基于B／S模式的网络教学辅助系统的设计与实现——系统目标、功能与实现技术

维普资讯 http://www.cqvip.com ２００６年５月　中国管理信息化　Ｍａｙ，２００６　第９卷第５期　Ｃｈｉｎａ　Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｉｚａｔｉｏｎ　Ｖｏ１．９，Ｎｏ．５　基于Ｂ／Ｓ模式的网络教学辅助系统的设计与实现　——系统目标、功能与实现技术　欧阳电平，邹聪，肖灯峰　（武汉大学经济与管理学院，武汉４３００００）　【摘　要】本文介绍了笔者承担学校教务部的网络教学辅助系统项目的设计方案和实现技术。系统的设计目标是研发　一个辅助班级授课模式的网络教学平台，作为课堂教学延伸的环境和手段．要和传统的课堂教学相结合．更好地满足　老师和学生教与学的需求，要为课程的教学提供全过程的支持。系统实现的功能有用户管理、课程管理、教师在线教　学管理、学生在线学习、教学沟通以及网络教学论坛等。系统采用ＴＳＰ动态网页设计技术　【关键词】班级授课模式；网络教学平台；目标；功能；实现技术　【中图分类号】Ｃ９３１．６　【文献标识码】Ａ　ｆ文章编号】１６７３—０１９４（２００６）０５—００６２—０４　随着网络技术、多媒体技术等现代信息技术的迅　矛盾；能够给学生提供更多更广泛的学习资源和学习　猛发展，计算机辅助教学系统得到了广泛的应用，远程　方式，满足个性化学习的需求；能够为教师集体备课、　教学系统、教学网站层出不穷．网络教育也成为当今的　共享教学资源、进行教学研究提供一个便利的、时空自　热点。本文介绍的系统是笔者承担的武汉大学教务部　由的平台，提高备课效率，节约成本；能够为师生之间　的实践教学改革项目，与远程教学系统和一般的教学　进行有效沟通、讨（争）论问题提供一个虚拟课堂．充分　网站不同，目的是为目前在各类学校中占统治地位的　发挥学生的主动性和探索精神，尤其对于一些不愿意　以教师主讲为中心的班级授课模式提供一个扩展的网　直接面对面争论的学生或敏感问题，有了畅所欲言的　上教学平台。　场所和机会。　一、系统设计的目标和特点　除了基于互联网的信息系统技术给网络教学辅助　网络教学辅助系统的设计目标是：研发一个辅助　系统带来的优势和特征以外．我们设计的网络教学辅　班级授课模式的网络教学平台．作为课堂教学延伸的　助系统是以每门课程为基本单位进行教学一体化管理　环境和手段，要和传统的课堂教学相结合．更好地满足　的。包括对课程的授课对象．即选课的学生。任课的教　老师和学生教与学的需求．要为课程的教学提供全过　师，课程的教学资料。教学活动等进行管理。管理者可　程的支持。作为传统课堂教学模式补充和完善的网络　以是任课的老师或系统管理员。主要特点体现在：（１）　教学辅助系统不应仅仅是教师教案、讲稿的网上发布．　按课程管理。该系统按每个老师所授的每门课程开设　也不同于远程教学系统以视频播放功能为主．而要建　一个独立的网上教学空间．也就是说，一个老师承担多　立一种集课堂教学与课外网上互动学习、理论学习与　门课程或多个老师承担同一门课程在这个平台上都不　实践操作、学习活动与上网活动融为一体的新型的课　会相互影响．因此。每个老师可以针对他开的一门或多　程教学模式。　门课程进行辅助教学．多个老师也可以同时使用这个　利用Ｉｎｔｅｒｎｅｔ和Ｗｅｂ技术构建Ｂ／Ｓ（浏览器／服务　系统。（２）通用性。网络教学辅助系统是一个通用平台，　器）模式的网络教学辅助系统能够充分利用校园网资　是针对传统课堂教学模式的不足进行补充。目前我们　源．是一个便于学生和老师上网和使用的通用的网络　主要用于会计信息系统课程的网上教学辅助，它也适　教学平台：能够克服课堂教学在时空上的限制，解决传　应于所有课程的教学．便于在校园网上建立教学辅助　统课程教学模式中知识的不断扩张与课时的有限性的　网站。（３）灵活性。网上教学辅助系统可以为某一个老　师的一门或多门课程的课堂教学服务。也可以为一个　【收稿日期］２００６—０２—０５　教研组（或教研室）的多个老师的一门或多门课程服　【基金项目］武汉大学教务部教改项目。　【作者简介］欧阳电平，女，武汉大学经济与管理学院教授。主要　务．由系统进行管理。（４）及时性。教学信息、学生的疑　研究方向：会计信息化、企业管理信息化。　难问题、教学建议等可以通过网络平台及时传递；师生　６２／ＣＨＩＮＡ　ＭＡＮＡＧＥＪ吲曼Ｎ１’ＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮＩＺＡＴＩＯＮ　维普资讯 http://www.cqvip.com 教学研究　之间可以对课程教学的相关问题、观点在线进行及时　沟通和讨论。　的其他网站进行学习，扩大学习空间和范围。　５．教学沟通　教学沟通的主要功能是为师生之间、教师之间、学　二、系统功能与结构设计　作为课堂教学延伸的网络教学辅助系统要具备对　课程的授课对象（学生）、教学资料、教学活动、教学沟　通等方面的管理功能。根据系统设计目标和特点，系统　主要功能如下：　１．用户管理　系统的用户主要包括选课的学生和任课的教师。　生之间传递教学信息。有两种传递方式：一种是发布公　告的方式，教师和系统管理员有此权限，如课程教学进　度、重要提示等信息可以通过公告版传递；另一种是通　过短消息传递的方式，在系统注册成功的用户都有此　权限，每个用户可以对系统注册人员进行点对点的发　送短消息，如学生向老师发送短消息提出个人建议等。　６．网上教学论坛　网上教学论坛主要为师生课后交流提供一个无时　对每一门课程，选课的学生分为二类，一类为教学计划　所对应的专业班级（全班选课），另一类为重修、补修、　选修的学生。每门课的任课教师要对选课的学生进行　管理，以便掌握学生的学习需求和学习状况。我们设计　了学生数据库和教师数据库，用于存储选课的学生和　任课教师的基本信息；通过注册和登录管理以及个人　信息管理模块对用户管理。针对二类选课学生．注册分　空限制的场所，系统提供ＢＢＳ模式，所有注册用户都可　以进入ＢＢＳ，发表自己的观点，进行学术交流。　网络教学辅助系统的整体功能结构如图ｌ所示　（其中课程名称是可变的）。　电算化粪谭程同络教学辅助景统　为批量注册和单独注册，批量注册由管理员操作，主要　针对全班选课的学生，单独注册针对其他选课学生。个　人信息管理是注册成功之后用来修改个人信息。另外，　系统设置了管理员权限，主要对学生和老师的账户、对　系统的所有数据库、对课程教学相关网站的链接等进　行管理和维护。　２．课程管理　网络教学辅助系统是按课程进行教学管理的。即　每门课程的任课教师和授课对象、课程教学资料、网上　的教学活动都是以课程展开的。每开的一门课程称一　个课头并有一个唯一代码（课程名可相同但课头代码　不同），每个老师可以有多个课头，也可以多个老师授　同一名称的课程，由教师代码和课头代码进行关联。我　们设计了课程数据库及相关的课程资料路径数据库，　用于存储网络教学辅助系统所支持的课程的课堂教　学。课程管理主要由系统管理员进行操作。　３．教师在线教学管理　在线选谭　下麓谭件　下麓实习软件　在线作业　在线自测　号臂理　课程警理　链接阿站管理　图１网络教学辅助系统功能结构图　短消息管理　，公告管理　三、系统实现技术　教师在线教学管理主要包括：对所授的每门课程　廿龋　Ｔ＿＋一童诃模块一　网络教学辅助系统的体系结构采用目前通用的Ｂ／　Ｓ应用模式（浏览器／月艮务器模式），是一种三层的ＣＩＳ　（客户机／服务器）模式，即Ｗｅｂ浏览器、Ｗｅｂ服务器和　数据库服务器。其中，浏览器是客户服务层（表示层），　的对象进行管理，即了解（查询）选课的学生，批准（或　取消）选课学生；对课程的教学课件进行管理，即上传　讲义、教学计划、案例分析、相关软件、疑难问题解答等　教学课件。并可对课件进行修改、删除：对课程的作业　进行管理．在线布置作业．对作业进行批阅以及在线出　题、考试管理等。　４．学生在线学习　负责接收用户输入并向Ｗｅｂ服务器提交用户申请，接　收Ｗｅｂ服务器返回的执行结果并显示；Ｗｅｂ服务器是　业务服务层（应用功能层），负责应用程序的开发、运行　和维护；数据库服务器是数据服务层，负责提供数据的　存储，执行查询和更新数据的请求。基于Ｂ／Ｓ模式的系　统结构将教学辅助系统的应用逻辑与用户界面和数据　访问分开，方便了应用程序的开发和维护，可以使网页　设计和应用逻辑设计分别由不同知识结构的学生完　ＣＨＩＮＡ　ＭＡＮＡＧＥＭＥＮＴＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮＩＺＡＴＩＯＮ，６３　学生在线学习主要提供对所选课程的网上学习功　能。包括查阅或者下载课程讲义、教学计划、案例分析、　疑难解答等学习资料。下载与课程相关的应用软件，如　会计信息系统的上机实习软件等；在线接收作业并提　交；在线自我测试；另外，可以通过连接到与课程相关　维普资讯 http://www.cqvip.com 教学研究　成，能加快项目的开发进度．利于培养学生的动手能力　和发挥各自的特长。　１．系统的技术架构　Ｊａｖａ代码描述的业务流程控制分离出来．交给ｓｅｒｖｌｅｔ　控制器负责．ＪＳＰ页面主要用于向用户提供界面进行输　入和显示信息（只有ＨＴＭＬ语言和标签）．使整个应用　软件系统形成“控制一处理一显示”三个独立的部分．程　网络教学辅助系统的硬件设备采用一台高性能的　微机作为Ｗｅｂ服务器和数据库服务器．并接入校园　序更加规范、结构清晰、模块独立性强．便于扩展和维　护。ｓｅｒｖｌｅｔ负责根据用户请求，调用相应的ＪａｖａＢｅａｎ的　网。Ｗｅｂ服务器端采用支持Ｊａｖａ技术的Ｔｏｍｃａｔ作为应　用服务器的软件平台，数据库服务器采用Ｍｉｃｒｏｓｏｆｔ公　业务逻辑方法进行处理．并将结果返回给ＪＳＰ页面显　示。　司的ＳＱＬ　ＳＥＲＶＥＲ２０００．客户端直接通过ＩＥ浏览器进　行访问。网络教学辅助系统的技术架构如图２所示。　ｉ浏览器（学生）　Ｗｅｂ服务器Ｔｏｍｃａｔ　Ｊｓｐ　／——、＼、　　／　（２）ＭＶＣ结构与ＳＴＲＵＴＳ开发环境　ＭＶＣ（Ｍｏｄｅｌ／Ｖｉｅｗ／Ｃｏｎｔｒｏ１）结构是ＪＳＰ技术支持的　一种应用软件系统的设计与开发方法，它体现了模型　（Ｍ）、视图（Ｖ）、控制（Ｃ）三个部分的独立性。其中：模型　（Ｍ）指应用系统的业务处理逻辑（如教学辅助系统的　功能），模型内包含业务的属性及业务规则（方法），被　封装在ＪａｖａＢｅａｎ中，通过调用模型组件的方法可以执　行一定的业务处理．例如插入一条记录进入学生数据　浏览器（老师）　Ｊａｖａ　ＨＴＭＬ　ＳＱＬ　ＳＥＲＶＥＲ　ＳＱＬ　学生数据库　教师数据库　ｌ浏览器（管理员）　——＿．　Ｊａｖａｂｃａｎ　Ｓｅｒｖｌｅｔ　Ｓｔｒｕｔｓ　ＪＤＢＣ　一　２０００　．数据　课程数据库　／一＼、————、、　—／　图２网络教学辅助系统的技术架构　２．系统应用的主要技术　库等。模型具有独立性，当实际的业务规则发生改变　时．只需更改模型内的方法．而无须更改视图和控制器　网络教学辅助系统要对课程、学生、教师等信息进　行动态管理．要实现人机交互式的教学功能，静态的　ＨＴＭＬ页面根本无法处理．必须采用动态网页设计技　术。下面简要介绍我们应用的主要技术。　（１）ＪＳＰ技术　ＪＳＰ（Ｊａｖａ　Ｓｅｒｖｅｒ　Ｐａｇｅ）是ＳＵＮ公司推出的一种服　组件　比如程序如果要适应不同的数据库，只需在模型　内更改不同的数据库驱动即可。视图（Ｖ）主要用于向用　户提供界面进行输入或显示信息（如教学辅助系统的　一组ＪＳＰ文件）。视图组件通常包括两部分：ＪＳＰ文件和　ＡｃｔｉｏｎＦｏｒｍ　Ｂｅａｎ（专门用于封装用户在页面输入的数　据）。多个视图可以共享一个模型，例如对教学辅助网　站同时提供Ｉｎｔｅｒｎｅｔ界面和Ｗａｐ界面时，只需设计不　同的界面．其余的组件可以重用。控制器（Ｃ）用于控制　ＪＳＰ页面的执行流程．所有的用户请求都会先传递给控　制器．再由控制器决定交给哪个逻辑处理组件进行处　理．这样只需在一个配置文件中就可完成所有的传递　务器端的动态网页技术，实际上是一种基于Ｊａｖａ的　Ｗｅｂ服务器应用技术体系。ＪＳＰ的脚本语言采用Ｊａｖａ，　使其完全继承了Ｊａｖａ的所有优点，主要体现在：系统具　有很好的稳定性和安全性、与平台无关性（一次编写程　序各处运行）、面向对象的程序设计等，使其已成为跨　平台应用开发的一种规范。　ＪＳＰ的主要特性是能够把ＨＴＭＬ、脚本、组件等各　种对象有机地组合在一起，应用ＪＳＰ技术可以编制和　运行动态、交互、高性能的Ｗｅｂ服务器应用程序。主要　体现在：ａ１将网页的静态部分（显示）与动态部分（内容　的生成）进行分离．网页设计者可以使用任一网页制作　转向问题．使得程序的维护变得轻松和规范。控制器由　ＡｃｔｉｏｎＳｅｒｖｌｅｔ类和Ａｃｔｉｏｎ类来实现，其中ＡｃｔｉｏｎＳｅｒｖｌｅｔ　在ＭＶＣ架构中扮演中央控制器的角色，根据用户的请　求选择相应的Ａｃｔｉｏｎ类来执行相应的业务逻辑，主要　工具编写ＨＴＭＬ程序（静态显示部分），网络程序员可以　使用ＪＳＰ的程序开发环境和工具编写应用程序（动态　处理部分）；ｂ）将应用系统的业务处理逻辑（内容的生　成）独立出来．由ＪａｖａＢｅａｎ直接进行封装，便于应用程　序的编写、使用和维护。ＪａｖａＢｅａｎ是一个可重用的跨平　台的软件组件．实际上是一种特殊的Ｊａｖａ类，通过封装　属性和方法处理某个业务的对象（简称ｂｅａｎ），ＪＳＰ页　面的数据处理过程被指派给一个或几个ｂｅａｎ来完成，　负责调用模型的方法，更新模型的状态，并帮助控制应　用程序的流程。　Ｓｔｒｕｔｓ实质上是实现一个ＭＶＣ架构的应用软件开　发环境，它提供一系列的基础类，使得开发人员通过扩　展这些基础类就可以使得开发的应用软件符合ＭＶＣ　架构．这样开发人员可以把精力集中在如何解决实际　业务问题上。用Ｓｔｒｕｔｓ实现的教学辅助系统的ＭＶＣ框　架如图３所示。　其他人（如页面设计者）能够编辑和使用ＪＳＰ页面，而　不影响内容的生成。绝大多数ＪＳＰ页面依赖于可重用　ｆ３１数据库访问技术ＪＤＢＣ　Ｗｅｂ服务器在处理用户请求时，很多情况下都需　的组件来执行应用程序所要求的更为复杂的处理，基　于组件的方法加速了系统开发过程。ｃ）将ＪＳＰ页面中用　６４｜ＣＨ１ＮＡ　ＭＡＮＡＧＥＭＥＮＴＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮＩＺＡＴＩＯＮ　要对数据库进行访问。ＪＤＢＣ（Ｊａｖａ　Ｄａｔａｂａｓｅ　Ｃｏｎｎｅｃｔｏｒ）　是Ｊａｖａｓｏｆｔ公司设计的Ｊａｖａ语言访问数（下转６１页）　维普资讯 http://www.cqvip.com 行业信息化　从图４和图５的对比中可以看出．由于ＦｅｄＥｘ在　提供的第三方物流服务中．运用以条码技术为基础的　信息系统．能给客户提供可靠的服务，因而为创造了核　心竞争力，而且能获得较高的利润。从１９８６年开始，联　邦快递采用条码技术．以电子讯号追踪处理中的货物　状况，每个速递员都配有条码扫描器，这样．他们可同　时肩负起分发处理员和资料收集员的任务．提高了工　作效率　而且．一旦有邮件被运送到错误的地方，联邦　快递能在几分钟内查出货件位置，改正运送途径。经过　３０多年的发展，联邦快递的业务现在遍布世界２１１个　国家．这些国家的国内生产总值占全球国内生产总值　的９０％。２００１年．联邦快递总收入达到１９６亿美元。　５　３ＰＬ企业实施条码技术的措施　作中，做好物流服务工作，自然要建立适合零售企业的　以条码技术为基础的计算机信息系统。　５．４参与供应链企业的ＥＲＰ系统　物流条码是供应链中用以标示物流领域中具体实　物的一种特殊代码．在整个供应链，特别是实行ＥＲＰ　系统的供应链企业中，包括生产厂家、配销业、运输业、　消费者等环节．条码技术是实现数据共享的基础。它贯　穿于整个贸易过程．并通过物流条码数据的采集、反　馈，提高整个物流系统的经济效益。３ＰＬ企业为了在供　应链中提供理想的物流服务．必须适合供应链上链主　企业的需要．运用条码技术实现信息共享。　６结束语　条码技术的应用解决了数据采集和数据录入的　“瓶颈”问题．在整个物流过程中，包括生产厂家、销售　企业、运输业、消费者等环节的共享数据。它贯穿整个　贸易过程，并通过物流条码数据的采集、处理、反馈，可　５．１通过条码技术的运用实现货物信息的实时采集　实时物流信息采集是实现实时物流的起点．第三　方物流服务商要做到物流信息的实时采集，一般使用　现代自动识别的系列技术。比如通过物流条码技术自　动提取货物上的物流信息．也可以通过电子标签系统、　蓝牙技术等实现物流信息的实时采集。　５．２在物流单元上标示物流信息　物流过程中．条码装载着物流信息，并附着于物流　单元上．保证标识信息与实物同步．条码扫描仪则成为　物流单元与信息系统的纽带。例如：货物进入配送中心　的入ＶＩ端时．工作人员需要一面卸货．一面根据订货单　要求对货物进行调配，并确定货物的出货模式及目的　地，最终从配送中心的出货端将货物运出。使用条码技　术．工作人员收到货物的同时．利用条码扫描仪可获取　随货物同时到达的物流信息，并传人信息系统，从而获　得货物处理指示．使货物顺利“流”向下一环节。　５．３与零售企业配合实施条码技术　以条码识读为基础的ＰＯＳ自动销售系统，带来了　销售、库存管理、订货、结算方式的变革，同时也促进了　条码体系的发展及其在更大范围、更多领域的应用，逐　步从物流供应链的零售末端前推到配送、仓储、运输等　物流各个环节。３ＰＬ企业应该在与相关零售企业的合　以提高整个第三方物流企业的信息化水平，是物流管　理现代化、提高企业管理水平和竞争能力的重要技术　手段　主要参考文献　【１］王琛，崔航．应用物流条码增强第三方物流企业的竞争优势　．　山东建筑工程学院学报．２００４，（４）：３２—３５．　［２ｌ张铎，王耀球．条码技术与电子数据交换【Ｍ］．北京：中国铁道出版　社．１９９８：１ｌ２－１１５．　【３］ｈｔｔｐ：／／ｗｗｗ．５６ｃｎ．ｃｎ／ｈｔｍｌ／２００４－５／２００４５１２１８１９２６，．ｈｔｍ．　［４１吕延昌．基于条码技术上的物流及供应链管理【Ｊ］．交通标准化，　２００４，（１１）：２６一：２８．　［５１迈克尔・波特．竞争优势【Ｍ］．北京：华夏出版社，１９９７，８９—９３．　ｆ６１　Ｍｉｃｈａｅｌ　Ａ．Ｉ－［５ｔｔＪ．　Ｒ．Ｄｕａｎｅ　Ｉｒｅｌａｎｄ，Ｒｏｂｅｒｔ　Ｅ．Ｈｏｓｋｉｓｓｏｎ．Ｓｔｒａｔｅｇｉｃ　Ｍａｎ　ａｇｅｍｅｎｔ　Ｃｏｍｐｅｔｉｔｉｖｅｎｅｓｓ　ａｎｄ　Ｇｌｏｂａｌｉｚａｔｉｏｎ　ＩｉＣｏｎｃｅｐｔｉｏｎｓ）［Ｍ］．吕魏　等译．机械工业出版社，２００４，２：１１０—１１３．　［７】吕延昌．国际速递巨头带来的启示【Ｊ】．中国邮政．，２００３，（１　ｏ）：５５—５６．　【８］Ｒｏｎａｌｄ　Ｈ．Ｂａｌｌｏｕ．Ｎｅｗ　Ｍａｎａｇｅｒｉａｌ　Ｃｈａｌｌｅｎｇｅｓ　ｆｒｏｍ　Ｓｕｐｐｌｙ　Ｃｈａｉｎ　Ｏｐｐｏｒｔｕｎｉｔｉｅｓ［Ｊ］．Ｉｎｄｕｓｔｉｒｌａ　Ｍａｒｋｅｔｉｎｇ　Ｍａｎａｇｅｍｅｎｔ　２９（２ｏｏｏ）．　入ＪＤＢＣ驱动程序一建立数据库连接一执行ＳＱＬ语　句一检索结果一关闭连接。如果程序中针对每一个数　据库通信的请求，都要先建立连接，通信完成后还要关　闭连接．将使得程序的运行效率低下，教学辅助系统采　用数据库连接池的连接方式，以提高对数据库的访问　效率。　主要参考文献　图３教学辅助系统的ＭＶＣ框架　［１ｌ陈智勇，左仁详等．基于Ｗｅｂ的网络教学平台的设计　．计算机与　现代化，２００４，（５）．　据库的应用程序接口，在功能方面与ＯＤＢＣ（开放的数　据库互连）相同，程序员可以通过ＪＤＢＣ直接访问数据　库。访问流程如下：获取数据库的ＪＤＢＣ驱动程序一装　［２ｌ飞思科技产品研发中一０ＪＳＰ应用开发详解（第二版）［Ｍ］，北京：电　子工业出版社，２００４．　ＣＨＩＮＡ　ＭＡＮＡＧＥＭＥＮＴＩＮＦＯＲＭＡＴＩＯＮＩＺＡＴＩＯＮ／６１