基于MVC的實時互動編程教學系統

袁丁逸含 胡瑞芳 易慧媛 董歆雨 陳祺

摘 ?要：在計算機編程教育普及的當今，如何激發學生學習動機并有效提升課程可理解性成為高校編程類課程的痛點問題?；趥鹘y編程類課程教學模式的固有問題及高校的真實需求，本文提出了新一代針對編程教學的系統——基于MVC的實時互動編程教學系統，基本實現了編程課程跟隨授課、即時互動、信息查詢等功能。

關鍵詞：實時互動編程;MVC.NET;數據庫系統設計

中圖分類號：TP311.52 ? ? ?文獻標識碼：A 文章編號：2096-4706（2019）12-0129-03

Abstract：In todays computer programming education，how to stimulate learning motivation and enhance intelligibility of courses become pain points for universities. To solve the inherent problems and meet needs of college programming teaching，a new generation of system for programming teaching——real-time interactive programming teaching system based on MVC is proposed，which basically realizes the functions of following teaching，real-time interaction and information inquiry.

Keywords：real-time interactive programming;MVC.NET，database system design

0 ?引 ?言

本文首先介紹了國內外在線教學模式的現狀及發展趨勢，詳細分析了傳統編程類課程教學模式的弊端和可優化空間，隨后闡述了計算機編程教學系統研究的目的及意義，并對教學系統用戶需求進行了分析，說明實時互動編程教學系統開發的優勢及重要性，最后從技術層面對本系統的開發計劃進行概述。

1 ?緒論

1.1 ?國內外研究現狀與發展趨勢

1.1.1 ?國內外研究現狀

早些年前，部分發達國家就已經開始開發和使用在線教學系統，許多高質量的教育平臺逐步涌現，包括與世界頂尖大學和機構合作的Coursera、致力于多領域思想及觀念傳播的TED、實現交互式在線教學的IBM Learning space，以及基于WEB的教學集成培訓應用工具Virtual-U。

隨著中國教育技術研究的不斷更新，在線教學模式也在國內得到了逐步推廣。Vclass系統：北京師范大學現代教育技術研究所專門為基于雙向多媒體通信網絡的遠程教學提供全面服務的線上教學系統;安博教育（AMBO）：“互聯網+”人才發展系統的最早發射器;網易公開課：使全世界的用戶可以享受各種科目的在線免費公共課程。這些視頻課程主要來自哈佛大學、可汗學院和其他世界知名高校，涵蓋人文、社會、藝術、科學和金融等廣泛領域。

縱觀國內外教學體系，許多平臺都具有各自的優勢和特點，但以下問題仍然不可忽視：部分教學系統必須下載相關的客戶端軟件才可進行學習;教學平臺開發技術落后，用戶體驗差;平臺只提供視頻課程和課外練習等，實際應用性不強;教師沒有后續教學，學生無法實現與教師的即時溝通，最終導致學生掌握度不高、學習效果不理想等問題。

1.1.2 ?發展趨勢

當前的發展趨勢體現在大學課程設計類課程的數量顯著增加，在實際就業過程中，各領域對編程技術及其他計算機人才的需求不斷上漲。高校當前的編程類教學模式不容樂觀，教師缺乏參考材料和案例來準備課程，很難找到高質量的尖端教學資源，且由于與用人單位對人才知識技能需求的信息不對稱，高校的部分課程設置是落后且脫離實際的，在實際就業過程中缺乏實用性。在大數據及人工智能相關領域飛速發展的背景下，大量的工作崗位都對從業者的編程能力和計算機軟件應用能力提出了更高的要求，高校普及編程及其他計算機類課程并優化傳統教學模式成了大勢所趨。

此外，受當前留學熱潮及就業趨勢的影響，大部分學生更關注課程的最終成績以及課程是否對其職業選擇有所助益。因此，學生在課程實用性方面的理解相對欠缺，并且會對“不實用”的內容失去學習動力。同時，在傳統的計算機課程教學中，編程類課程通常難度較大，導致學生缺乏學習興趣，教師與學生之間也缺乏有效的溝通反饋機制，在授課過程中，教師對授課內容講述不到位或學生對知識點理解欠缺的情況難以避免，傳統教學模式難以實現教師與學生的實時有效互動。因此，課堂學習情況的不理想將會導致學生無法從課程學習過程中得到“收獲感”與“成就感”，逐步累積過后將會影響課程整體的學習情況，最終令學生厭倦學習甚至放棄學習。在分析現有教學體系和大學程序設計教學實際需要的基礎上，本文提出了新一代編程教學系統——實時互動編程教學系統。

1.2 ?研究目標及意義

本文立足于大學編程教學課程的實際需求，為開闊編程教學思路，方便教師教學授課、學生學習及實際運用，設計出了一套符合教師和學生需求的操作簡便的實時互動編程系統。其意義在于開創了新一代“互聯網+教育”的編程教學模式。實時互動編程教學系統自帶編程實踐環境，為學生打造全新的實境編程學習體驗。重點增加交互、即時反饋等功能。

2 ?系統概述

實時互動編程系統面向教師和學生，重點在于滿足教師和學生在編程課程中的學習與互動的需求，以及在課程管理方面的查詢申請需求，提供可以同步顯示教師端輸入代碼程序的學生端，并且有在頁面跟隨輸入代碼的功能。主要功能包括：系統管理、個人信息管理、課程開設管理、學生申請課程管理、課程互動、課程簽到查詢等。對系統設置不同的角色：課程管理員、教師、學生，并且為不同的用戶分配不同的角色。未登錄用戶可快速實現課程情況查詢;課程管理員可對個人信息及課程信息實現增刪查改等功能;教師可通過教師系統界面管理個人信息、申請開設課程、進行實時授課及即時課堂互動等，查詢簽到情況并快速共享文件;學生可通過學生系統界面管理個人信息、申請加入課程、課堂簽到、界面跟隨編程、即時互動留言、下載文件等;以上功能基本滿足了高校編程類課程教學需求，并在流程及使用便捷性方面從多個維度進行了優化，相比于傳統編程教學模式實用性更高，在開發及推廣成本方面都能快速運用到高校編程教學課程中去。

3 ?系統設計

本系統基于NET的MVC.NET框架進行開發，以數據庫與數據結構、信息系統分析與設計知識為基礎，以Visual Studio2015和SQL Server2014作為開發工具，完成整個系統的分析、設計與開發、測試、實現?；灸軌驅崿F編程課程開課、跟隨授課、互動、信息查詢等功能。

MVC框架采用三層結構相互調用模式，前端后端分開，通過模型層連接，更加容易理解與編寫。系統整體采用B/S架構鋼架方便管理者管理與使用，各種設備均可訪問，使用方便，且有效地節約了成本。MVC.NET的代碼結構更加簡潔明了，并且有更多的多平臺CSS，HTML的選項不需要大量加載第三方庫。通過面向組件的方式，保證每個獨立的片段都能夠進行單元測試，能大大增加開發過程中發現問題、解決問題的效率。

3.1 ?系統架構設計

實時互動編程教學系統采用B/S系統架構，具有較強的分布性，客戶端可以通過Web服務器訪問數據庫，以獲取必要的信息。

3.2 ?系統功能結構設計

根據系統總體目標和功能，將系統劃分為5個功能模塊，系統功能結構圖如圖1所示。

4 ?結 ?論

在當前大數據時代背景下，編程及其他計算機軟件應用開發技術因其強大的技術支持及廣泛的應用領域體現了不可取代的優勢及發展潛力，程序設計、統計分析、系統開發甚至是商業研究等相關行業都要求學生在大學階段具備基本的程序編寫能力甚至是更高層次的程序開發能力，本系統以滿足課程的需求為導向，抓住信息技術高速發展的機遇，結合“互聯網+”的理念，可以幫助編程教學更好地發展。

通過系統分析、系統設計以及系統實施，立足于當下高校編程類課程教學的需求，分角色、分權限，成功開發出一個具有個人信息管理模塊、課程信息管理模塊、學生申請管理模塊、教學管理模塊和文件共享管理模塊的實時互動編程教學系統，提供一個更加便捷的師生學習交流的授課平臺，通過優化系統頁面設計，使其簡單直觀，操作便捷。

本系統開發基于NET的MVC.NET框架，以數據庫與數據結構、信息系統分析與設計知識為基礎，利用Visual Studio2015和SQL Server2014作為開發工具進行開發，完成整個系統的分析、設計與開發、測試、實現?；緦崿F編程課程開課、跟隨授課、互動、信息查詢等功能。系統中也存在一些不足之處，例如文件共享模塊不能支持所有文件格式，無法在教學模塊實現所有編程語言的運行等亟待解決。

參考文獻：

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[2] 覃開賢，盧澔.基于MVC模式的在線作業系統的設計 [J].計算機與現代化，2011（2）：160-163.

[3] 劉經緯，張宇豪，冀昊悅，等.“互聯網+實踐教學”模式研究 [J].科教文匯（中旬刊），2018（6）：3-5.

作者簡介：袁丁逸含（1997-），女，漢族，河北人，本科在讀，研究方向：信息管理與信息系統。