基于J2EE的教學信息數字平臺設計

李艷紅，劉一鷗

（西安外事學院 陜西 西安 710077）

教育技術作為教育學的一種技術手段與教育史有著相同的歷史，伴隨著社會的發展，學生學習內容不斷增大，學習者接受的信心也越來越多，教師所需要掌握的信息量也越來越多，不僅是學生還是教師都面臨著嚴峻的挑戰，因此需要廣泛而深入的教學技術將教學信息技術應用到教學的各個領域，推進教學信息化平臺的建設，教學信息化平臺的建設是一個龐大的系統，涉及到學習過程、學習資源開發、設計、使用、管理等多個層面，因此要求具有專業的開發程序進行教學信息數字平臺的 設 計 和 開 發[1－3]。

論文采用基于J2EE框架結構的教學信息平臺設計方案，本框架平臺結構具有通用性、兼容性、可操作行等特點[4－6]，本文所開發的教學信息數字化平臺采用 B/S模式，用戶僅需要通過瀏覽器就行可以進行教學及學習等工作，操作方便。同時本系統開發的教學信息數字化平臺具有管理員、教師、學生3種登錄模式，同時還包含了教學管理、教師教學、學生學習等多種功能，所設計開發的數字化平臺具有較強的實用性，為現代數字化教學提供了先進的技術手段。

1 技術背景

J2EE （Java 2 Platform Enterprise Edition）體系結構是在1999年SUN公司推出的一項企業計算平臺規范。在該規范中定義了平臺的角色、組件模塊和標準服務等規范。J2EE多層體系結構，其體系一般由客戶層、Web層、業務層和數據庫層構成的多層結構，并且，其中的客戶層和Web層又稱之為表現層。

表現層中主要包括客戶層和Web層，主要采用了JSP、Servlet、JavaBean技術。其中JSP是由SUN公司倡導的，多公司共通過參與組建的一種動態網頁技術，其在傳統的Html網頁中加入了Java程序片段和JSP標記的一種網頁編輯形式；Servlet是采用Java計算編寫的服務器端的程序，其可以動態擴展Web服務器的功能同時還采用了請求—響應模式提供Web服務，Servlet的主要功能體現于交互式的瀏覽和修改相關資料，進而生成動態Web的內容；JavaBean則為進入因特網、企業網以及萬維網上進行的分布式的計算機的組件上的入口，其體系結構主要是基于組件的標準模式，Java可通過JavaBeans進行程序的擴展，在JSP程序中JavaBeans經常用來分裝事務邏輯和數據庫操作等。

業務邏輯層：主要用來進行對業務邏輯的處理，同時邏輯層又為底層業務服務組件提供了必要的接口，業務層的組件通常實現為運行在EJB容器里的EJB組件。EJB組件流程為從客戶端出進行數據的接收，并對數據進行處理，對處理后的數據發送到信息系統層存儲。EJB還定義了如何編寫服務器端組件，為服務器端組件和同時管理這些組件的應用服務器之間提供了標準的協議。一般來說一個可以部署的EJB組件主要由以下3個部分構成：Romote接口、Home接口和Enterprise Beans類。

數據層：為數據庫系統，該數據庫系統存儲著整個系統所需要的相關數據，數據庫形式上具有多樣性，因此J2EE為了可以讓邏輯層能夠更好的訪問各個數據庫，其提供了一種JDBC接口。JDBC為Java程序員提供了一個標準API用來訪問關系型數據庫，程序員通過JDBC可以采用靈活的編程方式進行相關的數據操作，同時在數據操作過程中，客戶端可以通過執行JDBC所帶的驅動程序的標準API，再通過該API訪問相應的數據庫。由于JDBC是在Java基礎之上建立起來的，因此還提供了數據庫存儲平臺的獨立性。

2 系統設計

伴隨著現代計算機的發展，基于數字技術的教學信息平臺得到大力的發展，本教學信息數字平臺的設計需要不受時間、地點的限制，消除傳統教學方式，學生了是隨時隨地上網學習，集中最優秀的師資力量和最好的課堂資源、使學生更有針對性的進行學習，采用計算機數字教學管理平臺可以將網絡資源、多媒體資源、課件資源、師生互動集合為一體，使得學習內容更為豐富。該設計平臺需要滿足交互式模式，在集合教育行業的需求特征，用戶可以通過注冊用戶進行網絡學習，根據用戶的基本特征（年級、學科等）進行教學信息的詳細劃分，不同用戶可以選擇自己的客戶類型，信息平臺可進行用戶管理、教學資源管理、文件傳遞、共享以及教學互動，在線答疑等功能。系統數據流分析如下。

2.1 系統管理層數據流

系統管理層數據流如圖1所示，管理員主要進行整個教學信息的管理功能，可以通過登錄系統調查審閱信息記錄和日志文件，管理員可以通過授權形式給與教師和學生進行授權，進而完成相關功能的設置和維護。

其主要功能如下：

機構管理：用戶所述的機構為一個動態的樹形結構，該系統可進行機構的添加、修改和刪除功能。

人員管理：人員管理模塊可以進行管理員、教師、學生等人員的添加、修改和刪除。

信息管理模塊：該模塊可以進行系統的公告通知和維護，在該模塊中可以法進行公告通知和發布信息功能，可進行上傳相關文件和表格等功能。

任務管理模塊：管理員可以通過該模塊進行不同年級、班級的學生名單錄入功能，并按照任課教師情況進行教師分配。

圖1 管理層數據流Fig.1 The management data flow

成績統計：可按照不同年級、班級的學生進行相應的成績分布情況統計。

日志查看：通過賬號登錄，管理員可以在系統中查詢到不同的登錄信息，包括登錄地址、賬號、時間和生成日志文件等。

2.2 流程管理層數據流

在流程管理層數據流中，老師和學生可以看作成用戶，進入系統之后，登陸過的相關信息可以保存到指定的相關日志文件，賬號經過處理后返回指定的權限信息，根據權限信息，老師和學生可進行自己的相應工作。系統在初始過程中任務僅來源于管理員所創建的任務表格，只包含相關教師和學生的個人信息。在不同任務執行結束之后，系統可以進行任務查詢，以方便查詢自己所參與的任務進展情況。

2.3 普通用戶層數據流

普通用戶數據流中用戶不需要登錄系統，與日志文件不會發生關系，普通用戶層基本功能為：瀏覽公告通知：通過公告通瀏覽和查詢標題公告通知；檢索查詢信息：通過標題、學號等相關信息進行檢索和下載相關信息內容。

2.4 其他相關功能

對于所有用戶，可進入系統的主頁面，主頁面包括系統的消息通知，信息檢索接口和校園網站鏈接接口，校園網站可方便師生瀏覽和查詢學校的相關信息。因此，一方面有助于學校的管理，另一方面可以進行管理信息的查詢，并在最短時間內公布學校的相關信息，便于師生查詢了解。

對于所需要登錄的用戶：教學信息數字管理平臺可提供個人信息查詢、修改和退出系統等功能；對于高級管理人員：由于新學生數據量大，因此需要提供人員的相關信息的批量導入工具，對于其中的學生個人的基本信息，采用該批量導入工具可以實現回溯建立數據庫工作，以確保數據庫內容可以檢索和利用，進而實現教學信息數字管理平臺的重大作用。

3 系統整體的設計及開發構架

圖2為教學信息數字管理平臺的整體流程，該信息平臺對于一個學校來中的參與者、業務規則和環節動作相對固定，用戶在瀏覽器中輸入首頁的地址可打開系統的首頁。普通用戶則可按照自己的需求查看相應的公告信息，打開其他的網站鏈接這可對應相關的通告查詢模塊，管理人員可以通過用戶名和密碼進行系統登錄，登錄系統后可以直接跳轉到后臺的管理界面，系統也可以通過相應的賬戶判別用戶的身份，根據系統的身份決定該用戶是否允許操作相關模塊。按照功能模塊設計、管理員反復執行人員管理、機構管理、信息管理、任務管理等工作直至任務完成，當確定任務完成之后，可關閉瀏覽器后退出系統。

圖2 系統的整體流程Fig.2 The whole process in system

本教學信息數字管理平臺適用于創建服務器應用程序和服務 的Java2平臺的企業版本 （Java 2 Platform Enterprise Edition，簡稱J2EE），J2EE開發遵循三層架構。

數據訪問層：該層的作用主要是連接數據庫和操作數據，其中JDBC是J2EE應用程序的數據訪問模型，該模型能夠訪問關系型數據庫，因此可以使用數據供應器和數據集兩類組件實現數據訪問和操作的分離；

業務中間層：該業務中間層技術采用Spring Framework框架，采用該框架可以介入應處理業務，其中.jsp訪問J2EE的Web頁面文件和程序的處理頁面。

應用層：根據該教學信息數字管理平臺的設計，可生成不同模塊的用戶界面，并提供相關豐富的應用操作，同時分層的主要目的是將前端的界面設計和后端的數據操作進行分開，該方法可以使得代碼的的維護和多人協調的開發更為方便，可有效降低層與層之間的依賴，便于各個層的邏輯的復用和開發工作標準化。

數據訪問層的關鍵部分代碼如下：

數據庫操作：OCFA_DBServiceLibraryDBService Common.java 文件主要包含 3 個函數：OpenSql、ExecSQL、Exec Procedure，作用分別是：執行SELECT語句打開表并返回記錄集、執行SQL語句、執行存儲過程。這3個函數囊括了本平臺的數據庫的所有操作。以下是ExecSQL函數的主要代碼：

業務中間層的核心基類代碼在classData文件夾下的這3 個頁面文件中：BasePage.java、BasePageGrid.java、Base Page Tree.java。BasePage是根類，BasePageGrid和 BasePageTree均繼承自BasePage。BasePageGrid主要用來處理普通的二維表。BasePageTree主要用來處理樹狀結構表。應用接入為JDBCData文件夾下的所有.java文件，其中相關代碼基本相同，同時都包含有一行關鍵的代碼＜%=JSON%＞，該代碼為前端EXT與后端Java所寫的業務邏輯之間進行數據交換的核心環節。

應用層為jdbcJSForm中存放的是用 Eclipse編寫的生成前臺 EXT頁面的 JS文件，例如 Role.js，其主要功能是修改賬戶的口令。

4 結 論

文中設計開發了一種基于J2EE框架的教學信息數字信息平臺，系統可以對教學信息進行高效管理，可對學校的傳統管理方式進行取代，實現日管理信息化和網絡化，且該開發平臺在基于J2EE框架的基礎上通過B/S框架進行訪問，提供了豐富和友好用戶界面，實現了良好的用戶體現。

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