【面向小学科学教学的课程网站设计12000字（论文）】

关键词：科学课程学习网站数据库ASP.NET I 1 2 2 2 2 2 3 3 42需求分析 52.1可行性分析 5 5 6 6 6 6 72.5系统用例分析 82.5.1管理员的用例分析 82.5.2学生的用例分析 92.5.3教师的用例分析 3软件设计 3.1功能模块设计 3.2业务流程设计 3.3.2逻辑结构设计 204.1系统开发环境 204.1.1物理环境 4.1.2软件系统环境 4.2框架设计 5实现与测试 错误!未定义书签。5.1学生端功能实现 22 错误!未定义书签。参考文献 随着人们知识水平和国民经济的不断提升，人们意识到科学与技术的革新对于国民经济和人类发展起到决定性作用。科学正在推动着人类社会的进步，同时也影响着我们的生活。因此我们必须从小培养我们的科学水平，所以小学科学课程就成为培养孩子的主要途径。就此教育形势设计并开发了一个适用于学生和教师学习、讨论和参考的科学学习网站。据调查，已经存在的学习网站中大多都是语文、数学、英语等主科相关的学习网站，完整体系的科学学习网站少之又少。而在仅存在的科学学习网站中，绝大多数网站是服务于教师使用的。网站内容基本包括各种教学资源、教学课件、视频和各种教案，可以方便教师查找教学资料。但对于学生并没有什么实质性的帮助，而学生需要的科学实验操作案例、视频和便于练习的科学练习题则少之又少。科学学科主要是以学生为主体，通过教师的引导和学生自主探究实践来学习的学科，所以要将学生放在主要部分，关注学生的需求，所以目前的科学网站仍需改进。综合互联网上已有的科学学习网站功能来看，小学生在使用网站学习中还有许多需要改进的方面，比如无法将自己的实验数据上传到网页并保存，在线练习题知识范围窄等一些方面。为了完善小学科学课程体系，使学生学习科学知识更加方便，我将设计并开发一个专门针对小学科学课程学习的一个综合性网站。本网站具有如下特点：1.集成小学科学的教学资源，图片、文本、动画视频、多媒体课件、教学案例等，组合成一个大的“教材包”,同时开发各种科学课程动画资源进行上传。2.设置在线交流版块，可以让学生自由的发表自己的想法、疑问，并针对疑难问题进行讨论。3.收集学生实验数据并提供上传接口，使学生可以随时上传并保存自己的实验数据及结果。4.教师可上传课内外有关科学知识的练习题，组成套卷，拓展学生的知识面，为小升初打基础。1绪论我们的生活1。因此我们必须从小培养我们的科学水平，所以小学科学课程就成为培在2017年发布的修订版《义务教育小学科学课程标准》中提出，小学科学课程是一门以培养学生科学素养为宗旨的基础性课程3。科学学科是其他学科的基础，科基础4。学生在小学阶段学好科学是尤为重要的。并且小学科学是一门与其他学科紧密联系的一门课程，所以现在对于科学课程的教学中也在逐渐的融入其他学科5。有得了非常好的教学效果6。科学主要是以实际观察和动手操作为主，但是在课堂401.2研究内容与目的设计并开发一个适用于教师和学生学习小学科学课程(1)方便学生线上学习科学课程。受疫情影响，多地区小学推迟延缓线下上课学生和教师可以减少疫情对于教学的影响，居家办公。(2)提高小学生学习科学的积极性。本网站提供大量的科学家小故事、科学小常识和各种科学操作动画小视频可供学生学习，让学生体会到学习科学不只是书本知识那么乏味，在网页中观看动画视频也可以学知识，大大提高小学生学习科学课程的(3)促进教师和学生之间的交流与讨论。本网站还设有在线交流讨论部分，可以给学生和教师提供随时随地交流的平台，打破时间空间的界限，让学生和教师零距离交流。如今网络和智能手机的发展已经非常普遍，据调查发现，在城市地区有98.8%的家庭拥有智能手机，在农村地区有92.98%的家庭拥有智能手机7。这就意味着几乎每个家庭都可以通过电脑或手机进行上网浏览网站，可以从互联网中获取信息。现在，小学生对于手机和电脑的应用和接触也比较低龄化，他们从小就已经能够熟练地操作这些电子工具8]。很多小学生相较于书本反而更喜欢网上学习，因此基于现代科技发展形势和学生需求，线上学习对于小学科学课程的教学来说尤为重要9。据调查，已经存在的学习网站中大多都是语文、数学、英语等主科相关的学习网站，完整体系的科学学习网站少之又少[10]。而在仅存在的科学学习网站中，绝大多数网站是服务于教师使用的。网站内容基本包括各种教学资源、教学课件、视频和各种教案，可以方便教师查找教学资料。但对于学生的学习并没有什么实质性的帮助，而学生需要的科学实验操作案例、视频和便于练习的科学练习题则需要分别去各个专门的网页或网站进行学习，并没有一个集成的网站11。科学学科主要是以学生为主体教师为主导，通过教师的引导和学生自主探究实践来学习的学科，所以要将学生放在主要部分，关注学生的需求才是科学课程的最终目的，所以目前的科学网站仍需改进¹21。互联网上相对完善的科学网站中已有功能主要包括三大部分：科学教学资源、在线交流谈论和课内练习题13。但这些功能并不能完全满足学生和老师对于课下自学和备课的需求。在已存在的科学网站中，学生不能在线上记录实验数据和实验结果，只能观看视频再将结果记录在纸上。而且在原有科学网站中，线上练习题只包括课内知识的练习，局限孩子的思维，只能让学生练习课本上的知识，而对课外知识涉及的比较少，不能发散学生的思维[14]。因此基于以上调查和分析我设计并开发用于小学科学课程学习的“小小科学家”学习网站用于小学科学课程的学习。科学课程学习网站具有以下几点特色：1.集成小学科学的教学资源，图片、文本、动画视频、多媒体课件、教学案例等，组合成一个大的“教材包”,同时开发各种科学课程动画资源进行上传。2.设置在线交流版块，可以让学生自由的发表自己的想法、疑问，并针对疑难问题进行讨论。3.收集学生实验数据并提供上传接口，使学生可以随时上传并保存自己的实验数据及结果。4.教师可上传课内外有关科学知识的练习题，组成套卷，拓展学生的知识面，为小升初打基础。1.5论文的组织结构本文中共分为5章。第1章绪论。主要介绍小小科学家科学学习网站的研究背景、研究内容和目的，根据研究现状和市场中现有网站进行对比分析，找出其优点与不足之处，结合小学科学学科特点从而明确本网站的发展方向和特点，并对已有的科学学习网站进行调查，找出可创新点进行创新研发。第2章需求分析。对现阶段小学科学课程学习网站的不足，以及小学生和教师对小学科学学习网站的功能需求进行分析，根据得出的各个功能进一步划分系统架构，而后再针对各部分功能进行相应的用例分析。第3章软件设计。根据上述需求分析，确定系统的功能模块，设计各功能模块的业务流程，确保逻辑结构正确，运行顺畅。同时完成数据库及其逻辑结构的设计。第4章算法设计。阐述设计思想及主要参数计算的详细步骤和计算结果。第5章开发实现与测试。编程实现各功能模块，并进行功能测试，得到测试结果。2需求分析保证系统的设计与开发是经济型、易操作型、可交互型的，可以有效的、最大化的解决客户的需求。并对以下几个方面进行阐述，以确保解决用户需求问题。(1)技术可行性。对于硬件的版本配置无高要求，普通的计算机即可，要保证网站可以正常运行。“小小科学家”科学学习网站前台客户端，采用VISUALSTUDIO2013平台进行开发，方便灵活快捷，占用资源少，减少开发成本，缩短开发周期，所以该网站在客户端上的技术方面是可行的。(2)经济可行性。在程序的设计上，并不需要过多的财力物力，只需要相应的老师指导即可完成。(3)操作可行性。目前该网站主要针对于各区小学，适用于教师、学生、和管理员等用户。用户登陆前台网站后，可以很快的适应。基于客户端的“小小科学家”科学网站具有易操作、易管理、交互性好的特点，在操作上是非常简单的。即使是低年级的学生，也可以很快的接受操作方法。(4)发展可行性。项目的操作适用于任何年级的学生，简单易上手，使用较方便。并且运行操作极为简单，在普通的电脑上搜索网页即可进入并操作。外加是针对于小学科学课程制定的网站，所以在需求方面，可以随时调整修改。同时可以很好的避免疫情特殊时期出现的不必要人群聚集性质的会议。符合当前的社会形势。为了保证基于客户端的科学学习网站能够长期、稳定、高效的运行，必须要保证网站开发的性能。在基于客户端的科学学习系统的开发过程中，必须要保证系统开发性能达到一定标准。在开发过程中，需要全面考虑以下几点：安全性：在当今这个大数据时期，个人信息、个人隐私不泄露是至关重要的。因此我们要做到数据安全性，敏感词汇不能出现。先进性：专为小学科学学科定制而成，功能完全符合用户的需求，完全满足用户心理。后期修改出现的问题方便，最重要的是可以永久的由小学科学课程进行使用。可扩展性：基于客户端的“小小科学家”科学学习网站给学校、老师及学生在对于科学课程的学习方面都带来了极大的便利，受到了用户者们的喜爱。在开发过程中，可以根据用户需求的改变进行更新和升级。有效性：有效性主要包括功能有效性，设计基于客户端的科学学习网站的功能一定要最大限度地满足用户的需求。根据对当前市场的调研及分析并结合现在小学生和教师的发展现状的基础上，本毕设从管理员端、学生端和教师端三部分进行了更加详细的功能需求分析，已找到满足用户需求的最佳功能设定方式。2.3.1管理员端的功能需求分析(1)管理用户信息。管理员可在网页登录进入到管理员界面，可以查看已有用户数量和基本信息，并进行增加、删除和修改管理员、教师和学生用户基本信息。(2)上传网页内容。管理员可在网页登录进入到管理员界面，可以查看已存在的网页模块内容，并添加实时政策、每日科学小知识、科学家小故事、身边的科学现象和科学小常识信息内容，同时可以管理已经发布的信息内容并对信息内容进行修改后再次上传。(3)管理讨论交流模块。管理员可在网页登录进入到管理员界面，可以查看已发布的讨论题目和用户的回复，并对主题和回复做删除操作。2.3.2学生端的功能需求分析(1)查看网页内容和操作视频。学生可以在网站首页和课外知识海页面查看网站中的实时政策、每日科学小知识、科学家小故事、身边的科学现象和科学小常识信息内容进行学习，同时也能够随时观看实验操作视频进行实验学习。(2)查看并下载科学课程教学资源。学生可以在小小资源库页面下载每节科学课的教学设计、教学课件等资源信息，方便学生进行提前预习和课后复习。(3)在线练习测试卷。学生可以在答题小天才页面进行在线练习答题，并可以在答题后看到自己的成绩，得到及时的反馈，方便学生自己进行查漏补缺。(4)在线讨论交流。学生可以在讨论与交流页面提出问题进行发布，同时也可以解答别人提出的问题，方便师生和生生之间的交流与讨论。2.3.3教师端的功能需求分析(1)上传网页内容和课程资源。教师可在网页登录进入到教师管理界面，可以查看已存在的网页模块内容，并添加实时政策、每日科学小知识、科学家小故事、身边的科学现象和科学小常识信息内容，同时可以管理已经发布的信息内容并对信息内容进行修改后再次上传；教师还可以在管理界面上传并下载各种科学课程资源，如：教学课件、教学设计和教学视频等资源，方便教师进行线上备课。(2)查看和删除实验记录单内容。教师可在网页登录进入到教师管理界面，可以查看学生已经发布的实验记录单内容，并对内容进行删除管理，方便教师线上查看并检查学生实验操作的情况。(3)上传并组建试卷。教师可在网页登录进入到教师管理界面，进行出题和组卷的操作，并上传组好的试卷，方便学生可以线上练习，巩固知识。(4)查看并删除成绩。教师可在网页登录进入到教师管理界面，可以查看每位学生在线做试卷的成绩，方便教师掌握学生学习的程度和水平。总体功能需求如图2-1所示：管管理信学生端提供资源反馈结果图2-1总体功能需求图家长端2.4系统UML分析为进一步完善上述功能，对本网站顶层数据流图进行了设计，如图2-2所示：查看教学资源填写实验记录单原创动画视频用户信息家”图2-2“小小科学家”网站顶层数据流图网站中的外部实体有三个分别是后台管理员、学生和教师。其中学生和教师属于用户。学生可以在网站中查看教学资源、填写实验记录单、做测试卷和参加讨论。教室可以在网站中上传下载教学资源、上传测试卷和参与讨论。后台管理员可以向网站中提供上传下载接口和网站原创动画视频，也可以接收到网站中的用户信息和留言板参与者“管理员”用例图，如图2-3所示：原创动画视频留言板信息图2-3管理员用例图用例“提供上传下载接口”规格说明：用例名称：提供上传下载接□参与者：后台管理员1.1前置条件：已获得上传网页内容。1.2后置条件：如果此用例成功，则管理员可上传网页中文字浏览内容。如1.3主事件流：(1)当管理员在管理后台页面，单击上传网页内容中，上传按钮时，此用例开始；(2)管理员添加要上传的文字及图片信息；(3)单击“添加”按钮，添加文字和图片用于留存证据；(4)单击“上传”按钮，将内容提交到网站；(5)网站提示上传成功。1.4备选事件流：E-1:若管理员上传信息为空，则网站给出提示“请您输入上传内容!”,此用例结束。2.5.2学生的用例分析参与者“学生”用例图，如图2-4所示：查看教学资源查看教学资源填写实验记录单学生做测试卷图2-4学生用例图用例“做测试卷”规格说明：用例名称：做测试卷参与者：学生1.1前置条件：已存在待做的测试卷。1.2后置条件：如果此用例成功，则学生可在“答题小天才”页面在线做测试卷。如果执行不成功，系统状态不变。1.3主事件流：(1)当学生在“答题小天才”页面中单击其中一个试卷题目，此用例开始；(2)学生在线选择题目正确选项；(3)单击“提交”按钮，将选择答案留存证据并将数据提交到网站；(4)网站提示提交成功。1.4备选事件流：E-1:若学生提交信息为空，则网站给出提示“请选择选项后提交!”,参与者“教师”用例图，如图2-5所示：图2-5教师用例图用例“参与讨论”规格说明：用例名称：参与讨论参与者：教师1.1前置条件：已存在讨论题目。1.3主事件流：(1)当教师在“讨论与交流”页面中单击其中一个讨论主题，此用例开始。(2)教师在回复文本框中输入回复信息；(3)单击“发布”按钮，将回复信息留存证据并将数据提交到网站；(4)网站提示发布成功。1.4备选事件流：E-1:若教师发布信息为空，则网站给出提示“请填写要回复的信息!”,3软件设计能手”、“答题小天才”和“讨论与交流”这六大部分组成。网站的功能设计如图3-1所示：客户端上册图片图3-1“小小科学家”网站客户端功能模块图(1)“科学小天地”的设计“科学小天地”网页是本网站的首页，主要展示本网站的logo、宗旨和标语。因为本网站针对小学生学习科学而开发的网站，所以以简洁、生动、有趣为设计理念，在首页中也仅仅设计了3部分内容。第一部分是实时政策。这一部分主要展示近期教育部发布的最新的和重要的与科学相关的政策。可以让小学生在学习科学知识的同时关注时政，留心科学的发展，留意科学发展的走向。第二部分是登录注册。这一部分可以让包括小学生和教师注册一个自己的账号，方便以后登录、保存和浏览网站内容。(2)“小小资源库”的设计年级六个版块(主要侧重二年级资源的展示),每个版块是一个“教学资源包”,分(3)“课外知识海”的设计(4)“操作小能手”的设计(1)管理员修改用户信息的业务流程设计程设计如图3-2所示。否结束是图3-2管理员修改用户信息的业务流程图(2)学生在线做测试卷的业务流程设计线做测试卷的业务流程设计如图3-3所示。否开始否开始否是否开始答是是否提交试卷?是退出应用结束图3-3学生在线做测试卷的业务流程图(3)教师参与交流与讨论的业务流程设计教师参与交流与讨论的业务流程设计如图3-4所示。开始开始身份选择并登录进入答题页面并选择试卷是否开始答题?是是否提交试卷?是退出应用结束图3-4学生在线做测试卷的业务流程图网站的全局E-R图如图3-5所示共有三个实体：教师、学生和管理员。实体教师包含了七个属性分别是：密码、用户名、性别、年龄、手机、学校和邮箱；实体学生包含了七个属性分别是：密码、用户名、性别、年龄、手机、学校和邮箱；实体管理员包含了两个属性分别是：密码、用户名。其中教师和学生是多对多的提供课程资源联系；教师和管理员是多对1的接受管理的联系；学生和管理员是多对1的接受管理的联系。密码密码N学校手机学校序号字段名字段内容说明字段数据类型1主键自动编号2管理员的密码3管理员的账号序号字段名字段内容说明字段数据类型1主键自动编号2年级名称序号字段名字段内容说明字段数据类型1主键自动编号2上传文件名3下载地址4文件格式名5下载文件名6年级名称7上下册分类名称8上传时间序号字段名字段内容说明字段数据类型1主键自动编号2网页内容主题名称3网页内容4上传时间5网页内容分类名称6网页内容类型序号字段名字段内容说明字段数据类型1主键自动编号2网页内容主题名称序号字段名字段内容说明字段数据类型1自动编号2回复内容3回复人账号4上传时间5头像图片名称序号字段名字段内容说明字段数据类型1自动编号2试卷账号3成绩分数4上传时间5答题人姓名6评价内容序号字段名字段内容说明字段数据类型1主键2试卷名称3成绩分数4年级名称序号字段名字段内容说明字段数据类型1主键自动编号2试卷账号3题目类型4成绩分数序号字段名字段内容说明字段数据类型1主键自动编号2试卷账号34567正确选项8成绩分数9题目类型年级名称序号字段名字段内容说明字段数据类型1主键自动编号2主题名称3用户账号4上传时间5头像图片名称序号字段名字段内容说明字段数据类型1主键自动编号2用户账号3用户姓名4用户性别S用户年龄6电子邮箱7账号密码8用户身份9用户所在学校用户头像用户手机号序号字段名字段内容说明字段数据类型1主键自动编号2视频名称3视频内容4视频类型56视频缩略图7上传时间4系统开发与实现本网站是Windows7环境下用C#语言开发的，使用的数据库是MicrosoftSQL2005,安装好工具并调试成功后方可进行代码设计。如图4-1所示：下载安装MicrosoftSQL2005数据库，同时安装下载安装VisualStudio2010软件系统环境的建立图4-1软件系统环境建立版页。如图4-2所示：图4-2建立MasterPage.master小小科学家的科学学习网图4-3母版页设计导航栏代码设计，如图4-4所示：图4-4导航栏设计侧边栏代码设计，如图4-5所示：<divclass="nyleft_zw“><divclass="nyleft_zw">图4-5侧边栏设计4.2系统实现4.2.1学生端功能实现学生可在网页输入姓名、年龄、学校等信息并进行注册账号，如图4-6所示：学校：长阳小学性别：联系电话：用户头像：上传成上传成上传头像上传头像登录密码：确认密码：图4-6学生注册BrotectedvoidButton1_Click(objectsender,EvSa1DataReadardr=dataGetDataReader(“select*fromUserswhereUserName='”+txtname.Teif(dr.Read())Sq1DataReaderdr1=data.GetDataReader("select*fromUserswhereema1='“+txtemaif(dr1.Read(O)data.RunSq1("insertintoUsers(emal,UserName,Sex,Age,pwad,UserType,XueXiao,XingMling,Photo,Te1A1ert.AlertAndRedirect(“注册成功!”,"Default.aspx");0个引用protectedvoidButton2_Click(objectsender,Eventres=up.Up(filel,"fi1esthis.Label1.Visible=this.Label1.Text=up.Rsup[CaImagel.ImagelLIr1■"files/"+pi图4-7学生注册代码时观看实验操作视频进行实验学习，如图4-8所示：4.观察月相——教学设计网址：http:/localhost2027/Filelnfo.aspx?文件名：517152551.docx图4-8学生下载资源核心代码：如图4-9所示：Sq1DataReaderdr=data.GetDataReader(sq1);if(dr.Read())Labe12.Text=dr[”Tit1eName"].this.DIV1.InnerHtmlthis.DIV1.InnerHtml图4-9学生下载代码学生可在“操作小能手”网页中选择实验记录单，进行实验时间、地点、材料内容的填写，如图4-10所示：图4-10学生填写实验记录单核心代码：如图4-11所示：protectedstringCutCif(strChar.Length>intLength)〔returnstrChar.Substring(0个引用protectedvoidButton1_Click(objectdata.RunSq1("insertintoJiLuDan(ShiJian,userName,CaiLiao,DiDian,图4-11学生记录单代码学生可以在答题小天才页面进行在线练习答题，并可以在答题后看到自己的成绩，得到及时的反馈，方便学生自己进行查漏补缺，如图4-12所示：中国屠呦呦干城章嘉峰图4-12学生在线答题题，方便师生和生生之间的交流与讨论，如图4-13所示：回复时间：2021/4/9回复人：226回复时间：2021/4/9共【1】页当前第【1】页首页上一页图4-13学生讨论交流教师可在网页输入姓名、年龄、学校等信息并进行注册账号，如图4-14所示：性别：用户头像：3201932选择文件未选择任何文件上传成上传头像登录密码：确认密码：图4-14教师注册与参考，如图4-15所示：图4-15教师添加信息教师可以通过后台操作，在后台添加题目、设置分值并进行组卷，组卷成功还可在后台预览试卷并上传，成功上传后，学生和其他用户可以在网页“答题小天才”界面进行在线答题，如图4-16所示：添加答题题目添加答题题目图4-16教师在线组卷核心代码：如图4-17所示：protectedvoidButton2_ClickstringTitle=content1.stringAnswerA=txtAnsstringAnswerB=txtAnsstringAnswerC=txtAnswerC.TestringAnswerD=txtAnswerD.TexstringAnwer=ddlAnswer.SelectedltemTmydata.RunSq1("insertintoTiHu(Tit1e,AnswerA,AnswerB,AnswerC,AnswerD,Answ图4-17教师组卷代码教师可以在讨论与交流页面提出问题进行发布，同时也可以解答别人提出的问题，方便师生和生生之间的交流与讨论，如图4-18所示：回复人：226回复内容：脂质回复时间：2021/4/9回复人：226回复内容：存储共【1】页当前第【1】页首页上一页下一页尾页图4-18教师回复交流管理员可在后台输入账号密码等信息并进行注册账号，如图4-19所示：图4-19管理员注册进行增加、删除和修改管理员、教师和学生用户基本信息，如图4-20所示：电子邮件女良乡小学女男男女图4-20管理员修改用户信息核心代码：如图4-21所示：stringid=Request.QueryStrres=u