基于ASP.NET的高等數(shù)學(xué)精品課程網(wǎng)站的設(shè)計與實現(xiàn)

[摘 要]文章在概括了精品課程網(wǎng)站建設(shè)基本原則的基礎(chǔ)上，詳細介紹了基于ASP.NET的高等數(shù)學(xué)精品課程網(wǎng)站的體系結(jié)構(gòu)和功能，以及系統(tǒng)開發(fā)過程中使用的部分關(guān)鍵技術(shù)。高等數(shù)學(xué)精品課程網(wǎng)站的建設(shè)激發(fā)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性，達到了傳統(tǒng)教學(xué)所不能達到的目的和效果。

[關(guān)鍵詞]高等數(shù)學(xué) 精品課程 ASP.NET 網(wǎng)站設(shè)計

[中圖分類號] G40-057 [文獻標識碼] B [文章編號] 2095-3437（2013）16-0106-03

一、引言

精品課程網(wǎng)站的建設(shè)和開發(fā)是精品課程建設(shè)的重要內(nèi)容之一，其目的是實現(xiàn)優(yōu)質(zhì)資源共享，促進信息技術(shù)在教學(xué)與人才培養(yǎng)中的應(yīng)用，拓展學(xué)習(xí)時空，使學(xué)生能不受時間和地點限制而自主學(xué)習(xí)。

高等數(shù)學(xué)課程是各大學(xué)學(xué)時最多、涉及面最廣、學(xué)生最多的一門重要數(shù)學(xué)基礎(chǔ)課，具有抽象難懂、邏輯性強的特點，是大學(xué)課程中的一個難點。特別是大學(xué)擴大招生規(guī)模以來，高等數(shù)學(xué)的課堂教學(xué)更是出現(xiàn)了前所未有的問題與挑戰(zhàn)，相當多的學(xué)生認為數(shù)學(xué)枯燥無味，對其產(chǎn)生畏難情緒。因此，將所有能提高教學(xué)質(zhì)量的教學(xué)手段都應(yīng)用到教學(xué)當中，最大限度營造精品教學(xué)環(huán)境，就顯得特別重要。高等數(shù)學(xué)精品課程網(wǎng)站建設(shè)的目的，就是充分利用多媒體的優(yōu)勢以及網(wǎng)絡(luò)的便利，將教學(xué)沿深度和廣度兩個方向拓展。同時，網(wǎng)站還提供豐富的教學(xué)資源和學(xué)習(xí)資料，學(xué)生通過上網(wǎng)，既能復(fù)習(xí)課堂上老師講授的內(nèi)容，也能閱讀到大量的課外補充材料和相關(guān)的參考文獻，從而為下一步專業(yè)課的學(xué)習(xí)打下良好的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)。

二、網(wǎng)站建設(shè)的基本原則

（一）自主學(xué)習(xí)原則

傳統(tǒng)的高等數(shù)學(xué)教學(xué)以教為中心，基本上是學(xué)生跟著教師走。由于缺乏自主的參與性，這在一定程度上制約了學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性。因此，網(wǎng)站建設(shè)應(yīng)以激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣為主導(dǎo)，建立一個開放的教學(xué)平臺，使學(xué)生能根據(jù)自身情況和已有基礎(chǔ)進行更深入的學(xué)習(xí)，將高等數(shù)學(xué)192學(xué)時的課堂教學(xué)擴充成沒有空間和時間限制的在線自主學(xué)習(xí)。

（二）交互性原則

針對教師對學(xué)生輔導(dǎo)的不及時，精品課程網(wǎng)站應(yīng)建立一個突破時間、地點限制的師生互動論壇系統(tǒng)，使學(xué)生可以在課前和課后與老師及時交流，從而更好地理解學(xué)習(xí)上的難點和疑點。同時，論壇也為學(xué)生提供了一個交流學(xué)習(xí)心得、討論問題、登載小論文等自主交流的平臺，以此激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性，并培養(yǎng)其創(chuàng)新意識，這也是精品課程網(wǎng)站的魅力所在。

（三）模塊化原則

為了使系統(tǒng)具有很好的獨立性、開放性和可擴充性，本系統(tǒng)采用模塊化設(shè)計原則，使系統(tǒng)的維護和修改變得非常方便。當系統(tǒng)需要修改某個模塊或添加新的模塊時，所要做的僅僅是對某一模塊進行修改或者設(shè)計出一個新的模塊，無需對整個系統(tǒng)進行大調(diào)整。

（四）易管理原則

網(wǎng)站后期的維護和管理工作，需要全體課題組成員的參與。本系統(tǒng)通過設(shè)計完善的網(wǎng)站后臺管理系統(tǒng)，實現(xiàn)了基于Web的可視化編輯操作，降低了使用者的技術(shù)門檻，使課程組成員只要具備基本的電腦操作能力，就可以輕松高效地對網(wǎng)站進行維護和管理。

三、系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)設(shè)計

（一）系統(tǒng)整體框架

高等數(shù)學(xué)精品課程網(wǎng)站基于ASP.NET（即Active Server Pages.NET）技術(shù)。為了使系統(tǒng)具備可重用、可維護和可擴充的特性，系統(tǒng)采用多層構(gòu)架，如圖1所示。

頁面內(nèi)容層：頁面顯示采用XHTML，頁面布局采用最合適的標簽顯示內(nèi)容，基本上做到符合WEB的標準、在頁面并不定義內(nèi)容的格式，只是給每個內(nèi)容標簽加一個標識，然后在頁面內(nèi)容格式層控制格式，頁面非常清晰，瀏覽器解釋的速度很快，同時這對搜索引擎的搜索也非常有利。

頁面格式層：由于ASP.NET支持主題，所以只要在主題里定義CSS樣式和外觀，只要是對應(yīng)的標簽，都能應(yīng)用相應(yīng)的樣式，格式和樣式的重用達到最大，同時運用CSS HACK，使得網(wǎng)站對IE瀏覽器都兼容。

邏輯操作層：大量采用類來實現(xiàn)，達到代碼的重用以及維護的方便，同時數(shù)據(jù)庫操作又調(diào)用數(shù)據(jù)庫操作接口層的方法。

數(shù)據(jù)接口層：數(shù)據(jù)庫操作主要運用ADO.NET，由于操作形式比較不變，所以把操作方法都寫成一個類，供邏輯操作層調(diào)用，極大提高了代碼的重用性，維護起來也比較方便，大大加快了開發(fā)效率。

數(shù)據(jù)庫：數(shù)據(jù)存儲的地方，主要和數(shù)據(jù)庫接口層交互，共包括18個數(shù)據(jù)表和27個存儲過程。

（二）開發(fā)工具

系統(tǒng)采用Microsoft Visual Studio 2008為開發(fā)平臺，結(jié)合C#和Java Script構(gòu)造應(yīng)用程序，應(yīng)用服務(wù)器為Windows 2003 Server操作系統(tǒng)，IIS6.0提供Web服務(wù)，后臺數(shù)據(jù)庫采用SQL Server 2005，系統(tǒng)還采用Photoshop和Flash制作網(wǎng)頁素材。

（三）系統(tǒng)的功能模塊

高等數(shù)學(xué)精品課程網(wǎng)站分為前臺顯示系統(tǒng)和后臺管理系統(tǒng)兩部分，如圖2所示。

前臺系統(tǒng)包括課程介紹、師資隊伍、實踐教學(xué)、教學(xué)資源、留言板、互動區(qū)等欄目。精品課程的專家評審和學(xué)生的在線自學(xué)等通過前臺顯示系統(tǒng)進入。

后臺系統(tǒng)主要包括以下功能：課程信息管理模塊、教師信息管理模塊、文章管理模塊、文件管理模塊、留言板管理、用戶管理、網(wǎng)站在線監(jiān)控系統(tǒng)、Google流量統(tǒng)計。后臺管理系統(tǒng)是系統(tǒng)管理員對整個網(wǎng)站進行維護、更新和管理的平臺。管理者從后臺進入，通過后臺管理系統(tǒng)可以上傳系統(tǒng)文件、完成精品課程網(wǎng)站基本內(nèi)容的配置和用戶個性化設(shè)置等。本系統(tǒng)將后臺管理系統(tǒng)從前臺系統(tǒng)中分離出來，很好地解決了當今很多網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)更新速度慢、維護困難的難題。

四、網(wǎng)站實現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)

（一）ASP.NET技術(shù)

本系統(tǒng)在服務(wù)器端的所有頁面均采用ASP.NET實現(xiàn)，有易開發(fā)、維護和部署的優(yōu)點。ASP.NET是.NET框架的一部分，通過HTTP請求建立文檔時，它可以在Web服務(wù)器上動態(tài)地創(chuàng)建HTML、WML等文檔。ASP.NET提供了完整的服務(wù)器端對象模型，可以將頁面上的所有控件作為對象來訪問。ASP.NET是編譯后執(zhí)行的，aspx文件只在第一次被請求時進行編譯，因此速度比ASP要快。ASP.NET采取“code-behind”方式將頁面顯示和代碼編寫分離，使結(jié)構(gòu)更加清晰，降低了系統(tǒng)開發(fā)與維護的復(fù)雜度。

（二）ADO.NET技術(shù)

ADO.NET是.NET應(yīng)用程序的數(shù)據(jù)訪問模型。ADO.NET提供3種數(shù)據(jù)庫連接方式：通過ODBC相連、通過OLE DB相連、直接與SQL Server相連。本系統(tǒng)采用與SQL Server相連的方式實現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫的訪問，使用SqlConnection類建立數(shù)據(jù)庫連接；SqlCommand類執(zhí)行SQL處理命令；從數(shù)據(jù)庫中返回的數(shù)據(jù)放入DataSet中，DataSet與現(xiàn)有數(shù)據(jù)源的交互是通過DataAdapter來控制的；對于數(shù)據(jù)更新操作必須在事務(wù)處理范圍內(nèi)進行時使用SqlTransaction類實現(xiàn)。

ADO.NET技術(shù)訪問數(shù)據(jù)庫的流程如下：

1.客戶端發(fā)出請求；

2.創(chuàng)建SqlConnection和SqlDataAdapter；

3.使用DataAdapter填充DataSet并關(guān)閉連接；

4.將DataSet返回給客戶端；

5.客戶端更新數(shù)據(jù)；

6.更新DataSet；

7.使用SqlDataAdapter打開SqlConnection連接，更新數(shù)據(jù)庫并關(guān)閉連接。

（三）動態(tài)生成靜態(tài)頁面技術(shù)

靜態(tài)頁面訪問不需要請求服務(wù)器，所以顯示速度很快，對搜索引擎也非常的友好，但不能通過后臺更新內(nèi)容，所以管理很不方便。本系統(tǒng)的主頁、留言板和文章頁面采用動態(tài)自動生成靜態(tài)頁面的技術(shù)，使頁面同時具有顯示速度快又可以后臺更新的功能。由于是后臺自動生成，維護和更新同動態(tài)頁面一樣，非常方便。本系統(tǒng)主要使用兩種方法動態(tài)生成靜態(tài)頁面，第一種是通過模板頁生成，另一種是通過WebRequest實現(xiàn)。前者適用于格式比較固定的頁面，效率高；后者適用于單一頁面，效率低。

（四）利用Flash制作動畫演繹高等數(shù)學(xué)概念

一個數(shù)學(xué)概念的產(chǎn)生過程往往非常曲折，但現(xiàn)行的教材限于篇幅，往往隱去了發(fā)現(xiàn)的過程，而直截了當?shù)貙懗霭l(fā)現(xiàn)的結(jié)果。為了彌補這一缺憾，我們嘗試利用Flash軟件制作基于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境的高等數(shù)學(xué)部分概念的二維和三維動畫。

Flash的動畫制作能力十分強大，所生成的動畫是基于矢量圖形的，它可以隨意調(diào)整大小而不會產(chǎn)生模糊的現(xiàn)象，最后生成的文件（.swf）十分小巧，而且Flash動畫在網(wǎng)絡(luò)中是以流方式播放的，即可以邊下載邊播放，以上特性使得Flash制作的動畫十分適合于網(wǎng)絡(luò)傳播。

本系統(tǒng)制作的Flash動畫，突破傳統(tǒng)教學(xué)模式，使學(xué)生能直觀地理解、認識一些比較抽象的概念或復(fù)雜的空間圖形。比如，通過動畫直觀形象地展示數(shù)列極限ε-N的定義（圖3），使學(xué)生更深刻地體會數(shù)學(xué)知識的發(fā)生過程，深化了學(xué)生對知識的理解，突破了教學(xué)難點。

五、結(jié)束語

網(wǎng)站以學(xué)生自主學(xué)習(xí)為主，老師引導(dǎo)為輔，體現(xiàn)了“以學(xué)生興趣為主導(dǎo)”的教學(xué)理念。網(wǎng)站實現(xiàn)了優(yōu)質(zhì)教學(xué)資源最大范圍的整合與共享，進一步激發(fā)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)的積極性，彌補了傳統(tǒng)課堂教學(xué)過程中的不足，為提高學(xué)生的數(shù)學(xué)素養(yǎng)以及師生互動提供了一個實用的網(wǎng)絡(luò)平臺，使學(xué)生可以在課內(nèi)和課外掌握更多、更全面的知識。

[ 參 考 文 獻 ]

[1] 教育部.關(guān)于啟動高等學(xué)校教學(xué)質(zhì)量與教學(xué)改革工程精品課程建設(shè)工作的通知[5].教高[2003]1號.

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[3] 伍建華，江世宏，戴祖旭，等.大學(xué)數(shù)學(xué)教學(xué)的現(xiàn)狀調(diào)查和分析[J].數(shù)學(xué)教育學(xué)報，2007，（8）.

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[5] 靳華.ASP.NET4.0編程技術(shù)大全[M].北京：電子工業(yè)出版社，2011.

[6] Kouresh Ardestani.高效掌握ADO.NET--C#編程篇[M].北京：清華大學(xué)出版社，2003.

[7] 徐洪祥.網(wǎng)站建設(shè)與管理案例教程[M].北京：北京大學(xué)出版社，2010.

[責(zé)任編輯：左 蕓]