音樂遠(yuǎn)程教育學(xué)習(xí)系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

錢甜

(西安航空職業(yè)技術(shù)學(xué)院，西安 710089)

0 引言

計算機已經(jīng)成為現(xiàn)代社會發(fā)展的載體，在信息存儲、呈現(xiàn)以及計算方面都呈現(xiàn)出很大優(yōu)勢，為了順應(yīng)我國教育改革與素質(zhì)教育的時代潮流，一定要打破傳統(tǒng)的單一教學(xué)模式，發(fā)揮教師主要作用與以學(xué)生為主體的教學(xué)模式的探討與研究，使得教育思想、觀念、模式等都發(fā)生巨大變化。隨著計算機網(wǎng)絡(luò)的發(fā)展與普及，遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)教學(xué)以教學(xué)資源豐富、教學(xué)方法多樣化、教學(xué)形式靈活、教學(xué)效率高、學(xué)習(xí)過程獨特等優(yōu)勢，越來越受到教育者的重視，作為傳統(tǒng)教學(xué)模式的擴展與補充，遠(yuǎn)程網(wǎng)絡(luò)教學(xué)必然會成為未來教育的主要發(fā)展趨勢。

1 音樂遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計原則

(1) 開放性原則：系統(tǒng)要支持學(xué)生通過各種網(wǎng)絡(luò)在線獲得有效的學(xué)習(xí)。教師可以通過系統(tǒng)進行在線管理學(xué)習(xí)資料以及作業(yè)。

(2) 簡便性原則：對用戶界面設(shè)計需要簡化，易于熟悉及使用。對數(shù)據(jù)訪問技術(shù)進行優(yōu)化，用戶在對所需信息進行訪問時，可以通過優(yōu)化技術(shù)將訪問量降至最低。系統(tǒng)對相關(guān)數(shù)據(jù)資料的提取不能過于復(fù)雜，降低服務(wù)器負(fù)荷。

(3) 交互性原則：系統(tǒng)要能夠提供豐富的內(nèi)容交互，學(xué)生可以通過該系統(tǒng)對學(xué)習(xí)資料進行閱讀，而且可以在線視聽有關(guān)音樂，教師可以在線批閱學(xué)生作業(yè)，及時的向?qū)W生反饋有關(guān)結(jié)果。

2 系統(tǒng)功能需求分析

該音樂遠(yuǎn)程教育系統(tǒng)功能分析，如圖1所示。

功能類別子功能用戶管理音樂基礎(chǔ)理論知識學(xué)習(xí)音樂常識學(xué)習(xí)音樂鑒賞作業(yè)管理用戶登錄用戶管理密碼設(shè)置音樂基礎(chǔ)理論知識數(shù)據(jù)音樂常識數(shù)據(jù)音樂鑒賞視音頻數(shù)據(jù)作業(yè)信息密碼加密用戶角色分配增加用戶刪除用戶增加角色刪除角色修改角色權(quán)限修改密碼數(shù)據(jù)查詢數(shù)據(jù)調(diào)閱數(shù)據(jù)查詢數(shù)據(jù)調(diào)閱數(shù)據(jù)查詢視聽維護作業(yè)信息

圖1 系統(tǒng)功能分析

通過音樂教學(xué)詳細(xì)調(diào)查所得到的材料，對教學(xué)組織的管理狀況進行分析處理，主要從音樂課在線教學(xué)全過程的角度進行分析，了解教學(xué)處理過程是否通暢，教與學(xué)在線數(shù)據(jù)是否完整，網(wǎng)上教學(xué)是否實現(xiàn)數(shù)據(jù)交互，處理過程與管理功能之間是否緊密聯(lián)系等。

3 音樂遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng)模型設(shè)計

3.1 系統(tǒng)功能模型

音樂遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng)的功能模型主要是根據(jù)用戶的具體需求所設(shè)計出來的能夠反映系統(tǒng)的模型。通過問卷、調(diào)查等多種形式將用戶的需求轉(zhuǎn)換為正式的文檔，該系統(tǒng)中，教師總體功能模塊，如圖2所示。

圖2 教師功能模塊

學(xué)員總體功能模塊設(shè)計，如圖3所示。

圖3 學(xué)員功能模塊

3.2 音樂遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng)行為模型設(shè)計

音樂遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng)主要由老師和學(xué)生兩部分構(gòu)成，老師和學(xué)生在系統(tǒng)中產(chǎn)生的行為都要遵循：登錄—發(fā)出命令—顯示操作結(jié)果—退出系統(tǒng)4個步驟，教師與學(xué)生操作系統(tǒng)，如圖4所示。

當(dāng)用戶登錄到系統(tǒng)之后，系統(tǒng)會對登陸信息進行審核。如果信息正確，用戶會進入到已登錄界面；如果信息錯誤，會返回到登錄界面；如果多次登錄失敗，系統(tǒng)會將賬戶進行鎖定。

4 音樂遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng)構(gòu)架設(shè)計

4.1 系統(tǒng)構(gòu)架設(shè)計

本文所設(shè)計的音樂遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng)屬于B/S構(gòu)架，與傳統(tǒng)的模式相比，簡化了系統(tǒng)的開發(fā)、維護以及使用，只要在客戶端安裝一個瀏覽器，在瀏覽器的地址欄輸入系統(tǒng)的網(wǎng)址，便可以使用該系統(tǒng)，網(wǎng)絡(luò)運行的架構(gòu)圖，如圖5所示。

圖5 網(wǎng)絡(luò)運行構(gòu)架圖

在該構(gòu)架設(shè)計中，使用一個Web服務(wù)器和一個數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，主要是考慮到系統(tǒng)的擴展性以及多個用戶訪問系統(tǒng)時對服務(wù)器產(chǎn)生巨大壓力，讓其各自承擔(dān)不同的任務(wù)。

(1) Web Server，Web Server屬于遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng)的核心服務(wù)器，主要對用戶所發(fā)來的請求進行處理，根據(jù)請求來訪問DB Server，從而與數(shù)據(jù)庫進行數(shù)據(jù)交換，教學(xué)系統(tǒng)的所有業(yè)務(wù)往來都由它來完成，可以使用戶得到更快的相應(yīng)速度，并且將數(shù)據(jù)庫操作有關(guān)的任務(wù)分給DB Server。

(2) 數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，主要將數(shù)據(jù)管理和處理工作從核心服務(wù)器中分離出來，進一步提高教學(xué)系統(tǒng)的性能，便于系統(tǒng)擴展。

4.2 系統(tǒng)構(gòu)架分析

音樂遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng)采用MVC模式進行設(shè)計，主要由表示層、業(yè)務(wù)層、DAO層3個層次構(gòu)成，如圖6所示。

圖6 系統(tǒng)構(gòu)架

(1) Struts主要用于表示層。負(fù)責(zé)對用戶的所有請求進行收集，根據(jù)不同的請求來做出相應(yīng)的處理與交互，通過配置來決定業(yè)務(wù)處理后的轉(zhuǎn)向，核心配置文件是Struts.xml，當(dāng)Struts接收到用戶請求并且做出相應(yīng)的處理之后會根據(jù)文件中的配置來對頁面進行更新。

(2) Spring業(yè)務(wù)層處理。在圖6中，登錄管理、學(xué)員管理、課程管理、考核管理、新聞管理、問答管理實際上是Struts被整合到Spring中的業(yè)務(wù)邏輯控制器Action的子類，這些子類中有相應(yīng)DAO類的對象用來操作數(shù)據(jù)表，里面編寫有對應(yīng)的set方法，所以，Spring管理了系統(tǒng)類的生成，當(dāng)需要那個類時，只要在applicationContext.xml中配置好便可，這樣一來，程序之間的功能代碼耦合是很小的，比較容易調(diào)試與維護。

(3) Hibernate數(shù)據(jù)庫處理層，在該層中，數(shù)據(jù)庫中所有表都要通過與之對應(yīng)的文件與JavaBean關(guān)聯(lián)起來，JavaBean中的每個屬性都會對應(yīng)數(shù)據(jù)表中的一個字段，通過對JavaBean的操作來實現(xiàn)相應(yīng)的數(shù)據(jù)表操作。

4.3 系統(tǒng)構(gòu)架的整體運行流程

在系統(tǒng)構(gòu)架流程中，表示層運用JSP來編寫，主要將頁面展示給用戶，實現(xiàn)與用戶之間的交互，當(dāng)用戶發(fā)出請求時，會通過JSP頁面發(fā)出，然后Struts按照文件中的配置，將接收到的請求轉(zhuǎn)到相對應(yīng)的類進行處理，在業(yè)務(wù)層中，Spring主要負(fù)責(zé)向action提供業(yè)務(wù)模型組件，并且提供統(tǒng)一的事物處理、在數(shù)據(jù)庫持久層，Hibernate通過hbm.xml文件將數(shù)據(jù)庫與JavaBean之間做自動映射，使得程序員可以通過操縱JavaBean來對數(shù)據(jù)庫進行操作，并且將最終的結(jié)果反饋給業(yè)務(wù)層，當(dāng)業(yè)務(wù)層智力之后反饋給控制層，最后通過JSP接收響應(yīng)。具體流程，如圖7所示。

圖7 系統(tǒng)運行流程

5 音樂遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng)測試

5.1 測試方法

5.1.1 模塊測試：該遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng)采用模塊測試，使用黑盒測試法，輸入預(yù)設(shè)值對音樂教學(xué)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)查詢以及編輯修改模塊進行輸入與輸出測試驗證，模塊測試的部分例子，如表1所示。

表1 模塊測試部分例子

5.1.2 組裝模塊測試：組裝模塊測試共20例，比較所測模塊的輸入?yún)?shù)與模塊的形式參數(shù)在屬性、個性以及順序上是否匹配；調(diào)用標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)的參數(shù)在個數(shù)、屬性、順序上是否正確。對路徑測試采用白盒測試法，部分例子，如表2所示。

5.1.3 系統(tǒng)壓力測試：在組裝模塊具體測試與系統(tǒng)功能具體測試過程中72名老師與3 200名學(xué)生在兩天內(nèi)分8各時間段同時登陸使用該系統(tǒng)，對各項功能進行在線測試，模擬網(wǎng)絡(luò)高峰流量值時的系統(tǒng)運行情況。系統(tǒng)運行高峰時同時有400個以上終端并行在線工作。

5.1.4 容錯處理測試：該部分測試主要在模塊測試中進行，對整個系統(tǒng)的容錯測試預(yù)設(shè)了20例各類錯誤值輸入整個系統(tǒng)。

表2 組裝模塊部分例子

5.2 測試結(jié)果分析

1)70例測試中有63例輸出正常，一例空值以及兩例非正常數(shù)據(jù)格式值輸入時發(fā)生異常，無法正常輸出。對程序進行重新檢查，確認(rèn)是空值引起模塊內(nèi)的程序無法處理空值，非正常數(shù)據(jù)格式引起模塊內(nèi)的錯誤中止。針對這兩個問題，需要增加程序條件處理空值，增強錯誤處理程序段的辦法加以解決。

2)測試參數(shù)結(jié)果：通過20例的測試表明所測模塊的輸入?yún)?shù)與模塊的形式參數(shù)在屬性、個數(shù)、順序上匹配，調(diào)用標(biāo)準(zhǔn)函數(shù)的參數(shù)在屬性、個數(shù)、順序上正確。

3)系統(tǒng)壓力測試結(jié)果：在將使用人數(shù)提高到一定數(shù)量之后，系統(tǒng)仍然可以正常工作，證明服務(wù)器可以同時支持400個終端工作，滿足學(xué)生公共音樂課的多人數(shù)使用。

4)容錯處理測試結(jié)果：在20例測試中17例系統(tǒng)正常處理，3例系統(tǒng)處理出現(xiàn)異常，針對這種現(xiàn)象，對程序代碼進行分析，發(fā)現(xiàn)程序?qū)Ξ惓Ｌ幚聿糠值牟煌瑮l件覆蓋不完整，于是增強了異常處理程序段的容錯處理功能。

通過對遠(yuǎn)程音樂系統(tǒng)的高效測試，保障了音樂基礎(chǔ)理論知識學(xué)習(xí)模塊、音樂常識學(xué)習(xí)模塊、音樂鑒賞模塊以及用戶管理模塊等功能的實現(xiàn)，確保該程序在實際運用中穩(wěn)定運行。

6 總結(jié)

本文所設(shè)計的音樂遠(yuǎn)程教學(xué)系統(tǒng)改變了傳統(tǒng)的音樂課單一教學(xué)模式，為學(xué)習(xí)者提供豐富多彩的圖文、音像并茂的交互式教學(xué)界面，有效的激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，不僅能通過該系統(tǒng)來聽教師講音樂，而且可以動手找音樂、聽音樂，通過多種感官的刺激來對音樂知識進行獲取，提高學(xué)生對音樂知識學(xué)習(xí)的渴望，讓學(xué)生能夠主動體驗音樂、欣賞音樂、創(chuàng)作音樂，為體驗式、探索式、創(chuàng)作式的音樂學(xué)習(xí)創(chuàng)造條件。以學(xué)生

發(fā)展為中心，教師扮演引導(dǎo)者角色，幫助學(xué)生開展音樂理論學(xué)習(xí)、音樂研究，最大限度的發(fā)揮學(xué)生學(xué)習(xí)音樂的積極性與主動性。在實踐教學(xué)中具有很大的應(yīng)用價值。