基于校園網的輔助教學平臺設計與實現

韓利凱，毛 艷

（西安文理學院 陜西 西安 710065）

隨著Internet與校園網的接軌，為教學提供了新的平臺，打破了以往學生僅以教科書作為知識來源單一渠道的局限，突破了時間、空間的限制。網絡課程的優勢在于學習的個性化，知識不是簡單的通過教師傳授得到的，而是學習者通過網絡，借助教師和學習伙伴的幫助，利用必要的學習資源，通過自主學習獲得[1-2]。目前，以網絡學習平臺為主要表現形態的教學資源的設計開發已經日益顯示出蓬勃發展的生機。

1 總體目標與系統的組成

1.1 總體目標

1）通過計算機技術、網絡技術以及各種軟件的開發，充分發揮各項技術的優勢及其相互間的最大兼容性，實現網絡教學內容、教學手段及方式方法的最優化組合。

2）建立信息管理模塊，促使管理信息化，為管理員提供及時、準確的開設課程信息，為教師提供詳細的學生信息。

3）在課程講授、實驗、習題、測試等各方面實現電子化與網絡化。

4）建立層次分明，結構合理，方便快捷，交互性好，智能性強，適于推廣的網絡技術支撐體系，達到網絡課程應具備的操作簡單、適應性強的目標。

5）建立權限管理系統，保證系統的安全性。

1.2 系統組成

系統由前臺管理子系統和后臺管理子系統兩部分組成，其功能結構如圖1所示。

圖1 功能結構Fig.1 Function structure

2 設計模型

系統采用SQL Server作為后臺數據庫，以標準MVC三層架構為開發模式[3]，其中Servlet擔當主要邏輯控制，通過接受JSP傳來的用戶請求，調用以及初始化JavaBean，再通過JSP傳到客戶端。本系統中SqlBean擔當主要的與數據庫的連接和通信，JavaBean主要擔當配合JSP以及Servlet來完成用戶的請求，而JSP主要擔當接收與響應客戶端，并將結果以頁面的形式返回客戶端瀏覽器。通過這種設計模型把應用邏輯、處理過程和顯示邏輯分成不同的組件來實現，使組件可以進行交互和重用，提高了開發效率[4]。數據庫服務器用來存儲系統用到的所有數據，數據可以由管理員通過數據庫管理程序錄入，管理員通過瀏覽器對數據進行查詢、增加、刪除、修改操作，對課程信息進行管理，以交互方式實現課程內容管理和信息發布。設計模型如圖2所示。

圖2 設計模型Fig.2 Design model

3 關鍵技術的實現

3.1 數據庫的統一管理

數據庫是信息管理系統的核心內容，在實現操作功能的過程中，首先就是連接數據庫，進行加載驅動，創建連接。如果在每一個處理操作時都先進行這些基本的操作，必將造成數據庫負擔過重，不便于管理和維護[5]。而且，一旦系統移植，數據庫參數改變，需要重新修改所有的連接代碼，重新編譯，本系統采用數據庫連接池進行數據庫的統一管理。數據庫連接池的基本思想就是為數據庫連接建立一個“緩沖池”，預先在緩沖池中放入一定數量的連接，當需要建立數據庫連接時，只需從“緩沖池”中取出一個，使用完畢之后再放回去。數據庫連接池的工作原理如圖3所示。

圖3 數據庫連接池的工作原理Fig.3 The working principle of the database connection pool

將連接池名稱、URL連接地址、數據庫的驅動、用戶名、密碼、最大連接數和日志文件封裝在一個類中，來統一管理數據庫的連接，同時在數據庫操作上進行了封裝，作為統一的接口組件。這樣，在數據庫移植或系統環境改變時，只需修改一個地方即可。客戶通過瀏覽器向服務器發送請求，當需要訪問數據庫時，都通過這個統一的接口組件來訪問，而且有良好的可讀性和可復用性。

3.2 在線學習系統

在線學習由教學資源、學生學習、教師授課等部分組成，如圖4所示。教學資源包含教材、CAI課件、實驗教學、教學錄相、習題練習與解答等，學生可以利用網絡方便快捷地閱讀教材，可根據自己的需要下載相應的課件進行自學，學生還可以通過這些資源掌握學習進度、重點及難點。習題類信息以章為單位向學生提供了練習題，其中除課件以外的所有信息都是以動態Web頁的形式向學生發布的。

圖4 在線學習網頁Fig.4 Online study homepage

3.3 在線答疑系統的實現

網上答疑系統為學生有實時和非實時兩種答疑方式[6]。實時答疑要求教師和學生都在線，他們可以以網上交談的方式提問與回答；而非實時答疑是當老師不在線時，學生可以登錄到相應教師的答疑板上，在答疑板上留下問題，教師隨時檢查自己的答疑板，如果有問題及時回答。

為存貯答疑信息，系統建立了兩個數據庫，一個數據庫用于網上交談，該數據庫只建立一個用于存貯網上交談信息的數據表；另一個數據庫用于答疑板，該數據庫中需要建立如下幾個表：學生用戶表、教師用戶表、答疑情況表等。學生用戶表記錄著可以使用本系統的合法學生信息，教師用戶表記錄著可以使用本系統的合法教師信息，答疑情況表記錄著每次答疑的情況，包括提問時間、問題內容、解答時間、解答內容等。

3.4 在線測驗系統

后臺將客觀性命題以試題庫的形式放在服務器上，學生在學習的過程中，可以在任何時候、任何地方利用該系統進行測試。測試時，首先顯示登錄頁面，考生在這個頁面輸入自己的信息。然后，系統從試題庫中提取試題形成試卷，并以web頁的方式發布給學生，學生利用瀏覽器答卷并提交試卷，如圖5所示。

圖5 在線測試網頁Fig.5 Online test homepage

當考試時間到或考生點擊“交卷”按鈕時，則系統把考生答案傳送至服務器的數據庫中保存，系統利用試題庫中的參考答案自動批閱試卷并進行成績查詢。

通過后臺可對試題、考生信息進行維護，教師可以增、刪、改、查題目、考生信息等。

3.5 音頻/視頻點播系統

采用Helix server和Media Server相結合的方法提供視頻課件的發布，建立一個統一的視頻文件管理平臺實現點播文件的動態處理和管理[7-8]。以SMIL語言同步技術整合多種媒體，對視頻文件進行集成，實現文字、圖形、圖像和音頻/視頻的同步播放，提高點播學習的效率。

4 結束語

基于校園網的輔助教學平臺，實現了教師備課、講課，學生自主學習，教師和學生課后交流、答疑、批改作業以及測試等教學環節。使學生和老師可以不受時間、空間、地域的限制，進行教學互動，相比較傳統教學提高了教學效率，對整體教學質量的提高有重要的輔助作用。

[1]韓利凱.基于Web的《數據結構》網站建設[J].電腦知識與技術，2008（7）：569-570.

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[2]張統宣.基于Web檢索的陜北民歌語料庫設計[J].現代電子技術，2010，33（22）:38-39,41.ZHANG Tong-xuan.Design of folk song corpus based on Web retrieval[J].Modern Electronic Technique,2010,33 （22）:38-39,41.

[3]劉中兵.JSP數據庫項目案例導航[M].北京：清華大學出版社，2006：239-298.

[4]汪孝宜.JSP數據庫開發實例精粹[M].北京：電子工業出版社，2007：167-174.

[5]劉彬.JSP數據庫高級教程 [M].北京：科學出版社，2007：241-256.

[6]殷慶軒.JSP2.0動態網站開發實例指南[M].北京：機械工業出版社，2006：113-145.

[7]韓利凱.基于流媒體技術在線視頻課件的設計[J].科技廣場，2006（8）：30-33.HAN Li-Kai.The design of online video class coftware based on flow media[J].Science Mosaic，2006（8）：30-23.

[8]吳承毅.一種基于P2P流媒體的網絡教學系統設計[J].現代電子技術，2010，33（15）:99-101.WU Cheng-yi.Design of network education system based on P2P technology and streaming media[J].Modern Electronic Technique,2010,33（15）:99-101.