基于J2EE架構及MVC模式的在線開放課程系統(tǒng)的設計

吳國芳

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基于J2EE架構及MVC模式的在線開放課程系統(tǒng)的設計

吳國芳

紹興職業(yè)技術學院，浙江 紹興 312000

隨著科學技術的不斷進步和發(fā)展，網(wǎng)絡技術在現(xiàn)代生活中的地位也日漸重要。隨著我國教育制度的改變和教育理念的升級，網(wǎng)絡教學也正在不斷地升級與發(fā)展。主要介紹了基于J2EE架構及MVC模式的在線開放課程系統(tǒng)的分析、設計和實現(xiàn)并提出互聯(lián)網(wǎng)教學的相關問題與建議。

J2EE架構；MVC模式；課程系統(tǒng)

引言

隨著信息技術的進步，大多數(shù)個性化學習系統(tǒng)和學習資料已經(jīng)設計用于個人在線學習?；诰W(wǎng)絡的在線學習在教學和學習中發(fā)揮了重要作用，不僅在各級學校，而且在世界各地的各種成人教育機構中越來越受歡迎。因此，制作了大量不同科學領域的電子學習資料。但與此同時，學習者如何從大規(guī)模的電子學習選項數(shù)據(jù)集中有效地選擇合適的學習課件，這是令人困惑的。

為了提高學習者的自主學習能力，提高學習者在電子學習中的表現(xiàn)，已經(jīng)進行了大量的研究。這些研究的一個重要方面是提高學習材料的質(zhì)量。例如，在學習材料中應用豐富的多媒體元素會使學習更容易、更愉快。研究熱點的其他方面?zhèn)戎赜诟纳平虒W與學習之間的在線互動和指導。例如，大多數(shù)研究人員使用各種評估方法來確定和評估影響因素和電子學習效果。此外，人工智能和數(shù)據(jù)挖掘技術也提供了提高在線教育效率的新方法。

盡管人們越來越關注在線課程的質(zhì)量改進，但很少有工作討論如何幫助學習者從眾多的在線學習材料中選擇更合適的課程。隨著電子學習的發(fā)展，越來越多的教育者致力于開發(fā)在線課程。學習者可以獲得許多具有不同教學風格和相似主題策略的電子學習資料。顯然，并非每一個在線課程都適用于所有學習者。根據(jù)文獻，電子學習的效果應受到學習者特征的顯著影響，如學習風格、學習動機、學習行為類型和先驗知識。換句話說，如果選擇的電子學習課程的教學風格和策略與學習者的特征相匹配，那么學習者將提高他們的學習成績。

基于J2EE的在線學習中心可以借助internet技術進行，既可以保證師生在校園網(wǎng)內(nèi)使用，又能夠支持師生在外網(wǎng)訪問使用，這樣拓展了教學的靈活性。相對目前的形勢來說，建設基于J2EE的在線學習中心具有幾個方面的意義。

（1）從學生角度出發(fā)

學生通過在校園網(wǎng)或互聯(lián)網(wǎng)上訪問該系統(tǒng)，可以在線學習所學的課程，包括PPT、課后作業(yè)等，同時也能夠按照教師的建議或各自的計劃對所學知識進行自我測驗。在學習的同時，學生還能查閱課程的教學大綱和教學計劃，便于學生自己做好預習和準備工作。學生遇到疑難問題時，可以通過在線交流互動平臺，跟老師或者其他同學進行交流，以便解決疑難問題。

（2）從教師角度出發(fā)

第一，教師可以通過在線學習中心提供的相關功能對學生的學習情況進行動態(tài)管理，并依據(jù)學生的學習情況對每一位學生平時學習情況進行客觀的綜合評價。第二，教師能夠在線批閱學生提交的作業(yè)，把學生作業(yè)的情況及時反饋給學生，幫助學生更好地學習。第三，通過在線交流互動平臺，教師可以及時發(fā)現(xiàn)學生的不足，為下一次課堂教學做好準備工作，保證學生能夠更全面的掌握課程內(nèi)容。第四，在線考試模塊能夠減輕教師的工作負擔，提高教師的工作效率，提升考試質(zhì)量，從而使考試趨于公正、客觀，進一步激發(fā)學生的學習興趣。

1 總體模型架構

1.1 基于J2EE架構及MVC模式的在線開放課程系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境

在網(wǎng)絡環(huán)境下構建在線課程教學系統(tǒng)，首先構建網(wǎng)絡體系結構模型，在物聯(lián)網(wǎng)和嵌入式開發(fā)環(huán)境下進行系統(tǒng)設計，對教學系統(tǒng)的頂層設計進行全局性描述。在物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下，網(wǎng)絡在線課程教學系統(tǒng)分為三層體系結構，分別為感知控制層、網(wǎng)絡傳輸層及應用服務層。其中，感知控制層是通過傳感器設備、無線射頻識別和多媒體感知技術進行教學資源信息采集，采用無線自組網(wǎng)技術和協(xié)同信息處理技術進行網(wǎng)絡控制，構建在線網(wǎng)絡控制的中間件，通過低速和中高速的網(wǎng)絡傳輸技術構建物聯(lián)網(wǎng)體系結構，為開放的服務訪問接口與網(wǎng)絡控制接口提供信息管理。在網(wǎng)絡傳輸層，建立異構網(wǎng)、移動通信網(wǎng)以及校園網(wǎng)絡，通過網(wǎng)絡支撐層實現(xiàn)網(wǎng)絡數(shù)據(jù)傳輸，實現(xiàn)高能效、精準、可靠的在線課程教學資源傳輸和控制。

1.2 系統(tǒng)功能模塊構建

在線課程教學系統(tǒng)由網(wǎng)絡通信模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、總線傳輸模塊及應用程序加載模塊等構成。其中，數(shù)據(jù)采集模塊是進行原始的教學資源信息感知，通過海量數(shù)據(jù)信息采集技術上傳在線課程教學資源。教學范圍分為若干單元，在教學資源上傳和下載過程中根據(jù)單元分布和節(jié)點的重要程度和位置，把節(jié)點分為骨干節(jié)點、一般節(jié)點和接口節(jié)點，采用無線射頻技術提高網(wǎng)絡教學的實時性和資源互通性。

網(wǎng)絡通信模塊是實現(xiàn)網(wǎng)絡信息傳輸和在線通信功能。網(wǎng)絡通信采用的是4G通信和互聯(lián)網(wǎng)通信技術，通過internet將分布在各個教學目標區(qū)域的信息串聯(lián)起來，建立通信設備和控制設備等基礎設施。利用Open?Stack云計算平臺建立信息傳感網(wǎng)，采用Web技術進行在線課程教學系統(tǒng)的網(wǎng)絡組網(wǎng)設計，實現(xiàn)在線課程教學資源信息的對象存儲、數(shù)據(jù)挖掘、資源信息服務以及遠程調(diào)用和教學質(zhì)量反饋等。

在接口訪問的服務能力層（Service Capacity Layer，SCL）架構下，教學系統(tǒng)主要由信息采集單元、教學資源信息存儲數(shù)據(jù)庫、組織架構和網(wǎng)絡應用服務器單元組成，通過異構、層次化結構的網(wǎng)絡體系構架和接口訪問控制，實現(xiàn)QoS管理和網(wǎng)絡傳輸?shù)陌踩u估。利用物聯(lián)網(wǎng)構建網(wǎng)絡適配層中間件技術，在線課程教學資源檢索單元利用WGIS瀏覽器進行信息傳輸和共享服務，在GPRS數(shù)據(jù)傳輸模塊層，通過云計算模塊的分布式計算，提高對遠程教學信息處理和加工能力。

1.3 在線課程教學的層次化設計

在VME總線構架體系下進行在線課程教學系統(tǒng)的模塊連接和功能控制，以Eclipse作為開發(fā)環(huán)境，構建在線課程教學的數(shù)據(jù)存儲層、用戶分析層及日志挖掘?qū)?。網(wǎng)絡環(huán)境下的在線課程教學系統(tǒng)層次化設計主要分為用戶子系統(tǒng)和后臺管理子系統(tǒng)。后臺管理子系統(tǒng)分為資源分類管理模塊、網(wǎng)絡控制模塊、用戶管理模塊和總線數(shù)據(jù)傳輸模塊，通過對來自外部數(shù)據(jù)源服務器上的用戶行為進行教學過程中的教學進度、教學內(nèi)容和教學對象測評，挖掘有用的教學資源信息。教學系統(tǒng)的后臺子系統(tǒng)與其他智能終端設備連接，根據(jù)用戶的服務需求、功能架構進行信息通信與交流。

網(wǎng)關與網(wǎng)絡域MID接口設計，根據(jù)信息運行的狀態(tài)，進行在線課程教學的資源數(shù)據(jù)加載和程序加載。在管理域子系統(tǒng)的架構中，在物聯(lián)網(wǎng)模式下實現(xiàn)在線課程教學的感知信息服務、感知信息管理、控制信息服務及控制信息管理，構建用戶交互組件，通過公共服務平臺在互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)下實現(xiàn)教學在線信息評估和資源共享，完成在線課程教學層次化設計。

2 互聯(lián)網(wǎng)教學存在的問題及展望

網(wǎng)絡教學平臺包括支持網(wǎng)絡教學的硬件設施和軟件系統(tǒng)。隨著計算機的發(fā)展和普及，網(wǎng)絡教學的基礎設施方面有了很大的改善，但是帶寬和傳輸質(zhì)量仍然是影響網(wǎng)絡教育的瓶頸。基于光纖技術的地面寬帶網(wǎng)（地網(wǎng)），雖然能解決帶寬的問題，但地面寬帶網(wǎng)高昂的成本令許多教學單位，尤其是欠發(fā)達地區(qū)的教育單位望而卻步，況且我國還有2/3的土地不適合鋪設光纖。如果不能做到覆蓋廣大地區(qū)，發(fā)展網(wǎng)絡教育就失去了意義，同時還存在網(wǎng)絡教學資源質(zhì)量不高、網(wǎng)絡教學手段不完善、網(wǎng)絡教學的質(zhì)量評價不力等問題。我們應加快網(wǎng)絡教學平臺建設及多媒體網(wǎng)絡課件的開發(fā)，加大力度投入建設精品課程，加快網(wǎng)絡遠程教育技術標準的實施，建立較完備的質(zhì)量監(jiān)控體系。

3 總結

本文簡要介紹了基于J2EE架構及MVC模式的在線開放課程系統(tǒng)的分析、設計和實現(xiàn)并提出互聯(lián)網(wǎng)教學的相關問題與建議，主要對當前MOOC平臺進行深入研究分析，找出其缺點與不足，通過基于J2EE架構和MVC模式，設計出魯棒性和互動性較好的在線課程系統(tǒng)。

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Design of Online Open Course System Based on J2EE Architecture and MVC Mode

Wu Guofang

Shaoxing Vocational and Technical College, Zhejiang Shaoxing 312000

With the continuous progress and development of science and technology, the position of network technology in modern life is becoming more and more important. With the change of China’s education system and the upgrading of educational philosophy, network teaching is constantly upgrading and developing. The paper mainly introduces the analysis, design and implementation of the online open course system based on J2EE architecture and MVC mode, and puts forward some related problems and suggestions on internet teaching.

J2EE architecture; MVC model; course system

TP311.5

A

基于J2EE架構及MVC模式的在線開放課程的建設與應用研究（全國教育信息技術研究課題，立項號：176140020）。