[ＵＭＬ在聋人高等数学远程教学系统设计中的应用]简述远程教学系统的设计
时间：2018-12-24 03:33:41 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
摘 要：文章阐述了传统聋人高等数学教学的不足，介绍了统一建模语言UML，并利用UML对系统进行了需求分析和静、动态建模，建立了系统用例图、类图、活动图和协作图，使得系统结构清晰，容易维护，提高了系统的稳定性。
关键词：高等数学 统一建模语言UML 远程教学 聋人教学
1.引言
高等数学是一门高等院校最重要的公共基础课，也是聋人教学中难度偏大的一门课程。一方面，聋人教师要双语教学，而且要写板书、画复杂的几何图型，授课不仅费时费力且效果较差；另一方面，受聋生自身听力障碍的影响，以教师的教为主的教学很难发挥学生的积极主动性［１］，学生处在比较被动的状态，不利于培养学生的创造精神。互联网和计算机技术的发展，使得通过网络来进行聋人高等数学教学成为可能。
在软件开发过程中，传统的“瀑布（waterfall）”模型有很多缺点，开发过程被分割开来，必须按分析（analysis）、设计（design）、编码（coding）和部署(deployment)四个阶段一个接一个按顺序进行，使分析、设计和开发三组成员在一起共享重要信息的机会减少［２］。而面向对象技术中的统一建模语言（UML）弥补了传统方法的不足，本文采用UML为系统建立了静、动态模型。
2.统一建模语言概述
面向对象技术是软件工程领域中的重要技术，统一建模语言UML则是近几年国际上比较流行的面向对象的标准建模语言。UML(Unified Modeling Language)是在Grady Booch的Booch方法、Jim Rum.Baugh的OMT方法以及Ivar Jacobson的OOSE方法的基础上演化而来的，是基于面向对象技术的标准建模语言。它统一了面向对象建模的基本概念、术语和图示符号，融入了软件工程领域的新思想、新方法和新技术。UML适用于对具有静态结构和动态行为的系统进行建模。
UML建模的步骤分为三步［３］：第一步是进行系统需求分析，确定系统的功能要求，画出系统用例图，建立系统的功能模型；第二步是在用例分析的基础上，抽象出系统中的类，画出类图，建立系统的结构模型；第三步是在前两步的基础上，绘制活动图、顺序图和协作图，建立系统的行为和交互模型。其中前两步属于系统的静态建模，第三步属于系统的动态建模。
3.系统需求分析
系统需求分析是确定系统将要做什么，要完成什么功能，这可用UML的用例图来描述。用例图能说明系统的参与者、用例，以及它们之间的关系。在本教学系统中参与者有两种：一是学生，二是教师。学生和教师共同参与的用例有数学手语学习、论坛、聊天和注册，此外教师还可参与试题管理、系统维护、用户管理、资料发布和教案修改，学生可参与基本知识点学习、视频学习、教学动画学习、电子教案和在线考试。由此可得系统的用例图如图1所示［４］。
4.系统总体设计
系统的总体设计是要建立系统的静态和动态模型，静态模型描述系统的对象之间的静态关系，用UML的类图、包图和对象图进行描述；动态模型主要用顺序图、协作图、活动图来描述。
4.1用类图对系统结构建模
一个类是一类或者一组具有类似属性和共同行为的事物。类图描述的是一种静态结构，它不仅定义系统中的类，表示类之间的联系，如关联、依赖、聚合等，也包括类的内部结构（类的属性和操作）。类图是定义其它图的基础，在类图的基础上活动图、协作图才能进一步描述系统其它方面的特性。图2是本系统中主要的类：学生和教师的类图［５］。它们分为三个部分，上部是类的名称学生和教师；中间是这两个类的属性，学生和教师的共有属性有姓名、性别、籍贯和年龄，此外学生有班级属性，教师有职称属性；下部是类的操作，学生的操作是课程学习、手语学习、聊天、论坛和在线考试，教师的操作有系统维护、用户管理、试题管理、资料发布和教案修改。
4.2 用活动图绘制系统的行为模型
活动图被设计用于简化描述一个过程或者操作的工作步骤。它是状态图的一种扩展形式。活动图的技术思想主要来源于Jim Odell 的事件图、SDL状态建模技术和Petri网技术。活动图本质上就是流程图，它描述系统的活动，判断点和分支等。图3是系统中用户管理的活动图，它反映了教师进行用户管理的整个过程，首先进入用户管理的界面，选择添加或删除用户，如果是添加用户，则直接输入用户的姓名，然后选择添加；如果删除用户，则选择已有用户再选择删除。在添加和删除下面是另一个选择，如果想继续管理，则回到用户管理界面重新操作；否则就会退出用户管理。
4.3用协作图绘制系统的交互模型
协作图用于描述相互协作的对象间的交互关系和链接关系。虽然顺序图和合作图都用来描述对象间的交互关系，但侧重点不一样。顺序图着重体现交互的时间顺序，协作图则着重体现交互对象间的静态链接关系。图4是学生考试的协作图［5］，由图可看出学生首先进行功能选择，进入到考试登录表单后发送登录信息，若信息错误则提示信息出错，若信息正确则进入章节选择，选择要考试的章节后就进入试卷表单，然后答题、提交试卷，系统会自动阅卷并显示成绩，最后退出系统。
5.总结
聋人高等数学远程教学系统利用了网络优势，发挥了聋人学习的自主性，提高了教学效率。使用统一建模语言UML为系统建模，增进了分析、设计和开发三类人员的交流，提高了软件开发的质量和效率。
参考文献：
［1］李强.发生认识论在聋人高等教育中的应用.中国特殊教育，2004，2.
［2］［美］Joseph Schmuller著. 李虎，王美英译.UML基础、案例与应用.北京：人民邮电出版社，2002，6.
［3］郅志刚，郭齐胜等.基于UML的作战信息交换建模.装甲兵工程学院学报，2006，4.
［4］谭波，向民华.用统一建模语言实现中小型粮库管理系统建模设计.粮食与食品工业，2007，2.
［5］李丽萍，郭文夷等.基于UML的审计系统的分析与设计.计算机工程与设计，2006，8.
［6］管红杰，孟凡荣等.基于UML的工作流管理信息系统建模的应用研究.计算机工程与设计，2006，1.
