劉鵬

摘要：傳統(tǒng)的學習方式存在著時間和空間的限制，隨著數(shù)字化學習時代的到來與疫情的影響，通過數(shù)字化學習平臺進行線上學習已越來越普遍。在線學習運用計算機網(wǎng)絡(luò)所特有的信息數(shù)據(jù)庫管理技術(shù)和雙向交互功能，對每個網(wǎng)絡(luò)學員的資料、學習過程和階段情況等實現(xiàn)系統(tǒng)跟蹤記錄，且針對不同學習者提出個性化學習建議。文章利用SpringBool與Vue框架完成對學習系統(tǒng)的構(gòu)建，使用MySQL數(shù)據(jù)庫對系統(tǒng)數(shù)據(jù)和用戶數(shù)據(jù)進行存儲，并且通過分類算法為用戶推薦更加符合用戶興趣愛好的學習課程，同時為學習者進行相關(guān)的內(nèi)容推薦。該方法和所構(gòu)建的系統(tǒng)能夠使學習者的學習方式有所改變，可以廣泛應(yīng)用于在線教育領(lǐng)域。

關(guān)鍵詞：在線學習：數(shù)據(jù)可視化；SpringBool；Vue

中圖分類號：TP309

文獻標志碼：A

0 引言

隨著數(shù)字化學習時代的到來，在教育領(lǐng)域，美國、英國、澳大利亞等國家都制定并發(fā)布了相關(guān)計劃，表示要通過在教育領(lǐng)域加大科學技術(shù)的投入和整合，從而促進教育的發(fā)展。我國在《中國教育現(xiàn)代化2035》中也明確指出要努力推動信息技術(shù)與教育教學的深度融合，可見當下信息技術(shù)產(chǎn)業(yè)與傳統(tǒng)教育相結(jié)合已成為未來教育行業(yè)的發(fā)展方向。本文設(shè)計的系統(tǒng)分為客戶端、服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫3層，通過對網(wǎng)站Log日志數(shù)據(jù)進行用戶學習行為分析及用戶畫像構(gòu)建，并采用余弦相似度算法為學習者進行課程推薦，最終開發(fā)出一個安全可靠、功能完整的在線學習平臺。

1 在線學習系統(tǒng)B/S架構(gòu)

B/S結(jié)構(gòu)層次分為前端和后端兩部分，前端即為展示給用戶、與用戶交互的部分，后端為實現(xiàn)業(yè)務(wù)邏輯的部分[1]。最基本的前端主要為HTML．CSS．JavaScript這3部分[2]．后端通常分為3層：第一層為表現(xiàn)層，第二層為業(yè)務(wù)層，第三層為持久層。表現(xiàn)層主要和前端交互，業(yè)務(wù)層實現(xiàn)業(yè)務(wù)邏輯，持久層操作數(shù)據(jù)庫。

在線學習系統(tǒng)B/S架構(gòu)如圖1所示，實現(xiàn)了前后端分離。前端Vue項目和后端SpringBool項目分別運行在不同的服務(wù)器上[3]，前端項目在通過Axios請求服務(wù)器端項目Restful接口實現(xiàn)數(shù)據(jù)交互。數(shù)據(jù)的存儲采用MySQL關(guān)系型數(shù)據(jù)庫[4]，緩存數(shù)據(jù)庫使用Redis。采用SpringBool內(nèi)嵌的Tomcat服務(wù)器作為Weh應(yīng)用容器[5]，測試瀏覽器為Firefox瀏覽器和Chrome瀏覽器。

2 用戶和課程模型項目E-R圖

數(shù)據(jù)庫E-R圖是由實體、屬性和關(guān)系3部分組成，具體描述如下。

（1）實體（Entity）：實體是系統(tǒng)內(nèi)可定義的事物或概念，在數(shù)據(jù)模型中代指數(shù)據(jù)對像，即對人、事、物的抽象化的對象，通常顯示為矩形。

（2）屬性（Attrihute）：實體的屬性或特征，屬性具有描述屬性的名稱和描述屬性的類型，可以將屬性理解為自定義的數(shù)據(jù)類型。一個實體可以擁有多個屬性，通常顯示為橢網(wǎng)形。

（3）關(guān)系（Relacionship）：兩個實體之間的關(guān)系表示這兩個實體以某種方式相互關(guān)聯(lián)，通常顯示為菱形。

用戶和課程模型項目E-R圖如圖2所示。

3 用戶課程推薦

用戶課程推薦是通過使用余弦相似度計算出在線學習系統(tǒng)中與用戶收藏的課程相似度最高的3門課程并推薦給用戶。

余弦相似度是用于衡量文檔相似程度的指標，把數(shù)據(jù)集中的數(shù)據(jù)對象視為向量。在數(shù)學上，余弦相似度測量投影在多維空間中的兩個向量之間夾角的余弦值，即通過測量一個向量空間中兩個向量夾角的余弦值來計算兩者之間的相似性。

當兩個向量的指向相同時，余弦相似度的值為1，表明兩個向量越相似：兩個向量夾角為90。時，余弦相似度的值為0，表明兩個向量越不相似：兩個向量指向的方向相反時，余弦相似度的值為-1，表明兩個向量無相似，也就是給定兩個屬性向量，A和B，其余弦相似度θ由點積和向量長度給出：

4 在線學習系統(tǒng)成果

4.1用戶模塊

用戶模塊包含基于郵箱與驗證碼的用戶注冊、基于Shiro框架的用戶登錄、課程詳情、課程視頻播放、課堂筆記、評論發(fā)布、課程收藏、個人信息修改等功能模塊，如圖3所示。

4.2 管理員模塊

管理員模塊如圖4所示，包含數(shù)據(jù)看板、用戶管理、課程管理，可對網(wǎng)站各項數(shù)據(jù)指標進行直觀的展示，并提供了創(chuàng)建用戶的功能，使得管理員可以在后臺添加刪除用戶以及修改用戶信息。

4.3 在線學習系統(tǒng)功能實現(xiàn)情況

課程播放是該系統(tǒng)的核心部分。本系統(tǒng)的課程資源是通過視頻的方式展現(xiàn)的，這樣不僅可以提高課程質(zhì)量，又可以提高學生的積極性。

用戶在觀看課程視頻時可以對一些重點知識進行記錄，點擊添加筆記按鈕會調(diào)出彈窗來供用戶編輯內(nèi)容。在筆記填寫區(qū)域輸入并發(fā)表即可，也可采納其他學生的筆記，達到共享學習的目的。

4.4 用戶畫像構(gòu)建模塊

用戶畫像模塊包含學習專注度分析、用戶愛好分析、用戶課程推薦功能，如圖5所示。

5 結(jié)語

本文采用前后端分離的架構(gòu)，前端使用Vue．JS，后端使用SpringBoot，使前后端代碼解耦，后端不再與網(wǎng)頁文件交互，只需要提供對應(yīng)的API接口服務(wù)即可，能夠提供更好的性能和穩(wěn)定性。通過對用戶學習時長、評論活躍度等指標進行捕獲，對用戶學習專注度、學習興趣進行數(shù)據(jù)分析，并通過分類算法根據(jù)用戶愛好進行課程推薦，使學習者直觀地了解自己的學習情況，提升學習效果。系統(tǒng)接口使用了RESTFUL架構(gòu)，實現(xiàn)了資源和操作分離，這樣不僅讓資源的管理更加規(guī)范，而且在一定程度上保證了接口的可讀性和安全性。

參考文獻

[1]鄒晶晶．基于B/S結(jié)構(gòu)的江西信息學院招生咨詢管理系統(tǒng)的分析與設(shè)計[D]．昆明：云南大學，2012．

[2]付昕．基于B/S模式倉庫管理系統(tǒng)的實現(xiàn)[J]．山東省農(nóng)業(yè)管理干部學院學報，2015（4）：166-168.

[3]王松．Spring Boot+Vue全棧開發(fā)實戰(zhàn)[M]．北京：清華大學出版社．2019.

[4]王珊．數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概論[M]．北京：高等教育出版社．2014．

[5]黃文毅．一步一步學Spring Boot2微服務(wù)項目實戰(zhàn)[M]．北京：清華大學出版社，2018.

（編輯 王雪芬）