基于小程序的英语选课平台的研究与实现

136

基于小程序的英语选课平台的研究与实现

基于小程序的英语选课平台的研究与实现

Research

and

Implementation

of

E

j

glish

Course

Selection

Platform

Based

on

Applet

王光荣

刘志刚

（

中国科学技术大学工程科学学院

，

安徽

合肥

230027

）

摘要

：

随着研究生的扩招

，

研究生英语实践课选课的人数逐渐增多

，

很多学生又奔波于校区之间

，

基于

asp

的英语选课

平台难以满足大家的需求，

开发基于移动端的选课平台变得尤为重要

，

而微信小程序作为即用即走的轻量

APP

[

1-2

]

,且能一

次开发在多个平台使用

，

因此选用微信小程序作为前端显示

，

后端采用

Java

的

SpringBoot

框架集成

Radis

缓存数据库和

SQL

Sarvar

数据库

,

搭建英语课选课平台

，

实现响应快

，

并发性好的特点

，

为学生英语课的学习带来了诸多便利

。

关键词

：

选课系统

;

微信小程序

；

Java

Web

；

SpringBoot

；

Redis

；

SQL

Server

Abstract

:With

the

expansion

of

graduate

enrollment,

the

number

of

graduate

students'

English

practical

course

selections

gradually

increasing,and

many

students

rush

between

the

asp-based

English

course

selection

platforms

difficult

to

meet

the

needs

of

everyone,so

it

is

particularly

important

to

develop

the

course

selection

platform

based

on

the

mobile

termi-

a

lightweight

app

that

can

be

used

immediately,wechat

applet

can

be

developed

on

multiple

platforms

at

one

time

devel-

opment,so

it

is

necessary

to

choose

WeChat

applet

is

used

as

the

front-end

display,and

the

back-end

uses

Java's

springboot

framework

to

integrate

redis

cache

database

and

SQL

Server

database

to

build

an

English

course

selection

platform.

Keywords

：

course

selection

system,weChat

applet,Java

Web,springboot,redis,SQL

Server

研究生英语课分为基础英语和应用英语,

其中应用英语为

针对高校在校研究生开设的注重培养其英语应用能力，将其已

掌握的英语语言知识转变为他们今后在科研或工作学术交流过

据一致性

。

在服务器端的代码中

，

将处理逻辑进行了分层

［

6-

3

3

,

其中

pojo

为实体层

，

负责存放实体类

，

类中的变量与数据库中的字段—

—

对应

，

鉴于Java

的命名规则

，

在配置中实现了数据库下划线命

名法与类中驼峰命名法的对应

。

mapper

为映射层

，

主要放置

程的英语综合应用能力⑶

。

中科大研究生英语语言实践中心

(

English

Practice

Canter

)

通过学生实践课堂训练保证研究生

英语教学质量

,

为研究生英语提供个性化的学习服务平台

，

通过

整合英语学习与英语实践的过程,在保证课堂教学的前提下,将

SQL

语句,来实现数据库的增删改查

。

service

层放置主要的处

理逻辑

，

调用

mapper

层获取数据或更新数据

，

然后将返回的数

英语学习有效地延伸到课外

，

使课外英语实践活动与课堂教学

内容有机地结合起来

［

4

］

。

实践课主要以小班口语课和自主学习

据加工返回到

controllar

层

,

controller为控制层

，

负责接收

http

或https

请求

，

将请求的数据进行初步处理,再调用

service

层

做进一步业务逻辑处理

，

将处理好的数据以

Json

的格式封装并

返回到小程序进行渲染

。

2

系统功能设计实现

为主,

本选课平台主要服务于基础英语和应用英语的实践课部

分的课程管理和学生选课

。

鉴于课程的要求和性质不同,

学生需在整个学期都用到此

平台

，

根据自己的需要来预约不同的课程

、完成课程

、

评价课程

等冋

，

对于系统的便捷性

、

并发性

、

流畅性等提岀了较高的要求,

本系统采用了

SpringBoot

框架

，

它是

Spring

框架的替代,

可以方便快捷地配置开发环境

,

利用控制反转的核心特性

,

并通

本文基于

SpringBoot

框架整合

MyBatis

框架

、

Redis

缓存数据

库等流行技术来开发前后端分离的选课系统,

满足研究生英语

教学的需求

。

过依赖注入实现控制反转来实现管理对象生命周期容器化

，

利

用面向切面编程进行声明式的事务管理

，

整合多种持久化技术

管理数据访问

，

提供大量优秀的

Wab

框架方便开发

［

3-4

］

。

通过快

捷的配置

，

整合了

JDBC

数据库连接池实现对

SQL

Sarvar

数

1

系统整体架构

本系统整体框架如图

1

所示,

使用微信小程序作为前端显

示,实现与用户的交互;然后将业务逻辑的代码部署到

tomcat

服务器

，

监听前端发送的请求并进行数据处理

，

为前端返回数

据,最后在单独的服务器上部署数据库。

缓存数据库Radis

返回

据库的管理

，

整合

Mybatis

实现对数据的封装和操作

，

整合了

Radis

来解决数据高并发的问题

，

然后将将代码运行在自带的

tomcat

服务器上

。

访问量较多的数据

，

并保持与持久化数据库

SQL

Sarvar

的数

2.1

小程序展示模块设计实现

根据系统的需要

，

小程序前端使用分块设计

，

分为

“

首页

”

、

“

选课

”

、

“

我的

”

三大块来放置不同的内容

，

整体功能分布如图

2

所示,效果图如图

3

所示

。

用尸交可

EM*

屉巾

血回爺惟

it

is

图

1

系统结构

图

2

微信小程序功能分布设计

《

工业控制计算机

》

2021

年第

34

卷第

5

期

tree-

hl

細讲別

N

测

Hh

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*«

—

图

3

微信小程序整体效果图

2.2

登录模块设计实现

选课平台采用前后端分离的设计模式

,

降低了耦合度

,

这对

于数据传输的安全性也提岀了较高的要求,

登录模块需要解决

此类问题

。

用户的登录需要有小程序

，

微信服务器和选课平台服

务器的参与

，

为了实现登录的便捷性和安全性

，

制定了如图

4

的

登录流程

。

微信小程序的

log,n()

函数可以获取失效码

coda

,

将

coda

和学号

、密码(与研究生信息平台相同)一并传到选课平台

服务器

，

选课平台服务器会调用微信接口从微信服务器获取

sassion_key

和该用户登录该小程序的标识

opanid

,

选课服务

器通过查询数据库

，

判断学号与

openid

的绑定关系

，

若不存在

则添加

，

然后选课服务器将

session_key+openid+

学号进行

MD5

加密生成

3rd_sassion

发送到小程序

，

小程序将其存到本

地作为后面的校验码

，

每次请求都将

3rd_sassion

写入请求的

头部在选课平台服务器进行校验

,

若校验通过则返回数据遥之后

若在本机登录此平台

，

会判断授权情况

，

若同一个微信二次登录

同一个学号账号

，

则直接登录

，

省去了学生每次都输入学号密

码,提高了登录便捷性

。

-----

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:

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口西皿"寧寻陀曲

“

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少旷:

1

建:

:

3rd

sms

^

；

-*

]rd_Wi

；

lpn

+

图

4

登录校验流程

2.3

选课模块设计实现

2.3.1数据库设计

跟选课有关的数据表有话题表

info

、

教师表

taachar

、

学期

课表book_sum

、

预约课程表

book

、课堂记录表

class

，

它们之

137

间的关系如图

5

所示

，

管理员经过研讨为

info

表中增添话题

，

并

将有关音视频和文字资料跟本表关联起来

，

然后为

book_sum

表批量添加当前学期的课程

，

设置每个课堂的时间

、

教师和外教

等信息

。

学生浏览课表进行选课

，

若选中则在

book

表中插入一

条记录

,

跟上课之前的刷卡系统进行关联

,

等完成课程系统会在

class

表中生成一条上课记录

，

完整记录该学生上课的情况

。

图

5

课程数据表间的关系

2.3.2

数据读取和写入实现

由于选课过程是一个读多写少的过程

，

很多学生会在页面

停留较多时间来浏览课程话题老师等信息

，

所以在这个过程引

入

radis

缓存数据库来提高系统的响应速度和并发性

。但首先

要解决

Radis

与

SQL

Sarvar

的一致性问题

，即保证缓存与持

久化数据库中的数据保持一致

。

鉴于此采取如下措施:在课程库

存查询时

,

过程如图

6

所示

，

先查询缓存数据库

,

若有此字段

，

直

接返回

，

若没有则直接查询

SQL

Sarvar

数据库

，

将结果返回并

写到缓存数据库中遥若管理员要更改学期课表中的数据

，

过程如

图

7

所示

，

需要先将缓存中的本课程删除

，

然后更新数据库

，

等

有人查询的时候会将最新值插入到缓存中

，

保证了缓存与数据

库中数据的一致性

［

9-10

］

遥

最关键的是学生选课过程,

要提高并发性和响应速度

,

这时

候先在缓存中完成选课过程

，

然后定时写到数据库中

，

保证了很

多学生在同时预约课程时系统有较快响应速度

。

除此之外

，

还需

要解决库存问题

，

如果两个人在课程可预约人数还剩一人的时

候同时选进去

，

这时候可能造成

“

超卖

”

现象

。

138

鉴于此我们用

Radis

的锁来解决此问题

，

选用

SETNX

锁来

实现

，

模拟如下步骤

：

1

)

小程序

A

请求服务器设置

kay

的值

，

如果设置成功就表

示加锁成功

；

2

)

小程序

B

也去请求服务器设置

kay

的值

，

如果返回失败

，

那么就代表加锁失败

；

3

)

小程序

A

执行代码完成

，

删除锁

；

4

)

小程序

B

在等待一段时间后在去请求设置

kay

的值

，

设

置成功

；

5

)

小程序B执行代码完成

，

删除锁

。

通过以上步骤

，

使得每堂课的人数不会超过额定人数

。

除此之外

,

需要解决课程预约的均匀性问题

[

11

]

,对于口语实

践课每个学生需要预约

20个课时

，

要尽可能让每个人的选课时

间均匀分布在整个学期

，

在课程总量不变的情况下

,

还要在每次

课程放岀来时

,

让每个人都有课程可选

。

经过计算给每个人的课

程预约池规定上限,每次最多预约

4

学时的课程,而且只能预约

未来一月课程

，

这样

4000

人

*

4=16000

学时

，

当完成

1

课时

，

系统将这个学时从预约池里去掉

，

他就可以选之后的课程

,

这样

理论上每月开设的课时能满足每个人的需要

，

且多数人整个学

期的预约时间相对均匀

，

使实践课的训练效果达到最好

。

2.4

信息管理模块设计实现

信息管理模块主要负责记录课程的

学习过程和账号的管理

，具体如图

8

所

示

。

预约记录部分负责记录课程预约过

程中的信息包括预约时间

、

预约

IP

、

岀

席状态等;学习状态记录了上课时间

、

课

堂内容

、

课堂表现等信息

。

考试记录部分作为研究生综合英语

图

8

信息管理模块总览

的需要

，

来记录上机考试的成绩

，

得到如图

9

所示的反馈图

，

并

给岀建议帮助定制化的复习

，

在三次机会用尽之前通过此考试

。

综合英语过关考试是上机完成的,

服务器将每个学生的做题过

程详尽地记录到数据库里

,

需要将这些数据整合统计

，

把结果反

馈到岀题教师端和学生端

，

以便于推进课程的完善和学生英语

能力的提高

。

图

9

综合英语过关考试成绩统计图

账号管理部分主要用于密码修改

、

微信号与学号绑定修改

、

部分个人信息的修改等

,

这里不再一一介绍

。

3

系统测试

3.1

功能测试

打开微信扫描二维码

,

进入选课系统

，

登录并绑定账号

,

根

据自己的学习阶段选不同的课程

，

然后在

“

我的选课

”记录里面

基于小程序的英语选课平台的研究与实现

查到了此课程

,

满足选课的基本要求

。

找

100

人同时操作,经测试

有较快的响应速度

，

与后台数据库的比对未发现异常的数据岀

现

，

超库存的现象也没岀现,符合课程的预约要求

。

如图10

所示

。

3.2

性能测试

为了验证系统构架在并发处理能力方面的性能

[

8-9

]

，

选择

Apacha

JMatar

进行负载功能测试和性能测试

，

使用

JMatar

建立用户线程方式

，

分别模拟用户在1s

内并发访问选课系统,

实验环境软件硬件条件

：

i3/8G

内存

、

Windows10/Jdk1

.8/

Tomcat9.0/Jmeter5.0/Jedis2.4/SQL

Sarvar2008

,得到平均响

应时间是

980ms

,

学校每一届大约有

4000

左右的学生使用此

平台

，

而且选课有周期性

，

可以满足需求

。

4

结束语

选课系统采用了前后端分离的设计

、

降低了代码的耦合性

,

方便了学生的英语实践课选课,

可以随时随地打开手机进行查

看课程和预约课程

。

后端采用

Java

Wab

的

SpringBoot

框架,

提高了开发效率

，

降低了维护成本

，

而且易扩展

，

随着课程的发

展

，

此平台也能较快扩展岀新的功能

，

如人脸识别刷进刷岀等,

在数据存储方面引入了缓存数据库

Radis

,

提高了系统的响应

速度,对学校其他信息平台的移动端开发有很高的借鉴价值

。

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收稿日期

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2021.2.24

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