Design and Implementation of Autonomous Learning System Based on Micro-Course
-------Taking Computer Programming as an Example
ABSTRACT:Driven by the development of mobile Internet technology, traditional media information acquisition has been unable to adapt to peoples demand for information, and the extension of the same information to the depth and breadth is the demand of people in the information age. And with the advent of the era of micro, micro blog, WeChat, micro film, micro store and other micro media continue to emerge and accepted by people. In this context, the micro-course emerged as The Times require, which has the characteristics of short and concise, clear theme and strong pertinence, meeting the needs of emerging humans for anytime, anywhere, on-demand and fragmented learning and attracting more and more attention from people in the education circle. However, at present, the domestic research on micro courses is still in the stage of theoretical research, and there are relatively few empirical studies on micro courses in first-line teaching, especially the development of micro courses and case studies on high school chemistry courses.According to the case analysis of microcourse application system at home and abroad, the system requirements and functional modules are studied and designed for computer programming courses, and an independent learning system based on microcourse is realized. The system adopts B/S structure and consists of four subsystems, namely micro-course learning, micro-course resources, micro-course communication and micro-course management. It USES technologies such as ASP.NET, AJAX and FLV streaming media. After more than a year of testing and use, the system can greatly improve the learning enthusiasm of learners, and promote the improvement of students self-learning ability.
Key words: micro-course; self-learning, computer programming; ASP.NET
As a new situation and trend of online education and the development of future teaching resources, micro-curriculum is attracting the attention of education researchers and practitioners.[1] The emergence of micro courses is in line with the requirements of the Internet era. It can fully, interestingly and profoundly explain a certain knowledge point in a relatively short time, effectively promote the professional development of teachers and improve the information teaching ability, and promote the in-depth integration of information technology and subject teaching. Hu Tiesheng [2] think micro class platform as a regional micro course resources construction, sharing and application of the foundation, must be unified by the administrative departments of regional education development, platform function to meet daily micro class resources construction and management on the basis of the increase is advantageous for the user application, the research of functional modules, micro forming course construction, management, application and research of the one-stop service environment.
- Current Situation and Problems of Micro-Course Platform
In recent years, with the continuous emergence of micro-course platforms, new breakthroughs have been made. [3] According to the practice and development trend of the existing micro-course platform, the author believes that the current micro-course platform generally includes three types:
- Educational administrative departments and schools help teachers improve their teaching ability teachersprofessional development platform, such as: China Micro-Course Network (http://www.cnweike.Cn), College Micro-Course Teaching Competition Network (http://weike.enetedu.com), Zhejiang Jiangwei Course Network (http://wk.zjer.cn/), etc.
- Personalized Learning Level of Non-profit Educational Organizations to Help Students Learn Desks, such as Khan College (https://www.khanacademy.org) and TED-Ed (http://ed.ted.com);
- Commercial platforms independently developed by educational and training institutions or companies. Such as: micro-lesson network (http://www.vko.cn).
From the perspective of platform construction, the construction of foreign micro-course platform is relatively new and perfect, and has been applied in daily teaching, while the practical application of domestic micro-course platform in teaching is still in the exploration stage. [4] Compared with foreign micro-lesson platforms, the functions of domestic micro-lesson platforms are not perfect enough, and the application of micro-lesson teaching is not popular enough. Domestic micro-lesson platforms are mainly for the construction of micro-lesson competitions and demonstrations, and lack the development and application of functional modules for different learners, different learning contents and different actual needs. However, some for-profit educational institutions or companies have built microlecture platforms with more complete functions and higher quality. However, learning costs will become a headache for learners and cannot be widely promoted and applied.
In the context of mobile digital products such as mobile phones and the increasing popularity of wireless networks, mobile online learning based on micro-lessons will receive more attention from teachers and students, which is bound to develop into a new and extremely important teaching mode. Through small classes, the student can be based on their own actual situation, combined with the course arrangement of e-commerce professional school, from simple to complex, from primary to senior learning path, in view of the 'apprentice' service 'primary customer service' customer service commissioner, '',' senior customer service '' customer service manager' specific work content and requirements of each position, specific learning plan, clear their really need what kind of learning resources, and according to their own interest and l
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基于微课程的自主学习系统设计与实现
———以计算机编程类课程为例
摘 要：在移动互联技术发展的推动下，传统的媒体信息获得已经无法适应人们对于信息的接收需求，对于同一信息向着深度和广度的延伸是信息时代人们的需求。并且随着微时代的来临，微博、微信、微电影、微店等微媒体不断涌现并为人们所接受。在此背景下应运而生的微课程，所具有的短小精悍、主题明确、针对性强等特点，满足了新兴人类对于随时、随地、随需及碎片化学习的需求，受到越来越多教育界人士的关注。但是目前国内对于微课程的研究仍然处于理论研究阶段，对于微课程在一线教学中的实证研究还是相对较少，针对高中化学课程的微课程开发及实例研究更是匮乏。根据当前国内外微课程应用系统案例分析，针对计算机编程类课程，对系统需求及功能模块进行研究、设计，并实现一个基于微课程的自主学习系统。该系统采用B/S结构，由微课学习、微课资源、微课交流和微课管理四大子系统组成，运用ASP.NET、AJAX和FLV流媒体等技术。经一年多的测试与使用，该系统可以大大提高了学习者的学习积极性，促进学生自学能力的提高。
关键词：微课程；自主学习，计算机编程；ASP.NET
作为在线教育以及未来教学资源发展的新形势与新趋势，微课程正受到教育研究者与实践者的关注。[1]微课程的出现符合互联网时代要求，它能够在较短的时间对某一个知识点进行充分的、有趣的、深刻的讲解，有效推动教师专业发展和提升信息化教学能力，促进信息技术与学科教学深度融合。胡铁生[2]认为微课平台是区域性微课资源建设、共享和应用的基础，须由区域教育行政部门统一开发，平台功能要满足微课资源日常建设、管理的基础上增加便于用户应用、研究对的功能模块，形成微课建设、管理、应用和研究的一站式服务环境。
一、微课平台的现状及问题
近些年，随着微课平台地不断涌现，并取得了新的突破。[3]根据现有的微课平台实践与发展趋势，笔者认为目前的微课平台大致包括三类：
（1）教育行政部门及学校帮助教师提高教学能力的教师专业发展平台，如：中国微课网（http：//www.cnweike.cn）、高校微课教学比赛网（http：//weike.enetedu.com）、浙江微课网（http：//wk.zjer.cn/）等；
（2）非盈利教育组织帮助学生学习的个性化学习平台，如：可汗学院（https：//www.khanacademy.org）和TED-Ed（http：//ed.ted.com）；
（3）教育培训机构或公司自主开发的商业性平台，如：微课网（http：//www.vko.cn）。
由平台建设状况来看，国外微课平台的建设相对新颖和完善，并已应用于日常教学中，而国内微课平台在教学上的实践应用仍处于探索阶段。[4]相比国外的微课平台，国内微课平台的功能还不够完善，微课教学的应用还不够普及，国内的微课平台主要是为了微课比赛与展示构建，缺乏针对不同学习者、不同学习内容和不同实际需求的功能模块开发和应用。但是一些以营利为目的的教育机构或公司构建的微课平台，功能较为完善，微课质量较高，然而，学习费用将成为学习者头痛的问题，不能够广泛推广和应用。
在手机等移动数码产品以及无线网络日益普及的背景下，以微课为基础的移动式在线学习将会得到更多师生的关注，其势必会发展为一种新型且极为重要的教学模式。通过微课，学生可以以自身的实际情况为依据，结合学校电子商务专业的具体课程安排，根据从简单到复杂、由基层至高层的学习路径，针对“见习客服”“初级客服”“客服专员”“资深客服”“客服经理”各岗位的具体工作内容与要求看，制订针对性的学习计划，明确自己到底需要何种学习资源，并根据自身的兴趣与学习特点所在，进行专题化与模块化的学习，强化训练自己学习过程中存在的薄弱环节。
针对教师来说，充分发挥微课程和翻转课堂的优势进行教学变革，可以使教师将以往的“混合”式网店客服课程形态转化为微课程教学，为其电商认知、网店软件管理、网店客户服务、网店美工、视觉设计、网店推广、多平台经营、网店实战等多样化教学资源的高效组织与呈现提供优质的帮助，同时对学生的学习过程进行动态化的记录，使教师不受时间与空间限制地掌握学生对网店客服课程各子模块的具体学习情况，在学生遇到难题之时及时对其进行针对性的辅导。
此外，微课程与翻转课堂还能够将师生在课堂上的互动拓展至网络空间中，这样一来，师生的交互时间增多，效果势必会得到大幅度增强，使辅导教师摆脱沉重的重复性工作，有了更多的时间去钻研教学方法。而且针对任意一个专题化的重难点，都可以寻求经验最为丰富的教师来进行一对一的解答，并通过视频这一直观的形式呈献给学生观看。例如：针对网店美工模块，可以指定教师进行拍摄器材使用、图片基本处理、景物拍摄以及宝贝内页制作等的教学；针对网店客户服务模块，可以指定教师进行客户销售、售后问题处理以及客户关系管理等的教学。这样可以实现对教师资源的集中，每一个学生都可以利用这些资源进行学习，最终在整体上提升学习能力与实践成绩。
二、微课程自主学习系统的设计
1.系统需求分析
需求分析是软件设计过程中非常重要的环节，它是关乎软件项目开发成败的重要因素。[5]不同的使用对象和学习内容对微课平台的需求也不同，所以需要根据学习内容的特点，针对不同的用户需求，进行学习内容和使用对象的需求分析。
内容需求分析是根据课程的特点，确定学习内容是否适合微课学习。计算机编程类课程是一门应用范围广、实践性和操作性很强的课程，这类课程十分适合微课学习，原因有三点：
（1）技能型应用学科可以将教学重点在于分解为多个知识点，并形成知识点网状结构图；
（2）技能型学科对于实践操作的要求十分重要，提供个性化学习支持服务对学习者自主学习效果好；
（3）技能型应用学科非常讲究技巧性，教师与学生之间的互动显得十分关键。
用户需求分析是对用户需求所作的调查与分析，是系统设计、开发和维护的依据。微课自主学习系统的使用对象包括学生、教师和管理员。学生通过微课学习平台进行网络学习时，要能够根据自己的兴趣和需求选择某一门微课，拥有自己的个人学习空间，并能获取教师或平台给予的学习支持。教师要能够了解学生的基本信息、已有知识水平和技能水平，并根据实际教学的内容，分割教学知识点，上传与管理微课教学资源，并与学生进行及时互动，提供学习支持服务。管理员能够对课程、用户、资源和系统进行管理，能够方便地对信息进行起草、发布、修改等操作，可根据系统发展要求，能够对系统进行进一步优化。
2.系统功能设计
通过对国内外微课应用平台现状分析的基础上，结合学习内容和使用用户的需求分，设计出基于微课程自主学习系统，该系统由微课学习、微课资源、微课交流和微课管理四大功能模块组成，具体功能如图1所示。
（1）微课学习模块
学习模块为学生提供一个以微视频为中心的自主学习网络环境，是系统的核心功能，它包括学生空间、教师空间、学习支持、学习激励、学习分析五个子模块。学生空间包括学生资料、个人消息、学习进度、学习笔记等功能；教师空间包括教师资料、个人消息、教学进度、教学笔记等功能；学习支持包括在线编码器、在线测试、即时笔记等学习支持服务工具；学习激励是学习、测试或课程结束后通过点赞、勋章和证书等形式给予学生奖励，以鼓励并激发学生学习动力；学习分析是统计学生的在线时间、学习记录和成绩分布图等情况，让学生知道自己在微课平台上的学习历程和存在不足，及时调整学习计划。
（2）微课资源模块
资源模块为学习者提供大量的、丰富的微资源，用户可以对资源进行检索、查看和编辑，它包括资源检索、资源查看、资源推荐、资源上传下载四个子模块。资源检索是提供用户检索、微课检索、文章检索三种检索方式，教师或学生可以输入关键字，选择一种检索方式，快速有效查询所需要的资源；资源查看提供给教师或学生大部分的学习资源，主要有微视频、微教案、微课件、微练习、微工具等；资源推荐是针对学习者所学微课内容，教师不时推荐一些与其学习内容相关的学习资源、学习工具和学习技巧；资源上传和下载是教师或学生可以对微课资源模块中的微资源进行下载，教师也可以上传一些与微课有关的资源进行资源完善，但需要经过管理员审核。
（3）微课交流模块
交流模块为教师和学生提供交流、娱乐及作品展示的社区，它包括问答社区、游戏社区、作品社区三个子模块。问答社区根据微课内容划分为不同的版块，教师和学生根据需求进入相应的版块进行问答交流，系统根据问答情况划分为待解答问题、热门问答和精彩问答；游戏社区为学习者提供休闲娱乐的经典游戏，它包含游戏界面、得分排行榜和源码解析三部分，源码解析是对游戏代码的分析解读，促使学习者的娱乐生活与学习发展相融合；作品社区是展示学习成果的虚拟社区，个人或小组可以上传制作完成的作品，并以文字、图片、代码、程序等形式进行展示，所有用户可以对作品进行浏览、点评和点赞。
（4）微课管理模块
管理模块指管理员负责对整个微课自主学习系统的管理和维护，以保障微课学习顺利进行，帮助学生更好的完成学习任务，该模块包括课程管理、用户管理、资源管理、社区管理四个子模块。课程管理是指管理员对微课程进行添加、编辑、删除等操作，并设置微课相应的属性，主要包括微课名称、授课教师、适用年纪、学习目标等；用户管理负责用户信息及用户身份验证操作，用户分为学生、教师和管理员三大类，不同的用户角色在系统中的权限和操作都有所不同；资源管理是管理员对所有微资源进行导入、编辑、删除和审核等操作；社区管理是管理员对所有的帖子、问答和作品进行查看、编辑、删除和审核等操作。
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微课程自主学习系统的实现
微课学习主界面采用在线课程十分流行的“三分屏”界面布局，其中包括三个区域：微课播放区、在线编码区和即时笔记区，具体主界面如图2所示。微课播放区用于播放学生自学用的微课程，在线编码区完成新建、打开和运行等在线编程任务，即时笔记是学生对微课播放过程中产生的疑问、感悟和思考，可随时记录，自动存储到学习笔记之中。
为了保证微课程自主学习系统的科学性、易用性及移植性，该系统采用现阶段相对主流的配置技术：系统整体采用B/S结构，系统的硬件环境采用PC Server机型，系统的软件环境采用Windows 2008 Server r2 IIS7.0 .NET Framework 4.0 sp1 SQL Server 2008。
该系统的核心技术包括.NET技术、AJAX技术、FLV流媒体技术等。.NET技术是一个可以作为系统支持下一代Internet的可编程技术，它主要包括ASP.NET、C#、ADO.NET等。[6]Ajax是指一种创建交互式网页应用的技术，控制客户端和服务器端的数据交换，它最大优势在于用户体验，就是能在不更新整个页面的前提下更新和维护数据。[7]FLV流媒体技术是实现FLV视频格式的流式传输，FLV作为一种新兴的流媒体视频格式，具有占有率低、视频清晰、体积小、下载速度快等特点十分适合微视频播放。[8]它在微课平台中应用的技术难点是视频上传后自动转换成FLV格式，可以用FileUpload控件实现视频上传，再调用编码转换工具ffmpeg或mencoder自动对视频进行转换，在格式转换完成后，自动截图插入到视频数据库记录，包括视频的名称、标签、路径等信息。
四、小结
微课程自主学习系统是信息技术与学科课程整合的一种新形式与新趋势。微课程可以很大程度地提高学生自主学习的意识及学习效率，通过提高其学习针对性、拓展学习内容、尊重学习者的学习规律，从而提高学习者进行化学学习的信心及兴趣。并且借助于微课程平台教师可实时评估学生的学习效果，从而及时设计及调整课堂活动，深化课堂翻转，真正意义上提高课堂效率，实现学生的自主学习。该系统主要由微课学习、微课资源、微课交流和微课管理四个子系统组成，可灵活应用于多种教学模式，如翻转课堂学习、在线学习或混合式学习，可以实现不同格式的视频上传后自动转换FLV流媒体格式，提供完整的学习支持服务，具体包括在线编码器、即时笔记、不同层次的在线测试与反馈，并通过同步与异步讨论与社区动态生成学习资源，一个作品的雏形形成之后，需要经过教师、学生进行评判和点赞，并在交流互动中不断对作品进行完善，最终形成优秀作品。经过一年多计算机编程类课程的教学实践，该系统的使用大大提高了学习者的学习积极性，促进学生自学能力的提高。
参考文献：
[1]梁乐明，曹俏俏，张宝辉.微课程设计模式研究――基于国内外微课程的对比分析，2013（19）：65-72.
[2]胡铁生.“微课”：区域教育信息资源发展新趋势[J].电化教育研究，2011（10）：61-65.
[3]周艳，李育泽，徐义东.基于MOOC理念的微课资源网站设计[J].现代教育技术，2014（24）：113-118.
[4]张一川，钱杨义.国内外“微课”资源建设与应用进展[J].远程教育杂志，2014（6）：26-33.
[5张岚.基于web的网络学习平台的设计与实现[D].成都：电子科技大学，2011：15.
[6]倪晟.基于web的微格教学资源管理与评价系统的设计[J].现代教育技术，2011（21）：129-131.
[7]
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