高等数学课程改革线上教学探索

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摘要：当前的线上教学系统兼容性较差，难以达到预期的教学目标。由于互联网在教学发展中起着很重要的作用，互联网技术可有效提高课堂与互联网融合教学能力，因此文章设计高等数学课程改革线上教学系统。系统硬件部分设计了B/S结构器、Nokia对接器以及Web接口，软件部分基于高等数学线上教学需求设计了教学平台的客户端与用户权限模块。通过构建高等数学线上教学功能模块，设计线上教学平台数据库，从而实现线上教学与线下教学双结合的目的。根据对比实验结果，本文设计的线上教学系统稳定性较好，可以帮助学生实现有效学习。

关键词：互联网；高等数学；线上教学；Web接口

随着互联网技术的完善，为了提高教学效果，将互联网技术应用于教学系统设计[1]。设置新范式的目标是实现互联网与高数课程教育的紧密结合，让系统的教学功能更加清晰。互联网与高等数学教学的融合可以帮助学生跨越时间和空间的距离，可以根据学生的实际学习情况随时、随地学习，使学习不再局限于课堂中[2-3]。教学系统主要利用互联网技术重塑和优化课程，促进高等数学课程教学内容和教学方式改革。在互联网思维中，用户至上，用户对产品的体验感是产品的生命线，因此教学系统以教师和学生的使用体验及使用效果为主导。

1硬件设计

1.1B/S结构器

B/S结构器指的是Browser/Server，其可以平衡Web服务器的负载，大大降低客户端的负载。通过该结构器，用户可以访问界面并处理信息。在B/S结构器中，为了保证系统的各个部分可以实现有效连接，使用指定的软件来降低研发成本[4]。该结构器以B/S架构为基础，提供了系统维护和修复问题的解决方案。系统结构如图1所示。对于系统来说，B/S结构器降低了维护和开发的成本。其中，Web服务器负责B/S结构的所有应用逻辑，这种模式不需要任何客户端开发。

1.2Nokia对接器

Nokia对接器是终端平台研究的基础，实际Symbian对接设备采用32位操作系统，具有低内存、低功耗的优势。经过使用和多次改进，该对接器不仅可以支持蓝牙、通用分组无线业务（GeneralPacketRadioService，GPRS）和3G技术，还可以支持一些附加功能[5]。就本系统而言，主要问题在于版本落后和兼容性不足，利用该对接器都可以解决。WindowsMobile系列操作系统是在微软电脑所使用的Windows操作系统的基础上经过变革发展而来的，具有非常友好的开发环境，兼具视频播放、电子邮件收发等功能。最重要的是，Nokia对接器可以兼容不同版本、不同格式的文件，对于视频文件的导入和播放更有利[6-7]。1.3Web接口系统共包括3个部分，分别是服务部分、请求部分以及注册部分，各部分在Web接口和组件模块的相关环境中协同工作。这3部分可以通过Web接口实现信息交互，有利于信息的发布与处理。在一般情况下，服务器可以使用网络为其关键模块提供服务，也可以使用搜索功能并进行绑定来完成对Web接口的调用。完成基础操作后，可通过后台服务绑定向导来进行后台业务员处理对象的绑定，使得用户可以使用相应的后台资源来更新本地资源状态。

2高等数学线上教学系统软件设计

线上教学系统软件部分设计应考虑如何提高系统的稳定性，例如教学视频播放需设定缓冲时间来避免在线视频卡顿等。

2.1客户端及用户权限模块

以常规系统为例，应用程序的主要组成部分包括用户界面类、用户活动类、程序对象类以及资源管理类。其中，用户界面类是应用程序的线程类，该模块可以实时检测系统信息，确认系统是否处于安全状态。租用一个活动类作为程序执行的基本单位，既控制应用程序的生命周期，也控制了程序的循环状态、程序的启动和暂停方式以及执行和终止动作等。应用程序对象对应着程序的每个元素，这些组件之间的行为和转换通过消息传递进行控制。系统中通常有两种类型的消息，即设备硬件信息和系统软件消息。软件消息是指程序对象生成的消息，当程序执行时，程序对象需要严格按照逻辑来操作。对于客户端程序的功能，主要包括注册用户、修改用户信息、登录和获取服务器列表等。相较于传统规范的桌面软件开发的开发环境和开发流程，本文设计的系统都更有优势。

2.2线上教学功能模块

功能实现模块主要包括课程资源、系统维护、考试及聊天室、公告栏等辅助系统。线上数学教育系统不能完全替代传统的课堂教学，可以为教学提供辅助，是课堂教学的补充。该系统是针对学生和教师的真实情况而设计的，利用校园网建立线上教学体系，可以实现基于课堂教育的主动拓展和互补作用，已成为师生交流和学习的重要平台之一[8-10]。在整个学习过程中，教师不仅要负责组织人员，还要负责资源的整理，建立的线上教学模块示意图如图2所示.从图2可以看出，学生在注册并登录子模块时，需要查看信息认证设备中的账号信息，才能登录教育平台的分类站点。学生完成登录任务后，可以通过主题自测、讨论区等子模块浏览教师提供的在线课程信息，找到包括教育课件和课后练习在内的许多学习内容。完成的作业可以通过互联网提交，学生将作业传递给对应的老师，并根据自己的学习情况进行测试。如果在学习中遇到困难或问题，可以通过聊天室或留言的形式与其他人进行交流和讨论。

2.3线上教学系统数据库设计

本设计采用SQLServer、ASP动态网页技术设计本系统的数据库，系统用户信息可以由管理员从服务器导入，也可以由用户自行注册。设计的数据库如图3所示。此外，数据库设计还需要设计课程信息表的相关信息，以此来为平台后续的调度和统计奠定基础。在数据库后台，只有合法的用户可以登录服务器计算机上的数据库，远程数据库用户需要通过身份验证的方法来进行登录。在前台程序开发中，需要为每一个用户建立ID号、用户名和密码等。当用户登录该系统时，需要对其身份进行验证，只有用户身份合法才可进入该系统。用户使用密码登录系统，且密码输入时处于加密状态，提高了系统的安全性。运用MD5算法对用户输入的密码进行加密处理，将计算出的MD5值和系统中被保护的已设置的MD5值进行对比，以此提升密码的安全性。为了保护用户信息，应设置信息查询权限，即仅限于用户本人可见，其余用户无查看权限。此外，用户可以实时更改自己的数据信息，并保留修改痕迹，便于后期查询。

3对比实验

为了验证本文设计的高等数学线上教学系统的性能，开展相关实验测试。

3.1实验准备

将本文设计的系统在Windows7实验平台上进行检测，系统数据库选用SQL，将系统的CPU设置在符合目前运行状态的范围内。此外，将检测平台显示器设置为OperaMobileClassic，闪存选择2GB以上。

3.2实验结果与讨论

根据系统非功能性需求，对系统性能进行测试。在测试过程中，可以创建虚拟用户进行测试。选取典型的测试场景，在测试环境下分别创建虚拟用户并进行访问，通过监控每秒点击次数测试结果来了解系统客户端对服务器的访问频率并测试并发用户平均事务响应时间。测试结果如图4所示。由图4可知，本文设计的高等数学线上教学系统性能良好，在多个用户同时点击使用时仍可保持稳定运行，可以满足用户的使用需求。

4结语

综上所述，本文在仔细分析教学现状和传统线上教学系统的不足后建立了新的线上教学系统。经过测试证明，该系统的性能良好且具有可靠性，有一定的应用价值。但由于测试时使用的学生人数有限，未来还需在实践中进行调试。

参考文献

[1]张变莲,杨森林,董少飞.线上教学改革探索:以信号与系统课程为例[J].电脑知识与技术,2021,17(14):144-145.

[2]李秋石,万雅馨,果蕊,等.系统思维视域下高校线上教学反思[J].高教学刊,2021,7(12):64-67.

[3]刘玉婷,王大业.开展《人体与运动系统病理学》课程线上教学的实践与思考[J].医学教育管理,2021,7(2):160-163.

[4]姚金阳,刘福东,单征,等.基于形成性评价反馈的数据库系统线上教学方法实践[J].计算机教育,2021(4):15-18.

[5]张林静,叶贵.基于学习通平台线上教学模式实践探索:以Linux操作系统课程为例[J].安徽警官职业学院学报,2021,20(2):122-124.

[6]王俊彦.独立学院数学课程教学改革方案探讨[J].吉林省教育学院学报,2013,29(5):46-47.

[7]王俊彦.应用型院校高等数学一流课程建设研究[J].智库时代,2021(11):118-120.

[8]左学武.基于融合粒子群的高等数学辅助教学系统设计[J].吉林化工学院学报,2021,38(5):80-84.

[9]王冲.“互联网+”背景下高等数学课程改革探索与实践[J].沧州师范学院学报,2019,35(1):102-104.

[10]吴海燕.“高等数学”网络化教学及测评系统的设计与实践[J].黑龙江科学,2017,8(19):108-109.

作者：王俊彦 单位：长春工业大学人文信息学院