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智慧云教室教师端的设计与实现 开题报告

一、选题背景

随着社会和技术的发展,计算机等电子产品越来越成为丰富知识的主要交流载体,多媒体教学已成为信息课堂教学的主流趋势。多媒体教学是一个工具一种手段,在这个环境里我们可以充分发挥我们的想象力,开发各种应用功能,满足知识更新与知识创新的目的。同时教学内容的飞跃发展,若只按传统的教学方式进行教学,不仅受到时间、空间的限制而且也不利于老师对学生的讲解传授。通过使用电子教室的多媒体教学,可以更好地为学生展示教学内容,提高学生的学习兴趣以及使学生能更好地了解老师所讲述的内容。对于老师而言,还能大大提高课件的重复利用率,减少重复制作课件的麻烦,从而减少工作量。

二、课题研究意义

2.1课题简介

使用C#编程语言开发出Windows平台下的智慧云教室教师端,可以连接到Android平台下的学生端,使老师通过教师端程序可以查看学生登录状态(学生是否已经登录Android平台下的学生端)、向学生端发送文本信息、查看到课率统计以及未登录的学生名单、进行屏幕广播(在学生端或者教室白板端同步显示教师端的屏幕内容)、发起抢答、锁定学生端屏幕以及便捷使用WEB端提供的功能:查看个人信息、课件资源、课前预习、课堂练习、课后作业、作业查询。

2.2课题目的

1、提供使用平板电脑搭建电子教室的解决方案;

2、为使用本电子教室软件的老师提供便捷的操作,提高工作效率;

3、结合WEB端,Android学生端和PC教师端,构建新一代电子教室。

三、课题研究现状

经过十余年的发展,我国的各大中小学院校的利用多媒体进行教学已初具规模并取得了长足的进步。而电子教室软件在多媒体教学中发挥着很大的作用,不仅仅提供了丰富的多媒体素材展示能力,还实现教学互动以及教学管理的功能。在课堂上,老师只要利用课前准备好的PPT、视频、图片等多媒体素材就可以简单方便地为学生展示所以教学的内容,而不用像传统的板书教学那么麻烦,还能获得更好的展示效果。在特殊情况下,还能和板书一起结合使用,使老师能够更好地表达自己所要讲述的内容。

目前,在各大院校里面使用比较多的电子教室软件有:极域电子教室系统、红蜘蛛多媒体网络教室软件、联想传奇多媒体电子教室软件。然而这些电子教室软件只是针对PC进行设计的,而现在Android、IOS、Win10的平板电脑的价格越来越便宜,相对于PC也更加方便携带以及使用。目前市面上针对与平板电脑的电子教室软件还很少见,而且功能也不是很全面。

四、课题设计方案

4.1开发环境

1、操作系统:Windows7

2、数据库:MySQL

3、Microsoft Visual Studio 2015

Microsoft Visual Studio(简称VS)是美国微软公司的开发工具包系列产品。VS是一个基本完整的开发工具集,它包括了整个软件生命周期中所需要的大部分工具,如UML工具、代码管控工具、集成开发环境(IDE)等等。所写的目标代码适用于微软支持的所有平台,包括Microsoft Windows、Windows Mobile、Windows CE、.NET Framework、.NET Compact Framework和Microsoft Silverlight 及Windows Phone。

Visual Studio是目前最流行的Windows平台应用程序的集成开发环境。最新版本为 Visual Studio 2015 版本,基于.NET Framework 4.5.2 。

4、C#

C#是微软公司发布的一种面向对象的、运行于.NET Framework之上的高级程序设计语言。并定于在微软职业开发者论坛(PDC)上登台亮相。C#是微软公司研究员Anders Hejlsberg的最新成果。C#看起来与Java有着惊人的相似;它包括了诸如单一继承、接口、与Java几乎同样的语法和编译成中间代码再运行的过程。但是C#与Java有着明显的不同,它借鉴了Delphi的一个特点,与COM(组件对象模型)是直接集成的,而且它是微软公司 .NET windows网络框架的主角。

5、WPF

WPF是微软新一代图形系统,运行在.NET Framework 3.0及以上版本下,为用户界面、2D/3D 图形、文档和媒体提供了统一的描述和操作方法。基于DirectX 9/10技术的WPF不仅带来了前所未有的3D界面,而且其图形向量渲染引擎也大大改进了传统的2D界面,比如Vista中的半透明效果的窗体等都得益于WPF。 程序员在WPF的帮助下,要开发出媲美Mac程序的酷炫界面已不再是遥不可及的奢望。 WPF相对于Windows客户端的开发来说,向前跨出了巨大的一步,它提供了超丰富的.NET UI 框架,集成了矢量图形,丰富的流动文字支持(flow text support),3D视觉效果和强大无比的控件模型框架。

4.2模块划分设计

1、用户登录模块;

2、与Android客户端通信模块:

  a、显示学生端在线情况

  b、可向学生端发送信息

  c、屏幕广播到学生端功能

  d、发起抢答功能

  e、获取学生快照功能

  f、锁定学生端屏幕功能

  g、统计并显示学生到课率功能

3、嵌入WEB端服务模块:

   查看个人信息、课件资源、课前预习、课堂练习、课后作业、作业查阅。

4、系统设置模块;

5、自动更新模块。

五、预期成果

在具体设计教师端程序时,预期要达到的功能有:显示学生登录状态、可以向学生端发送文本信息、查看到课率统计以及未登录的学生名单、屏幕广播、发起抢答、锁定学生端屏幕以及嵌入WEB端并实现单点登录,并实现软件的版本检测并更新功能。

六、论文提纲

1、简单地讲述本软件的设计背景及意义,完成本设计的主要工作。

2、对本软件进行可行性分析,确定方案是否可行。

3、对本软件进行需求分析,确定软件的功能需求。

4、对本软件的各功能模块进行分析以及设计。

5、讲述本软件各功能的具体实现方法。

6、对软件各功能模块进行测试以及记录测试结果。

7、对本软件的设计与实现进行总结。

七、进度安排

1、选题 2016.10.25~2016.11.06

2、查阅中、外文献资料,外文资料翻译,确定系统设计方案 2016.11.07~2016.12.05

3、开题 2016.12.06~2016.12.12

4、进行毕业设计与撰写毕业设计(论文) 2016.12.19~2017.04.14

5、中期检查 2017.03.06~2017.03.10

6、上交毕业设计(论文)正稿打印版及电子材料,毕业设计系统及系统使用说明书光盘,完成毕业答辩ppt 2017.04.15~2017.04.21

7、毕业答辩 2017.04.24~2017.04.28

八、文献综述

李颖在《基于WPF的课堂教学管理系统研究与设计》中提到传统的教学管理系统大都过于规范,交互性不佳,不管是C/S还是B/S的。自从微软推出Vista系统后,由基于Direct X的WPF(Windows  Presentation  Foundation)支撑的半透明窗口和2D、3D图形的图像呈现越发走进系统界面设计人员的视野。现在,将WPF的图形引擎加载到系统开发中,点亮整个系统,使其更加趋近用户体验期望。

高兰在《校园电子教室教学管理软件的应用与实践》中提到随着多媒体时代的到来,教师的教学手段得到了极大的丰富。大学、中学、小学老师,多偏爱采用多媒体教学的方式,以求让学生在较短的时间内以简单、轻松的方式熟练掌握越来越复杂的知识,有效地进行课堂教学。随着多媒体应用的普及,各种校园电子教室教学管理系统如雨后春笋般涌现出来,为多媒体教学提供了极大的方便。

张年英在《网络多媒体电子教室中屏幕传输的设计与实现》中提到针对视频传输的数据量比较大的特点,在进行屏幕数据传输时,使用的是UDP(数据报)的方式,该方式可以有效的降低CPU的消耗,不论有多少个客户端,服务器只需要发送一次就足够了,即使在传输过程中发送数据报少量丢失的状况,也不会对客户端造成太大的影响,在客户端只会以非常快的速度闪过一些乱屏。经过压缩后,每一帧的数据任然有几十K或者几百K的大小,如果仅仅使用一个数据包来发送,在现有的技术情况下是不可能的,所以需要将每一帧数据拆分成数个小数据包,通过网络传输至客户端,再在客户端将这些小的数据包拼接成原来的数据帧。因此拆分后得到的数据包必须提供必要的信息,以此表示一共传输多少个数据包,当前的数据包的序列,各数据包的排列顺序,数据包的长度等信息,这样在客户端才可以将这些数据包还原成原来的数据帧。

九、参考文献

[1]何诚,邵乾飞,袁浩,董理,夏得玉. 基于Socket实现Android(java)与C#的同步通信[J]. 无线互联科技,2015,(02):15-16.

[2]常大俊. 基于MySQL数据库结构设计[J]. 信息安全与技术,2015,(09):55-57.

[3]Christian Nagel,Jay Glynn,Morgan Skinner著,李铭译.C#高级编程(第9版)——C# 5.0 & .NET 4.5.1[M].清华大学出版社,2014-10-01.

[4]Atthew MacDonald著,王德才译.WPF编程宝典——使用C# 2012和.NET 4.5(第4版)[M].清华大学出版社,2013-08-01.

[5]刘立. MVVM模式分析与应用[J]. 微型电脑应用,2012,(12):57-60.

[6]何波玲,隋菱歌. TCP/UDP下一种网络透明传输服务编程接口实现方法[J]. 哈尔滨师范大学自然科学学报,2011,(06):56-60.

[7]李颖. 基于WPF的课堂教学管理系统研究与设计[J]. 中国教育技术装备,2011,(24):85-87.

[8]王长涛,宫巍,王石,张楠. 基于WPF技术的CAI网络教学系统设计[J]. 科技广场,2011,(05):70-72.

[9]王鹏,崔静. 新一代界面技术WPF的架构及应用[J]. 成都纺织高等专科学校学报,2011,(01):18-20+25.

[10]高兰. 校园电子教室教学管理软件的应用与实践[J]. 现代电子技术,2010,(18):60-62.

[11]张年英. 网络多媒体电子教室中屏幕传输的设计与实现[J]. 武汉船舶职业技术学院学报,2012,(06):47-50.

[12]甘群文. C#多线程同步与异步的实现[J]. 电脑开发与应用,2009,(09):35-37+40.

[13] XAML Overview (WPF) [EB/OL].https://msdn.microsoft.com/library/ms752059(v=vs.100).aspx.

[14]Deep understanding of MySQL core technology. http://wenku.baidu.com/view/9bf83811a8114431b80dd805.html?from=search.2015-12.


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