音樂遠程教育學習系統的設計與實現

錢甜

(西安航空職業技術學院，西安 710089)

0 引言

計算機已經成為現代社會發展的載體，在信息存儲、呈現以及計算方面都呈現出很大優勢，為了順應我國教育改革與素質教育的時代潮流，一定要打破傳統的單一教學模式，發揮教師主要作用與以學生為主體的教學模式的探討與研究，使得教育思想、觀念、模式等都發生巨大變化。隨著計算機網絡的發展與普及，遠程網絡教學以教學資源豐富、教學方法多樣化、教學形式靈活、教學效率高、學習過程獨特等優勢，越來越受到教育者的重視，作為傳統教學模式的擴展與補充，遠程網絡教學必然會成為未來教育的主要發展趨勢。

1 音樂遠程教學系統設計原則

(1) 開放性原則：系統要支持學生通過各種網絡在線獲得有效的學習。教師可以通過系統進行在線管理學習資料以及作業。

(2) 簡便性原則：對用戶界面設計需要簡化，易于熟悉及使用。對數據訪問技術進行優化，用戶在對所需信息進行訪問時，可以通過優化技術將訪問量降至最低。系統對相關數據資料的提取不能過于復雜，降低服務器負荷。

(3) 交互性原則：系統要能夠提供豐富的內容交互，學生可以通過該系統對學習資料進行閱讀，而且可以在線視聽有關音樂，教師可以在線批閱學生作業，及時的向學生反饋有關結果。

2 系統功能需求分析

該音樂遠程教育系統功能分析，如圖1所示。

功能類別子功能用戶管理音樂基礎理論知識學習音樂常識學習音樂鑒賞作業管理用戶登錄用戶管理密碼設置音樂基礎理論知識數據音樂常識數據音樂鑒賞視音頻數據作業信息密碼加密用戶角色分配增加用戶刪除用戶增加角色刪除角色修改角色權限修改密碼數據查詢數據調閱數據查詢數據調閱數據查詢視聽維護作業信息

圖1 系統功能分析

通過音樂教學詳細調查所得到的材料，對教學組織的管理狀況進行分析處理，主要從音樂課在線教學全過程的角度進行分析，了解教學處理過程是否通暢，教與學在線數據是否完整，網上教學是否實現數據交互，處理過程與管理功能之間是否緊密聯系等。

3 音樂遠程教學系統模型設計

3.1 系統功能模型

音樂遠程教學系統的功能模型主要是根據用戶的具體需求所設計出來的能夠反映系統的模型。通過問卷、調查等多種形式將用戶的需求轉換為正式的文檔，該系統中，教師總體功能模塊，如圖2所示。

圖2 教師功能模塊

學員總體功能模塊設計，如圖3所示。

圖3 學員功能模塊

3.2 音樂遠程教學系統行為模型設計

音樂遠程教學系統主要由老師和學生兩部分構成，老師和學生在系統中產生的行為都要遵循：登錄—發出命令—顯示操作結果—退出系統4個步驟，教師與學生操作系統，如圖4所示。

當用戶登錄到系統之后，系統會對登陸信息進行審核。如果信息正確，用戶會進入到已登錄界面；如果信息錯誤，會返回到登錄界面；如果多次登錄失敗，系統會將賬戶進行鎖定。

4 音樂遠程教學系統構架設計

4.1 系統構架設計

本文所設計的音樂遠程教學系統屬于B/S構架，與傳統的模式相比，簡化了系統的開發、維護以及使用，只要在客戶端安裝一個瀏覽器，在瀏覽器的地址欄輸入系統的網址，便可以使用該系統，網絡運行的架構圖，如圖5所示。

圖5 網絡運行構架圖

在該構架設計中，使用一個Web服務器和一個數據庫服務器，主要是考慮到系統的擴展性以及多個用戶訪問系統時對服務器產生巨大壓力，讓其各自承擔不同的任務。

(1) Web Server，Web Server屬于遠程教學系統的核心服務器，主要對用戶所發來的請求進行處理，根據請求來訪問DB Server，從而與數據庫進行數據交換，教學系統的所有業務往來都由它來完成，可以使用戶得到更快的相應速度，并且將數據庫操作有關的任務分給DB Server。

(2) 數據庫服務器，主要將數據管理和處理工作從核心服務器中分離出來，進一步提高教學系統的性能，便于系統擴展。

4.2 系統構架分析

音樂遠程教學系統采用MVC模式進行設計，主要由表示層、業務層、DAO層3個層次構成，如圖6所示。

圖6 系統構架

(1) Struts主要用于表示層。負責對用戶的所有請求進行收集，根據不同的請求來做出相應的處理與交互，通過配置來決定業務處理后的轉向，核心配置文件是Struts.xml，當Struts接收到用戶請求并且做出相應的處理之后會根據文件中的配置來對頁面進行更新。

(2) Spring業務層處理。在圖6中，登錄管理、學員管理、課程管理、考核管理、新聞管理、問答管理實際上是Struts被整合到Spring中的業務邏輯控制器Action的子類，這些子類中有相應DAO類的對象用來操作數據表，里面編寫有對應的set方法，所以，Spring管理了系統類的生成，當需要那個類時，只要在applicationContext.xml中配置好便可，這樣一來，程序之間的功能代碼耦合是很小的，比較容易調試與維護。

(3) Hibernate數據庫處理層，在該層中，數據庫中所有表都要通過與之對應的文件與JavaBean關聯起來，JavaBean中的每個屬性都會對應數據表中的一個字段，通過對JavaBean的操作來實現相應的數據表操作。

4.3 系統構架的整體運行流程

在系統構架流程中，表示層運用JSP來編寫，主要將頁面展示給用戶，實現與用戶之間的交互，當用戶發出請求時，會通過JSP頁面發出，然后Struts按照文件中的配置，將接收到的請求轉到相對應的類進行處理，在業務層中，Spring主要負責向action提供業務模型組件，并且提供統一的事物處理、在數據庫持久層，Hibernate通過hbm.xml文件將數據庫與JavaBean之間做自動映射，使得程序員可以通過操縱JavaBean來對數據庫進行操作，并且將最終的結果反饋給業務層，當業務層智力之后反饋給控制層，最后通過JSP接收響應。具體流程，如圖7所示。

圖7 系統運行流程

5 音樂遠程教學系統測試

5.1 測試方法

5.1.1 模塊測試：該遠程教學系統采用模塊測試，使用黑盒測試法，輸入預設值對音樂教學系統的數據查詢以及編輯修改模塊進行輸入與輸出測試驗證，模塊測試的部分例子，如表1所示。

表1 模塊測試部分例子

5.1.2 組裝模塊測試：組裝模塊測試共20例，比較所測模塊的輸入參數與模塊的形式參數在屬性、個性以及順序上是否匹配；調用標準函數的參數在個數、屬性、順序上是否正確。對路徑測試采用白盒測試法，部分例子，如表2所示。

5.1.3 系統壓力測試：在組裝模塊具體測試與系統功能具體測試過程中72名老師與3 200名學生在兩天內分8各時間段同時登陸使用該系統，對各項功能進行在線測試，模擬網絡高峰流量值時的系統運行情況。系統運行高峰時同時有400個以上終端并行在線工作。

5.1.4 容錯處理測試：該部分測試主要在模塊測試中進行，對整個系統的容錯測試預設了20例各類錯誤值輸入整個系統。

表2 組裝模塊部分例子

5.2 測試結果分析

1)70例測試中有63例輸出正常，一例空值以及兩例非正常數據格式值輸入時發生異常，無法正常輸出。對程序進行重新檢查，確認是空值引起模塊內的程序無法處理空值，非正常數據格式引起模塊內的錯誤中止。針對這兩個問題，需要增加程序條件處理空值，增強錯誤處理程序段的辦法加以解決。

2)測試參數結果：通過20例的測試表明所測模塊的輸入參數與模塊的形式參數在屬性、個數、順序上匹配，調用標準函數的參數在屬性、個數、順序上正確。

3)系統壓力測試結果：在將使用人數提高到一定數量之后，系統仍然可以正常工作，證明服務器可以同時支持400個終端工作，滿足學生公共音樂課的多人數使用。

4)容錯處理測試結果：在20例測試中17例系統正常處理，3例系統處理出現異常，針對這種現象，對程序代碼進行分析，發現程序對異常處理部分的不同條件覆蓋不完整，于是增強了異常處理程序段的容錯處理功能。

通過對遠程音樂系統的高效測試，保障了音樂基礎理論知識學習模塊、音樂常識學習模塊、音樂鑒賞模塊以及用戶管理模塊等功能的實現，確保該程序在實際運用中穩定運行。

6 總結

本文所設計的音樂遠程教學系統改變了傳統的音樂課單一教學模式，為學習者提供豐富多彩的圖文、音像并茂的交互式教學界面，有效的激發學生的學習興趣，不僅能通過該系統來聽教師講音樂，而且可以動手找音樂、聽音樂，通過多種感官的刺激來對音樂知識進行獲取，提高學生對音樂知識學習的渴望，讓學生能夠主動體驗音樂、欣賞音樂、創作音樂，為體驗式、探索式、創作式的音樂學習創造條件。以學生

發展為中心，教師扮演引導者角色，幫助學生開展音樂理論學習、音樂研究，最大限度的發揮學生學習音樂的積極性與主動性。在實踐教學中具有很大的應用價值。