。另外，中国现有的中西部地区教育资源严重不足。自1999年以来，教育部实施了“在线学习项目”，数十所大学获准开展在线学习试点项目。在过去的十年中，已经建立了2万多个在线课程和大量的在线教育教学管理系统平台。其中很大一部分建在西部地区，向中西部地区提供高质量的教学资源。同时，对专业技术人员的在线非学术培训方式进行了探索和探索。推动了高等教育的网络化发展。网络教育已成为中国多元化，终身教育和继续教育的重要组成部分。同时市场上许多在线学习系统产品也蓬勃发展，为中国的学习型社会建设发挥了不可忽视的作用。

1.3 论文结构安排

本文主要工作是完成了一个课程设计在线学习系统，所完成的工作主要分为以下六个章节阐述，每个章节内容简述如下:

第一章为绪论，主要介绍了当前在线学习系统相关研究的研究背景和研究意义。介绍了国内外在线学习系统的发展现状和趋势。给出了论文主要内容和章节安排。

第二章为系统的分析与设计，其中介绍了系统开发相关理论和技术，包括Spring Boot框架 ,Layui框架、html、css、javaScript 和MySQL数据库系统等技术或理论知识。系统需求分析和系统主要功能的详细设计，包括整个系统结构设计，登录注册设计，课程显示设计，在线学习设计和数据库设计。

第三章为系统开发与实现，详细介绍了系统开发功能模块，包括开发环境、主要功能实现，展示系统运行效果并对主要功能进行详细介绍和解释。

第四章为系统测试。主要介绍了本系统研究的意义和目的。

第五章为总结与展望。 总结本论文的研究情况和当前系统的缺点，并展望了下一阶段的研究内容和待完善的功能。

第2章 在线学习系统分析与设计

2.1 系统所需的相关技术介绍

本节是介绍在系统开发中需要使用到的技术相关介绍，前端学习平台使用Layui框架、jQuery和vue.js框架等技术，后台通过Spring boot、SpringMVC、mysql数据库等技术。结合上述技术完成整个系统开发任务。

2.1.1 Html、Css和JavaScript语言

HTML是标准通用化标记语言SGML的应用。通过HTML，将所需要表达的信息按某种规则写成HTML文件，通过专用的浏览器来识别，并将这些HTML一种能够被广泛理解的语言，辨析成可以识别的信息，即所有的计算机都能够理解的一种用于显示并理解的语言。

CSS一般译为“级联样式表”或“层叠样式表”，CSS提供了丰富的文档样式外观，以及设置文本和背景属性的能力；允许随意改变文本的大小写方式、修饰方式以及其他页面效果。

JavaScript是一种轻量级的编程语言JavaScript 是一门跨平台、面向对象的轻量级脚本语言。 在宿主环境（例如 web 浏览器）中， JavaScript 能够通过其所连接的环境提供的编程接口进行控制。 JavaScript 的核心部分可以通过添加对象来扩展语言以适应不同用途。

2.1.2 jQuery框架

jQuery是一个JavaScript工具库（类库），它通过封装原生的JavaScript函数得到一整套定义好的方 法。它的作者是John Resig，于2006年创建的一个开源项目，随着越来越多开发者的加入， jQuery已经集成了JavaScript、CSS、DOM和Ajax于一体的强大功能。它可以用最少的代码， 完成更多复杂而困难的功能，从而得到了开发者的青睐。

2.1.3 Vue框架

主要功能：（1）渐进式表现为：从声明式渲染到组件到客户端路由状态到大数据管理到构建。（2）双向绑定：当数据变化，Vue会自动更新视图。反过来当视图更新，Vue与之绑定的数据也会更新。（3）组件化（4）虚拟DOM：js的运行速度已经很快了，然而大量的DOM 操作就会变得很慢，但是前端本身就是要通过JS处理DOM 来更新视图数据的。 在数据更新时，重新渲染页面，造成DOM节点要再次渲染。这样重新渲染导致性能方面受影响。

通过内存中与真实DOM对应的数据结构，称之为虚拟DOM。 当数据发生变化时，Vue计算出虚拟DOM重新渲染组件的最小代价，并应用到真实DOM操作上。

2.1.4 Hibernate框架

JPA底层集成的一个ORM框架即对象关系映射。是一个数据持久化实现技术。将关系数据以对象的形式进行映射。在一个持久化对象中，对数据的操作都会通过会话的形式应用到数据库中与对象对应的数据中。通过对类的操作达到类似sql的操作。精简了代码结构。

2.1.5 Spring Boot框架

作为一个后台架构，Spring Boot虽然是在Spring的基础上进行再次开发的。但是其目的只是为了简化Spring工程的初始搭建及开发过程。 其核心思想是“习惯优于配置”，因为Spring的应用要配置很多的xml文件，因此为了简化Spring boot起初会有一套约定好的配置，来代替xml配置。为了方便部署，Spring boot自带热部署的容器tomcat。

2.1.6 Mysql数据库

Mysql是一个流行的关系型数据库管理系统。世界上主要使用的关系型数据库管理系统。由MysqlAB公司开发，但是被Oracle收购。由于是一个开源的数据库，影响力很大，社区很活跃。文档十分丰富。对于java的支持度很高。是可以处理上千万条记录的大型数据库。

2.2 在线学习系统需求

根据现实实际情况和毕设任务书要求，并结合现有技术知识，对系统进行分析，在线学习系统针对现有教育模式的不足，使学生能够轻松的实现在线学习课件、记录学生学习记录、在线和教师进行互动，而对于教师也增加了很多应用，例如教师可以上传课件、查看学生的学习记录、在线进行答疑、在线编辑教材等功能。系统可以展示多种类型的课件如ppt课件、html课件、flash课件，使课件达到声音与文字最大的立体化，以便学生能够拥有更多的课件供其选择。针对该系统分析有如下业务需求:

(1)课程资料管理功能:其中包括各课程相关的每个章节ppt课件、教学视频、章节内容信息、学生疑难问题、教师解答知识库等，并可进行管理和维护。

(2)建立用户管理系统:学生和老师经过注册登录页面进入该系统，进行自主学习，同时也记录学生的学习进度，老师可以创建课程并增添课程内容发布供学生选择学习。为保证系统信息和课程信息的安全性，设置用户不同的权限，同时不同权限的用户对资源信息的访问权限也应受到限制，以确保在线学习系统的资源安全。

(3)  学生学习查看、记录功能: 学生可以在系统中自主学习对应教师的课程，同时存储学习记录，以便再次登陆时继续学习，方便教师掌握学生学习进度。

该系统是基于Internet的Spring boot框架，采用SpringMVC三层架构体系，基于服务器/浏览器模式，系统具有较好的移植性和可靠性。系统的用户身份有学员、教师、管理员三种，各自完成相应的管理和使用功能。该系统主要包括了网上学习、课程管理、在线答疑、课程评价、系统管理模块，

2.3 在线学习系统设计

在进行学习系统基于功能结构设计时，考虑到学生、教师、管理员和教育资源不能同时在一起的限制，要打破时间和空间因素更方便地实现在线学习的需求。系统选择采用服务器/浏览器模式。Spring boot对开发基于Web的分层系统创造了极好的集成功能，便捷地进行系统环境搭建和开发。视图层为教师、学生、管理员提供了交互操作界面;控制器层响应客户请求，把用户发起的请求提交给控制器层进行处理，减轻了Web层的负担;业务逻辑层将业务逻辑与其它层分开，单独进行业务逻辑的处理，提高了系统的效率;数据层为mysql关系数据库，存放教师、学生和资源信息等，保证整个系统的数据完整性、一致性。系统通过定义用户权限来阻止非法用户的进入，只有授权用户访问本系统资源，从而提高了系统的安全性。

2.3.1 系统总体结构设计

本系统采用Spring Boot框架构建，通过MVC三层模型搭建工程，主要包括视图层、控制器层、模型层。具体结构设计如下：

1.视图层设计

用户使用系统时是通过视图层界面与系统交互，学习系统的视图文件写在Myhtml文件里，命名方法是以控制器名为目录，具体操作对应文件名。系统的视图目录是项目根目录下的Myhtml目录。Myhtml目录下有用户注册页面(register.html )、在线学习课程首页面(index.html )、教师列表页面(teacherlist.html)、课程学习页面(video.html )、课程列表页面(courselist.html)、教师详情页面(teacher.html)、用户登录页面(login.html )、课程详情页面(coursecont.html)、学生个人中心(mycourse.html)、教师课程中心页面(teashercenter.html)、管理员管理页面(admin.html)。具体介绍部分主要页面布局和功能：

（1）在线学习系统首页面（index.html）:头部为导航条包含Logo、课程、讲师选项框，中间为部分课程介绍。可点击进入具体课程信息页面。下面是课程分类显示和课程分类导航条。

（2）注册登陆页面（register.html和login.html）:用户注册登陆页面，选择不同身份进行注册，登陆直接使用用户名 密码方式登陆，点击提交进行后台验证和注册。

（3）课程列表页面(courselist.html)：课程分类选择展示页面，左侧按照标签分类选项卡，进行切换主体部分展示不同的课程。并链接到具体课程详情页面。

（4）课程学习页面(video.html )：学生学习主要使用页面，左侧为视频播放或PPT展示空间，右侧为课程章节列表，每章节有“video”和“PPT”两个点击按钮，用以切换不同的学习资源。

（5）学生个人中心(mycourse.html):学生信息中心，左侧为学生信息展示可点击更改，中间为当前学习的课程，包括学习中、收藏、已学完三类课程，可点击选项卡切换查看。

（6）教师课程中心页面(teashercenter.html)：教师在该页面进行课程管理，可增加课程，并上传视频和PPT等课件。并在该页面管理个人信息。

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