基于Java Web 技術的教學資源庫系統設計

黃美益

（廣西現代職業技術學院 廣西壯族自治區河池市 547000）

1 教學資源庫系統開發意義

教育部辦公廳關于做好職業教育專業教學資源庫2019年度相關工作的通知中提到 ：“建立健全一批優質資源庫，提升教學信息化水平，帶動教育理念、教學方法和學習方式變革，為在校學生、企業員工和社會學習者提供服務。”

隨著網絡的快速發展，“互聯網+教育”已成為高校教育教學改革的方式和手段。在高校，擁有優質的教學資源庫系統，借助互聯網實現資源共享，滿足學生翻轉式、碎片化學習，為教師學生提供豐富的教學資源及交流平臺，對提高教育教學質量具有重要的意義。

2 Java Web技術及軟件架構

2.1 Java Web技術

Java Web 技術主要采用Java、JSP、Servlet、JavaBean等技術來解決相關動態Web 互聯網領域的技術總和，還涉及HTML、CSS、JDBC、XML、Tomcat 基本技術以及jQuery、Struts2、Hibernate 等框架技術。 一個完整的java web 應用系統通常是由多種組件構成的，采用Jsp+Servlet+JavaBean+DAO 開發模式時，通常由視圖層（一般由HTML 和JSP 頁面組成）、控制層（一般是Servlet）、業務邏輯層（一般是JavaBean）和數據訪問層/持久層（一般是JDBC）等組成。在實際開發一個Web 應用系統時，通常使用以上多種技術共同完成，他們分別承擔不同的任務職責。JSP 一般承擔用戶界面的信息顯示，擔任視圖角色，簡稱為V（view）；servlet 主要扮演任務的執行者，起到控制層的作用，簡稱為C（control）；Java Bean 主要擔任數據的結構關系，充當模型層的角色，簡稱M(model)；DAO 承擔數據庫的訪問及連接的作用，以上幾種技術實現不同組件的功能分工協作，這種模式通常稱為MVC 開發模式。

2.2 系統開發的軟件架構

隨著網絡的普及，各種應用系統的應用都是依賴于網絡，網絡應用系統的開發主要有兩種系統架構模式：C/S 架構和B/S 架構。

C/S（Client/Server）架構：客戶端與服務器。這種架構需要客戶端在電腦或移動端上安裝專用的客戶端軟件或APP。其優點是穩定、數據傳輸快，對網絡的依賴不是很強烈；其缺點是開發成本高、開發難度大、運行過程繁瑣。

B/S（Browser/Server）架構：瀏覽器與服務器。這種架構模式是將系統功能實現的核心部分集中到服務器上，簡化了系統的前端開發、維護和使用。其缺點是對網絡的依賴強烈、系統和數據的安全性低。優點是開發成本低、響應速度快、分布性強、開發簡單，可以不用安裝任何專門的軟件，只要有一臺能上網的電腦裝有瀏覽器就能實現在任何地方進行操作，客戶端零維護，系統后期的維護和擴展非常容易。基于互聯網絡上的應用系統大部分都采用此模式。工作原理及結構如圖1 所示。

圖1：B/S 工作原理及結構

基于Java Web 技術的教學資源系統平臺采用B/S 結構（Browser/Server，瀏覽器/服務器模式）開發設計。

3 系統開發工具及運行環境

Java Web 應用系統開發是使用Java 語言作為后臺開發的軟件，結合Web 相關技術完成系統開發的過程。目前Java Web 應用系統開發工具主要有Eclipse、MyEclipse 和Intellij IDEA 等，在應用過程中搭建開發環境并安裝集成相關開發組件（Java JDK、Web 服務器--Tomcat）后即可使用。其中Eclipse 最初由OTI 和IBM 兩家公司的IDE 產品開發組創建，起始于1999 年4 月，發展至今已成為一個開放源代碼的、基于Java 的可擴展開發平臺，所有的用戶都可免費使用；MyEclipse 是在Eclipse 基礎上加上自己的插件開發而成的功能強大的企業級集成開發環境，包括了完備的編碼、調試、測試和發布功能，完整支持HTML，Struts，JSP，CSS，Javascript，Spring，SQL，Hibernate；IDEA 是JetBrains 公司的產品，是java 編程語言開發的集成環境，在業界被公認為最好的java 開發工具，尤其在智能代碼助手、代碼自動提示、重構、JavaEE支持、各類版本工具(git、svn等)、JUnit、CVS 整合、代碼分析、 創新的GUI 設計等方面的功能非常強大。以上每種開發工具各有優缺點，在實際開發過程中選擇合適的一種。本系統設計使用Eclipse 開發。

4 教學資源系統總體框架設計

教學資源系統分為教學端和學生端。其中教師端的設計包含登錄頁面、課程上傳、教學資源發布、資源中心、授課中心、發布作業、學習質量分析情況、班級管理等模塊；學生端的設計包括：我的課程、課程表查詢、學習資源、課程評價、完成作業等模塊。系統總框架設計圖如圖2 所示。

圖2：系統總框架設計圖

5 功能實現

5.1 教師端的主要功能

教師端登錄功能：在后臺數據庫中導入教師的教工號和設置初始密碼，教師憑工號和初始密碼登錄到系統中，登錄成功后進入教師端功能管理界面，如圖3 所示，教師可以通過修改密碼功能修改初始密碼。

圖3：登錄成功進入的界面

課程上傳模塊功能：該模塊是教師根據教學課程上傳相關的教學資源，供學習者根據自身的需求選擇學習，同時對系統內的課程隨時進行添加、上傳，使課程處于及時更新狀態，讓學習者學習到最新的知識。

資源中心模塊功能：此功能用于對教學課程資源的發布、審核、瀏覽查找、維護、統計等功能。資源發布包括了課件、微課、視頻、多媒體素材、案例、模板、文獻資料、索引目錄、課程等；資源瀏覽可以通過三種方式進行搜索：最新資源、資源搜索、資源地圖，用戶可以通過內容中心的查詢功能，設定查詢條件對系統數據庫內的教學資料進行條件查找，方便用戶在眾多數據中準確、快速地找到所需的數據資料；資源維護功能用于設置資源的禁用和啟用；統計功能可以通過提交月份、提交年份、資源類型、媒體格式、提交人、科目等多種方式對查詢的資源進行列表展示或者圖形展示。

授課中心模塊功能：授課中心是該系統最重要的模塊之一，為教師的授課提供了方便快捷課堂雙向交互功能。教師可以選擇教材或者PPT 文件為授課教案，通過系統自帶的教學工具（畫筆、橡皮擦、放大鏡、聚光燈、幕布、黑板、白板等功能）給學生進行講解。

作業發布模塊功能：此模塊為教師提供課后布置作業或測試練習功能。教師可以給課程的每一章節設置適當的練習和作業，讓學生在規定的時間內容根據自己學習的進度進行相應測試，檢測自己的學習成果，當學生完成練習和作業后系統根據學生完成的情況自行評分，當成績不合格時教師可以退回學生的成績，并要求學生重做。同時還可以發布課堂統一測試，教師選擇相應的試題進行發布，學生收到試題并開始作答。在學生作答的同時教師可以通過班級界面查看全部同學答題的進度及答題的正確率，在作答結束之后，教師還可以得到全部同學作答的統計情況。

學習質量分析模塊功能：教學質量分析功能是向教師提供教學情況統計分析表、作業練習統計分析情況、題庫中心統計分析情況、資源中心統計分析情況、學習質量統計分析、課堂實時表現統計分析。

（1）教學情況統計分析：統計了一段時間內課堂教師與學生互動的情況、教師發布課堂習題及學生練習的情況。

（2）作業練習統計分析：從年級、班級、學生、次數等多個方面對學生答題的成績進行統計分析。

（3）題庫中心統計分析：從整個題庫和單套試卷兩個比對，對各種題型的比例、難度、正確率等進行分析。

（4）資源中心統計分析：對資源從類型和格式兩個方面進行分析。

（5）學習質量統計分析：從單個學生和單個年級兩方面對學科成績進行分析比對。

（6）課堂實時表現統計分析：記錄了教師在每次教學完成后的統計分析。

班級管理功能：教師可以通過班級視圖查看整個班級全部學生的在線情況。全部學生的頭像會顯示在界面的中間區域，在線學生頭像為高亮狀態，不在線學生的頭像右下方會出現一個紅色感嘆號。教師可以清晰的了解到在線學生人數。教師還可以將全班學生進行分組操作，分組完成后可以在小組視圖界面進行查看。教師可以分別給每一組發布任務，讓小組內的學生進行互動，這個功能可以很好的鍛煉學生的協作能力，培養學生的團隊合作意識。

5.2 學生端的主要功能

學生登錄注冊功能：學生端的登錄分為正式用戶登錄和游客登錄兩大類。正式用戶是指學生通過自己的學號（或手機號）和密碼注冊后憑賬號和密碼登錄。用戶登錄后可以根據自己的興趣偏好進行各功能的操作，同時為了能及時收到老師布置的課后練習或作業，可以選擇設置練習消息推送，當老師發布練習或作業時，會及時動態地收到推送消息，避免錯過練習完成的時間。正式用戶可以使用學生端的全部功能。游客登錄時用戶可以直接進入系統首頁，瀏覽信息，但是有一些功能無法進行操作，要能進行學生端所有功能的應用，必須先注冊成為正式用戶后才能使用。學生端登錄界面如圖4 所示。

圖4：學生登錄界面

我的課表模塊功能：學生點擊進入“我的課表”選項后，可以查看自己的課表安排，從而能夠從容地安排學習時間，不會錯過。課程表分為“日課表”和“周課表”，分別顯示當日課程安排和本周的課程安排，當課表有變動時，我的課表內容也同步更新，并推送課表變化信息到學生手機中。

課程查詢模塊功能：學生點擊進入“智能搜索”選項后，可以在輸入框填寫課程查詢信息，并且用鼠標點擊選擇查詢條件（分為按學科查找、按年級查找、按時間查找）后，點擊按鈕進行準確的查詢操作。系統在完成查詢后，會將數據庫中的信息通過表格的形式將詳細結果展示出來，用戶可以清晰直觀的了解查詢結果，方便學生進行時間上的安排，避免造成不必要的沖突。

課程評價模塊功能：學生點擊進入“課程評價”選項后，在列出的課程中選擇需要評價的課程，根據評分內容對每一項分別進行打分評價，填寫完成后提交，得到該課程的評價分數。為課程教學質量提供參考數據。

學習資源模塊功能：學生點擊進入“學習資源”選項后，可以對課程進行篩選，在搜索欄中輸入課程的名稱、授課教師來選擇需要學習的課程，當課程存在時，顯示搜索到的課程資源，學生則可進行課程學習。

完成作業模塊功能：每門課程布置的課后作業和練習都會提交到學生端的“完成作業”模塊中，該功能分有“作業待完成”和“作業已完成”兩個子模塊。當學生還未完成作業或練習時，“作業待完成”子模塊就會顯示待完成的作業列表，學生可以點擊查詢有哪些課程作業待完成；當已完成提交作業后，“作業已完成”子模塊也相應列出已完成的作業列表，當發現自己提交的作業或練習有誤時，可以向對應課程的任課教師發送作業退回重做。

6 結束語

教學資源系統的設計與開發，目的是為了滿足師生間的交流及學生的個性化學習，解決傳統教學中的不足，讓教師和學生有一個不受時間、不受地點等限制進行學習交流的平臺，更好的激發學生的學習興趣，提高整體的教學質量。在教學資源系統開發中根據課程特點、學生特點及教學目標進行設計，以達到資源共享，滿足學生翻轉式、碎片化學習，為師生提供豐富的教學資源及交流平臺。