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毕业论文

设计题目儿童教育网站开发

学生姓名

学号

专业班级

指导教师

院系名称软件学院

年月日

目录

摘要 1

TheDevelopmentofWebsiteforChildEducation 2

Abstract 2

1引言 3

1.1开发背景及意义 3

1.2国内发展现状及趋势 4

1.3系统特色介绍 4

2开发环境与开发技术 5

2.1开发环境 5

2.2SSH框架 5

2.3百度语音识别RESTAPI 6

2.4Bootstrap（Web前端CSS框架） 6

3系统分析 6

3.1系统需求分析 6

3.1.1功能需求 7

3.1.2非功能需求 10

3.2用例分析 10

3.2.1用户模块用例分析 10

3.2.2学习模块用例分析 11

3.2.3娱乐模块用例分析 13

3.4可行性分析 13

3.4.1技术可行性 13

3.4.2经济可行性 14

4系统设计 14

4.1系统设计原则 14

4.1.1易用性 14

4.1.2可维护性和可扩展性 14

4.1.3可修改性和易理解性 14

4.2功能架构设计 15

4.3系统流程设计 15

4.4数据库设计 16

4.5模块设计 19

4.5.1学习模块 20

4.3.2娱乐模块 25

4.5.2用户模块 27

5系统实现 30

5.1系统首页 30

5.2用户模块 31

5.2.1个人信息模块 31

5.2.2注册登录模块 33

5.3学习模块 34

5.3.1识字达人模块 35

5.3.2OpenYourMouth模块 36

5.3.3生活小智慧模块 38

5.3.4科学在身边模块 39

5.3.5大宇宙，多奥秘模块 40

5.4娱乐模块 42

5.5语音程序代码 43

5.5.1语音识别 43

5.5.2语音合成 45

6结论与展望 45

致谢 46

参考文献 46

儿童教育网站开发

摘要：

随着计算机产业的飞速发展，我国的网民规模和互联网普及率有着显著的提高。

其中，我国的儿童网民的数量也在逐年提升，但是国内现有的儿童网站质量良莠不齐。

因此我国目前在互联网方面非常需要一些针对儿童教育的健康平台。

儿童在不同的阶段的需求以及所需要的教育是不同的，在设计针对儿童教育的平台时要特别注意内容的划分。

本儿童教育网站正是考虑到了这些因素，界面上，简单明了、风格卡通；内容上，不仅有难易程度的划分，还考虑到不同阶段的儿童的学习内容；趣味性上，所选取的内容十分新颖有趣，充分符合儿童的兴趣点。

除此之外，运用语音识别技术，识别儿童的语音并做出响应，使儿童在使用的过程中更增添趣味。

该平台是应用SSH框架开发的，数据库是MySQL，支持大部分市面上的主流浏览器。

关键词：

儿童教育；网站；语音识别

TheDevelopmentofWebsiteforChildEducation

Abstract:

Withtherapiddevelopmentofthecomputerindustry,theamountofChineseInternetusersandInternetpenetrationhasimprovedsignificantly.Amongthem,thenumberofchildrenusersalsoincreasedyearbyyear,butthequalityoftheexistingdomesticsitesforchildrenispatchy.Therefore,weneedsomehealthyplatformforchildren.

Theneedsofchildrenatdifferentstagesaswellasforeducationisdifferent,inthedesignoftheplatformforthechildren,weshouldpayspecialattentiontothecontentdivision.Thewebsitehastakenintoaccountthesefactors.Interfaceofthewebsiteshouldbesimpleandcartoonstyle;thecontent,notonlythedegreeofdifficultyofthedivision,butalsotakeintoaccountthedifferentstagesoflearningcontentforchildren;cometofun,theselectedcontentisverynewandinteresting,fullcompliancewiththepointsofinterestofthechild.Inaddition,theuseofvoicerecognitiontechnology,speechrecognitionforfeedbackbychildren,sothatchildrencouldfindmoreinterestsintheprocessofusingthewebsite.

TheplatformisbuiltonSSHframeworkofwebproject,thedatabaseisMySQL,mostofmajorbrowsersareavailable.

Keywords:

healthyplatformforchildren;voicerecognitiontechnology;theneedsofchildren

1引言

近年来，我国儿童网民数量有着显著的提升。

艾瑞咨询于2012年对儿童网民用户进行了调查，经过对调查数据的研究和推算，得出目前我国6-14周岁的儿童网民的数量达到7660.2万。

由于我国目前的儿童网站良莠不齐，因此针对儿童，健康且有用的网站就显得十分必要。

一个优秀的儿童网站，首先，在需求上，应当充分站在儿童以及儿童父母的角度去考虑需求，把握儿童这个特殊群体所存在的显性及隐形需求。

此外，还应当考虑到儿童父母方面的需求，因为儿童作为一个不独立的个体，他们的很多方面是依附着他们的父母。

其次，在用户体验方面，则要了解儿童的操作偏好以及与成人用户之间存在的差异和共性。

在功能及内容上，儿童网站更需要进行详细、精准的划分，使得儿童用户能对该网站有着相对清晰的认识。

由于我国目前的儿童网站大多数都没有考虑以上的种种因素，因此开发一个真正有利于儿童的教育网站成为了一件重要的事情。

该网站正是本着服务于当代儿童的宗旨，致力于开发一个儿童满意，家长放心的儿童教育平台。

1.1开发背景及意义

在互联网时代下，延续了数千年的家长权威从来没有像今天这样尴尬，面对玲琅满目的信息，这一代的儿童承受着前所未有的冲击。

未成年人沉迷网络的年龄越来越低，自制力较低的儿童们被虚拟的网络世界所吸引，信息时代给他们带来的更多是负面的影响。

造成这样严峻的现状的原因有很多，但是尤为突出的一点原因是：

我国目前十分匮乏针对儿童的优秀网络平台。

儿童在上网的过程中没有一个标杆，缺乏判断力的儿童不能在一个健康的环境下学习和娱乐。

许多家长采取的解决方式则是封闭式管理，直接切除儿童与网络的联系，想必这也是无奈之举。

因此，决定开发一个让儿童可以快乐学习，健康娱乐的平台是目前的当务之急。

不仅能让儿童感受现代科技的日新月异，还能在一个安全健康的环境中快乐的学习与娱乐。

除此之外，在现在这个日新月异，竞争异常激烈的社会上，对竞争者的语音表达能力的要求愈显得重要了，一个人的道德修养、文化水平都是可以通过他的谈吐和言语来体现的。

一个具有优秀语言能力的人，才能真正地适应当代人类社会发展的需要。

而然，幼儿期是语言发展的一个非常重要和关键的时期。

因此在儿童时期就应当进行一定的尝试和学习。

对儿童的语言表达能力的训练是相当重要的，但是目前还没有一个成熟的平台能让儿童乐于张开嘴学习。

因此开发一个能让儿童不再是沉默学习的网站是非常重要的。

1.2国内发展现状及趋势

目前我国针对儿童的网站虽然在数量上有了明显的增加，但是这些网站大都千篇一律，更多是服务于儿童父母，真正适用于儿童的网站少之又少。

关于儿童学习网站，例如：

小精灵儿童网站、儿童学习网等。

其中可供儿童学习的内容非常之丰富，但均存在内容划分不清，界面太过复杂的问题。

关于儿童娱乐的网站的数量明显高于儿童学习网站，例如：

4399小游戏，6789小游戏等。

这些均是我国近几年较受儿童欢迎的娱乐网站。

但是这些网站一方面，在内容上未经过筛选，许多暴力成分较高、不适合儿童的游戏出现。

另一方面，这些网站多采用陈列式的排版，将尽可能多的内容进行展示，面对这样多的讯息，对儿童来说未必是一件好事。

当然，近几年来我国也有许多优秀的儿童教育网站出现，如：

六一儿童网、贝瓦网、腾讯儿童网等。

它们在界面上借鉴国外优秀的儿童网站，使界面相对简洁明了。

在内容上也进行了更细致的划分。

虽然还存在着其他不足，但是相比已有了显著的进步。

1.3系统特色介绍

系统的取名是十分具有特色的——Let’sSaturday!

，寓意“一起享受周末吧！

”，现在许多孩子的周末都被各种各样的补习抢占着，家长望子成龙、望女成凤的念想随着生活水平的提升愈来愈显得明显了，逐渐出现了许多虎妈这样的人群。

因此，该系统的宗旨是——服务于儿童，让儿童能释放自我，学习是快乐的，娱乐是健康的。

系统的另一特色便是语音功能了，该部分在学习模块的“OpenYourMouth”部分，在该部分，用户可以选择想要学习的模块：

汉字听说、词语听说和句子听说。

这样有针对的进行学习，系统还会根据小朋友们说的情况进行一定的反馈，尽可能地优化用户体验。

除此之外，整个系统最大的特色就是系统整体的界面设计了，一方面，系统中采用了多种简洁但不失美观的控件，能提升用户的使用效率；另一方面，系统在界面设计上每一个模块都有着一定的特色，例如在学习模块中，虽然内容很多，但是都进行了明确的划分，每一个模块都清晰可见。

其次，在系统中所使用了的鲜明的色彩基调都是适合于儿童这个特殊用户群体的。

2开发环境与开发技术

2.1开发环境

硬件：

PC机（拥有麦克风及播放功能）

编译器：

MyEclipseProfessional2014

数据库：

MySQL

服务器：

Tomcat8

浏览器：

360ExtremeExplorer

2.2SSH框架

SSH作为目前较流行的Web应用程序开源框架，是由Struts+Spring+Hibernate集成的。

SSH框架的系统在职责上分为四层：

表示层、业务逻辑层、数据持久层、域模块层，这四层帮助开发人员在搭建Web应用程序用时更短，在开发Web应用程序时能达到清晰、可复用性好、方便维护的目的。

其中，Struts是系统的整体基础架构，将对MVC的进行分离，控制业务跳转，利用Hibernate对持久层提供支持；Spring起到管理的作用，对Struts和Hibernate进行管理。

具体做法：

采用面向对象的分析方法，再结合需求提出一些模型，将模型实现为基本的Java对象，再编写基本的DAO（DataAccessObjects）接口，并交由Hibernate的DAO实现，Hibernate实现的DAO类用来实现Java类与数据库之间的交流，最后将由Spring管理Struts与Hibernate。

2.3百度语音识别RESTAPI

百度语音识别首先向开发者提供一个通用的HTTP接口，该接口是通过RESTAPI的方式提供的，基于该接口，开发者可以获得语音识别能力。

RESTAPI支持整段录音文件的识别，但对录音格式有一定的要求。

支持语音识别的控件有：

集成提示音、音量反馈动效整套交互的对话框控件。

可方便开发者快速集成。

所支持的格式有：

原始PCM的录音参数必须符合8k/16k采样率、16bit位深、单声道。

所支持的压缩格式有：

pcm（不压缩）、wav、opus、speex、amr、x-flac。

2.4Bootstrap（Web前端CSS框架）

Bootstrap是来自Twitter，是在目前最受欢迎的前端框架。

Bootstrap是基于HTML、CSS、JAVASCRIPT的，它简洁灵活，让Web开发更加快捷。

它由Twitter的设计师MarkOtto和JacobThornton合作开发，是一个CSS/HTML框架。

Bootstrap提供了优雅的HTML和CSS规范，它即是由动态CSS语言Less写成。

Bootstrap在推出后颇受欢迎，一直是GitHub上的热门开源项目，包括NASA的MSNBC（微软全国广播公司）的BreakingNews都使用了该项目。

Bootstrap的特点：

Bootstrap是基于HTML5和CSS3开发的，它在jQuery的基础上进行了更为个性化和人性化的完善，形成一套自己独有的网站风格，并兼容大部分jQuery插件。

Bootstrap自带了13个jQuery插件，这些插件为Bootstrap中的组件赋予了“生命”。

其中包括：

模式对话框、标签页、滚动条、弹出框等。

3系统分析

3.1系统需求分析

系统需求分析主要包括：

功能需求和非功能需求两个方面进行分析。

3.1.1功能需求

功能需求中主要从系统的主要功能着手，功能需求所着重的方面包括：

界面、主要功能以及用户操作合理化方面的需求。

其中，主要功能主要包括三个大模块的内容：

学习模块、娱乐模块与用户模块。

每个大模块中还包含着许多小的模块。

3.1.1.1学习模块

学习模块是一个让儿童学习各种智慧的平台，它的宗旨并不是让儿童一味的学习知识，而是通过多样的方式，开拓儿童的眼界，让儿童能在学习的过程中感受到快乐和思考。

其界面主要是以图案的方式进行介绍，尽可能少的文字和尽可能多的触发事件，让儿童的动作都能得到相应的回应。

在学习模块中，还对每一个模块的难度进行了划分，使得儿童学习更有针对性主要包括识字达人、OpenYourMouth、生活小智慧、科学在身边、大宇宙，多奥秘这五个模块，如图3.1所示。

学习模块

识字达人

“Openyourmouth”

生活小智慧

科学在身边

大宇宙，多奥秘

图3.1学习模块

A．“识字达人”模块

“识字达人”模块还进行了更细致的划分，将内容划分成：

古文诗词、趣味汉字、识字卡片、语文课堂、音乐学习这五个部分。

每一个部分中都有丰富、生动的学习内容。

该模块的目的是希望儿童能通过趣味、形象的记字方法将生字词记住。

例如，趣味汉字部分，由家长、儿童选择想要学习的生字，通过听发音、看笔画、跟读写等环节，使儿童能将生字记熟。

让孩子不但知道字的形、音、意。

还能从有趣的动画中了解文字的由来，更加了解我们中华汉字的奥秘。

其中包含生动的教学视频，例如，可以在古文诗词部分学习我国经典的古诗词等。

这里还为学前儿童，在学的不同阶段的学生精心打造的识字教程。

孩子能根据自己的真实情况进行选择。

让学习不再成为负担，变成一件快乐的事。

B．“Openyourmouth”模块

该模块是本系统的一个特色功能。

是结合语音识别技术实现的。

该模块是为了锻炼儿童的发音、表述等能力。

可以选择想要掌握的古诗、歌曲、短文等。

儿童可先听所选择的内容并跟读，在一定掌握的程度上还可以录制儿童自己朗读或歌唱的内容并播放。

针对儿童的发音，系统会给出相应的回答，还能让儿童自己重复播放自己的朗读内容，以及播放正确的内容。

让结果能更直观有趣。

因为在儿童的成长过程中，口语能力愈来愈占据着显著的地位。

许多人在长大后才开始懊悔没有流利的表达能力。

在幼儿这个重要的阶段就要开始进行学习了，让儿童能从可爱的动画中感受到开口学习的魅力，做到“敢说、爱说、能说”。

C.“生活小智慧”模块

该模块采用的全是图片，借助少量的文字。

在操作中可以轻松的查看、搜索。

而且采用形象且切近生活的方式像儿童们介绍。

该模块第一部分为“生活小窍门”：

介绍一些在生活中，儿童常常会遇到的问题，且帮助他们自己解决问题的方法，例如如何简单的系鞋带、如何扎头发等。

让孩子们能学习一些生活的小本领。

该模块第二个部分为“生活必需品”：

教会孩子们在什么情况下正确拨打报警电话。

当遇到一些危险情况，孩子们应该如何应对，例如火灾、地震等。

当遇到社会上存在的一些针对儿童的诱惑情况时，教会孩子们如何去抵制诱惑。

D．“科学就在身边”模块

该模块是通过一些动画向儿童展示，儿童除了可以在该模块进行查看相应的内容之外，还能进行搜索、同类推荐内容查看这些功能。

大家可能都忽略了一点，其实儿童的求知欲可能更强于大人，如何将儿童爱问“为什么”的特点保持住呢？

因此模块主要是让儿童了解一些简单的科学知识，将儿童在生活中或可能会渴望知道的现象用通俗易懂的方式演绎出来。

第一部分为“生活中的科学现象”，主要是解释生活中的问题。

让儿童能够站在科学的角度上看问题。

第二部分为“意想不到的那些事”，该部分主要是向儿童们介绍一些他们觉得不可能的事，一方面增长儿童的眼界；另一方面，教会他们从小就用辩证的眼光看待问题。

E．“大宇宙，多奥秘”模块

该模块主要是以少量的图片和一定的文字进行展示，适合的儿童年龄层稍微偏大。

其中还能进行留言，提出想要添加的内容与开发者联系。

其实儿童对天空的向往之情可能超出了我们的想象，古时候 有张衡夜数星星。

因此，让儿童有途径去了解宇宙是一件十分有必要的事。

美 国国家航空和宇宙航行局创建的NASAKID’SCLUB，向我们证明了是可以将深奥的宇宙知识转换为简单、有趣、易懂的方式展现给儿童的。

我们可以借鉴国外成功的例子来服务于我们的儿童。

3.1.1.2娱乐模块

“儿童为什么要玩游戏？

”对于这个问题的回答有几种说法。

“其一是，人类作为高等生物体，除维持正常生活外，还有大量的“剩余精力”。

对于儿童，剩余精力格外明显，它们必须通过一种途径释放出去，于是便有了游戏；也有人认为游戏更多的起到了“松弛”的作用，所以它更多的是帮助恢复精力而不是发泄。

尤其对于儿童，身心尚在萌芽阶段就需要面对复杂的外部世界，十分容易产生疲劳，这时就更需要游戏来为其放松；还有一些学者提出了“生活准备说”，认为男孩儿的探险游戏或是女孩儿的过家家都是在为未来生活无意识的做准备，因为单靠遗传是无法获得完善的生存本能的。

”

因此游戏对儿童来说是必不可少的，但是现在科技发展迅速，大部分的儿童的游戏均取决于网上，这就必须要求在网络世界中对儿童区域的游戏进行划分和筛选，让儿童能玩到健康、有趣、积极的游戏。

该模块正是这样一样适合于儿童的模块，其将儿童游戏进行细致的分类，严格的挑选，排除像现在许多儿童网站上存在暴力、血腥游戏的情况。

设置“公主殿堂”的模块，专门为女孩开辟一个区域，收集各类普遍女孩喜欢的小游戏，页面也则采用女孩们都钟爱的粉色系列，为女孩们打造一个公主的“殿堂”。

让儿童能做到释放自我，放松自我。

3.1.1.3用户模块

用户模块的操作是简单易懂的，可爱的用户头像，直观的用户信息。

让用户能个性化的编辑自己的信息。

同时，该模块也添加了父母的部分，主要是父母的邮箱的部分。

在这个模块，用户可以在该模块进行资料的修改如：

头像上传、年龄修改、性别修改等。

还能查看个人的浏览记录，这个方面主要是服务于家长的，让家长能洞悉儿童的兴趣点以及动态。

其次，在系统的注册信息中加入家长的邮箱，系统将定期将儿童的浏览记录发送至家长的邮箱。

3.1.2非功能需求

A.时间需求：

系统在使用过程中，按钮等组件点击之后的响应时间较短。

B.操作需求：

对用户的操作能做出相应的相应，并做出相应的反馈动作。

3.2用例分析

3.2.1用户模块用例分析

用户模块主要包括：

用户登录、用户注册、修改密码、查看个人信息、修改个人资料、查看浏览记录、注销。

如图3.2所示。

图3.2用户模块用例图

3.2.2学习模块用例分析

学习模块用例分析主要包括：

识字达人、OpenYourMouth，生活小智慧、科学在身边、大宇宙多奥秘这五个模块的用例分析。

如图3.3所示。

图3.3学习模块用例图

3.2.2.1识字达人用例分析

识字达人部分主要包括：

古文诗词、趣味汉字、识字卡片、语文课堂、 音乐学习这五个小模块。

如图3.4所示。

图3.4识字达人模块用例图

3.2.2.2OpenYourMouth用例分析

OpenYourMouth这个模块的一级功能中包括三个部分：

汉字听说、句子听说和词语听说。

图3.5OpenYourMouth模块用例图

3.2.2.3科学在身边用例分析

科学在身边模块中分为：

儿童安全、自然科学与生活科学，每一个模块中均有相应的具体选项，每个选项都对应相应的界面。

在具体内容的界面中，还能进行相似内容的推荐等。

如图3.6所示。

图3.6科学在身边模块用例图

3.2.3娱乐模块用例分析

娱乐模块主要包括：

益智、休闲、动作和公主殿堂这四个大的模块。

如图3.7所示。

图3.7娱乐模块用例图

3.4可行性分析

3.4.1技术可行性

该系统主要用到的是Java编程语言、SSHweb应用程序开源框架、网页UI 设计、百度语音识别技术。

其中，Java编程语言是我们大学学习的必修课程，因此我们对其的了解也比较深入；SSH框架在大三“信息系统设计与实现”课程中进行了学习和使用；而百度语言识别技术，目前有开放的API供开发者学习。

且在大学参与的创新项目、课程设计等许多项目中也都使用到了Java编程和网页UI设计，因此该系统在技术上的可行性是比较高的。

3.4.2经济可行性

该系统所运用到的工具MySQL是免费的，MyEclipse也是可以免费试用的，所用的到SSH框架也是开源的。

百度语音识别技术也是有对外开放的API。

因 此本系统在经济上是可行的。

4系统设计

4.1系统设计原则

针对该系统，在项目设计开发过程中应当遵循易用性、可维护性和可扩展性、可修改性和易理解性这三个原则。

4.1.1易用性

该系统面对的用户是儿童，这个群体的操作偏好以及操作认知与一般成年的用户有着很大的偏差，因此本系统必须对儿童的操作习性有一定的了解。

系统应建立友好、简洁的界面，在操作方面更简单、灵活、易于理解。

具体可表现为：

在系统中的按钮要鲜明、显眼；系统的