基于校園網的教學支撐系統設計

摘要：隨著網絡的日益普及，教學手段也在不斷發生變化。網絡教學是現代教育不可缺少的一部分，其開放性和互動性是傳統教學無法比擬的?；谛@網的教學支撐系統，資源豐富，功能強大，貫穿整個教學過程。本文基于目前校園網教學發展的現狀和要求，結合開發實踐，對通用的校園網教學支撐系統進行簡單的介紹和分析。

關鍵詞：校園網；B/S模式；.NET；教學支撐系統

中圖分類號：TP311文獻標識碼：A文章編號：1009-3044(2008)15-20ppp-0c

The Design of the Teaching Support System Based on Campus Network

LIN Ping-rong

(South China Institute of Software Engineering，GZU，Guangzhou 510990，China)

Abstract:The technology of the education is changing， along with the popularization of the net. The web education is essential for the modern education. Its openness and interaction overwhelms the traditional education. Its plenty material and powerful characteristic exist the whole education process. According to the condition and requirement of the development of campus network， this article introduces the teaching support system and gives analyses with the practice.

Key words:Campus Network;B/S;.NET;Teaching Support System

1 引言

目前，各大高校都陸續建立了校園網絡，幾乎所有教室都配備了計算機與大屏幕投影設備，并具備聯網教學與實驗的條件。隨著高校的不斷擴大招生，教學總量隨擴招學生數量而增長，某些基礎課或選修課在一學期內同時上課的人數也越來越多，使教師的實驗課程、課后輔導答疑、作業批改、考試以及評閱考卷的工作量急劇增長。由此產生利用計算機網絡環境，進行輔助教學、答疑、考試以及評閱考卷的實際需求，在高校建立基于校園網絡的教學支撐系統已經勢在必行。下面將結合廣州大學華軟軟件學院的開發實踐，討論分析校園網教學支撐系統設計的一些思路。

2 教學支撐系統的各模塊功能劃分

一般的教學支撐系統主要有三種身份：系統管理員、教師、學生。

教學支撐系統以課程為核心，主要由兩大功能模塊系統組成：教學支持系統和教學管理系統。

1)教學支持系統

網上教學支持系統的功能包括課程的上網發布，教學過程中對教師教的支持和對學生學的支持，以及對教學活動的管理。具體功能如圖1。

其中自動測試系統可以在課堂上由老師隨機抽取題目讓學生進行測試，學生做完題目提交到系統，然后自動批改給出分數，讓老師隨時了解學生的知識掌握程度，有助于增強學習效果。系統可以創建的題型和能夠自動判題的題型有：多項選擇題、判斷題、匹配題。功能模型如圖2。

教學管理系統必須集成數據庫工具，實現在線自動課程管理。教學管理功能主要包括課程管理、學籍管理?？紤]到以后教學將與現在的教學系統融合在一起，教學管理系統應該與現有的學校教務管理系統有較好地兼容性，如雙方數據可以互相導入導出等。

3 教學支撐系統的開發實施

3.1 開發模式

傳統的教學支撐系統通常采用基于C/S（Client/Server—客戶端/服務器）模式，而C/S模式有以下不足地方：1)Client與Server直接連接，安全性相對比較低，非法用戶容易闖入中心數據庫，造成數據丟失；2)Client程序比較大，不利于維護工作；3)每個Client都要直接連接數據庫服務器，從而消耗大量的服務器資源；4)大量數據直接通過Client/Server傳送，容易造成網絡流量暴增，網絡阻塞。

B/S結構(Browser/Server—瀏覽器/服務器)是隨著Internet技術的興起，對C/S結構的一種變化或者改進的結構。在這種結構下，用戶界面完全通過WWW瀏覽器實現，一部分事務邏輯在前端實現，但是主要事務邏輯在服務器端實現，形成所謂3層(瀏覽層、應用層、服務器層)結構，是一種全新的軟件系統構造技術。B/S結構利用不斷成熟和普及的瀏覽器技術實現原來需要復雜專用軟件才能實現的強大功能，并節約了開發成本，是一種全新的軟件系統構造技術，這種結構更成為當今應用軟件的首選體系結構。鑒于以上幾點，再根據網絡和WEB技術的發展，我們采用B/S模式進行開發。

3.2 系統開發環境

教學支撐系統采用C#語言作為開發語言進行ASP.NET應用程序的開發，以Visual Studio.NET 2005為平臺，分別在學校服務器上安裝Windows 2000 Server + SQL Server 2000，在PC上安裝Windows Server 2003（安裝IIS6.0） + Visual Studio.NET 2005簡體中文版。

教學支撐系統一個建立在校園局域網之上并基于WEB的軟件平臺。這就決定了它并不依附于網絡的拓撲結構。因此，服務器端只需要安裝教學系統軟件并做好相應的IIS設計即可，而客戶端通過IE瀏覽器打開相應的網址就可以實現登陸。開發之前，需要對學校的老師做一個需求調查，并且需要老師的配合，最后進行專業設計。

3.3 數據庫開發設計

數據庫的設計是教學支撐系統的核心部分，這是因為大量的數據都存放在數據庫當中，如果數據庫設計的不合理會嚴重影響整套系統的正常運行。在開發平臺之前我們要先規劃好每個數據表，不但要使其關聯合理，而且每個數據表中的字段設計也要合理。

數據庫的訪問在功能層通過ADO.NET實現，數據層對底層數據的操作采用存儲過程，使用存儲過程好處：1)性能增加，因為數據庫可以優化過程使用的數據訪問計劃，并對其進行緩存以備將來重用，提高了執行速度；2)維護方便簡單，降低網絡流量。

下面是刪除一門課程存儲過程的框架結構：

CREATE proc my_del_course @coursenum varchar(7) as

declare @sqlstring nvarchar(1000)

declare @tablename varchar(100)

set @tablename = @coursenum+'_problem_1'

set @sqlstring = cast('drop table '+@tablename as nvarchar(1000))

exec sp_executesql @sqlstring

……

select 1

3.4 代碼設計要求

代碼，客觀實體或屬性的一種表示符號，在系統開發過程中，它是人與計算機的共同語言，采用代碼可以使數據表達標準化，簡化程序設計，節省存儲空間，提高系統的運行速度，并有利于系統內部的信息交換。如果系統開發過程中采用相同的代碼和數據結構設計系統，可實現各個模塊的數據交換，為教學系統順利開發和使用打下基礎。代碼設計遵循以下原則：

1)確定性。每一代碼代表惟一的實體和屬性；反過來，信息系統中，每一實體或屬性都用一個確定的代碼來表示。

2)標準化?？紤]教學系統與各個部門通訊和聯網的需要，盡可能用國際、國內、部門的標準代碼。

3)通用性。盡量采用原業務處理上已使用的且行之有效的代碼，方便使用。

4)擴展性?？紤]學校的發展和變化，當增加新的實體和屬性時，直接利用原代碼追加，保持原代碼體系不變。

5)識別性。代碼需方便管理人員使用，又應方便計算機識別、分類。

6)簡明性。在不影響代碼系統的容量和擴充性的前提下，代碼盡可能簡短、統一。

3.5 教學支撐系統測試

測試是保證軟件質量的重要手段，在軟件產品的生產流程中不可或缺。要想系統能夠取得預期的效果，必須得禁得起考驗，我們需要花大量的時間和經歷去尋找BUG和不切實際的地方，在系統使用過程中，要虛心接受教師和學生提出來的寶貴意見并加以改進，讓我們的系統能夠更好的發揮它的作用，為教師和學生提供服務。圖4為教學支撐系統的一個界面。

3.6 安全控制技術

采用四級安全機制，即操作系統級、Web服務器級、數據庫級和應用程序級，分別進行身份認證。在Web服務器級，不僅要為用戶設置登錄帳號密碼，以限制用戶查看、運行和操作ASP頁面的方式，還應對目錄有訪問控制，可限制特定人對特定目錄的訪問。如某特定學生只能訪問存放有自己作業的目錄。類似的功能軟件有authentix。其特點是功能強，各種接口提供帳號和口令。但是不能成批加入。如當添加一門新課程時，所有選這門課的學生都應該可以訪問該課程目錄，而authentix提供的方法只能是手工一個一個將學生加入。

解決方法是：可在SQL server中重建一個SQL procedure，用authentix在特定目錄下創建一個帳號/口令的文本文件驗證，也可自己寫一個類似于authentix的ISAPI Filter。提供成批加入帳號的方法。

4 結束語

該系統已經應用在實際的教學過程中，該系統使用簡單，功能設計合理，滿足日常的教學需求，不過由于時間，開發人員技術等其他因素，系統還有很多需要改進完善的地方。如果條件允許，還仍可對系統進行功能的擴充（比如多媒體集成功能，老師可在線進行課程設計，通過模板或開發向導進行課件制作，引入人工智能技術等等），總之教學支撐系統是一個龐大的系統工程，它涉及信息科學的多方面領域，本文只是在實踐的基礎上做了淺顯的分析，如何更好利用網絡資源，使教師教學效果更好，與學生之間交流更方便，這些問題還得進一步研究。

參考文獻：

[1]姜軍，陳益均.網絡教學支撐平臺的探索研究[J].中國教育導刊，2004.

[2]周元春，周欣.基于.NET技術的分布式小型網絡教學平臺的設計和實現[J].電腦知識與技術，2006.

[3]中國教育和科研計算機網網站http://www.edu.cn[EB/OL].