基于B/S模式的大學(xué)課程教學(xué)輔助平臺的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

夏芙蓉

摘 要 在信息化條件下創(chuàng)新教學(xué)模式已成為教學(xué)改革研究的重點(diǎn)。而JavaEE技術(shù)及其眾多應(yīng)用框架層出不窮，為我們實(shí)現(xiàn)一個(gè)方便高效、簡單易用、便于開發(fā)和維護(hù)的基于B/S模式（Browser/Server，瀏覽器/服務(wù)器模式）的大學(xué)課程教學(xué)輔助平臺提供了技術(shù)上的可行性。該平為教師提供作業(yè)自動批改、試題創(chuàng)建與維護(hù)、試卷在線生成、學(xué)生疑惑在線解答等一系列方便的功能。同時(shí)也為學(xué)生提供在線課程學(xué)習(xí)、在線作業(yè)書寫、在線提問、錯題回顧等一系列功能。

關(guān)鍵詞 教學(xué)輔助平臺 JavaEE技術(shù) B/S模式 在線題庫

中圖分類號：TP311文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

0引言

大學(xué)教育具有一定的專業(yè)性和針對性。而課程是大學(xué)教育的載體。

在傳統(tǒng)的大學(xué)教育中，教師的教學(xué)負(fù)擔(dān)重，而學(xué)生的學(xué)習(xí)主動性也不高。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)飛速發(fā)展，各種圖形化技術(shù)、存儲技術(shù)、人機(jī)交互技術(shù)為教育改革提供了充分的可能性。

本文分析傳統(tǒng)教學(xué)模式的弊端，并結(jié)合現(xiàn)有的技術(shù)條件，尋找解決辦法：基于JavaEE技術(shù)，使用SSH框架，開發(fā)一個(gè)面向大學(xué)課程的教學(xué)輔助平臺。該平臺由課程資源子系統(tǒng)、題庫資源子系統(tǒng)、過程考核子系統(tǒng)、師生交流互動子系統(tǒng)組成。為教師提供在線批改作業(yè)、題庫維護(hù)、在線答疑、課程資源管理、學(xué)生考核管理等功能，為教師的教學(xué)提供幫助。也為學(xué)生提供了在線做作業(yè)、在線學(xué)習(xí)、學(xué)習(xí)歷程回顧等功能。

1需求分析

系統(tǒng)軟件最終是否成功，很大程度上都依賴于軟件的需求分析是否合理完善。如軟件應(yīng)具有哪些功能、軟件系統(tǒng)自身的性能、后期的維護(hù)和擴(kuò)展上有怎樣的要求等。

結(jié)合大學(xué)課程的實(shí)際情況及軟件系統(tǒng)的功能建模，大學(xué)課程教學(xué)輔助平臺應(yīng)該具有以下功能：（1）個(gè)人信息管理;（2）課程信息資源管理;（3）題庫管理;（4）作業(yè)發(fā)布與批改;（5）實(shí)驗(yàn)發(fā)布與批改;（6）師生反饋與交流;（7）在線測試管理;（8）課程公告信息管理;（9）系統(tǒng)權(quán)限管理;（10）用戶管理;（11）平時(shí)成績分析。

同時(shí)，作為一個(gè)完善的軟件系統(tǒng)平臺，該輔助平臺應(yīng)該具有以下特點(diǎn)：（1）面向大學(xué)課程設(shè)計(jì)，有針對性;（2）符合教師教學(xué)習(xí)慣，有高效性;（3）滿足學(xué)生學(xué)習(xí)需求，有專業(yè)性;（4）適合教師和學(xué)生，以及管理員各種用戶角色使用，功能完善;（5）系統(tǒng)中產(chǎn)生的數(shù)據(jù)的保存具有安全穩(wěn)定性;（6）人機(jī)交互界面要直觀大方，簡單易用;（7）使用模式采用B/S模式，方便用戶使用。

2系統(tǒng)設(shè)計(jì)

系統(tǒng)設(shè)計(jì)的目的就是將目標(biāo)系統(tǒng)從整體上進(jìn)行分析，設(shè)計(jì)總體的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和不同功能模塊，以及模塊之間的相互關(guān)系，還有不同邏輯層的接口之間相互調(diào)用的關(guān)系，最后還需要對數(shù)據(jù)庫進(jìn)行設(shè)計(jì)。最終實(shí)現(xiàn)一個(gè)邏輯清晰、高效易用、便于開發(fā)、易于維護(hù)的軟件系統(tǒng)。本系統(tǒng)平臺的系統(tǒng)體系架構(gòu)圖如圖1所示，自底向上分為數(shù)據(jù)層、業(yè)務(wù)邏輯層、控制層、用戶界面層。

2.1 MVC設(shè)計(jì)模式

MVC（Model/View/Controller）設(shè)計(jì)模式即模型-視圖-控制器設(shè)計(jì)模式，是一種廣泛應(yīng)用于軟件設(shè)計(jì)中的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模式。這種模式將數(shù)據(jù)、業(yè)務(wù)邏輯和視圖表示嚴(yán)格地分開，使得系統(tǒng)結(jié)構(gòu)模塊化，便于開發(fā)和維護(hù)，有較強(qiáng)的擴(kuò)展性。

2.2數(shù)據(jù)層

數(shù)據(jù)層是軟件系統(tǒng)中最底層，數(shù)據(jù)層為上層提供基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，上層有了數(shù)據(jù)才能進(jìn)一步分析和處理。數(shù)據(jù)層主要由數(shù)據(jù)庫和數(shù)據(jù)層訪問接口構(gòu)成。數(shù)據(jù)庫保存著系統(tǒng)中各種可能的對象，以及對象之間的關(guān)系。

而數(shù)據(jù)層訪問接口對外提供一系列能獲取數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的功能。數(shù)據(jù)庫接口的設(shè)計(jì)需要滿足調(diào)用簡單、參數(shù)設(shè)置合理、目的明確等要求。

2.3業(yè)務(wù)邏輯層

業(yè)務(wù)邏輯層的作用是接受上一層傳遞過來的請求，然后調(diào)用數(shù)據(jù)層中的數(shù)據(jù)應(yīng)用一定的業(yè)務(wù)邏輯規(guī)則進(jìn)行處理，將處理后的結(jié)果返回到上一層的調(diào)用者。

業(yè)務(wù)邏輯層中封裝了系統(tǒng)中各個(gè)業(yè)務(wù)的邏輯功能，各個(gè)功能需要有效的封裝和組合，相互之間不能有功能重合和功能缺失。在各個(gè)功能的配合下，通過數(shù)據(jù)訪問層獲取數(shù)據(jù)，然后使用數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，得到想要的目標(biāo)結(jié)果。

2.4控制層

控制層的作用就是接受用戶層傳遞過來的用戶請求，然后將請求按照約定的規(guī)則和不同目標(biāo)進(jìn)行請求分發(fā)，將不同的請求下發(fā)到下面業(yè)務(wù)邏輯層，調(diào)用業(yè)務(wù)邏輯層中封裝的業(yè)務(wù)功能，然后收到業(yè)務(wù)邏輯層的返回結(jié)果。收到結(jié)果之后就返回到用戶表示層，選擇更新和渲染視圖。

在B/S模式中，控制層主要通過URL來識別不同的請求，通過URL的構(gòu)造來解析請求中攜帶的請求參數(shù)和目標(biāo)，決定應(yīng)該分發(fā)到何處，調(diào)用什么樣的方法，最后根據(jù)結(jié)果更新什么樣的視圖。

2.5用戶層

用戶層也叫用戶表示層或者M(jìn)VC模式中的視圖層，用戶層的作用就是軟件系統(tǒng)與用戶之間的溝通橋梁。

用戶層中封裝了各式各樣的文字、圖像、表單等組件，使用戶能方便地通過客戶端來完成系統(tǒng)操作。在B/S模式中，客戶端就是瀏覽器，用戶層中的組件都是使用HTML標(biāo)簽進(jìn)行實(shí)現(xiàn)的。

3功能設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)平臺的功能詳細(xì)設(shè)計(jì)如圖2所示。

大學(xué)課程教學(xué)輔助平臺主要分為以下幾個(gè)子系統(tǒng)：（1）課程管理子系統(tǒng);（2）題庫管理子系統(tǒng);（3）作業(yè)管理子系統(tǒng);（4）實(shí)驗(yàn)管理子系統(tǒng);（5）在線交流子系統(tǒng);（6）其他功能。

將大型系統(tǒng)拆分為若干個(gè)子系統(tǒng)有助于理清邏輯結(jié)構(gòu)，每個(gè)子系統(tǒng)有自己的功能模塊，系統(tǒng)向外提供的功能就顯得井井有條。功能之間不會重復(fù)，用戶能清晰明確在系統(tǒng)軟件中通過有序的功能結(jié)構(gòu)劃分實(shí)現(xiàn)自己想要的操作。

3.1課程管理子系統(tǒng)

課程管理子系統(tǒng)的主要功能是對一門課程進(jìn)行全方位管理，如課程創(chuàng)建功能，需要錄入課程的基本信息，比如課程名，授課教師，課程的開課學(xué)期，課程的選課人數(shù)上限等等。創(chuàng)建之后，擁有該課程的教師還可以修改課程中設(shè)置錯誤的信息。教師還可以發(fā)布課程公告，在公告中通知選擇了該課程的所有學(xué)生一些事項(xiàng)，比如課程作業(yè)，課程變更等。

3.2題庫管理子系統(tǒng)

題庫管理子系統(tǒng)的主要功能是維護(hù)一門課程的題庫，教師可以將試題輸入到題庫中，為以后的作業(yè)和考試的試題做準(zhǔn)備。題目的類型包括常見的單選、多選、判斷、問答等。教師也可以對題庫中的題目有誤的地方進(jìn)行修改。作業(yè)發(fā)布和試題生成功能可以調(diào)用題庫提供的接口，從題庫中按教師制定的規(guī)則抽取若干題目，來生成一套完整作業(yè)或試卷。

3.3作業(yè)管理子系統(tǒng)

作業(yè)管理子系統(tǒng)的主要功能是對課程中的作業(yè)的管理。教師可以從題庫中按照期望的規(guī)則生成一次作業(yè)。學(xué)生根據(jù)教師發(fā)布的作業(yè)，在網(wǎng)上進(jìn)行作答。除了主觀題，其他的客觀題如選擇題和判斷題都能在線自動批改，學(xué)生能立即得到反饋。

3.4實(shí)驗(yàn)管理子系統(tǒng)

許多課程都有實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)，學(xué)生需要對實(shí)驗(yàn)進(jìn)行記錄，并按照要求書寫實(shí)驗(yàn)報(bào)告，老師通過實(shí)驗(yàn)報(bào)告來判斷學(xué)生學(xué)習(xí)的情況，以及將實(shí)驗(yàn)報(bào)告作為期末成績考核的一部分。

因此實(shí)驗(yàn)管理系統(tǒng)就需要貼近需求，制定功能。比如教師發(fā)布實(shí)驗(yàn)報(bào)告要求和實(shí)驗(yàn)報(bào)告書寫模板，學(xué)生根據(jù)要求和報(bào)告模板來完成實(shí)驗(yàn)報(bào)告。學(xué)生提交報(bào)告之后，教師批改并給出分?jǐn)?shù)和評語。

3.5在線交流子系統(tǒng)

在線交流子系統(tǒng)為師生提供了一個(gè)溝通橋梁，學(xué)生可以在上面進(jìn)行留言，表達(dá)自己在學(xué)習(xí)上的困惑或者其他方面的疑問。教師或者其他同學(xué)看到留言之后，可以對留言進(jìn)行回復(fù)和解答。

3.6其他功能

除了上述核心子系統(tǒng)功能外，一個(gè)成熟的軟件系統(tǒng)還有一些必不可少的支撐性功能。比如平臺的用戶的登錄注冊功能，平臺用戶的權(quán)限管理，課程中一些基礎(chǔ)數(shù)據(jù)和資源的維護(hù)功能。雖然這些功能和大學(xué)課程沒有直接關(guān)聯(lián)，但對于系統(tǒng)平臺的穩(wěn)定性和可用性卻必不可少。

4系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

本章主要介紹了系統(tǒng)平臺的實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)。介紹了系統(tǒng)的技術(shù)框架的選擇和兩個(gè)最為核心的功能子系統(tǒng)。從技術(shù)實(shí)現(xiàn)方面來深入了解大學(xué)課程教學(xué)輔助平臺的技術(shù)架構(gòu)。

4.1技術(shù)選型

結(jié)合大學(xué)課程的特點(diǎn)、師生習(xí)慣，本文在充分調(diào)研之后，該平臺的實(shí)現(xiàn)將基于B/S模式。后臺基于Java語言，采用MVC設(shè)計(jì)模式以便進(jìn)行高效的開發(fā)和靈活的擴(kuò)展和維護(hù)，使用SSH（Spring/SpringMVC/Hibernate）框架實(shí)現(xiàn)快速開發(fā)迭代。前端基于HTML、CSS、JavaScript語言，并使用一些流行的前端框架實(shí)現(xiàn)用戶友好的交互界面。數(shù)據(jù)庫采用開源的MySQL數(shù)據(jù)庫保障數(shù)據(jù)的安全可靠。

4.2作業(yè)管理子系統(tǒng)

作業(yè)管理子系統(tǒng)由作業(yè)發(fā)布、作業(yè)作答、作業(yè)自動批改、作業(yè)手動批改、成績統(tǒng)計(jì)的功能部分組成。

4.3題庫管理子系統(tǒng)

題庫管理子系統(tǒng)由題庫由添加題目、修改題目、刪除題目功能部分組成。

5總結(jié)

本文從需求分析到系統(tǒng)設(shè)計(jì)，最后到系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)，詳細(xì)地描述了一個(gè)基于B/S模式的適用于大學(xué)的教學(xué)輔助系統(tǒng)軟件平臺，此平臺針對大學(xué)課程的特點(diǎn)，為教師和學(xué)生提供了一個(gè)界面友好、操作方面、簡單高效的教學(xué)輔助系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用流行的JavaEE語言，利用業(yè)界常用的SSH框架和優(yōu)秀的前端技術(shù)框架進(jìn)行開發(fā)，創(chuàng)新地將傳統(tǒng)教學(xué)和學(xué)習(xí)過程移植到網(wǎng)絡(luò)平臺之中，教師和學(xué)生因此僅使用瀏覽器就能隨時(shí)隨地進(jìn)行教學(xué)和學(xué)習(xí)。在線自動評改功能、作業(yè)自動生成發(fā)布功能等實(shí)用功能都極大地提高了教學(xué)和學(xué)習(xí)的效率。同時(shí)直觀的作業(yè)情況展示和記錄追蹤可以作為教學(xué)和學(xué)習(xí)的評價(jià)指標(biāo)。

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