《基于web互动教学平台设计及实现》由会员上传分享,免费在线阅读,更多相关内容在学术论文-天天文库。
摘要随着计算机技术、多媒体技术、网络技术,特别是因特网技术的发展和普及,我国高等院校的教育体制和教学模式正在发生着巨大的变化,传统的以教师为中心的教学模式不能适应现代教育的需要。网络教学将计算机技术、多媒体技术、网络技术深入应用到教学领域,这种新的教学模式主要是依托当今快速的计算机网络来实现,它既能充分发挥计算机网络在教学中应用的优势,又能充分体现以教师为主导、学生为主体的教学理念错误味拽刊引牌。。基于WEB的互动网络教学己经成为当前高校教育教学的重要方式和重点发展方向,它是构筑21世纪知识经济时代人们终身学习的一种新型的教育教学手段,是未来现代教育发展的一种必然趋势。本文所实现的网络互动教学系统,采用B/S体系结构,WindovServer2003+IIS6.0+ASP.NET作为系统开发平台,采用先进的SQLServer2005作为后台数据库,VisualStudi02008作为ASP.NET的前端开发工具。系统主要包括教学资源共享,网络在线交流,网上作业,在线答疑,在线测试等综合教育教学服务项目,通过这个系统平台,学生可以充分利用教师上传的网络教学资源进行自主学习,学习过程中的疑问可以及时同教师及同学交流,教师则通过平台比较轻松地进行教学辅导及教学管理等工作。本文通过分析网络教学系统开发的背景、发展现状及发展趋势,阐述了系统开发的意义。在通过系统的需求分析之后,根据数据库的设计原理构建了系统数据库并对系统进行了总体设计和详细设计。分析了系统中的三大角色:学生、教师、管理员所具备的操作功能和各自的权限,对系统主要的功能模块用流程图和模型图的形式进行了较详细的分析和描述。对重点模块较详细地讨论了系统的技术实现并提供了系统的部分界面设计。最后,本文对所做的系统设计、开发工作进行了总结,阐述系统进一步开发的工作方向和思路。关键词:网络教学平台;w曲;B/s:uML建模;AsP.NET ABSTRACTAlong谢mmecomputertechlolo鼢muhimediatecllllology,ne咖rktecllIlolo鼢especially也edevelopmentaIldpopularizationofInternettecllllologymC11ina’meinstitutionsofhi曲erle锄ingeducationsystemarldteacMngr110dearehaViIlghugechaJlges,the位Lditionalteacher-centeredteacllingmodec磁notadaptt0tlleneedsofmodemeducation.Networkteaclling谢llcornpmertechIlology,multimediatechnolo卧ne啪rkteChnology触erappliedtote溅ng,thjsnewteacKngmodeisma“yrelyontoday’sf瓠tcomputerneM0rktoaCllieVe,1tc觚glVe如Uplaytot11ecomputerne觚orkinteacllingtlleapplicationadvantages,a11dcan锚lvembodymeteacheraSthesupeⅣisorandt11estudentsaSthem锄bodyottheteac№2idea.BaSedonWEBinteractiVenet、Ⅳ0rkteaCtlinghasbeenbecometIleu11iversitveducationteachjngis锄iInportantwayandkeydeVeloprnentdlrectlon,1tisconstructingthe21stcenturyknowledgeeconomytimespeopleislifelonglearninganew帅eofeducationteacllingmeans,thatist11emodemeduCationdeVelopmentotal【indofinevitabletrend.nerealizationofnetworkimemctiVeteacllingsyStem,usmgB/sSystemstrIlcture.WindovServer2003+IIS6.0+ASP:NETaSsystemdeVelopmentplatto咖,and也euseofadvancedSQLServer2005asbackgroulldd批ase,Vis砌Studi02008aSASPNET矗ontdeVelopmenttools.Thesystemincludesteacllingresourcessh踟19,tllenetworkoIllinecommunication,onlirleoperation,011liIleans、Ⅳer,oIllmetestdoubtcomprehensiveeducationteacllingserVices,衄ou曲thesystemplatfom,studentscallmal(e如11useoft11eteaCheruploadteac]Ilingresourceso士thene似orKautonomous1e删ng,1eanlingprocessofdoubt,caIlbetimely、ⅣitllmeteachersandclaSsmates,teacherS,n_lroughmeplatfo咖iseaSilyteacmngguidanceaIldteacmngmanagement.Tmspaperthrou曲theallalysisofne觚orkteachingSyStemdevelopmentback掣。皿d,thedevelopmentsta_msquoa11ddeVelopingtrendofsystem,elaboratedthesi觚fic眦ceof舭development.mou曲thedemaIldaIlalysisofmesys‘em砒er,accordin2t0medatabaseofthedesignprincipleofthesystema11dconstmcttnedatabaseofthesystemoveralldesigllanddetaileddesigll.AnalySisofthesystemot Abst龙Ictt王1reer01es:studems,teachers,administratorshaveoperatingf妇ctionandtheirrespectivelimitsofaumority,thesystemmain缸1ctionmodulewithnowchanand伊印hmodelinmefomofadetailedanalysisaIlddescription.Thekeymodulesystemwasdiscussedindetailtherealizationofthesystema11dproVidepartoftheimerf.acedesign.Finally,inthispaper,thesystemdesigna11ddeVelopmentwork,thepapersl】mm撕zestlledevelopmentoftllesystem向rtherworkdirectionandthinking.KeyWords:Networkteachingplatfom;W曲;B/S;UML;ASP.NE 第l章绪论第1章绪论随着科学技术的快速发展,特别是计算机网络技术及多媒体技术的迅速发展,已经将我们人类带入崭新的信息化社会。大多数高等院校的教学方法和教学手段都转换成了现代化的使用多媒体投影教学和计算机网络教室进行授课的新方式,而且将传统教学中的教案和讲稿也都进行了电子化,电子教案讲稿正广泛地运用到教学中。传统的教育方式和手段正在发生悄然变化。网络及多媒体技术与传统教育的结合,不光改变了传统的教学方法和手段,而且还带来了教学内容、教学观念的不断更新,彻底改变了我们传统的教育思想和观念,也改变了传统的人才培养方式。这种新的观念和手段的变化也给我们带来了新的问题,采取何种方式和手段来解决这些问题?这样,网络教学系统应运而生。可以想象,未来的现代教育技术必然将重点放在以信息技术及网络技术为基础的多媒体网络教育技术上。计算机网络教学平台作为一种全新的辅助教学形式具有很重要的意义,正呈现出广阔的发展前景。将网络教学系统建立在国际互联网上,使得老师和同学都可以随时随地的教与学,不受时间和空间的限制,并且学生可以挑选需要学习的东西进行学习,提高了学生的积极性参与性和学习效率。1.1课题背景信息技术飞速地发展,当前高校现有的教学模式、教学内容,教学方法和教学手段等己经不能完全满足现代教学的需求。传统的教学模式中,只有“五个一”,即“一张嘴、一支粉笔、一块黑板、一本教材、一间教室”。这种方式把教学引入让学生死读书、缺乏实际能力培养的死胡同。传统教法有:讲授、演示,属于示范性教学方法;学法有:听、记、练习、观察,属于模仿性的学习方法。传统的教学模式忽视了教学的目的是为了发展孩子的能力,忽视了学生作为教育的认知主体的作用。传统的教学过程具有以下缺点:1、传统教学过程主要体现老师的“教”,学生的“学”成了被动接受,这 第l章绪论样非常不利于对学生进行个性化的培养,教师的教学活动阻碍了学生的独立性和主动性的发挥,学生的学习活动完全听从教师,学生只能接受教师的指令,完成教师指定的任务。2、没有注意到学生的个体差异,老师和学生之间及学生与学生之间缺乏有效的相互交流,不注重培养学生的学习能力,学生感受不到学习的乐趣。3、缺少一个有效的沟通平台,学生与老师缺乏良好沟通,封闭式自我学习成了学生学习的主要形式,严重影响了学生的学习效率;由于传统的教学过于死板,不能培养出具有创新能力的人才,必须要转变教学模式,寻求新的方法和手段。新的教学方法和手段具备以下特点:1、强调学生的创新性;2、师生活动的多边性;3、突出学生的主体性;4、注重学生学法的指导性;5、美育的融入性;6、尊重个体与社会的协调性;7、学生多方位的参与性;8、手段的多样性。网络教学手段的产生,是教学方法的一次新的革命。这种全新的教学手段正逐步形成一种趋势。现代教育正不断推进教学的网络化和多媒体化,互动网络教学系统平台将成为引领现代教育技术快速发展的强大引擎。1.2网络教学平台研究现状及发展趋势计算机网络技术的迅速发展使互联网上的各种教育相关的应用不断出现。这些应用中的一个重要分支就是网络教学系统平台的出现。虽然早期出现过一些类似的平台,但是都随着网络泡沫的破灭及网络开发技术的落后而不能继续开发下去。如今,许多新的先进的网络开发技术的出现为网络教学平台的开发提供了良好的技术支撑。利用网络教学平台进行辅助教学的高校正逐年增多,很多高校都在计划尝试利用网络来进行教学辅助。目前,网络教学已经成为许多国家大学教育的一种有力教学辅助手段。网络教学是在有电脑及网络的前提下,通过网络教学平台系统,实现无地域及时间限制的互动式教学,是一种全 第1章绪论新的教学方式,是教育信息化和网络化的必然趋势和目标。相对于传统教学方式而言,网络教学具有更大的灵活性和明显的优势:1、培养创新人才;2、培养的人才具有现代信息化;3、提高教学质量和教学效益。随着教学需求、教学理论与技术的不断发展,网络教学平台系统的研究也出现了一些新的趋势。主要有如下几个方面:1、以内容为中心的设计转向以学习环境和活动为中心的设计;2、网络教学系统与数字校园其它系统的整合;3、网络课程资源的共建和发展,将与原来的资源中心相结合;4、新型的网络交互平台将在网络课程教学中发挥作用;5、移动学习,目前多种移动终端己基本可以满足移动学习的硬件需求。1.3课题研究的主要内容本课题在分析了网络教学系统平台的系统需求及业务流程之后,设计了网络教学平台的系统框架结构和基本功能。本文在认真分析网络教学的发展现状基础上,对ASP.NET及AD0.NET进行了探讨。系统结构提出了采用B/S架构模式,选用SQLServer2005作为系统开发的后台数据库,ASP.NET作为系统的前台开发构架,从系统的需求分析出发,对系统进行了总体设计和详细设计,将系统开发重点放在培养学生的自主、互助学习能力,培养学生的学习兴趣上。研究内容和目标主要侧重于以下五个方面:1、开发系统的主要目的是培养学生的自主学习能力并培养学习兴趣。系统为学生和教师提供了数据资源共享,网络答疑,网络测试等功能,将传统教学中的主体由教师变为学生,充分发挥学生个人的自我学习能力,使学生可以结合老师的课堂讲解更好地完成课程知识的学习并培养学生的综合学习能力。2、充分发挥系统作为传统教学的有效辅助手段的功能。传统教学过程有很多弊病,传统传授知识的方法有待改进,本系统充分利用计算机技术、网络技术及多媒体技术,弥补了传统教学中的各个方面的不足。通过系统平台,教师和学生之间可以充分自由的交流,打破了时间和地域的限制,教、考、学更加方便快捷,老师的“教”及学生的“学”效率大大提高等。 第l章绪论3、本文设计的系统平台具有良好的通用性。系统能够完全适用于各类不同的专业、课程的高校进行网络教学,可以统一高校的网络教学课程模式,便于高校进行课程教学的管理。4、本系统平台操作简单并且实用。系统平台对系统用户对计算机的熟练程度要求很低,只要稍懂计算机都能比较直观理解各种操作,经过简单的操作培训后就可以快速掌握系统的使用。5、本系统平台为用户提供了足够的安全性。每一位用户系统都为其提供了进行身份认证的要求,不同角色的用户授予不同的操作权限,敏感数据都进行了加密,减少了系统受到侵害的可能性。1.4课题研究的意义网络教学解决了很多以往传统教学过程中存在的难以解决的问题。因此,本课题的研究具有很深远的意义。首先,系统平台的研究是以学生的学为主,而不是传统的以老师的教为主。第二,网络教学系统平台是学生进行自学及培养兴趣良好载体,可以为培养学生的自主学习能力发挥极大的作用,并可以扩展学生的视野,为高校培养创新型人才发挥积极作用。第三,网络教学系统为学生和教师提供了一个自由交流的平台,学生有任何问题都可以随时请教教师或和同学进行交流沟通解决。第四,教学的最终目的就是知识的应用,作业和考试就是一个很好的应用实践的过程,但是传统的作业和考试的成本相对高,老师要付出更多的时间和精力来批改作业和考试卷,网络教学大大减少了此项工作。教师只需导入试题并生成考试卷或作业练习,教师不再需要去做考后的阅卷、分数统计等工作,系统可以根据标准答案自动阅卷并会自动算出学生的考试成绩并进行统计、排序和汇总。同时,因为测试题目是随机生成的,所以不存在试卷泄密和考试作弊的问题,保证了考试的公平公正性。这种测试的形式可以规定测试的时间但是可以没有地点的限制,考试的灵活性很高。第五,本网络教学系统是一个基于B/S结构的三层架构平台,教学管理的效率和教学资源共享的程度大幅提高。方便系统后期的维护及升级工作,系统代码的可重用性和可移植性都很高。4 第l章绪论1.5论文组织结构本论文的结构安排如下。第一章绪论部分介绍了网络教学系统的研究背景和发展意义及发展趋势。第二章对网络教学平台系统进行了需求分析。包括对系统目标的描述,指出了传统教学过程的弊端,对网络教学平台系统的主要业务及业务流程进行了分析。第三章介绍网络教学平台系统的总体设计。主要包括系统的总体框架及功能架构设计,各功能模块设计,数据库结构设计,界面设计及安全性的设计。第四章介绍系统的详细设计和实现。详细的描述了系统涉及的关键技术,同时对系统主要模块的设计及实现进行了详细和分析说明。第五章是系统的部署和测试,主要介绍了系统的架设及系统平台的测试。第六章是论文工作的总结和展望。提出了系统不足和对未来工作的展望。 第2章网络教学系统需求分析软件系统的需求分析是把软件功能和性能的总体概念描述为具体的软件需要规格说明,是软件开发的基础。软件需求也是一个不断认识和逐步细化的过程。在该过程中能将软件计划阶段所确定的软件范围逐步细化到可详细定义的程度,并分析和提出各种不同的软件元素,然后为这些元素找到可行的解决方案方法。2.1传统教学过程分析传统教学活动中,过分强调教师的主导,甚至是绝对权威。完全忽略了学生的主体地位。其表现是教师“牵着学生的鼻子走”,学生始终处于被动地位,只是跟在老师后面模仿。老师不断的讲、不断的提问,学生静静的听,照着书本答。当然,我们说教师的“讲”与“问”是需要的,特别在关键的地方,教师的精讲精问往往起了画龙点睛的导向作用。但绝不是只有教师的“讲”就足够了。主导的根本含义应该是“引导事物向某方面发展川2|。像上面所谓的主导,学生只是被动的学,被动的接受知识,学习效率自然低,效果肯定差。也起不到真正主导的作用。构建主义教学观认为,教师和学生各自在建构自己的精神世界,课堂活动是教师和学生相互影响,共同构建的过程。因此教师的主导性主要是促进学生的构建,教师是影响学生建构的一个核心要素。学生的学习任务最终需要通过自己构建完成,也就是“学生是学会的而不是教会的”,因此教师必须围绕学生组织课堂教学,根据学生的构建进程决定自己的教学行为,这样的课堂应该是无权威的课堂,教师和学生相互作用,才能促进课堂教学。著名教育家陶行知也说过;好的先生不是教书,不是教学生,乃是教学生学。教学生学有什么意思呢?就是把教和做联系起来:一方面要先生负指导的责任,一方面要学生负学习的责任。意在将教师的主导作用和学生主体作用统一起来。上海师范大学杨庆余教授认为课堂学习活动是由教师与学生共同以学习任务为中介的交往活动,强调教师与学生地位的和谐统一。任何教学过程都是教与学相互依存、6 第2章网络教学系统需求分析相互作用、相互转化的矛盾统一体。所以必须充分发挥教与学主体双方的积极性、能动性。才能促进教学,改善当前教学不足n1I。网络辅助教学平台的建立正好可以很好地解决这些矛盾。2.2网络教学平台系统概述随着大学的扩招很多高校出现了师资紧张,教学质量下降的情况。近年教育部对高校教学质量提出新的要求,这对高校教学师资提出了更高的要求,在这种情况下,实施网络教学,能够有效缓解教学资源紧张的问题,通过网络教学系统的应用可以有效地弥补课堂教学的不足,同时可以让教师和同学在教学的过程中进行互动,有利提高教学质量和效率。目前,市场上各式各样的成熟网络教学软件产品有很多,但都不能完全满足各个高校的实际需求,本课题旨在设计开发一个既能满足高校日常教学的需求,功能又能满足高校管理需要的相对完善的网络教学系统。网络教学系统应该包括教学过程的主要环节。通过网络教学系统,能够实现教与学都不受时间、空间和地域的限制,学生可以根据自己的情况自主学习,教师可以开展对学生的学习指导、问题答疑、批阅作业、反馈信息等教学活动从而达到教学的良性互动,借助计算机互联网络的极大优势,促进师生的交流互动,有效提高教学效率。通过对教学的需求分析后,我们认为网络教学系统平台的主要业务应该包括以下几个方面:1、系统用户管理:系统管理员是系统的最高管理者,他负责教师、学生用户注册,控制管理用户权限及网络教学的各种教学资源,系统的主体用户包括有学生和教师,他们在系统中的活动直接体现了系统的功能。学生和教师要用正确的用户名、密码才能登录使用。所以系统管理员对教师、学生用户的管理主要应该包括添加删除教师、学生用户,并审核这些用户的合法性。2、课程管理:主要是管理各种教学课程信息的发布以及为每门课程指定任课教师。3、教学资源的管理:主要是对课程的相关资源进行上传和下载操作。每门课程都应该有教案讲稿、教学课件及辅导材料等资源,该课程对应的班级学生通过登录到系统后就可以看到该门课程的教师上传的相关资料,并可以在线浏览或下载老师提供的资源,进行自主学习。 第2章网络教学系统需求分析4、通知公告:主要是教师在教学过程中通知学生关于学习、作业及考试等信息,及教师发布关于教学过程中的一些重要的变更通知消息,比如上课时间或教室的变更等,教师在系统上发布了公告信息后,学生登录就会有信息提示,可以将信息一目了然地方式呈现在学生用户登录页面。5、在线测试:主要指教师在系统平台发布教授课程的相关测试,包括课程作业和课程考试。学生用户登录系统之后,直接进行测试,并提交答案,系统对照正确答案对学生提交的答案进行判断,给出测试成绩。同时,系统还可以将学生的考试情况以统计信息的形式呈现给学生,比如参加测试同学名单,参加测试的学生的平均分等。6、在线交流:指用户在系统平台上进行问题的交流。教师或学生与系统管理员的交流关于系统使用的问题。教师与学生交流教学方面的问题,教学方面交流有两种形式,一种是一对一的交流,就是学生在系统中直接提问,教师回答学生的问题,学生没有搞懂还可以继续提问,直到搞懂;另一种是一对多或多对多的交流,学生、教师用户之间就某个问题进行交流讨论。2.3网络教学平台系统业务分析本论文主要研究基于web的互动网络教学系统设计与实现,在上述网络教学系统业务概述的基础上,将根据系统用户的功能要求,对系统的用户管理,课程管理,通知公告,内部消息,在线测试,在线交流,教学资源管理等进行详细的业务分析,并通过绘制跨越三种用户职能的业务流程图及用例模型对各功能模块进行具体地描述。2.3.1用户管理用户管理是整个系统管理的基础,主要包括用户注册、登录、注销和管理用户信息等。按照用户功能角色的不同,系统用户划分为三种:系统管理员、教师和学生用户。系统管理员负责对教师和学生用户的管理,包括注册、注销教师和学生用户,并设置初始密码。由于在系统刚建立之初时,网络教学系统平台第一次运行的时候,数据库里完全没有任何数据,当然包括系统管理员账户信息都是空的,所以在系统初始运行的时候,需要我们首先在系统数据库里手动添加一个系统管理员帐户信息记录。然后根据此帐户登录系统再进行教师 第2章网络教学系统需求分析用户和学生用户的添加、注册和管理。由于考虑到如果完全开放用户进行自由注册的话,用户的合法性及用户信息的准确性都没有办法保证,管理员无法进行用户信息正确性的审核和判断。因此,为防止非法用户的出现,注册、修改教师及学生用户由系统管理员来完成。当然系统管理员也可以注册生成其他系统管理员的帐户,这样可以对系统进行分块审核和管理。学校的教务处可以提供所有学生和老师的准确的详细信息,包括姓名,年龄,性别,所属院系班级,课程等等,这样完全可以保证所有注册用户的合法性和准确性。完成这些用户的注册后,系统就可以开始正常的工作,用户可以登录信息并核对自己的用户身份。正常后可以使用系统的各项功能服务。因此,系统管理员在注册用户工作的时候,可以依据学校的教务系统,从教务系统中导出这些用户的数据,并导入网络教学平台系统之后,系统管理员可以再让教师和学生用户核对并确认后,表示系统用户注册成功。用户注册的基本流程:(1)系统管理员从学校的教务系统中提取教师和学生信息,导入教师和学生用户的基本信息及登录系统信息。导入完成之后进行发布,这些保存在数据库中的信息将可以正常使用;(2)系统注册用户登录平台测试并审核相关信息,反馈相关信息;(3)系统管理员根据用户的反馈信息进行相关信息调整:(4)信息正确,则用户注册成功;(5)信息错误,则告知系统管理员进行信息的修改,重新(2)步。 第2章网络教学系统需求分析裂究用户扫册.州■《i曩系统管理员教师掣生厂、L开始j一“V——’r填写用户信息’r’r信息核对’信息核对r用户注册日/纛≥\成功。_、止\三。:y不1日1r厂、(鲒枣)\∥图2.1系统用户注册流程图由于考虑到系统账号的安全性,没有授以教师和学生用户编辑个人信息的功能,只具备查看个人信息及修改系统登录密码的基本功能,系统管理员负责用户个人基本信息的管理维护,教师和学生不具备编辑个人信息的权限。由于系统登录用户具有三种不同的角色,用户在登录系统时除了填写正确的用户名 O1-八蓉蕃1匏噶 第2章网络教学系统需求分析课程管理的基本流程:1、系统管理员根据学校教务处提供的课程所属院系,课程的班级,授课教师信息等。建立课程同教师的对应关系,并确定课程的开课时间和地点等;2、设置完成后学生及教师可以登录系统查看,并核对相关信息;3、教师核对系统平台上设置好的课程任教信息是否与教务处安排的相符;4、核对无误,则课程开设成功,否则教师需要联系系统管理员说明课程开设错误,并请系统管理员进行更正;5、课程设置成功后,教师可以查询参加该课程学习的班级及学生基本信息,学生也可以查阅该课程的相关信息,包括课程的介绍,任课老师情况,上课时间及课程相关教学资源等。开课设置系统管理员教”币学生r开始、\。—,IJ~;K11I●选择课程0选择老师。信息核对【班级、授课时间、地点套J~x<爹y开始成功、r查询开课相关信息鋈I}信息呈现关信息、P(,结束、)I\/图2.3课程设置业务流程12 第2章网络教学系统需求分析课程管理对应的的功能模型图:O大系统管曩员<寸dIde>>L薯_鼍暑夕可\/㈤::<一,必竺),,i;?、、’’√‘’’。’。’‘--、.一.:。^、奄詈蓦;一。‘_@’。<弓<、_除开甚,)(、耋定斑奠,)\/\一/图2.4课程管理功能模型2.3.3公告管理公告通知是用户在网络教学平台中发布公告信息。主要是在教学过程中一些动态信息,相关用户登录后可以看到这些信息。在网络教学平台中,公告通知按内容分为两种,一种是学习公告,主要发布教学相关通知,比如说上课的时间和地点,资料的上传下载;另外一种是作业公告,主要是老师布置作业,通知学生作业完成的时间及要求。这两种公告都是由教师发布。考虑到公告的时效性,这种小范围的针对本课程学生的通知公告不需要通过管理员的审核,学生用户登录系统后会以消息的形式提示学生并可以直接查阅到教师发布的公告,同时系统管理员也可以浏览这些通告,并可以管理通告的内容,如果不合法可以进行删除。通知公告的大致步骤如下:1、教师用户发布一个公告;2、公告送达学生用户及系统管理员;3、系统管理员查阅发布的公告,如果非法可以及时删除: 第2章网络教学系统需求分析4、学生用户查看发布成功的公告。所有发布成功的公告系统管理员可以进行管理和操作。公告管理的业务流程如图2.5所示。图2.5公告发布业务流程 第2章网络教学系统需求分析公告管理对应的功能模型如图2.6所示。<<畎⋯>:,≮竺:!上./———、、.》@i薹鸯、^兮图2.6公告管理功能模型吴学生2.3.4内部消息出于尊重用户隐私权的考虑,系统平台为系统用户之间进行私密通信需要专门打造了一条通道。系统的内部消息传递就相当于是系统内部的用户邮箱,发布的消息,只有消息的接收者才能看到。所有的用户都可以互相通信。图2.7内部消息简易功能图吴一Q人蛳 第2章网络教学系统需求分析2.3.5在线交流在线交流是系统平台为用户提供一种公开的交流方式。学生可以通过网络同老师和其他学生针对学习过程中的学习问题进行在线交流讨论,并且系统会保留交流的所有讨论的话题,可以方便用户进行查阅。在线交流可以分为有针对性问题的答疑和广泛性地学习问题讨论(类似BBS)。学生可以直接向老师请教,也可以发表问题和其他用户进行讨论。教师进入系统后,可以就看到学生的问题并可以给予解答。在现代大学的正常教学过程中,由于受时间和空间的限制,学生很少有机会可以面对面的进行交流,因此,在线交流很好地解决了传统教学过程中师生之间缺乏交流的问题。当然对于教师或学生用户借助平台发布的一些不当的言论,系统管理员会进行删除,或取消该用户进行话题讨论的权利,给所有正常合法用户创造一个干净,整洁,积极,高效的网络学习空间。在线交流系统管理员刻币学生r开始、\/0发表主题发表评论/。≥淞.,岳毽;z弋:!罗否J疋艘J除发帖I一、’rr结束]\/图2.8在线交流业务流程16 第2章网络教学系统需求分析在线交流对应的功能模型如图2.9所示。吴学生图2.9在线交流功能模型2.3.6在线测试教学效果的好坏,测试是一个很好的检验手段,网络教学的核心之一功能之一就是在线测试。传统教学过程的教学测试浪费很多纸张资源并需要花费很多时间去准备试卷,教学效率低。在网络教学中,充分利用互联网解决现存在的一些问题,而这也正是本论文提出基于web的网络教学系统设计和实现的重要目的。学生用户通过网络登录系统后直接进行作业和考试,教师用户利用系统平台的在线测试模块功能批阅和统计学生成绩,相比较传统的教学模式,网络教学的优势:一方面节省了教师和学生的大量时间,另外也免去了集中安排考场和监考人员等大量资源的繁琐工作,教师可以将更多宝贵的时间集中在“教”上,学生可以自主安排时间进行测,可以更加方便快捷地检测自己对课程知识的掌握情况。在线测试的基本步骤如下:1、教师设计试卷题型,题型包括单选题、多选题和是非题;2、教师根据题型添加试题到相应题型的题库中;3、教师从题库中抽取试题生成测试卷,并设置测试时间、分值、总分等信Q人狮吴一 第2章网络教学系统需求分析息;4、教师发布测试通告;5、学生选择该教师教授课程发布的测试参加测试;6、学生必须在规定时间内完成测试工作并提交试卷,每位学生只能参加一次,不能重复参加测试;7、系统根据学生提交的测试卷,对照标准答案进行批改,得出最后的分数;8、在线测试到达最后规定时间,系统将测试情况进行统计;9、完成测试。在线测试的业务流程如图2.10所示。在线测试系统管理员教师学生(,开始]、L/Jr添加试题f上亡bF忐{十{妻选择试卷一~。⋯l0}测试I。li上提享案爹警|12氐成绩统计}—,丫rr结束、测试失败\/图2.10在线测试业务流程18 第2章网络教学系统需求分析教师在生成课程测试卷之后,在还没有开始测试之前,还可以进行试题的编辑,删除操作。虽然学生在不同的地方进行考试,但是只要保证网络的通畅就可以让考试同时进行的,保证考试的公平性。通过上面对在线测试业务的分析知道,教师和学生是在线测试业务的参与者。在线测试的功能模型如图2.1l所示。石≥一,《蒜;。剧,,,:;;√。’‘。--一。’’-·-。,··:,-i:—,。;赢一~篡:=::::::::::::::::!!!i!!莹‘--·:::!::、、:,;:!!!;;≥\“’≮造舞黼)/>弋、\,/造吵......~~.....巷"图2.11在线测试功能模型吴{#生2.3.7教学资源管理教学资源管理是指通过对教学资源的计划、组织、协调和评价,以实现既定教学目标的活动过程。教学资源是教学内容的体现。传统的教学资源主要是纸张、黑板加粉笔,这些资源不方便信息的传递和共享。而网络教学系统通过互联网很好的解决了传统教学资源的弊端。在网络教学系统中,所有课程都有的教学资源。老师将自己所授课程的教学资料上传到网络上,相关学生用户就可以到网上下载该课程对应的教学资源。为了系统的安全,老师上传教学资源后,管理员要审核后才能在网上显示,保证资料不受病毒等侵害。上传下载教学资源的步骤如下:1、老师上传自己所授课程的教学资源到网上;2、系统管理员审核老师上传的资料,看是否具有合法性和安全性,只有系19Q人狮 第2章网络教学系统需求分析统管理员审核通过的资料才能上传到网上,否则上传资料失败;3、资料上传成功之后,老师可以发布已经上传相关资料到网上的公告,通知学生可以下载相关资料;4、学生登录系统平台下载该课程的教学资源进行学习;5、完成教学资源的上传下载的整个步骤。课程资源上传下载的业务流程如图2.12所示。图2.12课程资源上传下载业务流程 第2章网络教学系统需求分析课程资源上传下载对应的的功能模型如图2.13所示。图2.13资源上传下载功能模型吴学生吴一o+入蛳 第3章系统总体设计3.1系统总体框架本章将对系统的总体设计进行描述。包括系统的总体框架设计,系统的功能模块划分,系统的软件设计框架,系统的数据库结构设计,系统的界面设计和系统的安全性设计。系统采用的是B/S架构。在互联网络环境下,用户通过浏览器就可以非常方便地访问到系统服务器,并使用系统的功能。B/S架构给我们带来了很多方便。首先是客户端免维护,无成本,用户电脑只需要安装有浏览器并连接网络就可以使用系统H4|,不再需要下载安装专门的客户端软件。系统在升级维护的时候只需要调试服务器代码,保证服务器正常运行,不用去为任意一个客户升级软件系统。这也是相对C/S结构的一个非常大的明显优势,也是选择B/S结构而不选择C/S结构的原因。整个系统的B/S架构如下图3.1所示。⋯廿⋯一手⋯一纛⋯(_屿腑器](『一脏T)(⋯T]』,数据库图3.1系统总体架构图客月艮浏览wEB月艮务 第3章系统总体设计系统分为两个部分,一部分是Web服务器,也就是系统平台服务器;另一部分是用户浏览器,两者通过Internet网络进行连接。服务器包括IIS服务器,ASP.NET系统模块和ASP.NET对数据库进行访问及操作的AD0.NET模块。只需要用户电脑安装有浏览器既可以轻松地访问该服务器,而不需要安装任何其他软件。用户登录系统的基本流程如图3.2所示。用户在启动浏览器之后,输入服务器的IP地址或服务器域名,进入系统登录界面,系统会要求用户输入用户名,密码以及选择用户的类型以便登录系统。提交后系统会判断登录用户的合法性,如果用户合法,即用户名,密码和用户类型都与数据库种用户信息相匹配,那么系统将根据用户的类型进入不同的操作功能页面,否则提示用户登录出错,并要求用户重新输入相关登录信息进行重新登录系统。图3.2系统登录操作流程系统服务器的设计采用三层架构。分别为页面表示层,系统业务逻辑层和数据库访问层。另外,在这三层中都要需要用到系统的公共对象和部分通用的操作。其中,页面表示层主要是系统的用户界面,业务逻辑层是对系统中的逻 第3章系统总体设计辑操作的封装,而数据库访问层是对数据库中各种数据访问的设计。通过这样严格的划分,将给系统服务器的开发带来极大的灵活性和可维护性。具体架构如下图3.3厂、C!夏表翌j_|)。.、囊鋈公C系掣裙)暴慕蠢蘩匕薯i。一C黼常层1『)≮/⋯⋯一≤手⋯⋯/r、L/3.2系统功能架构图3.3网站服务器开发三层架构图图3.4系统功能模块图 第3章系统总体设计图3.5系统功能架构图 第3章系统总体设计3.3系统建模分析本系统主要有3类用户:管理员、教师、学生,他们都是系统的参与者,下面用用例图分析用例之间以及同用例参与者之间是如何相互联系的图3.6管理员用例图图3.7教师用例图26蓦9④ 第3章系统总体设计3.4系统数据库设计图3.8学生用例图数据库设计(DatabaseDesign)是指在一个特定的应用环境中,构造最适合数据库模式,建立相应的数据库及其应用系统,可以把数据存储在里面,满足各种用户的需求。在数据库中,常常把使用数据库的各类系统统称为数据库应用系统。论文采用关系型数据库,选用SQLSERVER2005数据库管理系统。利用SQLSERVER2005提供的强大的数据库管理工具,我们可以非常方便的对数据库进行设计、开发、部署和管理。3.4.1数据库设计原则数据库是应用系统的核心和基础。数据库设计得好,系统中其他部分才能配合在一起有效的工作,使系统成为一个整体。因此要设计出一个好的应用系统就必须先把数据库设计好。本系统数据库设计乜41遵循以下几条原则:、◇,鸯,④ 第3章系统总体设计l、规范命名:系统中所有的数据库名、表名、域名都遵循统一的命名规则。2、数据完整性:保证数据的正确性和相容性。用户向数据库中添加数据时,系统需要对添加的数据进行审核并制定相应的约束机制。3、数据独立性:数据库中的数据相互独立,不存在依赖关系。4、数据安全性:数据库中的数据只有授权合法的用户才能修改。5、数据可伸缩性:数据库设计应具有良好的扩展性、伸缩性和适度的数据冗余。6、数据规范化:系统中基本表及其字段之间的关系,应尽量满足第三范式。为了提高数据库的运行效率,有时需要降低范式标准,适当增加冗余,达到以空间换时间的目的。3.4.2数据库选择本系统后台数据库采用MicrosoftSQLServer2005,它是微软下一代的数据管理与商业智能平台,SQLServer2005将是微软5年来具有里程碑性质的企业级数据库产品。SQLServer2005通过提供一个更安全、可靠和高效的数据管理平台,增强企业组织中用户的管理能力,大幅提升IT管理效率并降低运维风险和成本;提供一个极具扩展性和灵活性的开发平台,不断拓展应用空间,实现Internet数据业务互联。SQLServer2005将在安全性、高可靠性、性能、扩展性、可管理性方面有极大的提高,不仅能够确保企业级数据业务的实时稳定运行、还能够大大提高管理效率、降低操作复杂度和运维成本。MicrosoftSQLServer2005数据库管理系统具有以下特点1、加强的T—SQL(事务处理SQL);2、CLR(Co姗onLanguageRuntime,通用语言运行时);3、月艮务代理(ServiceBroker);4、数据加密:5、SMTP邮件;6、HTTP终端;7、多活动结果集(MultipleActiveResultSets,简称MARS);8、专用管理员连接;9、SQLServer综合服务(SS工S)。 第3章系统总体设计3.4.3系统数据库设计网络教学系统采用关系数据库系统存储和管理数据。关系数据库被定义为一种特殊的数据库,一个数据库一般包括多张表。每张表内的字段内容都各不相同的,不允许出现重复组。SQL结构化查询语言,是一种数据库查询和程序设计语言,用于存取数据以及查询、更新和管理关系数据库系统是操纵关系数据库的标准语言。关系数据库的基本操作有选择、投影、连接等,通过对关系模型的扩展,在关系表中存储复杂数据类型、视图、存储过程、触发器等,对用户定义数据类型、嵌套表及对象的支持,就形成“面向对象关系数据库”。在数据库中,就是通过使用数据模型来抽象、表示、实现、显示现实世界中的资料和信息的。根据模型应用的目的不同,将数据模型分成两个层次,即概念模型和关系数据模型。概念模型是用户和数据库设计人员之间交流的工具,关系数据模型是由概念模型转化而来,是按照数据库系统的观点来对资料建模,从模型产生的数据库设计即为逻辑设计。下面列出本系统数据库所建立的主要数据表及表间的关系:表3.1AboutResult(测试结果表)序譬列名数据类型长标识主键是钉允说明度许空lID自动编号型O是否自动ID21℃stid整数型0否是测试号3Resultl正整数O否是结果14Result2正整数O否是结果25In仃。备注型0否是开场6TeachingSubjectID整数型0否是教授课程编号表3.2Admin(系统管理员表)i]i0列笔数妣类型长}窆标钞3主键怂fi允≯}:训刿’,‘1ID自动编号O否自动ID2N锄e字符型50否管理员用户名3Pwd字符型50否允许密码4Pic字符型200否允许头像 第3章系统总体设计表3.3BBS(论坛信息表)序号、。i曩,射名i数据类型长度I¨?标识i主键是否龛说明薯矗鬻?。-蒸j蘩蒸。谗塞鬻毒=警纛萎。囊。≤i。蔓i一¨}t『一1ID自动编号型0否自动ID2Title字符型200否贴子主题3Poster字符型100允许否允许帖子作者4PostTime字符型100允许否允许发帖时间5Content字符型7000允许否允许帖子正文6ParentID整数型允许否允许父结点7LaStUpdateTime字符型100允许否允许最后更新时间8LaStUpdateUser字符型100允许否允许最后更新用户表3.4Class(班级信息表)1ID自动编号型O否自动ID2N踟e字符型500否班级名3ZhuallyeID字符型0否专业ID4MainTeacher字符型100允许否允许班主任5SchoolID字符型10否学院ID表3.5HomeworkNotice(作业公告表)lID自动编号型0否自动ID2Title字符型500否标题3COment字符型3000允许否允许内容4SubjectID整数型0否科目ID5AddMan字符型100允许否允许添加人6AddTime字符型100允许否允许添加时间30 第3章系统总体设计表3.6Msg(内部消息表)1ID自动编号型0是否自动ID2Title字符型2000是否标题3Content字符型50是否内容4ManFrOm字符型50否允许发送者5ManTb字符型50否允许接收者6IsRead整数型0是否是否阅读SentTime字符型50否允许发送时间IsReplyed整数型0否允许是否回复0是否自动ID500是2否Ti否e字标题3StudentID整数型0是否问题提出者4Answer字符型100否允许回答5AskTime字符型100否允许提问时问Answertime字符型100否允许回答时间6Content字符型5000否问题内容7TeachingSub整数型0否允许科目jectID8TbacherID整数型0否允许回答老师 第3章系统总体设计表3.9School(院系信息表)表3.10Student(学生信息表)自动编号型0是1否ID否自动ID字符型200是否姓名2N锄e整数型0否允许班级ID3ClaSsID字符型50否允许性别4Sex字符型50否允许联系电话5Tel字符型300是否邮箱6Email字符型50否允许QQ号7QQ字符型200否允许MSN号8MSN字符型50否允许密码9Pwd字符型50否允许学号10Sno字符型100否允许政治面貌11Zhengzllimianmao字符型50否允许民族12Nationality字符型200否允许籍贯13Native字符型200否允许身份证号14CardID整数型0否允许学院ID15SchooUD整数型0否允许专业ID16ZhuallyeID字符型100否允许出生年月17NiallⅦe字符型200否允许头像18Pic 第3章系统总体设计4AddMan字符型100否允许添加人5AddTime字符型100否允许添加时间6TeachingS整数型O否允许课程IDubjectID表3.12Subject(课程信息表)表3.13Teacher(教师信息表)1ID自动编号型O是否自动ID2NalTle字符型200是否名称3Synopsis字符型5000否允许简介4Sex字符型50否允许性别5Pic字符型300否允许照片6Tel字符型50否允许电话7Email字符型200否允许邮箱8QQ字符型50否允许QQ号9MSN字符型200否允许MSN号10Pwd字符型80否允许密码lSchoollD整数型0否允许学院ID12ZhuanyeID整数型0否允许专业ID13Tno字符型50否允许教师号表3.14Teachin§uject(开课信息表) 第3章系统总体设计2SubjectID整数型0是否科目ID3TbacherID整数型0是否老师ID4TeachingYear字符型100是否学年5Semester字符型50是否学期6C1aSsID整数型0是否班级ID表3.15TestCount(测试计分表)序一譬。÷÷!i}i}一列袈薯蘧豢数据类蘩囊≥长度:.藜谖主键至是否危j?囊。‘说明箬曩i誊霉许空1ID自动编号型0是否自动ID2UserN锄e长字符型40否允许用户名3DoTime日期时间型0否允许做的时间4EndTime长字符型10否允许结束时间5DoTitle长字符型100否允许做的标题6DoResult短整型O否允许做的结果表3.16TestName(测试名称表)、序。譬黧薯;。一夕H籀警囊黪攀数据粪型j长叠隧鬻i主键攀鬻是否允i鬻i说明⋯;j一⋯ii奠j度织⋯许空1TeStID自动编号型0是否测试ID21℃stN锄e长字符型50否允许测试名称3Subject长字符型50否允许课程名4TotalResult正整型0否允许白测总分5CountA正整型0否允许单选题数6ResultA正整型0否允许分值7CountB正整型否允许多选题数8ResultB正整型0否允许分值9COuntC正整型0否允许判断题数10ResultC正整型0否允许分值1lSetTime日期时间型0否允许设置时间12TestCount整数型0否允许测试内容13OrderNo短整型O否允许顺序号14Checl(Flag正整型O否允许测试标识15Passtime日期时间型0否允许通过时间34 第3章系统总体设计16Types正整型0否允许类型17DataID长字符型255否允许数据编号18IntrO备注型O否允许开场19TeachingSubjectID整数型0否允许课程ID表3.17TestSubject(测试科目表)表3.18TestTopic(测试题)lID自动编号型0是否自动ID2Subject长字符型50否允许课程名3Type长字符型10否允许题目类型单选或多选4Question长字符型200否允许问题)Textl长字符型200否允许选项l6Text2长字符型200否允许选项27Text3长字符型200否允许选项38Text4长字符型200否允许选项49T色xt5长字符型200否允许选项510Text6长字符型200否允许选项6IlAnswer长字符型20否允许答案12PicList长字符型100否允许图片列表13TeachingSubjectID整数型0否允许课程ID 第3章系统总体设计表3.19Specialty(专业信息表)表间关系如图3.9图3.9表间关系36 第3章系统总体设计3.5系统界面设计系统界面设计是用户与软件的直接界面层,界面的好坏决定用户对系统的第一印象。好的界面设计吸引用户并起引导作用。通过网络系统界面学生可以对安进行信息查询、网上操作,系统则通过它向学生提供信息,以供阅读。界面设计的优劣直接影响学生的学习兴趣和学习效率。因此,必须按照一定的原则进行设计开发,并不断进行研究和探索。本系统界面设计主要遵循以下几项基本原则:1、规范性原则:使用规范的界面元素,使用相同的信息表现方式,在字体、标签风格、颜色、术语、显示提示信息等等做到统一;2、易用性原则:按钮名称易懂,用词准确;3、服务用户原则:帮助用户处理问题,系统要设计有恢复出错现场的能力,在系统内部处理工作要有提示,尽量把主动权让给用户,方便用户操作;4、安全性原则:要尽量考虑到用户的操作可能出现的问题,使出错机率降到最低;5、独特性原则:一味追求规范,则丧失自己的个性,在规范性原则下,要有自己独特的风格:6、美观与协调性:本系统在界面设计上,做到了颜色和风格的统一,字体规范,利用左侧菜单为用户提供导航。如图3.10所示,为系统主界面。o目_c"自‘■■§m@瓴@@金@o、‘m·一¨·‘■%-‘¥日—鬲;;=_——-.1-d■窑里嬖銎兰—_———__—C========!塑苎翌£========u竺竺竺竺i!竺苎翌!!川■-___-_-—_-■-■_-■■_-■■瞳盟■___■■■_■幽■I~}瓠●毫£封}鄂鼍。v纛墼,{;里二i立:§17饥.",一!』0,二00{图3.10统一风格的用户界面 第3章系统总体设计3.6系统安全设计本系统运行于校园网内的服务器上,校园网与互联网络通过防火墙隔开,内网相对比较安全。这样,系统有了基本的安全保障。系统只允许经过正确注册的用户可以登录使用系统功能,即系统要求对登录的用户进行必要的身份验证,其他非注册用户不能使用系统,只能看到系统登录界面。另外,我们对系统的账户也进行了基本的安全防范,为系统的三类用户均提供了自行修改密码的功能,并且教师和学生账户用户不能修改自己的用户资料,需要修改必须通知系统管理员处理,这样增加了破坏的难度,有益于系统的安全。为了保证系统更进一步的安全性,在程序设计过程中通过ASP.NET与IIS配合工作为系统提供进一步的安全乜5|。ASP.NET能支持三种身份验证程序:一是Forms身份验证(使用应用程序特定的逻辑)、二是Passpor身份验证(由Microsoft提供的集中身份验证服务)、三是Windows身份验证(使用直接通过IIS提供的身份验证)。Forms身份验证(基于窗体的身份验证):要采用Forms身份验证,可以在应用程序根目录中的web.config中做相应的设置:
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