基于Web的交互式實(shí)驗(yàn)教師培訓(xùn)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

仇玉斌　甄海勝　譚相柱

摘 要：以往實(shí)驗(yàn)教師培訓(xùn)缺少專業(yè)學(xué)習(xí)平臺(tái)。從實(shí)驗(yàn)教學(xué)和實(shí)驗(yàn)教師隊(duì)伍現(xiàn)狀出發(fā)，利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和教師培訓(xùn)成功模式，開發(fā)一套適用于實(shí)驗(yàn)教師培訓(xùn)的學(xué)習(xí)系統(tǒng)。利用微軟先進(jìn)的開發(fā)環(huán)境和工具在.NET平臺(tái)上構(gòu)建基于Web的實(shí)驗(yàn)教師培訓(xùn)系統(tǒng)，系統(tǒng)功能較為完善。平臺(tái)以互聯(lián)網(wǎng)“快速、分享”精神為指導(dǎo)，結(jié)合自主探究學(xué)習(xí)理念幫助實(shí)驗(yàn)教師完成系統(tǒng)化培訓(xùn)，有效提高了實(shí)驗(yàn)教師培訓(xùn)質(zhì)量和效率。

關(guān)鍵詞：Web；.NET；實(shí)驗(yàn)教師培訓(xùn)；自主探究式學(xué)習(xí)

DOI：10.11907/rjdk.172545

中圖分類號(hào)：TP319 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-7800（2017）009-0130-04

Abstract：in order to change the status quo of previous experimental teacher training lack of professional learning platform， from the experimental teaching and teachers current situation， using the successful model of Internet technology and the current teacher training， to develop a suitable learning system in our school of economic management professional experiment teacher training is an important measure to strengthen the construction of experiment teaching team. According to the actual needs of the experimental teachers， a more perfect system function is designed. With the advanced development environment and tools of Microsoft， an experimental teacher training system based on Web has been successfully constructed on the.NET platform. The platform， with the spirit of “fast and sharing”， combines the concept of independent inquiry learning， helps experimental teachers to complete systematic training， and effectively improves the quality and efficiency of experimental teacher training.

Key Words：Web； .Net； experimental teacher； independent inquiry learning

0 引言

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是高校培養(yǎng)學(xué)生創(chuàng)新能力、實(shí)踐能力的重要途徑。提升實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平需要培養(yǎng)一支愛崗敬業(yè)、理念先進(jìn)、教學(xué)能力突出的實(shí)驗(yàn)教師隊(duì)伍[1]。實(shí)驗(yàn)教師隊(duì)伍是學(xué)校師資隊(duì)伍的重要組成部分，是創(chuàng)建有特色高水平開放式大學(xué)的重要人才保障。加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)教學(xué)培訓(xùn)是高校做好實(shí)驗(yàn)教學(xué)的重要基礎(chǔ)。山東工商學(xué)院是一所以經(jīng)濟(jì)管理專業(yè)為主的地方普通高校，現(xiàn)已建成省級(jí)實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心——商學(xué)實(shí)驗(yàn)中心。實(shí)驗(yàn)中心設(shè)施齊全、理念先進(jìn)，硬件條件位居省內(nèi)高校前列，但是實(shí)驗(yàn)教師的質(zhì)量和實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平與其它高校相比還有一定差距，在一定程度上影響了學(xué)生創(chuàng)新能力和實(shí)踐能力的培養(yǎng)。加快實(shí)驗(yàn)教師隊(duì)伍建設(shè)，為實(shí)驗(yàn)教師隊(duì)伍提供科學(xué)、專業(yè)化的培訓(xùn)，建設(shè)一套實(shí)用的實(shí)驗(yàn)教師培訓(xùn)系統(tǒng)迫在眉睫。

1 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

1.1 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.1.1 服務(wù)教學(xué)

培訓(xùn)是為了更好地教學(xué)，系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)必須圍繞實(shí)驗(yàn)教學(xué)的各個(gè)環(huán)節(jié)展開。基于Web的實(shí)驗(yàn)教師培訓(xùn)系統(tǒng)特色在于模擬經(jīng)濟(jì)管理專業(yè)實(shí)驗(yàn)流程，通過創(chuàng)設(shè)仿真的學(xué)習(xí)情境，引導(dǎo)學(xué)員積極參與到培訓(xùn)活動(dòng)中去。

1.1.2 操作簡潔

平臺(tái)界面應(yīng)簡潔，操作簡單。平臺(tái)的UI設(shè)計(jì)風(fēng)格簡潔大方，功能設(shè)計(jì)符合人機(jī)交互原理，每步操作都有詳盡提示。

1.1.3 可擴(kuò)展性強(qiáng)

培訓(xùn)系統(tǒng)是一個(gè)開放的平臺(tái)，應(yīng)具備良好的可擴(kuò)展性。培訓(xùn)過程中需要為調(diào)用專用實(shí)驗(yàn)教學(xué)軟件預(yù)留接口，方便不同系統(tǒng)對(duì)接[2]。

1.2 系統(tǒng)架構(gòu)

培訓(xùn)系統(tǒng)采用基于“瘦客戶端，胖服務(wù)器端”的Web模式，即瀏覽器/服務(wù)器架構(gòu)方式[3]。用戶端電腦只通過瀏覽器就能完成服務(wù)器與后臺(tái)數(shù)據(jù)庫的信息交互。B/S結(jié)構(gòu)的最大優(yōu)點(diǎn)就是可以在任何聯(lián)網(wǎng)電腦上直接運(yùn)行程序而不用安裝專門軟件，系統(tǒng)管理維護(hù)工作量大大減少。

培訓(xùn)平臺(tái)的體系結(jié)構(gòu)包含用戶層、應(yīng)用程序?qū)印?shù)據(jù)服務(wù)層[4]，見圖1。用戶層指電腦客戶端部分，應(yīng)用程序?qū)雍蛿?shù)據(jù)服務(wù)層則指位于服務(wù)器端的部分。用戶層是直接交互的瀏覽器界面，所有操作都要通過裝有瀏覽器的客戶端完成。應(yīng)用程序?qū)邮钦麄€(gè)平臺(tái)體系的中間層，作用是接受客戶端請(qǐng)求并作出相應(yīng)的事件處理，是整個(gè)系統(tǒng)的關(guān)鍵層。數(shù)據(jù)服務(wù)層主要通過數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)對(duì)各種數(shù)據(jù)的管理。三層機(jī)制確保了數(shù)據(jù)在客戶端與服務(wù)器端的正常流轉(zhuǎn)。

1.3 主要業(yè)務(wù)流程

根據(jù)平臺(tái)的設(shè)計(jì)原則并參照培訓(xùn)教學(xué)模型要求，將業(yè)務(wù)流程分為教師課程發(fā)布、學(xué)員自主學(xué)習(xí)兩個(gè)階段，見圖2。指導(dǎo)教師在培訓(xùn)開始前制定培訓(xùn)任務(wù)并發(fā)布到平臺(tái)，學(xué)員啟動(dòng)自主探究式學(xué)習(xí)流程，觀看典型案例的微視頻和文本材料，與其他學(xué)員交流，分享學(xué)習(xí)過程，最后提交學(xué)習(xí)結(jié)果，由指導(dǎo)教師給予評(píng)價(jià)。endprint

1.4 主要數(shù)據(jù)流程

基于Web的培訓(xùn)系統(tǒng)依靠后臺(tái)強(qiáng)大的數(shù)據(jù)庫支持，保證了業(yè)務(wù)流程的順暢。指導(dǎo)教師發(fā)布培訓(xùn)任務(wù)，明確實(shí)訓(xùn)要求。學(xué)員按照實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目要求進(jìn)行角色扮演，學(xué)習(xí)系統(tǒng)記錄每個(gè)人的決策。學(xué)員學(xué)習(xí)結(jié)束后，系統(tǒng)自動(dòng)將學(xué)習(xí)結(jié)果提交給指導(dǎo)教師，由教師評(píng)判給出評(píng)價(jià)結(jié)果，學(xué)員可在個(gè)人學(xué)習(xí)空間實(shí)時(shí)查詢結(jié)果。

2 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

2.1 實(shí)驗(yàn)教師培訓(xùn)需求分析

經(jīng)過對(duì)培訓(xùn)內(nèi)容、培訓(xùn)方式以及個(gè)性需求調(diào)查，認(rèn)真分析教師個(gè)體和實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理中心需求，結(jié)合經(jīng)濟(jì)管理專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)特點(diǎn)，歸納出重點(diǎn)培訓(xùn)內(nèi)容：

（1）實(shí)驗(yàn)教學(xué)相關(guān)理論培訓(xùn)：包括實(shí)驗(yàn)教學(xué)與理論教學(xué)比較、互聯(lián)網(wǎng)思維在教學(xué)中的運(yùn)用、當(dāng)代大學(xué)生學(xué)習(xí)心理培訓(xùn)。

（2）信息技術(shù)培訓(xùn)：主要指與實(shí)驗(yàn)教學(xué)密切相關(guān)的互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)。

（3）經(jīng)典案例學(xué)習(xí)：包括經(jīng)濟(jì)管理專業(yè)實(shí)驗(yàn)實(shí)訓(xùn)的組織和實(shí)施案例、優(yōu)秀實(shí)驗(yàn)教師經(jīng)驗(yàn)介紹等。

培訓(xùn)內(nèi)容應(yīng)集中在教學(xué)理論培訓(xùn)、信息技術(shù)能力培訓(xùn)、教學(xué)經(jīng)驗(yàn)培訓(xùn)以及如何利用信息技術(shù)手段開展探究式學(xué)習(xí)等方面，培訓(xùn)系統(tǒng)模塊應(yīng)圍繞以上重點(diǎn)內(nèi)容展開設(shè)計(jì)，各模塊相互獨(dú)立又相互依存，作為一個(gè)有機(jī)整體。為便于后期管理和維護(hù)，各模塊必須具有“高內(nèi)聚、低耦合”的特性[5]。

2.2 培訓(xùn)模塊

培訓(xùn)組織模塊是培訓(xùn)平臺(tái)的主體模塊，包含培訓(xùn)組織和學(xué)員自主探究學(xué)習(xí)兩個(gè)子模塊。該模塊面向指導(dǎo)教師和學(xué)員，完成培訓(xùn)的組織與實(shí)施。自主探究學(xué)習(xí)子模塊是培訓(xùn)平臺(tái)的核心，也是學(xué)員開展自主學(xué)習(xí)的主要環(huán)節(jié)，功能包括維護(hù)個(gè)人基本信息、上傳、修改、刪除、分享資源、記錄和查詢學(xué)習(xí)過程等，學(xué)員具有建立、管理和注銷學(xué)習(xí)圈（群組）的權(quán)限。模塊功能如圖2所示。

2.3 交流模塊

交流模塊是培訓(xùn)平臺(tái)的特色模塊，充分體現(xiàn)了互聯(lián)網(wǎng)“協(xié)作、快速、分享”的精神。學(xué)習(xí)交流模塊主要完成信息發(fā)布、轉(zhuǎn)發(fā)、評(píng)論、關(guān)注、私信等功能。學(xué)員間的交流與使用微博、微信等工具一樣，可以發(fā)布學(xué)習(xí)信息，也可以轉(zhuǎn)發(fā)、評(píng)論自己喜歡的內(nèi)容到個(gè)人空間。轉(zhuǎn)發(fā)成功后，所有好友都可見并可相互轉(zhuǎn)發(fā)，實(shí)現(xiàn)了知識(shí)的快速聚合與傳播[6]。本模塊功能如圖3所示。

2.4 系統(tǒng)管理模塊

系統(tǒng)管理模塊主要完成各類用戶角色設(shè)置、系統(tǒng)基本參數(shù)和權(quán)限設(shè)置、安全訪問機(jī)制設(shè)置等功能[7]。用戶管理模塊用于管理Web平臺(tái)的所有使用者，包含培訓(xùn)組織機(jī)構(gòu)、指導(dǎo)教師、學(xué)員和系統(tǒng)管理員等，各類角色的權(quán)限都不相同。指導(dǎo)教師承擔(dān)培訓(xùn)的組織實(shí)施、監(jiān)督和考核工作。系統(tǒng)基本參數(shù)管理提供平臺(tái)基本運(yùn)行、維護(hù)基礎(chǔ)參數(shù)功能，如數(shù)據(jù)庫備份、內(nèi)容版塊的顯示與隱藏、IP訪問限制等。系統(tǒng)參數(shù)管理實(shí)現(xiàn)了可視化、智能化，降低了系統(tǒng)管理難度，有利于平臺(tái)的推廣使用。本模塊功能如圖4所示。

3 培訓(xùn)平臺(tái)實(shí)現(xiàn)

為增強(qiáng)系統(tǒng)的兼容性，本系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境采用Windows7+IIS7.0+IE11.0+SQL Server2008的組合，使用ASP.NET框架，選擇C#作為開發(fā)工具。

3.1 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)

數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)是軟件系統(tǒng)開發(fā)的重要組成部分。培訓(xùn)系統(tǒng)用到的數(shù)據(jù)均存放在名為Train_Data的數(shù)據(jù)庫中，不同業(yè)務(wù)的信息存放在不同數(shù)據(jù)表中。以下為本系統(tǒng)用到的幾個(gè)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)表。

（1）學(xué)員信息表（User）：用于存放學(xué)員的個(gè)人信息，如表1所示。

（2）培訓(xùn)組織信息表：用于存放培訓(xùn)項(xiàng)目以及課程發(fā)布有關(guān)信息，如表2、表3所示。

（3）好友群（Blog圈）：學(xué)員創(chuàng)建的好友群，有相同的愛好和學(xué)習(xí)關(guān)注點(diǎn)，可以進(jìn)行學(xué)術(shù)和情感上的交流，由群信息表和群成員表組成，主要用來存放群和群內(nèi)好友交流的有關(guān)信息，如表4和表5所示。

（4）自主學(xué)習(xí)表：存放學(xué)員自主學(xué)習(xí)和參與交流學(xué)習(xí)的信息，包括自主學(xué)習(xí)主題表和參與交流主題表，如表6所示。

為方便調(diào)用數(shù)據(jù)庫，對(duì)web.config文件中的 標(biāo)簽和標(biāo)簽添加了鏈接，這樣配置好數(shù)據(jù)庫鏈接就可在其它程序代碼中獲取連接字符串，代碼如下：

3.2 主要功能實(shí)現(xiàn)

3.2.1 培訓(xùn)組織

（1）教師課程管理。教師登錄后設(shè)置培訓(xùn)計(jì)劃、培訓(xùn)時(shí)間、培訓(xùn)課程。課程資料包括音頻、視頻、文本等形式，上傳后每個(gè)學(xué)員在個(gè)人空間中可見。培訓(xùn)教程以微視頻為主，單個(gè)文件容量較大，為了順利上傳需要在web.config文件中添加一句：

這樣，最大允許上傳的文件大小為200M，基本能保證視頻文件上傳。

（2）學(xué)員管理。以列表或圖標(biāo)方式查看所有學(xué)員個(gè)人信息，并進(jìn)行分組管理。學(xué)員分組后自動(dòng)建立學(xué)習(xí)小組，每人可設(shè)定角色如總經(jīng)理、財(cái)務(wù)總監(jiān)、銷售總監(jiān)等，便于角色扮演，開展ERP模擬實(shí)訓(xùn)。

（3）通知公告。發(fā)布培訓(xùn)活動(dòng)所有通知，學(xué)員可在個(gè)人空間查看。

3.2.2 個(gè)人自主學(xué)習(xí)

系統(tǒng)為每位學(xué)員都設(shè)置獨(dú)立的學(xué)習(xí)空間，空間為學(xué)員提供個(gè)人信息管理、學(xué)習(xí)過程管理、學(xué)習(xí)資源管理等功能。

（1）個(gè)人信息管理。空間包含學(xué)員的個(gè)人信息、學(xué)習(xí)資料、資源分享情況以及個(gè)人的學(xué)習(xí)進(jìn)程和學(xué)習(xí)記錄等。像微博空間一樣，每個(gè)人都可以安全、快捷地管理自己的空間。

（2）課程學(xué)習(xí)。學(xué)員可以瀏覽培訓(xùn)活動(dòng)有關(guān)信息，包括培訓(xùn)計(jì)劃、培訓(xùn)目標(biāo)、培訓(xùn)要求以及課程資源。學(xué)員自行瀏覽微視頻教程，完成指定的作業(yè)。與小組其他學(xué)員按照角色分工模擬ERP實(shí)驗(yàn)流程。

3.2.3 互動(dòng)交流

學(xué)員個(gè)人空間導(dǎo)航欄中包含“首頁、圈子、分享、空間、關(guān)注”等標(biāo)簽，點(diǎn)擊標(biāo)簽就可遍歷各個(gè)版塊[8]。“分享”功能不僅能讓學(xué)員分享到所有可見的資源和信息，還能通過相同分享資料定位，標(biāo)識(shí)有相同愛好的人，實(shí)現(xiàn)與其快速建立“好友圈”的功能。endprint

3.2.4 系統(tǒng)管理

（1）基本參數(shù)設(shè)置。管理員對(duì)平臺(tái)的運(yùn)行參數(shù)、人員信息、資源上傳位置、數(shù)據(jù)庫備份和服務(wù)器環(huán)境等有關(guān)設(shè)置統(tǒng)一管理。數(shù)據(jù)庫安全涉及系統(tǒng)平穩(wěn)運(yùn)行，需要及時(shí)備份數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)庫備份代碼如下：

try

{ if （dataPath.Text ！= "" && dataName.Text ！= ""）

{ getSqlConnection geCon = new getSqlConnection（）；

SqlConnection con = geCon.GetCon（）；

string strBacl = "backup database Train_data to disk='" + dataPath.Text.Trim（） + "＼＼" + txtdataName.Text.Trim（） + ".bak'"；

SqlCommand Cmd = new SqlCommand（strBacl， con）；

if （Cmd.ExecuteNonQuery（） ！= 0）

{ MessageBox.Show（"數(shù)據(jù)庫備份成功！"，"提示框"， MessageBoxButtons.OK， MessageBoxIcon.Information）；

this.Close（）；

}

else

{ MessageBox.Show（"數(shù)據(jù)備份失敗！"， "提示框"，MessageBoxButtons.OK， MessageBoxIcon.Information）；

}

}

else

{ MessageBox.Show（"請(qǐng)?zhí)顚懻_位置及文件名！"， "提示框"， MessageBoxButtons.OK， MessageBoxIcon.Information）；

}// end

}

catch （Exception ee）

{

MessageBox.Show（ee.Message.ToString（））；

（2）權(quán)限分配。設(shè)置系統(tǒng)管理員、培訓(xùn)主管、指導(dǎo)教師、學(xué)員等不同角色并賦予相應(yīng)權(quán)限，后臺(tái)用Session方式詳細(xì)記錄各角色的操作[9]，代碼如下：

List list = null；

if （Session["track"] == null）

{ list = new List（）； }

else

{ list = （List）Session["track"]； }

if （list.Contains（pid））

list.Remove（pid）；

if （list.Count == 10）

list.RemoveAt（0）；

list.Add（pid）；

Session["track"] = list； // 把list更新到Session

if （list.Count > 0）

{ List proList = new List（）；

for （int i = list.Count - 1； i >= 0； i--）

{ string proId = list[i]；

proList.Add（proBLL.GetModel（int.Parse（proId）））；

}

RptLastProductList.DataSource = proList；

RptLastProductList.DataBind（）；

}

（3）IP訪問限制。設(shè)置IP訪問限制機(jī)制，拒絕非指定IP范圍內(nèi)的用戶進(jìn)入系統(tǒng)，提高系統(tǒng)安全性[10]。在限制訪問頁面中獲取來訪IP地址并與數(shù)據(jù)庫中的留存信息進(jìn)行比對(duì)，如果一致則允許訪問，否則就返回。獲取客戶端ip地址代碼如下：

HttpRequest request = HttpContext.Current.Request；

string result = request.ServerVariables["HTTP_X_FORWARDED_FOR"]；

if （string.IsNullOrEmpty（result））

{ result = request.ServerVariables["REMOTE_ADDR"]； }

if （string.IsNullOrEmpty（result））

{result = request.UserHostAddress；}

if （string.IsNullOrEmpty（result））

{ result = "0.0.0.0"； }

lblIPAddress.Text = result；

4 結(jié)語

基于Web的實(shí)驗(yàn)教師培訓(xùn)平臺(tái)秉承“快速、分享”的互聯(lián)網(wǎng)精神和自主探究學(xué)習(xí)理念，從技術(shù)手段上幫助實(shí)驗(yàn)教師提升教學(xué)水平，以更好地培養(yǎng)出具有實(shí)踐創(chuàng)新能力的人才。

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（責(zé)任編輯：杜能鋼）endprint