基于SPOC的《人工智能与数据挖掘》在线教学平台设计与实现

一、 选题的意义

随着计算机的持续发展，人类进入信息化时代，各种软件和管理系统层出不穷，软件已成为提高办公质量和经济增长的重要手段，由此带来了许多新兴行业。比如在线购物，京东商城、慕课和SPOC的成功有目共睹。基于互联网的管理平台，收集和整理各类信息，这些信息以有序的方式存储在数据库中，数据库是存储信息的管理系统。互联网上所有的资源大多以一定的关系和结构存储在特定的数据库，数据库是管理系统存在的必要条件。数据库将信息进行分类，实现系统化、标准化。最终通过程序的检索查询数据，按照一定的标准进行排序，方便用户的读取和使用。

信息技术的发展改变了我们的生活方式，许多行业的管理模式发生了根本性改变，许多传统行业逐渐凋零，蓬勃发展的信息技术带来了大量的数据，通过数据可以获取到许多隐藏在背后的发展机遇。

在疫情到来时，教育部发布通知，各阶段的学生只能在家学习。这时信息技术就起到了关键的作用，学生通过电脑、手机等设施在线参与在线《人工智能与数据挖掘》学习，老师在互联网另外一端进行管理，和学生进行线上交流，避免了学习暂停的状态，有效推动了《人工智能与数据挖掘》学习平台发展。

当前，信息化的发展如日中天，互联网+、人工智能等行业也逐渐成熟，利用计算机进行业务管理是企事业单位选择重要的途径，易学网校系统正是在这种情况下发展起来。利用校园网的网络平台进行开发部署，实现在线学习的智能化管理，提高学校管理水平，让更多的学生参与进来。

该项目利用软件开发的思想，结合高校实际，将学习中的理论知识和具体实践结合，通过编程语言和建模技术开发完善的易学网校系统，对编程和解决问题的能力具有很大帮助。

对于高校管理者来说，不需要面对面和学生进行沟通，节省了许多的时间，通过易学网校系统发布相关内容即可。解决了以前依靠手工记录的诸多问题，通过易学网校系统软件，帮助工作人员更科学，快捷的完成在线教学工作。对学生学习统计更为直接方便，实现了基于SPOC的《人工智能与数据挖掘》在线教学平台管理自动化。

二、研究综述（前人的研究现状及进展情况,应不少于800字）（斜体字部分为提示性文字，打印时须去掉）

国内：盛俐在基于SPOC的在线教学实施策略一文中提到，慕课已经呈现"快餐式"和"碎片化"特点,成为滋生"浅层次学习"的温床,SPOC（Small Private Online Course,意即"小规模在线课程"）教学成为国内普通高校课程建设的发展方向。并根据所在学院SPOC教学的实施情况,对SPOC教学现状及存在的问题进行了分析,同时提出了相应的优化策略,为高校SPOC教学工作的有序有效开展提供借鉴。

王丽莉、王浩亮在基于SPOC的在线教学平台建设与应用探讨中描述到，为适应现代信息技术和教育理念的快速发展,改变传统教学对学生评价的单调性,分析了基于SPOC的教学方法,通过探索SPOC课程建设与教学方法的实施流程,采用SSM框架技术自主设计符合高校教学实际的基于SPOC教学模式的教学平台。并将其与计算机程序设计类课程结合,实现对学生线上线下的多维度评价。实践表明,平台的应用对学生的课程学习具有促进作用。

吉洁、王屹在基于在线教学平台的高职院校SPOC设计研究中，混合式学习模式基于在线教学平台的SPOC教学设计,比传统教学模式和大型网络教学模式更具优势,学生愿意采用此方法进行后续学习。SPOC翻转教学模式增强了师生的有效沟通,帮助教师更具针对性解答学生问题,提升了学生的学习效率。

马亮在基于MOOC的SPOC在线教学平台建设与应用探讨中，基于MOOC架构的在线教学资源库由于注册人数庞大、学习环境开放,导致个性化辅导困难、学分认证困难、学习管理困难、缺少个性化交互,并不适合融入高校传统教学;SPOC架构的在线教学平台主要针对小班化、小规模的传统教学。不仅对SPOC在线教学平台的技术构建进行了系统分析,对SPOC系统运用于常规教学模式进行分析研究。

鲍振忠在网上在线教学平台的设计与实现中，以慕课和翻转课堂为代表的基于在线教学方式的教育教学改革取得了飞速发展,基于在线教学资源实施翻转课堂教学改革成为了教学改革的热点。结合主流的Web开放技术,为翻转课堂教学改革开发在线支撑平台,为实施翻转课堂教学改革提供保障。

国外：

Instructors’ pointing gestures improve learning regardless of their use of directed gaze in video lectures^[10]提出在线课程传递与管理信息系统，为学生的学习提供了、在线测试、会议系统、在线聊天、学习小组、自我评价等功能。Blackboard的Q&A自愿添加功能，学生可以通过此功能提出问题等待老师的回答，小组资源共享，组内资料上传下载，互相沟通交流。

Learning from instructional animations: H ow does prior knowledge mediate the effect of visual cues^[11]中介绍，课堂教学互动平台给课堂提供了新的方式，让高校教师可以节约时间提高效率，给学生带来更高效的教学，传统的课堂互动方式不在是主流，随着信息基础设施的建设、信息化程度的提高，课堂教学互动平台的应用会逐渐普及。教师利用平台签到功能代替传统的逐一点名，有利于节约课堂时间，提高教学质量。师生通过平台进行互动符合实际需求，利于提高学生学习的主动性、积极性。

Speaker gaze increases information coupling between infant and adult brains^[12]在线教学管理是大学中最重要和任务最多的行政部门，是大学运行的根基所在，也是最可以展示大学教学教育特点的组织，学校的教务管理水平的的高低反应了学校的管理能力的如何水平。根据在线教学管理工作为实质和目的，将学习计划安排作为基础，优化流程，集中资源使用，建立一个现代化教务教学信息管理系统，以便可以充分的解决系统当前存在的问题，把学校的高效能工作提升一个台阶。

当前，信息化的发展如日中天，互联网+、人工智能等行业也逐渐成熟，利用计算机进行业务管理是企事业单位选择重要的途径，在线教学系统正是在这种情况下发展起来。利用校园网的网络平台进行开发部署，实现在线学习的智能化管理，提高学校管理水平，让更多的学生参与进来。

该项目利用软件开发的思想，结合高校实际，将学习中的理论知识和具体实践结合，通过编程语言和建模技术开发完善的在线教学系统，对编程和解决问题的能力具有很大帮助。

三、研究内容（应不少于500字）（斜体字部分为提示性文字，打印时须去掉）

1、深入学习和研究JAVA技术，SSM框架、数据库技术、软件开发流程，掌握管理系统工作原理等。

2、对基于SPOC的《人工智能与数据挖掘》在线教学平台进行需求分析整理，设计基于SPOC的《人工智能与数据挖掘》在线教学平台的功能，分为前台和后台管理端。前台学生通过注册后登录，可以修改个人密码和信息。参与课堂，在线学习视频，并完成考试题目。而服务器管理端包括教师和管理员，对课程序信息进行管理，管理注册用户信息，管理公告信息，发布课程考试题目。

3、熟练掌握SSM框架，通过前后台的交互实现数据的传递。了解网络传输协议，如http协议等。

4、使用mysql数据库存储用户信息，掌握数据库开发，和数据库操作的网络编程技术。

系统管理包括用户登录，用户信息的修改。密码修改，系统退出等，用户通过账号授权登录，然后对信息进行修改，操作完成后需要系统注销退出session信息。

用户管理包括三种，用户管理员用户老师用户学生用户，其中管理员用户通过。数据库脚本初始化到数据库中，用户和老师通过界面读入的方式插入信息，如果不存在用户信息，那么用户将无法进行登录。

用户具体功能如下：

用户模块：

1.  用户的登录注册。用户输入自己的账号和密码进行注册和登录功能。注册成功回跳转到登录页面，登录成功回进入到系统中。

2.  课程管理。用户可以查看到所有的课程信息，包括每门课程介绍和主讲老师。点击课程后可以购买该课程，用户购买该课程后可以学习这门课程。

3.  在线测试功能。用户点击练习，可以进行在线测试，会根据用户的答题情况进行打分。

4.  个人信息功能：用户可以对自己的密码和个人信息的修改。也可以查看自己上过课程的历史记录。

教师模块：

1.  教师的登录功能。教师输入自己的账号密码及验证码进行登录。

2.  课程管理功能。教师可以对课程进行增、删、改操作。供用户选择自己要上的课程。

3.  题库管理功能。教师对题库的增、删、改操作，供用户测试。

管理员模块：

1.  管理员可以对教师和用户的信息进行管理。

2.  管理员可以管理网站页面的广告内容。

3.  管理员可以查看和管理用户购买课程的信息。

四、完成论文所需的条件、拟采用的研究方法、技术路线（或研究思路）

该系统服务器端使用Java语言开发，结合SSM框架，系统数据库采用mysql，运行平台：windows7及以上，采用Tomcat7.0或以上作为WEB服务器软件。

前台使用vue.js，结合HTML5、CSS、DIV、JS等技术进行实现。

通过一些资料查看相关的基于SPOC的《人工智能与数据挖掘》在线教学平台开发案例，先相似案例进行分析，明确规划方案。在方案完成后进行实验。通过调查文献来获得系统开发资料，从而全面地、正确地了解掌握所要研究的问题，根据实际情况以及课题的要求来设计最为适合的方案。

技术路线：

五、研究工作进度安排及各阶段预期达到的目标

1. 2021年12月4日前，查阅资料，理解课题要求，充分和指导教师沟通，初步确定课题的研究方案，提交开题报告，参加开题汇报；

2.2022年3月12日前，查阅资料，细化实施方案，提交论文提纲，软件开发实现部分功能，提交中期检查表，准备参加中期检查汇报；

3.2022年4月5日前，系统设计与实现，自检测试；

4.2022年4月15日前，系统集成，测试，提交论文第一稿；

5.2022年4月25日前，进一步完善系统，提交论文第二稿；

6.2022年4月30日前，修改论文，提交第三稿，完善系统；

7.2022年5月7日前，论文修改定稿，准备答辩资格审查材料；

8.2022年5月21日，论文答辩，。

9. 2022年5月31日前，修改答辩中论文问题，提交毕业设计资料。

六、主要参考文献

[1]盛俐.基于SPOC的在线教学实施策略[J].信息记录材料,2020,21(09).

[2]王丽莉,王浩亮.基于SPOC的在线教学平台建设与应用探讨[J].教育现代化,2019,6(87):206-209.

[3]吉洁,王屹.基于在线教学平台的高职院校SPOC设计研究——以职教云为例[J].深圳信息职业技术学院学报,2019,17(01):47-53.

[4]马亮.基于MOOC的SPOC在线教学平台建设与应用探讨[J].电脑知识与技术,2018,14(23).

[5]鲍振忠. 网上在线教学平台的设计与实现[D].北京工业大学,2016.

[6]谭文斌,袁旭琴.Java程序设计课程教学案例平台的设计[J].电脑知识与技术,2019,15(36):90-91.

[7]严芮.计算机软件开发中Java编程语言的运用探析[J].信息与电脑(理论版),2019,31(24):49-50.

[8]程晓宇.基于Java的网购系统设计与开发的注意事项[J].现代信息科技,2019,3(23):81-82.

[9]朱巨星,祝典,邹武星.浅谈JAVA垃圾回收机制[J].信息记录材料,2019,20(12):137-138.

[10]Instructors’ pointing gestures improve learning regardless of their use of directed gaze in video lectures[J] . Zhongling Pi,Yi Zhang,Fangfang Zhu,Ke Xu,Jiumin Yang,Weiping Hu.  Computers & Education . 2019

[11]Learning from instructional animations: H ow does prior knowledge mediate the effect of visual cues?[J] . I. Arslan‐Ari.  Journal of Computer Assisted Learning . 2018 (2)

[12]Speaker gaze increases information coupling between infant and adult brains[J] . Victoria Leong,Elizabeth Byrne,Kaili Clackson,Stanimira Georgieva,Sarah Lam,Sam Wass.  Proceedings of the National Academy of Sciences . 2018 (50)

指导教师意见：（对本课题的深度、难度、必要性及可行性方面的意见和对论文（设计）结果的预测）（斜体字部分为提示性文字，打印时须去掉）

签 名：

年　　月　　日

系主任意见：

 签 名：

年　　月　　日[Ljy1]