劉鵬

摘要：傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)方式存在著時(shí)間和空間的限制，隨著數(shù)字化學(xué)習(xí)時(shí)代的到來(lái)與疫情的影響，通過數(shù)字化學(xué)習(xí)平臺(tái)進(jìn)行線上學(xué)習(xí)已越來(lái)越普遍。在線學(xué)習(xí)運(yùn)用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)所特有的信息數(shù)據(jù)庫(kù)管理技術(shù)和雙向交互功能，對(duì)每個(gè)網(wǎng)絡(luò)學(xué)員的資料、學(xué)習(xí)過程和階段情況等實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)跟蹤記錄，且針對(duì)不同學(xué)習(xí)者提出個(gè)性化學(xué)習(xí)建議。文章利用SpringBool與Vue框架完成對(duì)學(xué)習(xí)系統(tǒng)的構(gòu)建，使用MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)系統(tǒng)數(shù)據(jù)和用戶數(shù)據(jù)進(jìn)行存儲(chǔ)，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(xué)習(xí)課程，同時(shí)為學(xué)習(xí)者進(jìn)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(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)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(xué)習(xí)：數(shù)據(jù)可視化；SpringBool；Vue

中圖分類號(hào)：TP309

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

0 引言

隨著數(shù)字化學(xué)習(xí)時(shí)代的到來(lái)，在教育領(lǐng)域，美國(guó)、英國(guó)、澳大利亞等國(guó)家都制定并發(fā)布了相關(guān)計(jì)劃，表示要通過在教育領(lǐng)域加大科學(xué)技術(shù)的投入和整合，從而促進(jìn)教育的發(fā)展。我國(guó)在《中國(guó)教育現(xiàn)代化2035》中也明確指出要努力推動(dòng)信息技術(shù)與教育教學(xué)的深度融合，可見當(dāng)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(lái)教育行業(yè)的發(fā)展方向。本文設(shè)計(jì)的系統(tǒng)分為客戶端、服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫(kù)3層，通過對(duì)網(wǎng)站Log日志數(shù)據(jù)進(jìn)行用戶學(xué)習(xí)行為分析及用戶畫像構(gòu)建，并采用余弦相似度算法為學(xué)習(xí)者進(jìn)行課程推薦，最終開發(fā)出一個(gè)安全可靠、功能完整的在線學(xué)習(xí)平臺(tái)。

1 在線學(xué)習(xí)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(shí)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(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)邏輯，持久層操作數(shù)據(jù)庫(kù)。

在線學(xué)習(xí)系統(tǒng)B/S架構(gòu)如圖1所示，實(shí)現(xiàn)了前后端分離。前端Vue項(xiàng)目和后端SpringBool項(xiàng)目分別運(yùn)行在不同的服務(wù)器上[3]，前端項(xiàng)目在通過Axios請(qǐng)求服務(wù)器端項(xiàng)目Restful接口實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)交互。數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)采用MySQL關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)[4]，緩存數(shù)據(jù)庫(kù)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(cè)試瀏覽器為Firefox瀏覽器和Chrome瀏覽器。

2 用戶和課程模型項(xiàng)目E-R圖

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

（1）實(shí)體（Entity）：實(shí)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(duì)像，即對(duì)人、事、物的抽象化的對(duì)象，通常顯示為矩形。

（2）屬性（Attrihute）：實(shí)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(gè)實(shí)體可以擁有多個(gè)屬性，通常顯示為橢網(wǎng)形。

（3）關(guān)系（Relacionship）：兩個(gè)實(shí)體之間的關(guān)系表示這兩個(gè)實(shí)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(xiàng)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(jì)算出在線學(xué)習(xí)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(biāo)，把數(shù)據(jù)集中的數(shù)據(jù)對(duì)象視為向量。在數(shù)學(xué)上，余弦相似度測(cè)量投影在多維空間中的兩個(gè)向量之間夾角的余弦值，即通過測(cè)量一個(gè)向量空間中兩個(gè)向量夾角的余弦值來(lái)計(jì)算兩者之間的相似性。

當(dāng)兩個(gè)向量的指向相同時(shí)，余弦相似度的值為1，表明兩個(gè)向量越相似：兩個(gè)向量夾角為90。時(shí)，余弦相似度的值為0，表明兩個(gè)向量越不相似：兩個(gè)向量指向的方向相反時(shí)，余弦相似度的值為-1，表明兩個(gè)向量無(wú)相似，也就是給定兩個(gè)屬性向量，A和B，其余弦相似度θ由點(diǎn)積和向量長(zhǎng)度給出：

4 在線學(xué)習(xí)系統(tǒng)成果

4.1用戶模塊

用戶模塊包含基于郵箱與驗(yàn)證碼的用戶注冊(cè)、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(píng)論發(fā)布、課程收藏、個(gè)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(duì)網(wǎng)站各項(xiàng)數(shù)據(jù)指標(biāo)進(jìn)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(tái)添加刪除用戶以及修改用戶信息。

4.3 在線學(xué)習(xí)系統(tǒng)功能實(shí)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(xué)生的積極性。

用戶在觀看課程視頻時(shí)可以對(duì)一些重點(diǎn)知識(shí)進(jìn)行記錄，點(diǎn)擊添加筆記按鈕會(huì)調(diào)出彈窗來(lái)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(xué)生的筆記，達(dá)到共享學(xué)習(xí)的目的。

4.4 用戶畫像構(gòu)建模塊

用戶畫像模塊包含學(xué)習(xí)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(yǔ)

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(yè)文件交互，只需要提供對(duì)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(duì)用戶學(xué)習(xí)時(shí)長(zhǎng)、評(píng)論活躍度等指標(biāo)進(jìn)行捕獲，對(duì)用戶學(xué)習(xí)專注度、學(xué)習(xí)興趣進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，并通過分類算法根據(jù)用戶愛好進(jìn)行課程推薦，使學(xué)習(xí)者直觀地了解自己的學(xué)習(xí)情況，提升學(xué)習(xí)效果。系統(tǒng)接口使用了RESTFUL架構(gòu)，實(shí)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(xiàn)

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

[2]付昕．基于B/S模式倉(cāng)庫(kù)管理系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)[J]．山東省農(nóng)業(yè)管理干部學(xué)院學(xué)報(bào)，2015（4）：166-168.

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

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[5]黃文毅．一步一步學(xué)Spring Boot2微服務(wù)項(xiàng)目實(shí)戰(zhàn)[M]．北京：清華大學(xué)出版社，2018.

（編輯 王雪芬）