網絡課程平臺的設計與實現

姜晶

摘 要： 在教育信息化的大環境下，利用互聯網進行網絡教學已經成為現代教育的必然要求，網絡課程以其交互性、共享性、開放性、協作性和自主性等特點成為新的學科教學模式，構建基于Web技術的網絡課程平臺是進行網絡教學的迫切需要。以徐州開放大學為例，以建構主義等學習理論為指導，采用PHP動態網站開發技術、MySQL數據庫技術，建立一個通過Internet實現教學資源發布、網上選課、教師授課、學生學習、師生交流等功能的課程平臺。該平臺功能強大、方便易用、是有效服務于教師、學生和實現一定教學管理功能的網絡課程平臺。該文重點探討了該網絡課程平臺的需求分析、總體設計、數據庫設計等，從而為如何運用面向對象的方法快速、高效地開發一個通用性好的網絡課程平臺提供一個良好的思路。

關鍵詞： 網絡課程； B/S結構； 需求分析； 總體設計； UML用例； UML活動圖

中圖分類號： TN711?34； TP311.5 文獻標識碼： A 文章編號： 1004?373X（2018）02?0034?04

Abstract： In the environment of education informationization， Internet has become an inevitable requirement of network teaching for modern education， and network curriculum has become a new subject teaching mode with its characteristics of interactivity， shareability， openness， cooperativeness and autonomy. Therefore， construction of network curriculum platform based on WEB technology is an urgent need for network teaching. Taking Xuzhou Open University as an example， PHP dynamic website development technology and MySQL database technology are adopted to establish a curriculum platform which uses Internet for teaching resource release， online course selection， teacher instruction， student learning， teacher and student communication under the guidance of constructivism and other learning theories. The network curriculum platform is a powerful， convenient and easy?to?use one which serves teachers and students effectively and can achieve a certain teaching management functions. The demand analysis， overall design and database design of the network curriculum platform are discussed emphastically in this paper so as to provide a good idea for how to use the object?oriented method to develop a universal network curriculum platform quickly and efficiently.

Keywords： network curriculum； B/S structure； demand analysis； overall design； UML use case； UML activity diagram

0 引 言

當前，網絡課程作為教育信息化的產物得到了空前的發展，有關于網絡課程建設的模式以及其所涉及的技術問題亦有多方面的探討[1]。

本文以徐州開放大學網絡課程平臺為基礎，從系統體系結構的選擇、系統總體結構設計、數據庫設計等方面，利用UML用例模型、UML活動圖等圖像化數據，構建出該系統的總體設計藍圖。

1 系統總體設計原則

1） 現實性

結合學校自身的軟硬件環境，根據學校的教學規模、教學模式、經濟能力、信息處理的要求等情況進行系統體系結構的選取[2]；在系統的軟硬件平臺搭建方面盡可能減小經濟開銷，不盲目追求技術上的先進性。

2） 簡單性

在滿足系統應用需求的前提下，考慮系統結構的可操作性要強、操作界面要簡單、便于實現，以方便多層次的師生雙方的使用；在系統功能模塊設計中， 要盡量避免不必要的模塊復雜化，操作流程以簡潔、方便、順暢為主。

3） 通用性

結合各類課程的教學特點、分析各類課程教學資源，利用學校現有的校園網環境，搭建一個通用于各學科的網絡課程平臺，通過系統管理模塊，可以為多門課程提供網上教學服務。

4） 可擴充性

考慮學校發展的實際情況，提供方便的接口，便于后續的系統擴充、升級。

2 開發工具與運行平臺

本網絡課程平臺采用瀏覽器/服務器（Browser/Server，B/S）模式[3?4]，在這種結構下，用戶界面只需通過網頁瀏覽器便可實現，系統主要的事務邏輯在服務器端實現，再結合后臺的數據庫層的優勢，便于系統的開發與擴充。同時，對于該平臺的使用者來說，大大降低了用戶操作難度，使得平臺的所有用戶無需添加、安裝任何額外的插件或軟件就可以完成相關操作，極大地方便了用戶的使用。在開發工具上，結合系統總體設計原則，選取了PHP語言來編寫本網絡課程平臺的程序文件，后臺數據庫管理系統為MySQL，Web服務器端為Apach服務器軟件。endprint

3 系統用例模型

在系統需求分析的基礎上，提取出本網絡課程平臺的三類用戶（參與者）[5?6]：

1） 管理員：通過系統管理模塊管理學生、教師的個人信息、教學資源信息、學生選課與成績信息等，進行平臺欄目設置、平臺模板的維護、教學系統數據的備份與恢復等；

2） 教師：主要承擔自身的教學資源的管理，如查看與發布、修改、刪除課程資源、查看選課情況、與學生進行問題互動、學生成績管理、個人信息管理等；

3） 學生：查看、檢索、下載課程資源，完成作業、查看成績、網上提問等；

根據以上分析，采用UML用例模型來描述本網絡課程平臺的需求和功能。

3.1 管理員用例圖

管理員用例如圖1所示。

3.2 教師用例圖

教師用例圖如圖2所示。

3.3 學生用例圖

學生用例圖如圖3所示。

以上三圖中的參與者均有“注冊、登錄、注銷”這三個用例，考慮到重復性，該三圖中未畫出。

4 系統業務流程

為了進一步描述系統需求，下面通過UML活動圖來描述上述用例之間、用例內部的動態關系，以便明確系統的業務工作流程。

4.1 學生活動圖

學生用例使用其個人賬號，登錄課程平臺后，可瀏覽、搜索課程的教學資源并下載，完成其個人信息管理、選課查詢與修改、成績查詢、完成并上傳作業、參與課程師生互動（實時或非實時BBS兩種形式）等，具體的活動圖如圖4所示。

4.2 教師（管理員）活動圖

教師（管理員）用例擁有一定的網站操作權限，其中，管理員是超級教師，具有系統內的最高權限，并對其他用例完成角色授權，對全站的用戶和資源進行統一管理。教師用例則可以在登錄后完成其個人信息管理、課程教學資源發布與管理、作業管理、成績管理、在線和非在線答疑等師生互動管理。以課程教師為例，說明其活動流程，如圖5所示。

參照系統用例圖與活動流程圖，可以歸結出本網絡課程平臺可分為三大功能模塊，分別是系統管理模塊、網絡教學模塊、信息交互模塊[7?8]。對各功能模塊的詳細描述如下：

5.1 系統管理模塊

由系統的管理員在登錄后完成如下管理功能：

1） 教師管理：錄入、更新、查詢、刪除課程教師的個人信息并賦權；

2） 學生管理：錄入、更新、查詢、刪除學生的個人信息并賦權；

3） 班級管理：錄入、更新、查詢、刪除班級信息；

4） 課程管理：錄入、更新、查詢、刪除課程信息；

5） 教學資源管理：完成教學公告的發布與維護、對平臺上的課程資源進行增刪改操作；

6） 選課管理：對學生選課的內容進行增刪改等維護工作；

7） 成績管理：對學生選課成績進行增刪改等維護工作；

8） 網站管理：設置網絡模板與風格，增刪改課程平臺欄目等；

9） 數據備份與恢復：完成全站的數據備份和恢復。

5.2 網絡教學模塊

此模塊是整個網絡課程平臺的核心，師生雙方在此模塊內根據權限的不同，可完成如下功能：

1） 個人信息設置：教師與學生均可完成個人信息的查詢、更新等，以參與網絡教學；

2） 網絡選課：學生根據教學計劃，選擇學期課程；

3） 資源發布與管理：教師完成課程相關信息的設置、上傳教學資源并進行增刪改的操作；

4） 資源瀏覽與下載：教師與學生均可完成課程平臺內的資源的檢索、查看與下載；

5） 作業發布與完成：教師可完成作業的布置、批改與更新等操作；學生可查詢作業并在線完成作業；

6） 成績發布與查詢：教師可完成學生成績發布及更新等操作；學生可查詢其課程成績信息。

5.3 信息交互模塊

通過課程論壇，師生雙方完成問題發布、答疑及其他交互活動，這里設計了實時BBS和非實時BBS兩種形式。

本網絡課程平臺的功能結構圖如圖6所示。

6 數據庫設計

6.1 系統數據庫設計

結合數據庫設計的相關范式[9?10]，根據用戶的信息需求、系統功能的處理需求等特性，設計出網絡課程平臺的數據庫。該數據庫內主要的數據表有12張，各數據表名和描述如表1所示，各表的字段在此不贅述。

6.2 數據庫連接的實現

在使用過程中，本課程平臺需要不斷地訪問系統數據庫，因此數據庫連接的創建、關閉等操作也非常頻繁，這樣就大大地降低了整個平臺的性能，成為平臺運行的瓶頸[11?12]。為了有效解決此問題，筆者以函數形式設計了數據庫連接，該函數主要完成課程平臺頁面與數據庫的連接、進行數據庫相關參數的設置、連接狀態的反饋等，具體使用時，只需在各個頁面進行函數調用即可。

數據庫連接參數的相關代碼為：

$dbhost = ′localhost′； //數據庫地址

$dbname = ′nsdb′； //數據庫名稱

$dbuser = ′nsadmin′； //數據庫用戶名

$dbpwd = ′jjns7311′； //數據庫密碼

7 結 語

本文以徐州開放大學網絡課程平臺為實例，利用面向對象的設計方法和思想，從該網絡課程平臺的需求分析、總體設計等方面做了一個比較全面的研究。目前，設計完成的網絡課程平臺正在徐州開放大學試用，從各方面的反饋中看出，該平臺具有通用性，可適用于各類學校、培訓機構等進行課程教學與教學管理；平臺的功能也較完善，既能滿足師生雙方的教與學需求，又可為個性化的學習需求提供支持，是課堂教學的有益補充；平臺整合了各類教學資源，建立了標準的資源庫，大大提高了教學資源的利用率；系統將底層數據庫與前臺網頁分層設計，有利于平臺后期的擴展和維護，對系統功能的進一步豐富也比較方便。該網絡課程平臺的應用，極大地豐富了教學方法、擴大了教學空間，進一步大大提升了學校教育教學的信息化水平，從而也對如何運用面向對象的方法來快速、高效地開發一個通用性較好的網絡課程平臺提供了一個良好的思路。endprint

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