在線學習平臺設計與開發

薛世豐

【關鍵詞】在線學習平臺 XML AJAX B/S

1 引言

1.1 本文的研究意義

隨著現代網絡技術和Internet應用平臺的發展，網絡學習利用信息化技術克服了傳統教育受時空制約的弊端，使得學員可以異步完成靈活、交互、自主的學習活動。學員可以根據自己的學習水平安排學習計劃，實現個性化、自主化學習，不受時間和地點的約束。傳統教育資源和教學方法的限制也被打破，管理人員可以依據自己的經驗對學習內容進行設計，并通過在線學習平臺收集學習效果，實現在線學習時間實時統計，方便學習人員合理安排工作與學習時間，代替人為大量的重復工作，同時減少了人力、物力、財力和時間上的消耗。

1.2 國內外研究現狀

我國的遠程教育事業的發展經歷了一個很長發展階段，伴隨著科學技術的飛速發展，網絡技術日益成熟，不但實現了可以隨時、隨地的學習多媒體課件，檢索和查詢所學課程的相關知識，而且實現了在線或離線與教師或其它學員的溝通交流，以及可以接受教師對作業完成情況的點評。在國外，隨著互聯網的蓬勃發展，世界上許多國家的網絡教育已相當成熟，國外的網絡教育對各種教育進行了明確的分類，呈網狀結構，同時各網站之間建立廣泛聯接，使得每一位求知者都能找到所想學的知識。

2 相關技術簡介

2.1 ASP.NET技術

ASP.NET是在ASP技術的背景下開發的，是新一代ASP。它與經典ASP是不兼容的，ASP.NET是一個使用超文本標記語言、級聯樣式表、客戶端腳本語言JavaScript和服務器腳本創建網頁和網站的開發框架。在2000年初，微軟正式將ASP+命名為ASP.NET，經過數年的開發，首個ASP.NET于2002年面世，接著是增加了泛型功能的ASP.NET2.0版本，然后是繼承了MVC框架的ASP.NET3.0版本，接著出來的是ASP.NET4.5版本。

2.2 SQL Server技術

SQL Server 2000是Microsoft公司推出的SQL Server數據庫管理系統，該版本繼承了SQL Server 7.0版本的優點。良好的伸縮性和兼容性同樣是SQL Server的一大優點，實現了從普通PC機上的Microsoft Windows XP系統到專業的大型服務器上的Microsoft Windows 2005系統。Microsoft SQL Server 2005與Microsoft Visual Studio、Microsoft Office System以及新的開發工具包的集成使自己成為一個強大、完美、全面的數據庫平臺，它為各類實用的用戶提供強大的支持，它使用了集成的商業智能工具并為企業提供了企業級的數據管理。

2.3 XML技術

XML是一種擴展性標識語言，它是Extensible Markup Language的簡寫。擴展性標識語言的開放性，不同的專業領域的開發者，都可以使用XML語言標準開發屬于自己領域內部的特有的標記語言。XML數據庫提供了更強有力的數據存儲和分析能力，例如：數據索引、排序、查找、相關一致性等，XML僅僅是存儲數據，與其它數據庫相比極其簡單、易讀、通用性強、可移植性強。

2.4 AJAX技術

2.5 B/S結構

B/S結構是Browser/Server結構的縮寫，即瀏覽器/服務器模式。B/S結構解放了客戶端，實現了所有的事務邏輯都在服務器上運行，客戶端和服務端的用戶工作界面都是通過Web瀏覽器來實現，服務器安裝SQL Server等數據庫，瀏覽器通過Web服務器同數據庫進行數據交互。

3 在線學習平臺需求分析

3.1 功能需求

在線學習平臺主要需求如下：

管理員具有在線學習平臺最高管理權限，管理員負責在線學習平臺前臺的學習公告、學習項目、政策文件、學習須知、學習流程、常見問題等模塊的維護，并建立下載專區和學員登陸窗口。管理員負責在線學習平臺后臺管理，包括對各種角色靈活分配相關權限、對系統的基本管理、對在線學習平臺首頁的門戶管理、對課件資源的管理、對在線學習學習的管理。

學員作為在線學習平臺的最終用戶，學員無需自己注冊，而是由管理員通過在線學習平臺后臺批量導入學員信息，學員通過在線學習平臺首頁的學員登陸窗口使用身份證號碼和密碼登陸在線學習平臺前臺，進行在線學習；學員可以在登錄在線學習平臺前臺后查看自己的在線學習進度，并可以通過我的留言功能進行問題的反饋。

3.2 性能需求

3.2.1 網絡環境需求

在線學習平臺要滿足全市學習學員在線學習，平臺可滿足峰值達到1000個并發用戶訪問，實現多學時課程可供在線點播，可通過互聯網正常訪問。頁面不僅需要適應普遍電腦硬件配置和網絡環境，還要照顧少數較為落后地區的電腦。

3.2.2 時間特性需求

在服務器硬件環境和應用系統環境允許的情況下，軟件保證如下性能要求：

（1）頁面響應時間。在1000并發的情況下，要求各種操作的響應時間在5秒以內，包括靜態和動態頁面。靜態文件包括圖片、HTML頁面、可以下載的WORD等文件，動態文件是指需經過服務器解析的程序或腳本文件，如ASP、AJAX等。

（2）CPU占用率。在1000并發的情況下，所有服務器CPU最大使用率<90%。

（3）內存占用。在1000并發的情況下，所有服務器內存最大使用<3.25G。

4 在線學習平臺設計

4.1 總體設計

4.1.1 運行環境

根據當前業務量，配備3臺服務器分別承擔Web服務、數據庫服務、課件資源服務、流媒體服務建議租用能提供帶寬百兆以上的第三方服務器?？蛻舳丝蛇M行網頁瀏覽等其他功能。服務器操作系統要Windows2003 Server及以上，客戶端操作系統要Windows 2000/xp/Vista/Windows7及以上，服務器端數據庫要SQL Server 2005 Server及以上。

4.1.2 網絡環境

本次學習范圍為全市，互聯網服務提供商主要有中國電信、中國移動等，大部分學員接入了中國電信互聯網。因此，選擇電信網光纖接入120M獨享帶寬。

4.2 功能模塊

這里主要介紹關鍵的在線學習功能模塊。

在線學習平臺管理員登錄系統后臺，進入資源管理模塊，上傳文字課件資源、視頻講座課件資源，對各類課件進行查看、修改、刪除等功能操作，同時管理員通過后臺的學習管理模塊，發布各類課件資源，設置在線學習課件資源的學習權限，并記錄學員在線學習課件資源的時長。

學員通過在線學習平臺首頁右側的學員登錄窗口，輸入身份證號、密碼以及驗證碼登錄前臺在線學習平臺界面，即可清晰知道自己要參加學習的課程。學員通過點擊頁面左邊的在線學習鏈接，打開在線學習列表窗口，接著學員可以在頁面中間選擇文字課件、案例分析或視頻講座課件進行學習，文字課件和案例分析記錄學習時間長度，視頻講座課件不記錄學習時間長度。同時學員可以時時查看自己已在線學習時長。

4.3 E-R圖設計

這里主要介紹學員學習E-R圖設計。學員學習是在線學習中的主要環節，學員學習主要記錄課程編號、學員賬號、已學時間、最少學習時間等主要信息。

5 在線學習平臺的實現

在線學習平臺首頁簡潔、實用。首頁上邊是在線學習平臺的LOGO；LOGO下面是菜單欄，菜單欄提供的鏈接有：首頁、政策文件、學習須知、學習流程、常見問題、下載專區；首頁從左到右分別是學習項目列表框、學員學習圖片、學習簡介、學習流程介紹學員登錄窗口；首頁下邊是在線學習平臺備案號、學習單位地址以及服務電話等信息。

學員通過首頁登錄窗口，輸入身份證號、密碼以及驗證碼點擊“立即登錄”，數據庫服務器對用戶身份進行驗證，正確即可登錄，驗證碼錯誤則彈出窗口提示“驗證碼錯誤”，身份證號或密碼錯誤則彈出窗口提示“用戶名或密碼錯誤”，需要重新進行登錄。

學員參加在線學習平臺在線學習，進行文字課件、案例分析課件以及視頻講座課件學習，獲取學時。按照學時、學習有效時間等要求設計課程班級管理模塊，在課程班級中課程時長即為學員在線學習最少學時，有效時間為在線學習平臺開始在線學習時間，結束時間為在線學習平臺結束在線學習時間。

為保證平臺首頁的易操作性，在平臺的首頁列出所有的學習項目，每個項目對應一門課程，故學員無需去選擇課程只要點擊相應項目鏈接即可登錄，進入學習課程學習。在線學習界面包含學習課程所有課件，學員只需點擊“進入學習”即可，文字課件和案例分析課件學習時間計入總學習時間。學員可根據個人愛好有選擇地觀看在線視頻講座課件。

學員課件學習界面記錄學員學習時長，當學員打開文字或案例分析課件學習界面時，系統將生成一個隨機碼標識當前學習會話，并向服務端記錄學員的開始學習的時間，使用setTimeout函數實現每隔5分鐘向服務器發送一次請求，每次請求將更新此會話對應的結束時間。

6 在線學習平臺測試評價

根據在線學習平臺開發功能說明書，對平臺每項功能逐一進行操作測試，看運行流程是否流暢，各功能模塊是否運行正常，尤其是在線學習功能。

通過系統測試，功能運行正常，運行效率高，界面簡潔美觀，滿足用戶操作的便利性要求；通過對各業務流程測試，數據傳輸和交換的速度快速及時，文字課件播放等待數據返回的時間不長，不會導致用戶等待延遲和系統的負載過大。針對測試中發現的問題，都會生成缺陷報告，開發人員對于缺陷的解決情況記錄在缺陷報告中，以便進行測試分析。結合以上各方面，系統很好地實現了功能需求和性能需求，達到了系統預期的目標。

7 結論

在線學習平臺突破了時間和空間的限制，擴大了教學規模、提高了教學質量、降低了教學成本以，實現了學員可以充分安排自己的時間進行學習學習。

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