數(shù)據(jù)庫精品課程教學(xué)網(wǎng)站的設(shè)計與實現(xiàn)

韓焱云 吳保國 劉建成

（北京林業(yè)大學(xué)信息學(xué)院，北京 100083）

高校精品課程網(wǎng)站的建設(shè)常見的有2種方式，一種是使用基于學(xué)校網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺搭建的課程網(wǎng)站；另一種是根據(jù)課程需求設(shè)計開發(fā)的個性化網(wǎng)站［1］?；趯W(xué)校網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺搭建的網(wǎng)站結(jié)構(gòu)呆板，采用靜態(tài)導(dǎo)航的形式，預(yù)先設(shè)置好欄目，教師不能夠根據(jù)實際的需要動態(tài)設(shè)置和維護(hù)網(wǎng)站［2］。

“數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用”是教育部高等教育司制定的管理科學(xué)與工程類學(xué)科信息管理與信息系統(tǒng)專業(yè)的核心課程，其特點(diǎn)是理論性和實踐性都很強(qiáng)，涉及到信息領(lǐng)域的許多知識和應(yīng)用。因此，為了滿足教學(xué)活動的需求，筆者設(shè)計開發(fā)了滿足“數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用”課程教學(xué)需要的數(shù)據(jù)庫精品課程教學(xué)網(wǎng)站。

根據(jù)精品課程建設(shè)的內(nèi)涵，數(shù)據(jù)庫精品課程教學(xué)網(wǎng)站應(yīng)是一個基于網(wǎng)絡(luò)資源的、功能齊備的網(wǎng)絡(luò)教育平臺，同時也是面向?qū)W生主體的協(xié)作式學(xué)習(xí)系統(tǒng)。在這個平臺上，教師可利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將“數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用”課程的文件、圖片、動畫、視頻等教學(xué)多媒體課件放在數(shù)據(jù)庫精品課程教學(xué)網(wǎng)站上，把這些學(xué)習(xí)資源直觀地呈現(xiàn)在學(xué)生面前，供學(xué)生使用，目的是培養(yǎng)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的能力［3］。

一、數(shù)據(jù)庫精品課程教學(xué)網(wǎng)站的結(jié)構(gòu)設(shè)計

（一）體系結(jié)構(gòu)

數(shù)據(jù)庫精品課程教學(xué)網(wǎng)站要滿足多用戶在任意地點(diǎn)、時間同時上網(wǎng)訪問學(xué)習(xí)交流的需要，并且要有好的穩(wěn)定性和反饋速度，因此網(wǎng)站采用“Web瀏覽器／Web服務(wù)器／數(shù)據(jù)庫”3 層分布技術(shù)結(jié)構(gòu)體系。數(shù)據(jù)庫安裝在服務(wù)器上，網(wǎng)站通過IIS信息服務(wù)器發(fā)布信息。用戶使用IE瀏覽器作為客戶端軟件，通過網(wǎng)站域名或IP 地址可直接訪問網(wǎng)站。網(wǎng)站體系結(jié)構(gòu)見圖1所示。

圖1 數(shù)據(jù)庫精品課程教學(xué)網(wǎng)站的體系結(jié)構(gòu)

另外，為方便教師用戶根據(jù)實際教學(xué)需求動態(tài)設(shè)置網(wǎng)站的欄目，筆者在設(shè)計開發(fā)數(shù)據(jù)庫精品課程教學(xué)網(wǎng)站時，充分考慮了網(wǎng)站的通用性，采用“導(dǎo)航+內(nèi)容”聯(lián)動的設(shè)計思想設(shè)計網(wǎng)站。網(wǎng)站的頁面由logo、樹形導(dǎo)航欄和內(nèi)容3部分構(gòu)成，其中，樹形導(dǎo)航欄和內(nèi)容都通過數(shù)據(jù)庫動態(tài)綁定，教師只需更換網(wǎng)站的logo圖片，通過后臺管理系統(tǒng)即可對導(dǎo)航欄和內(nèi)容進(jìn)行更改。這樣的網(wǎng)站體系不僅適用于常見教學(xué)內(nèi)容的發(fā)布、易于教師動態(tài)更新維護(hù)，而且還方便教師將其移植到其他課程的教學(xué)工作中。

（二）功能結(jié)構(gòu)

數(shù)據(jù)庫精品課程教學(xué)網(wǎng)站設(shè)計的功能應(yīng)充分考慮學(xué)生在學(xué)習(xí)過程中對數(shù)據(jù)庫理論知識、數(shù)據(jù)庫軟件使用知識、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)設(shè)計和開發(fā)等各方面知識的需求，并集成數(shù)據(jù)庫精品課程教學(xué)過程中的相關(guān)信息和技術(shù)手段，為學(xué)生提供全方位的教學(xué)信息服務(wù)。數(shù)據(jù)庫精品課程教學(xué)網(wǎng)站設(shè)計10個主要功能，分別是首頁、教學(xué)大綱、師資隊伍、電子教案、視頻教學(xué)、實驗教學(xué)、綜合練習(xí)、自主學(xué)習(xí)、網(wǎng)上答疑和參考資料，其功能結(jié)構(gòu)見圖2所示。

同時，數(shù)據(jù)庫精品課程教學(xué)網(wǎng)站的設(shè)計實現(xiàn)了后臺數(shù)據(jù)的管理，每一個功能模塊內(nèi)容都動態(tài)綁定數(shù)據(jù)庫，管理員可通過后臺方便地進(jìn)行更新維護(hù)；教師通過后臺隨時對內(nèi)容進(jìn)行更改，并與學(xué)生進(jìn)行在線互動交流。

圖2 數(shù)據(jù)庫精品課程教學(xué)網(wǎng)站的功能結(jié)構(gòu)

二、數(shù)據(jù)庫精品課程教學(xué)網(wǎng)站的功能實現(xiàn)

（一）動態(tài)導(dǎo)航的實現(xiàn)

數(shù)據(jù)庫精品課程教學(xué)網(wǎng)站主要采用“導(dǎo)航+內(nèi)容”聯(lián)動的設(shè)計思想，其頁面由logo、樹形導(dǎo)航欄和內(nèi)容顯示3部分構(gòu)成。

動態(tài)導(dǎo)航的實現(xiàn)主要利用Visual Studio軟件提供的TreeView 樹形導(dǎo)航控件來實現(xiàn)。TreeView控件由TreeNode對象的集合組成，它利用算法對數(shù)據(jù)庫中的信息進(jìn)行調(diào)用，通過TreeNode節(jié)點(diǎn)的主要常用屬性功能動態(tài)顯示到樹形菜單中，Tree-Node節(jié)點(diǎn)的常用屬性見表1所示。

表1 TreeNode節(jié)點(diǎn)的常用屬性

動態(tài)導(dǎo)航的實現(xiàn)過程和方法如下。①連接數(shù)據(jù)庫。首先，加入操作數(shù)據(jù)庫的命名空間；其次，使用數(shù)據(jù)庫連接類（Connection）來連接數(shù)據(jù)庫；最后，創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫命令類（Command）執(zhí)行SQL 語句來查詢信息。②TreeView 控件動態(tài)綁定數(shù)據(jù)庫。首先，對TreeView 控件進(jìn)行初始化，將獲取的數(shù)據(jù)放入DataTable對象中，并將DataTable轉(zhuǎn)變成DataView；其次，使用DataView 過濾功能遍歷每一組數(shù)據(jù)；最后，通過遞歸方法添加子節(jié)點(diǎn)的Tree-Node，并利用TreeView 控件動態(tài)顯示數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)。③通過后臺管理系統(tǒng)可對數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)進(jìn)行插入、刪除和修改。當(dāng)前臺頁面刷新時，TreeView控件讀取數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)，實現(xiàn)節(jié)點(diǎn)內(nèi)容的動態(tài)更新。

（二）PowerPoint教學(xué)課件自動播放的實現(xiàn)

為了使教學(xué)內(nèi)容更加豐富、教學(xué)資源的展示形象直觀，對PowerPoint課件進(jìn)行了自動播放功能的設(shè)計和實現(xiàn)。PowerPoint教學(xué)課件自動播放功能的實現(xiàn)方法如下。①打開PowerPoint課件，將.ppt形式的課件另存為.jpg形式的圖片；②將保存好的圖片利用photoshop軟件通過批處理設(shè)置為640×480大??；③利用flash軟件，將處理好的圖片導(dǎo)入，通過action動作設(shè)置圖片的自動播放和上翻下翻動作，最后導(dǎo)出影片；④利用Visual Studio 2005軟件在頁面中插入制作好的flash 影片，完成Power-Point教學(xué)課件自動播放的頁面制作；⑤在數(shù)據(jù)庫中插入教學(xué)課件頁面的名稱及路徑等信息，前臺即可通過動態(tài)導(dǎo)航功能進(jìn)行內(nèi)容的瀏覽。

（三）word自動轉(zhuǎn)換為html網(wǎng)頁的實現(xiàn)

一般實驗指導(dǎo)書都為word格式，同時會有相應(yīng)的表格和圖片來說明實驗的內(nèi)容。通常網(wǎng)站的做法是，將word文檔上傳供學(xué)生下載和查看，很少有網(wǎng)站將word文檔嵌入網(wǎng)頁。由于word文檔的局限性，要實現(xiàn)直接嵌入網(wǎng)頁還是比較困難的。因此，目前常用的解決方法是將word文檔轉(zhuǎn)換成pdf文檔，然后利用pdf網(wǎng)頁顯示插件進(jìn)行顯示。

數(shù)據(jù)庫精品課程教學(xué)網(wǎng)站同樣需要用到word文檔的在線顯示功能。為了解決這個問題，筆者采用將word文檔轉(zhuǎn)換為html網(wǎng)頁的形式，在html網(wǎng)頁中，自動生成相應(yīng)的表格。如果word文檔中有圖片，將圖片自動保存到網(wǎng)站目錄下，并引入圖片鏈接功能，使其能正確顯示在網(wǎng)頁內(nèi)。

功能的實現(xiàn)需要在項目工程文件中引入Interop.Microsoft.Office.Interop.PowerPoint.dll、Interop.OSE.dll、Microsoft.Office.Interop.Word.dll、Microsoft.Vbe.Interop.dll、office.dll等5 個dll動態(tài)鏈接庫文件，這5 個文件均可以直接在.NET 的庫中找到。首先Word文檔先上傳至服務(wù)器，然后再解析為html文件。假設(shè)，上傳到服務(wù)器之后的路徑為filePath，需定義一個fileName的對象，首先實例化Microsoft.Office.Interop.Word.Document對象，并對其進(jìn)行初始化；其次轉(zhuǎn)換word文件格式，并把解析后的內(nèi)容存為html文件；最后按照要求，將轉(zhuǎn)換后的html文檔保存到用戶指定的位置。通過這種方法，數(shù)據(jù)庫精品課程網(wǎng)站就實現(xiàn)了word文檔的在線顯示功能。

（四）其他功能的實現(xiàn)

筆者通過對學(xué)生需求進(jìn)行調(diào)研，在數(shù)據(jù)庫精品課程教學(xué)網(wǎng)站開設(shè)了教學(xué)大綱、師資隊伍、電子教案、視頻教學(xué)、實驗教學(xué)、綜合練習(xí)、自主學(xué)習(xí)、在線答疑、參考資料等相關(guān)內(nèi)容的頁面。

1.綜合練習(xí)頁面

綜合練習(xí)頁面的設(shè)計目的是方便瀏覽網(wǎng)站的學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行課程的學(xué)習(xí)。綜合練習(xí)包括章節(jié)練習(xí)、在線測試和綜合試題3個部分，通過不同權(quán)限的設(shè)置讓學(xué)生進(jìn)行相關(guān)的訪問。其中，章節(jié)練習(xí)模塊包括各個章節(jié)的課后習(xí)題以及學(xué)習(xí)資料中精選出的習(xí)題等；在線測試模塊主要是精選了一些具有代表性的題目以及歷年高等院校的碩士研究生入學(xué)考試試題等，學(xué)生可通過在線測試自我檢測、查漏補(bǔ)缺；綜合試題包括北京林業(yè)大學(xué)信息管理與信息系統(tǒng)專業(yè)歷年“數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用”課程的期末考試模擬試題。

2.在線答疑頁面

網(wǎng)上答疑功能是利用BBS技術(shù)實現(xiàn)的，它是一個小型的論壇［4］。學(xué)生用戶可以進(jìn)行問題的提交和瀏覽其他的問題，學(xué)生提出的問題提交后待管理員經(jīng)過審核后才可顯示。教師用戶通過登錄，可以對學(xué)生的疑問進(jìn)行回復(fù)和指導(dǎo)。

3.其他頁面

數(shù)據(jù)庫精品課程教學(xué)網(wǎng)站除開設(shè)了上述網(wǎng)頁，還開設(shè)有電子教案、實驗教學(xué)、自主學(xué)習(xí)、視頻教學(xué)、教學(xué)大綱、師資隊伍、參考資料等頁面。電子教案頁面包括教案文檔、flash和PowerPoint課件；實驗教學(xué)頁面可以對上機(jī)實驗和課程設(shè)計內(nèi)容進(jìn)行瀏覽；自主學(xué)習(xí)頁面有數(shù)據(jù)庫的各種軟件操作、數(shù)據(jù)庫開發(fā)等課外學(xué)習(xí)資料；視頻教學(xué)頁面為學(xué)生提供上課的相關(guān)視頻；教學(xué)大綱、師資隊伍、參考資料等頁面提供了“數(shù)據(jù)庫原理與應(yīng)用”課程的教學(xué)大綱、相關(guān)參考資料和主講教師的信息等內(nèi)容。

三、數(shù)據(jù)庫精品課程教學(xué)網(wǎng)站的安全保障

數(shù)據(jù)庫精品課程教學(xué)網(wǎng)站面對的是基于Internet的公共網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，所以必須采用完善的手段來確保網(wǎng)站的安全性。網(wǎng)站是基于“asp.net+access”軟件開發(fā)的，在安全性方面主要利用session對象進(jìn)行注冊驗證，以防止未經(jīng)注冊的用戶繞過注冊界面直接進(jìn)入。session對象最大的優(yōu)點(diǎn)是可以把用戶的信息保留下來，讓后續(xù)的網(wǎng)頁讀取，同時還為用戶提供了安全退出功能［5］。

控制技術(shù)對用戶實現(xiàn)文件權(quán)限限制，限制不同角色的用戶對一個文件執(zhí)行不同的操作，從而實現(xiàn)對文件完整性、可靠性等方面的保護(hù)［6］。用戶要訪問網(wǎng)站中的資源，必須要具有相應(yīng)的訪問權(quán)限才能實現(xiàn)，而用戶的訪問權(quán)限是由用戶當(dāng)前的角色所定義的，用戶想要獲得相應(yīng)的訪問權(quán)限必須要從管理員處分配獲得相應(yīng)的角色。權(quán)限控制是基于角色的，當(dāng)一個用戶訪問網(wǎng)站資源時，首先應(yīng)該判斷該頁面的訪問權(quán)限，然后再根據(jù)用戶的權(quán)限決定是否允許訪問。數(shù)據(jù)庫精品課程教學(xué)網(wǎng)站有3種角色：學(xué)生、教師和管理員。這3種角色分別對應(yīng)相應(yīng)的目錄，用戶根據(jù)相應(yīng)的權(quán)限進(jìn)行訪問。

此外，通過IIS服務(wù)器對網(wǎng)站進(jìn)行安全性配置，設(shè)置了網(wǎng)站的虛擬目錄。通過虛擬目錄可以將網(wǎng)站文件夾的實際路徑與虛擬目錄的路徑設(shè)置成不同的路徑，這樣當(dāng)通過瀏覽器打開網(wǎng)頁時，顯示的目錄地址就不是真實的目錄地址，目的是增加網(wǎng)站的安全性。

四、數(shù)據(jù)庫精品課程教學(xué)網(wǎng)站的運(yùn)行實踐

數(shù)據(jù)庫精品課程教學(xué)網(wǎng)站采用B／S 的體系結(jié)構(gòu)，是通過ASP.NET 技術(shù)開發(fā)的。服務(wù)器采用Windows server 2003，Web服務(wù)器采用IIS6.0，數(shù)據(jù)庫服務(wù)器采用Microsoft Access 2000，客戶端采用IE6.0以上的瀏覽器。

數(shù)據(jù)庫精品課程教學(xué)網(wǎng)站發(fā)布在北京林業(yè)大學(xué)林業(yè)信息化研究所服務(wù)器上，網(wǎng)站試運(yùn)行情況良好，其運(yùn)行的界面首頁見圖3所示。

圖3 數(shù)據(jù)庫精品課程教學(xué)網(wǎng)站的首頁

總之，控制技術(shù)對用戶實現(xiàn)文件權(quán)限限制，限制不同角色的用戶對一個文件執(zhí)行不同的操作。數(shù)據(jù)庫精品課程教學(xué)網(wǎng)站具有良好的可維護(hù)性和可擴(kuò)充性，是一個通用性的教學(xué)網(wǎng)站。若學(xué)習(xí)內(nèi)容有所調(diào)整，教師只需通過后臺管理系統(tǒng)即可對除logo以外的所有內(nèi)容進(jìn)行調(diào)整。系統(tǒng)可以直接選擇word文件進(jìn)行上傳，同時系統(tǒng)會自動將word文件轉(zhuǎn)換為html文檔，方便用戶通過網(wǎng)站瀏覽。但是，在word轉(zhuǎn)換為html文檔的過程中，偶爾會出現(xiàn)格式不一致、不夠美觀的情況，這是由于編碼格式轉(zhuǎn)換的兼容性問題所造成的，是今后需要改進(jìn)完善的問題。

另外，在設(shè)計上，數(shù)據(jù)庫精品課程教學(xué)網(wǎng)站充分考慮了學(xué)生的需求，不僅有良好的用戶界面，圖文并茂、知識豐富，還適合不同學(xué)習(xí)程度的用戶使用，滿足學(xué)生課前預(yù)習(xí)、課后復(fù)習(xí)的要求。

［1］陳以海.高校精品課程網(wǎng)站建設(shè)探索［J］.中國教育信息化，2008（1）：52-54.

［2］謝建華，李耀麟.基于.NET 構(gòu)架的教學(xué)網(wǎng)站平臺開發(fā)與實踐［J］.計算機(jī)教育，2008（22）：80-82.

［3］段江，稍定紅.數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)精品課程教學(xué)網(wǎng)站建設(shè)與實現(xiàn)［J］.現(xiàn)代計算機(jī)，2009（6）：166-168.

［4］劉麗，蘇亮.微機(jī)原理及接口技術(shù)課程教學(xué)網(wǎng)站開發(fā)［J］.電氣電子教學(xué)學(xué)報，2009，31（9）：60-62.

［5］王蕓，陳曉前.Asp+access網(wǎng)站安全問題及防范［J］.軟件導(dǎo)刊，2010，9（8）：165-166.

［6］鐘華.院系教學(xué)過程管理信息平臺系統(tǒng)安全方案研究［D］.成都：電子科技大學(xué)，2009：33-36.