面向“互联网+”环境的智慧教学平台的开发与应用

余建国 欧阳丁杰 冯梅琳

摘 要：针对各类教学平台技术及架构相对独立、对各类网络终端设备一致兼容性不足、侧重理论教学而较少考虑实践教学环节的现状分析，文章指出了在“互联网+”环境下智慧学习环境构建的迫切性和重要意义。基于智慧教学平台目标和模块化设计思想，设计构建了平台的核心功能;基于智慧教学平台的自适应多终端、跨平台运行及容易维护等技术需求，文章采用J2EE框架（Struts+Hibernate+Spring）和B/S架构进行了智慧教学平台的开发和测试;通过平台应用和推广该平台有效地提高了课程教学的信息化和智能化水平。

关键词：智慧教学平台;B/S结构;J2EE平台

0 引言

随着2008年11月IBM公司“智慧地球”（Smart Planet）概念的提出，近些年来智慧交通、智慧城市、智慧校园、智慧教育、智慧教室等概念和技术应运而生。同时，随着“互联网+”在2015年的全国两会上被纳入国家战略，可以预见高等教育领域在“互联网+”特征方面会发展得更快，教育信息化融合实践会不断加强，以MOOC课程为代表的开放教育持续发展。近几年，国内学者对智慧教学平台的研究不断深入且取得了一定的成果：温剑锋[1]基于云技术设计了一种智能在线教学平台架构;李冀东[2]等人基于云平台和SSH框架研究了在线教学系统的实现技术;王倩[3]和王山军[4]等人基于WEB应用环境提出了一种在线教学平台的技术架构和实现方法;韩琛晔[4]和闵星[5]等人面向互联网+环境研究了相应的教学平台的设计与开发技术;余泰[7]、龙虎[8]和刘亚翃[9]等人基于大数据环境研究了慧教学平台的设计及应用技术;冯欣[10]和丁静[11]等人研究了智慧教学资源平台的开发及应用技术;柯小玲[12]面向互联网+环境研究了智慧教学的过程实现方法;张炜强[13]等基于超星一平三端系统研究了智慧教学实现方法。目前以中国大学MOOC、学堂在线、智慧树、学银在线等为主流的智慧教学系统在各大高校得到了广泛的应用，促进了高校教学模式的转变和教学质量的提升。美中不足的是各大平台技术及架构相对独立、对各种网络终端设备的一致兼容性不足，同时各大平台上绝大多数还是以理论教学环节为主开展线上教学，对实验实践、实习实训、学科竞赛、课程设计等环节统一集成考虑得较少。随着信息技术的发展，“互联网+”和课程教学的深度融合已经大势所趋，课程教学模式也在不断发生变化，逐渐从单纯的知识传授向素质培养方面转变，从教师的宣讲向教与学的互动方面转变。如何运用新技术的优势助力课程教学模式的转变，构建课程智慧学习环境以适应信息时代的教学需求变得迫在眉睫。

1 智慧教学平台的设计

1.1 智慧教学平台目标设计

智慧教学平台的主要目标是面向“互联网+”环境针对高校课程资源管理、理论教学、案例教学、实验教学、实习实训、作业管理、考试管理、辅导答疑、学科竞赛、课程设计、学业预警等全过程环节进行集成管理，运用现代网络信息技术提高课程教学的信息化和智能化水平。平台应具备功能完善、界面优化、使用方便、高效快捷、智能开放、自适应多网络终端等特点。

1.2 智慧教学平台功能设计

基于智慧教学平台目标和平台模块化设计思想，智慧教学平台的核心功能模块设计如下。

（1）基础信息：主要包含学校、部门、班级、教师、学生、课程等信息管理功能。（2）资源管理：主要包含资源发布、资源审核、资源搜索、资源下载、资源评价等功能。（3）理论教学：主要包含课程发布、章节设置、资源推送、学习通知、线上学习等功能。（4）案例教学：主要包含案例发布、案例通知、案例讨论和案例分享等功能。（5）实验教学：主要包含实验发布、实验通知、实验报告管理和实验成绩等功能。（6）实习实训：主要包含实习实训通知、实习实训报告、实习实训分享、实习实训成绩等功能。（7）作业管理：主要包含作业库、作业通知、作业提交、作业批阅、作业成绩等功能。（8）考试管理：主要包含考试通知、题库资源、随机组卷、在线考试、试卷批阅、成绩查询等功能。（9）辅导答疑：主要包含问题发布、智能应答、交互讨论、问题查询等功能。（10）学科竞赛：主要包含竞赛发布、竞赛报名、竞赛指导、竞赛分享等功能。（11）课程设计：主要包含题目发布、学生选题、指导交流、设计报告、设计成绩等功能。（12）学业预警：主要包含预警项目、预警指标、學业记录、预警发布等功能。（13）系统设置：主要包含账号管理、角色设置、权限设置、系统日志、数据备份等功能。

2 智慧教学平台开发

2.1 平台技术框架分析

智慧教学平台技术框架的选择主要考虑多网络终端的实际环境、运行平台、开发和维护成本等几个关键方面。

（1）自适应多终端用户需求：针对用户各种手机、平板、PC等终端不同的尺寸大小，一套平台代码能有效自适应各种用户终端。

（2）跨平台运行需求：各类终端用户的运行环境可能是Windows，android，ios，Linux，Unix等不同平台，基于降低开发成本的需要，一套代码尽量兼容多个平台。

（3）系统维护操作简便：对于教师、学生及教学管理人员各类用户，平台应尽量具备安装维护简单、运行成本低、平台可靠性高、响应速度快等特点。

本文采用B/S架构和J2EE框架技术（Struts+ Spring+Hibernate，SSH）来进行智慧教学平台的开发，平台结构分为客户层、业务层、访问层和资源层4个层次，如图1所示。J2EE框架和B/S架构将信息显示、业务运算和数据库操作完全分离，能有效满足用户的跨平台和自适应需求，系统运行和维护成本相对较低。

2.2 平台功能开发

采用Tomcat10作为Web服务器，SQLServer2019作为数据库管理系统，Myeclipse8.0作为集成开发工具进行了智慧教学平台的开发及测试研究。鉴于智慧教学平台功能模块较多，下面以平台主界面和案例教学模块为例进行介绍。

2.2.1 平台主界面

平台主界面将常用核心功能进行了集成显示和链接，方便用户使用，智慧教学平台主界面截图如图2所示。

2.2.2 案例教学模块

案例教学模块主要包括案例发布、案例通知、案例讨论和案例分享等功能集成和链接，其功能如图3所示。

3 结语

智慧教学平台开发完成后，经过本校多门课程的实际使用和推广，明显地提高了课程教学的信息化和智能化水平，主要体现在以下几个方面。

（1）平台课程理论教学、实验教学、课程设计、学科竞赛、实习实训、项目研发等教学环节实施全覆盖无缝集成，使课程教学呈现网络性、交互性、体验性、共享性、开放性、协作性和自主性特点，促进了以协同合作为核心特征的“互联网+”育人文化的形成和发展。

（2）以智慧教学平台为依托，构建了“线上+线下”融合式教学新模式，实现了信息技术和课程教学的深度无缝融合，实现了“以教师为中心”的“传道、受业、解惑”转向“以学生为中心”的“悟道、求业、生惑”的新境界，引导学生主动学习和主动实践。

（3）根据智慧教学平台上每位学生的学习记录信息，基于大数据挖掘技术，分析其学习兴趣偏好，为其提供学习优化策略和精准资源服务，提高其学习效率和学习效果。

[参考文献]

[1]温剑锋.基于移动互联技术的智能在线教学平台的设计[J].高教论坛，2017（5）：77-79.

[2]李冀东，张进猛，苏健.基于云平台的教学系统的设计与实现[J].实验技术与管理，2019（6）：177-179.

[3]王倩，季红.基于MVC的web与Android双模式在线教学平台的研究与设[J].软件，2013（10）：66-68.

[4]王山军.基于Web的经济管理类专业开放式教学平台设计与开发[J].電化教育研究，2010（4）：86-89.

[5]韩琛晔.基于阿里云的物联网教学平台的开发与设计[J].电子测试，2020（17）：86-88.

[6]闵星.“互联网+”背景下计算机信息教学平台设计研究[J].信息与电脑，2020（16）：209-210.

[7]余泰.基于教育大数据的高校智慧教学环境构建[J].实验室研究与探索，2020（7）：285-288.

[8]龙虎，梁丽香.大数据背景下智慧教育云平台的设计与实现[J].福建电脑，2015（9）：30-32.

[9]刘亚翃，梁红，胡静娴.基于大数据平台的高校智慧教学系统研究与应用[J].软件，2020（5）：257-259.

[10]冯欣，周军辉.基于云计算的高校智慧教学资源平台探究[J].电脑与信息技术，2020（4）：52-54.

[11]丁静，张永秉.“群建共享”下的药品GSP智慧教学资源平台开发和应用研究[J].教育现代化，2019（35）：123-125.

[12]柯小玲.基于“互联网+”下的“雨课堂”智慧教学模式改革与实践[J].教育教学论坛，2020（39）：327-328.

[13]张炜强，吴志春，郭福生.“一平三端”智慧教学系统应用初探[J].东华理工大学学报（社会科学版），2019（4）：395-398.

（编辑 王永超）