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摘要：简单介绍了“翻转课堂”及其优势；阐述了开发用于“翻转课堂”教学的“教一学”软件的必要性和可行性；详细介绍了采用MVC模型按照面向对象的开发方法的开发过程，包括系统结构设计、面向对象的各种建模如用例建模、静态建模、动态建模，以及数据库的设计；最后对该软件进行了评价。
关键词：翻转课堂；“教一学”软件；MVC模型；面向对象开发方法
中图分类号：TP311.52 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2017）22-0159-03
1背景
“翻转课堂”由英文“Inverting the Classroom”或“Flipped Classroom”翻译而来，意思是把传统教学方法中的课上和课下的任务颠倒过来，即课下在教师的指导下学生自主或交流完成课程内容学习，课上进行答疑、交流、做习题。在开展“翻转课堂”教学时，教师要提供相关的学习材料，如带有学习要求的学习任务书、短小精悍的视频、脚本文件、PPT课件、教学案例、习题等，学生在规定的时间内自主学习，在学习过程中可以与教师、同学进行交流，完成学习后在规定的时间提交必要的文档资料，教师批阅提交的文档，提炼出课上交流的内容，选出合适的习题，以便上课之用。
“翻转课堂”是对于传统课堂的突破，把将教师从教学过程中的灌输者角色向解惑者身份转变，而学生变成了教学过程中的主动学习者，并且借助多媒体或者网络终端设备来完成教与学的过程，主要具有以下两点优势：
1）有助于提高学生的学习效率。这种自主学习的模式，通过课前自主预习、课上讨论问题并实践、课后完成任务的流程，学生必须在课前认真学习准备，才能在课上跟上老师的步伐一同讨论重点问题，课后也只有重新温习所学知识才能提交任务书完成任务，这些方式都成为学生们的学习动力。
2）有助于改进老师的教学方式。教师在课前将相关学习材料上传之后，根据与学生的交流情况和课程需要来准备课上需要讲解的问题与练习题，不用花费大量的时间在枯燥重复的讲解知识点，而是更有意义的练习和实践，大大提高了课堂质量。另外课后的作业通过任务书的方式在软件中管理，也大大减轻了教师在课后的负担，有助于教师教学方式的改进。
目前有一些可供教师开展“翻转课堂”教学的平台，如国内的各类慕课网、精品资源课网、超星、速客，国外也有如在线可汗学院等。教师可以利用这些平台进行“翻转课堂”教学，但这些平台不是专为“翻转课堂”教学开发的，使用时感觉有些平台大而全，而实际使用的功能却比较少，即有“大马拉小车”的感觉；有些平台对资源的管理不是按“翻转课堂”教学要求进行管理的，即对资源管理方式不恰当。为此有必要开发一款适合在“翻转课堂”教学过程中方便教师添加课程资源并能很好地组织、管理这些资源，也能方便学习查找、使用的这些资源，同时方便沟通的软件——应用于“翻转课堂”的“教一学”软件，该软件不受时间和地点的限制，自由度大大提高，有助于学生在一种较为愉块轻松的条件下学习。
本文介绍的“教一学”软件是按照面向对象的开发方法进行开发的。
2“教一学”软件的分析
“教—学”系统是针对高校教学设计的一款应用于“翻转课堂”的软件，其主要用户包括教师用户和学生用户两类。教师用户可完成课程资源如视频、课程信息、人员信息等方面的管理；学生用户完成个人信息的管理、通过教师上传的资料（视频、课件、脚本等）进行在线学习、也可以下载后进行离线学习，下载上传学习任务书等。从三个方面对其进行可行性分析：
1）技术可行性分析：随着网络技术和数据库技术支持都日趋成熟，利用Asp.net技术与SQL Server 2010数据库的结合是网络系统设计的常用模式，所以技术成熟，安全性强。因此，从技术角度上考虑，本系统是可行的；
2）经济可行性分析：“教一学”软件主要的成本集中在软件开发上，但是系统投入使用之后可以为教师和学生大大节省时间和精力，丰富教与学的手段，为高校教学带来的收益远远超出系统开发的成本。因此，从经济角度上考虑，本系统是可行的；
3）操作可行性分析：系统设计时充分考虑了教师与学生的需求，人机交互界面友好，操作流程简单；数据处理迅速、准确、可靠；可用性强；容易扩充。所以对于用户的使用水平要求并不高，因此，从操作角度上考虑，本系统是可行的。
对“教一学”软件系统进行分析和研究，得出系统的需求：建立一个较为完善的“教一学”软件，在此软件中相关信息应该表达准确、显示方式恰当、布局合理，保存的资源准确、方便使用，软件能够保证信息的安全，功能较全，能够方便一般用户完成相关使用的操作，并且各种操作合乎用户的一般习惯，使用此软件能够提高教学效率。
对上述需求进行进一步分析、整理，提出了具体的系统目标为：梳理出方便、规范的资源管理流程；快速、准确的信息处理，能真正帮助老师改进教学方法；通过该软件，能逐步提高教学水平；加强系统流程控制，保证系统和数据安全；实现学生学习的平台化、一般化。
为了到达上述目标，系统要实现的主要功能如下：
2.1教学功能需求
1）课程管理课程管理主要包括三方面的功能。
①新建课程：可以添加新课程（教师专有）；
②编辑课程：可以更改课程信息、删除课程（教师专有）；
③查看课程：可以查看课程内容。
2）个人信息管理个人信息管理主要包括三方面的功能。
①修改个人信息：可以修改个人相关信息，如名称；
②选取课程：可以根据个人爱好或是教学计划选取课程（针对学生）；
③修改密碼：可以通过验证后修改自己原来的用户密码。
3）资源管理
资源管理主要包括四方面的功能。
①上传各类课程资源：可以上传课程所需要的资源，包括课件、视频、脚本、习题、案例以及学习任务书（教师操作） ②查看各类教学资源：可以查看教师上传的各类教学资源；
③可以下载各类教学资源：可以下载教师上传的各类教学资源；
④上传任务书：可以上传填写完成的学习任务书（学生操作）。
4）学生管理（教师可操作）学生管理主要包括三方面的功能。
①查看学生信息：可查看所有学生信息和学生具体信息；
②注销学生：可以注销学生的资料；
③修改密码：可以修改所管理的学生密码。
5）在线交流
2.2非教学功能需求
1）界面需求：用户界面友好、简洁，操作简单，方便。
2）性能需求：资源的上传下载要快捷，稳定性要强，安全性要高。
3）权限需求：在用户进行登录时，只有授权的账号和密码才能进入。
3基于面向对象的“教一学”软件的设计
該软件的设计主要采用面向对象的设计过程。
3.1结构设计
该软件采用MVC模型的分层结构设计，将软件分为Model层、View层、Controller层，将“教—学”软件的所有用户可见的部分放人View层，View层负责接收数据和显示结果，Model层是软件的逻辑以及功能模型，在View层和Model层之间的Con-troller层负责沟通Model层和View层，接收View层传来的数据，之后把数据交给Model层，再把Model层的处理结果返回给View层。软件的结构如图1所示。
3.2面向对象的设计
1）用例建模
用例包括角色用例、模块用例。角色用例包括教师用例和学生用例。教师用户的权限主要分为个人管理权限、资源管理权限、课程管理以及学生管理权限，具体用例如下图2所示。其他用例在此不详细介绍。
2）静态建模
系统类图的一部分如图3所示。
3）功能设计
依据上面的分析和设计，以及未来的拓展，设计了软件拥有如表1所示的功能。
4）动态建模
编辑课程模块只有教师权限才可以使用，学生权限是不能编辑课程的，学生用户只能查看课程。编辑课程模块时序图如图4所示。
4基于面向对象的“教一学”软件的实现
“教一学”软件采用MVC架构，在.net环境中Asp.net技术结合SQL Server 2010数据库开发实现的。“教一学”软件数据库是基于sOL SERVER 2010数据库进行搭建的。数据库中的主要表如表2所示。
5结束语
“教一学”软件是为开展“翻转课堂”教学而开发的一款软件，短小精悍，运行效率高，它组织、管理一门课程的相关资源，方便教师组织、上传、管理课程的相关资源，方便学生查找、浏览课程资源，目前在学校进行了初步应用，基本达到了开发的最初目的。后续应做的工作，首先有些功能还要进一步完善；其次在此基础上开发移动客户端的应用程序。
关键词：翻转课堂；“教一学”软件；MVC模型；面向对象开发方法
中图分类号：TP311.52 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2017）22-0159-03
1背景
“翻转课堂”由英文“Inverting the Classroom”或“Flipped Classroom”翻译而来，意思是把传统教学方法中的课上和课下的任务颠倒过来，即课下在教师的指导下学生自主或交流完成课程内容学习，课上进行答疑、交流、做习题。在开展“翻转课堂”教学时，教师要提供相关的学习材料，如带有学习要求的学习任务书、短小精悍的视频、脚本文件、PPT课件、教学案例、习题等，学生在规定的时间内自主学习，在学习过程中可以与教师、同学进行交流，完成学习后在规定的时间提交必要的文档资料，教师批阅提交的文档，提炼出课上交流的内容，选出合适的习题，以便上课之用。
“翻转课堂”是对于传统课堂的突破，把将教师从教学过程中的灌输者角色向解惑者身份转变，而学生变成了教学过程中的主动学习者，并且借助多媒体或者网络终端设备来完成教与学的过程，主要具有以下两点优势：
1）有助于提高学生的学习效率。这种自主学习的模式，通过课前自主预习、课上讨论问题并实践、课后完成任务的流程，学生必须在课前认真学习准备，才能在课上跟上老师的步伐一同讨论重点问题，课后也只有重新温习所学知识才能提交任务书完成任务，这些方式都成为学生们的学习动力。
2）有助于改进老师的教学方式。教师在课前将相关学习材料上传之后，根据与学生的交流情况和课程需要来准备课上需要讲解的问题与练习题，不用花费大量的时间在枯燥重复的讲解知识点，而是更有意义的练习和实践，大大提高了课堂质量。另外课后的作业通过任务书的方式在软件中管理，也大大减轻了教师在课后的负担，有助于教师教学方式的改进。
目前有一些可供教师开展“翻转课堂”教学的平台，如国内的各类慕课网、精品资源课网、超星、速客，国外也有如在线可汗学院等。教师可以利用这些平台进行“翻转课堂”教学，但这些平台不是专为“翻转课堂”教学开发的，使用时感觉有些平台大而全，而实际使用的功能却比较少，即有“大马拉小车”的感觉；有些平台对资源的管理不是按“翻转课堂”教学要求进行管理的，即对资源管理方式不恰当。为此有必要开发一款适合在“翻转课堂”教学过程中方便教师添加课程资源并能很好地组织、管理这些资源，也能方便学习查找、使用的这些资源，同时方便沟通的软件——应用于“翻转课堂”的“教一学”软件，该软件不受时间和地点的限制，自由度大大提高，有助于学生在一种较为愉块轻松的条件下学习。
本文介绍的“教一学”软件是按照面向对象的开发方法进行开发的。
2“教一学”软件的分析
“教—学”系统是针对高校教学设计的一款应用于“翻转课堂”的软件，其主要用户包括教师用户和学生用户两类。教师用户可完成课程资源如视频、课程信息、人员信息等方面的管理；学生用户完成个人信息的管理、通过教师上传的资料（视频、课件、脚本等）进行在线学习、也可以下载后进行离线学习，下载上传学习任务书等。从三个方面对其进行可行性分析：
1）技术可行性分析：随着网络技术和数据库技术支持都日趋成熟，利用Asp.net技术与SQL Server 2010数据库的结合是网络系统设计的常用模式，所以技术成熟，安全性强。因此，从技术角度上考虑，本系统是可行的；
2）经济可行性分析：“教一学”软件主要的成本集中在软件开发上，但是系统投入使用之后可以为教师和学生大大节省时间和精力，丰富教与学的手段，为高校教学带来的收益远远超出系统开发的成本。因此，从经济角度上考虑，本系统是可行的；
3）操作可行性分析：系统设计时充分考虑了教师与学生的需求，人机交互界面友好，操作流程简单；数据处理迅速、准确、可靠；可用性强；容易扩充。所以对于用户的使用水平要求并不高，因此，从操作角度上考虑，本系统是可行的。
对“教一学”软件系统进行分析和研究，得出系统的需求：建立一个较为完善的“教一学”软件，在此软件中相关信息应该表达准确、显示方式恰当、布局合理，保存的资源准确、方便使用，软件能够保证信息的安全，功能较全，能够方便一般用户完成相关使用的操作，并且各种操作合乎用户的一般习惯，使用此软件能够提高教学效率。
对上述需求进行进一步分析、整理，提出了具体的系统目标为：梳理出方便、规范的资源管理流程；快速、准确的信息处理，能真正帮助老师改进教学方法；通过该软件，能逐步提高教学水平；加强系统流程控制，保证系统和数据安全；实现学生学习的平台化、一般化。
为了到达上述目标，系统要实现的主要功能如下：
2.1教学功能需求
1）课程管理课程管理主要包括三方面的功能。
①新建课程：可以添加新课程（教师专有）；
②编辑课程：可以更改课程信息、删除课程（教师专有）；
③查看课程：可以查看课程内容。
2）个人信息管理个人信息管理主要包括三方面的功能。
①修改个人信息：可以修改个人相关信息，如名称；
②选取课程：可以根据个人爱好或是教学计划选取课程（针对学生）；
③修改密碼：可以通过验证后修改自己原来的用户密码。
3）资源管理
资源管理主要包括四方面的功能。
①上传各类课程资源：可以上传课程所需要的资源，包括课件、视频、脚本、习题、案例以及学习任务书（教师操作） ②查看各类教学资源：可以查看教师上传的各类教学资源；
③可以下载各类教学资源：可以下载教师上传的各类教学资源；
④上传任务书：可以上传填写完成的学习任务书（学生操作）。
4）学生管理（教师可操作）学生管理主要包括三方面的功能。
①查看学生信息：可查看所有学生信息和学生具体信息；
②注销学生：可以注销学生的资料；
③修改密码：可以修改所管理的学生密码。
5）在线交流
2.2非教学功能需求
1）界面需求：用户界面友好、简洁，操作简单，方便。
2）性能需求：资源的上传下载要快捷，稳定性要强，安全性要高。
3）权限需求：在用户进行登录时，只有授权的账号和密码才能进入。
3基于面向对象的“教一学”软件的设计
該软件的设计主要采用面向对象的设计过程。
3.1结构设计
该软件采用MVC模型的分层结构设计，将软件分为Model层、View层、Controller层，将“教—学”软件的所有用户可见的部分放人View层，View层负责接收数据和显示结果，Model层是软件的逻辑以及功能模型，在View层和Model层之间的Con-troller层负责沟通Model层和View层，接收View层传来的数据，之后把数据交给Model层，再把Model层的处理结果返回给View层。软件的结构如图1所示。
3.2面向对象的设计
1）用例建模
用例包括角色用例、模块用例。角色用例包括教师用例和学生用例。教师用户的权限主要分为个人管理权限、资源管理权限、课程管理以及学生管理权限，具体用例如下图2所示。其他用例在此不详细介绍。
2）静态建模
系统类图的一部分如图3所示。
3）功能设计
依据上面的分析和设计，以及未来的拓展，设计了软件拥有如表1所示的功能。
4）动态建模
编辑课程模块只有教师权限才可以使用，学生权限是不能编辑课程的，学生用户只能查看课程。编辑课程模块时序图如图4所示。
4基于面向对象的“教一学”软件的实现
“教一学”软件采用MVC架构，在.net环境中Asp.net技术结合SQL Server 2010数据库开发实现的。“教一学”软件数据库是基于sOL SERVER 2010数据库进行搭建的。数据库中的主要表如表2所示。
5结束语
“教一学”软件是为开展“翻转课堂”教学而开发的一款软件，短小精悍，运行效率高，它组织、管理一门课程的相关资源，方便教师组织、上传、管理课程的相关资源，方便学生查找、浏览课程资源，目前在学校进行了初步应用，基本达到了开发的最初目的。后续应做的工作，首先有些功能还要进一步完善；其次在此基础上开发移动客户端的应用程序。