基于校園網(wǎng)的輔助教學(xué)平臺設(shè)計與實現(xiàn)

韓利凱，毛 艷

（西安文理學(xué)院 陜西 西安 710065）

隨著Internet與校園網(wǎng)的接軌，為教學(xué)提供了新的平臺，打破了以往學(xué)生僅以教科書作為知識來源單一渠道的局限，突破了時間、空間的限制。網(wǎng)絡(luò)課程的優(yōu)勢在于學(xué)習(xí)的個性化，知識不是簡單的通過教師傳授得到的，而是學(xué)習(xí)者通過網(wǎng)絡(luò)，借助教師和學(xué)習(xí)伙伴的幫助，利用必要的學(xué)習(xí)資源，通過自主學(xué)習(xí)獲得[1-2]。目前，以網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺為主要表現(xiàn)形態(tài)的教學(xué)資源的設(shè)計開發(fā)已經(jīng)日益顯示出蓬勃發(fā)展的生機(jī)。

1 總體目標(biāo)與系統(tǒng)的組成

1.1 總體目標(biāo)

1）通過計算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及各種軟件的開發(fā)，充分發(fā)揮各項技術(shù)的優(yōu)勢及其相互間的最大兼容性，實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)手段及方式方法的最優(yōu)化組合。

2）建立信息管理模塊，促使管理信息化，為管理員提供及時、準(zhǔn)確的開設(shè)課程信息，為教師提供詳細(xì)的學(xué)生信息。

3）在課程講授、實驗、習(xí)題、測試等各方面實現(xiàn)電子化與網(wǎng)絡(luò)化。

4）建立層次分明，結(jié)構(gòu)合理，方便快捷，交互性好，智能性強(qiáng)，適于推廣的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)支撐體系，達(dá)到網(wǎng)絡(luò)課程應(yīng)具備的操作簡單、適應(yīng)性強(qiáng)的目標(biāo)。

5）建立權(quán)限管理系統(tǒng)，保證系統(tǒng)的安全性。

1.2 系統(tǒng)組成

系統(tǒng)由前臺管理子系統(tǒng)和后臺管理子系統(tǒng)兩部分組成，其功能結(jié)構(gòu)如圖1所示。

圖1 功能結(jié)構(gòu)Fig.1 Function structure

2 設(shè)計模型

系統(tǒng)采用SQL Server作為后臺數(shù)據(jù)庫，以標(biāo)準(zhǔn)MVC三層架構(gòu)為開發(fā)模式[3]，其中Servlet擔(dān)當(dāng)主要邏輯控制，通過接受JSP傳來的用戶請求，調(diào)用以及初始化JavaBean，再通過JSP傳到客戶端。本系統(tǒng)中SqlBean擔(dān)當(dāng)主要的與數(shù)據(jù)庫的連接和通信，JavaBean主要擔(dān)當(dāng)配合JSP以及Servlet來完成用戶的請求，而JSP主要擔(dān)當(dāng)接收與響應(yīng)客戶端，并將結(jié)果以頁面的形式返回客戶端瀏覽器。通過這種設(shè)計模型把應(yīng)用邏輯、處理過程和顯示邏輯分成不同的組件來實現(xiàn)，使組件可以進(jìn)行交互和重用，提高了開發(fā)效率[4]。數(shù)據(jù)庫服務(wù)器用來存儲系統(tǒng)用到的所有數(shù)據(jù)，數(shù)據(jù)可以由管理員通過數(shù)據(jù)庫管理程序錄入，管理員通過瀏覽器對數(shù)據(jù)進(jìn)行查詢、增加、刪除、修改操作，對課程信息進(jìn)行管理，以交互方式實現(xiàn)課程內(nèi)容管理和信息發(fā)布。設(shè)計模型如圖2所示。

圖2 設(shè)計模型Fig.2 Design model

3 關(guān)鍵技術(shù)的實現(xiàn)

3.1 數(shù)據(jù)庫的統(tǒng)一管理

數(shù)據(jù)庫是信息管理系統(tǒng)的核心內(nèi)容，在實現(xiàn)操作功能的過程中，首先就是連接數(shù)據(jù)庫，進(jìn)行加載驅(qū)動，創(chuàng)建連接。如果在每一個處理操作時都先進(jìn)行這些基本的操作，必將造成數(shù)據(jù)庫負(fù)擔(dān)過重，不便于管理和維護(hù)[5]。而且，一旦系統(tǒng)移植，數(shù)據(jù)庫參數(shù)改變，需要重新修改所有的連接代碼，重新編譯，本系統(tǒng)采用數(shù)據(jù)庫連接池進(jìn)行數(shù)據(jù)庫的統(tǒng)一管理。數(shù)據(jù)庫連接池的基本思想就是為數(shù)據(jù)庫連接建立一個“緩沖池”，預(yù)先在緩沖池中放入一定數(shù)量的連接，當(dāng)需要建立數(shù)據(jù)庫連接時，只需從“緩沖池”中取出一個，使用完畢之后再放回去。數(shù)據(jù)庫連接池的工作原理如圖3所示。

圖3 數(shù)據(jù)庫連接池的工作原理Fig.3 The working principle of the database connection pool

將連接池名稱、URL連接地址、數(shù)據(jù)庫的驅(qū)動、用戶名、密碼、最大連接數(shù)和日志文件封裝在一個類中，來統(tǒng)一管理數(shù)據(jù)庫的連接，同時在數(shù)據(jù)庫操作上進(jìn)行了封裝，作為統(tǒng)一的接口組件。這樣，在數(shù)據(jù)庫移植或系統(tǒng)環(huán)境改變時，只需修改一個地方即可。客戶通過瀏覽器向服務(wù)器發(fā)送請求，當(dāng)需要訪問數(shù)據(jù)庫時，都通過這個統(tǒng)一的接口組件來訪問，而且有良好的可讀性和可復(fù)用性。

3.2 在線學(xué)習(xí)系統(tǒng)

在線學(xué)習(xí)由教學(xué)資源、學(xué)生學(xué)習(xí)、教師授課等部分組成，如圖4所示。教學(xué)資源包含教材、CAI課件、實驗教學(xué)、教學(xué)錄相、習(xí)題練習(xí)與解答等，學(xué)生可以利用網(wǎng)絡(luò)方便快捷地閱讀教材，可根據(jù)自己的需要下載相應(yīng)的課件進(jìn)行自學(xué)，學(xué)生還可以通過這些資源掌握學(xué)習(xí)進(jìn)度、重點及難點。習(xí)題類信息以章為單位向?qū)W生提供了練習(xí)題，其中除課件以外的所有信息都是以動態(tài)Web頁的形式向?qū)W生發(fā)布的。

圖4 在線學(xué)習(xí)網(wǎng)頁Fig.4 Online study homepage

3.3 在線答疑系統(tǒng)的實現(xiàn)

網(wǎng)上答疑系統(tǒng)為學(xué)生有實時和非實時兩種答疑方式[6]。實時答疑要求教師和學(xué)生都在線，他們可以以網(wǎng)上交談的方式提問與回答；而非實時答疑是當(dāng)老師不在線時，學(xué)生可以登錄到相應(yīng)教師的答疑板上，在答疑板上留下問題，教師隨時檢查自己的答疑板，如果有問題及時回答。

為存貯答疑信息，系統(tǒng)建立了兩個數(shù)據(jù)庫，一個數(shù)據(jù)庫用于網(wǎng)上交談，該數(shù)據(jù)庫只建立一個用于存貯網(wǎng)上交談信息的數(shù)據(jù)表；另一個數(shù)據(jù)庫用于答疑板，該數(shù)據(jù)庫中需要建立如下幾個表：學(xué)生用戶表、教師用戶表、答疑情況表等。學(xué)生用戶表記錄著可以使用本系統(tǒng)的合法學(xué)生信息，教師用戶表記錄著可以使用本系統(tǒng)的合法教師信息，答疑情況表記錄著每次答疑的情況，包括提問時間、問題內(nèi)容、解答時間、解答內(nèi)容等。

3.4 在線測驗系統(tǒng)

后臺將客觀性命題以試題庫的形式放在服務(wù)器上，學(xué)生在學(xué)習(xí)的過程中，可以在任何時候、任何地方利用該系統(tǒng)進(jìn)行測試。測試時，首先顯示登錄頁面，考生在這個頁面輸入自己的信息。然后，系統(tǒng)從試題庫中提取試題形成試卷，并以web頁的方式發(fā)布給學(xué)生，學(xué)生利用瀏覽器答卷并提交試卷，如圖5所示。

圖5 在線測試網(wǎng)頁Fig.5 Online test homepage

當(dāng)考試時間到或考生點擊“交卷”按鈕時，則系統(tǒng)把考生答案傳送至服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫中保存，系統(tǒng)利用試題庫中的參考答案自動批閱試卷并進(jìn)行成績查詢。

通過后臺可對試題、考生信息進(jìn)行維護(hù)，教師可以增、刪、改、查題目、考生信息等。

3.5 音頻/視頻點播系統(tǒng)

采用Helix server和Media Server相結(jié)合的方法提供視頻課件的發(fā)布，建立一個統(tǒng)一的視頻文件管理平臺實現(xiàn)點播文件的動態(tài)處理和管理[7-8]。以SMIL語言同步技術(shù)整合多種媒體，對視頻文件進(jìn)行集成，實現(xiàn)文字、圖形、圖像和音頻/視頻的同步播放，提高點播學(xué)習(xí)的效率。

4 結(jié)束語

基于校園網(wǎng)的輔助教學(xué)平臺，實現(xiàn)了教師備課、講課，學(xué)生自主學(xué)習(xí)，教師和學(xué)生課后交流、答疑、批改作業(yè)以及測試等教學(xué)環(huán)節(jié)。使學(xué)生和老師可以不受時間、空間、地域的限制，進(jìn)行教學(xué)互動，相比較傳統(tǒng)教學(xué)提高了教學(xué)效率，對整體教學(xué)質(zhì)量的提高有重要的輔助作用。

[1]韓利凱.基于Web的《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》網(wǎng)站建設(shè)[J].電腦知識與技術(shù)，2008（7）：569-570.

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