基于校園網(wǎng)的教學(xué)支撐系統(tǒng)設(shè)計(jì)

摘要：隨著網(wǎng)絡(luò)的日益普及，教學(xué)手段也在不斷發(fā)生變化。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)是現(xiàn)代教育不可缺少的一部分，其開放性和互動(dòng)性是傳統(tǒng)教學(xué)無法比擬的。基于校園網(wǎng)的教學(xué)支撐系統(tǒng)，資源豐富，功能強(qiáng)大，貫穿整個(gè)教學(xué)過程。本文基于目前校園網(wǎng)教學(xué)發(fā)展的現(xiàn)狀和要求，結(jié)合開發(fā)實(shí)踐，對(duì)通用的校園網(wǎng)教學(xué)支撐系統(tǒng)進(jìn)行簡(jiǎn)單的介紹和分析。

關(guān)鍵詞：校園網(wǎng)；B/S模式；.NET；教學(xué)支撐系統(tǒng)

中圖分類號(hào)：TP311文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1009-3044(2008)15-20ppp-0c

The Design of the Teaching Support System Based on Campus Network

LIN Ping-rong

(South China Institute of Software Engineering，GZU，Guangzhou 510990，China)

Abstract:The technology of the education is changing， along with the popularization of the net. The web education is essential for the modern education. Its openness and interaction overwhelms the traditional education. Its plenty material and powerful characteristic exist the whole education process. According to the condition and requirement of the development of campus network， this article introduces the teaching support system and gives analyses with the practice.

Key words:Campus Network;B/S;.NET;Teaching Support System

1 引言

目前，各大高校都陸續(xù)建立了校園網(wǎng)絡(luò)，幾乎所有教室都配備了計(jì)算機(jī)與大屏幕投影設(shè)備，并具備聯(lián)網(wǎng)教學(xué)與實(shí)驗(yàn)的條件。隨著高校的不斷擴(kuò)大招生，教學(xué)總量隨擴(kuò)招學(xué)生數(shù)量而增長(zhǎng)，某些基礎(chǔ)課或選修課在一學(xué)期內(nèi)同時(shí)上課的人數(shù)也越來越多，使教師的實(shí)驗(yàn)課程、課后輔導(dǎo)答疑、作業(yè)批改、考試以及評(píng)閱考卷的工作量急劇增長(zhǎng)。由此產(chǎn)生利用計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，進(jìn)行輔助教學(xué)、答疑、考試以及評(píng)閱考卷的實(shí)際需求，在高校建立基于校園網(wǎng)絡(luò)的教學(xué)支撐系統(tǒng)已經(jīng)勢(shì)在必行。下面將結(jié)合廣州大學(xué)華軟軟件學(xué)院的開發(fā)實(shí)踐，討論分析校園網(wǎng)教學(xué)支撐系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一些思路。

2 教學(xué)支撐系統(tǒng)的各模塊功能劃分

一般的教學(xué)支撐系統(tǒng)主要有三種身份：系統(tǒng)管理員、教師、學(xué)生。

教學(xué)支撐系統(tǒng)以課程為核心，主要由兩大功能模塊系統(tǒng)組成：教學(xué)支持系統(tǒng)和教學(xué)管理系統(tǒng)。

1)教學(xué)支持系統(tǒng)

網(wǎng)上教學(xué)支持系統(tǒng)的功能包括課程的上網(wǎng)發(fā)布，教學(xué)過程中對(duì)教師教的支持和對(duì)學(xué)生學(xué)的支持，以及對(duì)教學(xué)活動(dòng)的管理。具體功能如圖1。

其中自動(dòng)測(cè)試系統(tǒng)可以在課堂上由老師隨機(jī)抽取題目讓學(xué)生進(jìn)行測(cè)試，學(xué)生做完題目提交到系統(tǒng)，然后自動(dòng)批改給出分?jǐn)?shù)，讓老師隨時(shí)了解學(xué)生的知識(shí)掌握程度，有助于增強(qiáng)學(xué)習(xí)效果。系統(tǒng)可以創(chuàng)建的題型和能夠自動(dòng)判題的題型有：多項(xiàng)選擇題、判斷題、匹配題。功能模型如圖2。

教學(xué)管理系統(tǒng)必須集成數(shù)據(jù)庫(kù)工具，實(shí)現(xiàn)在線自動(dòng)課程管理。教學(xué)管理功能主要包括課程管理、學(xué)籍管理。考慮到以后教學(xué)將與現(xiàn)在的教學(xué)系統(tǒng)融合在一起，教學(xué)管理系統(tǒng)應(yīng)該與現(xiàn)有的學(xué)校教務(wù)管理系統(tǒng)有較好地兼容性，如雙方數(shù)據(jù)可以互相導(dǎo)入導(dǎo)出等。

3 教學(xué)支撐系統(tǒng)的開發(fā)實(shí)施

3.1 開發(fā)模式

傳統(tǒng)的教學(xué)支撐系統(tǒng)通常采用基于C/S（Client/Server—客戶端/服務(wù)器）模式，而C/S模式有以下不足地方：1)Client與Server直接連接，安全性相對(duì)比較低，非法用戶容易闖入中心數(shù)據(jù)庫(kù)，造成數(shù)據(jù)丟失；2)Client程序比較大，不利于維護(hù)工作；3)每個(gè)Client都要直接連接數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器，從而消耗大量的服務(wù)器資源；4)大量數(shù)據(jù)直接通過Client/Server傳送，容易造成網(wǎng)絡(luò)流量暴增，網(wǎng)絡(luò)阻塞。

B/S結(jié)構(gòu)(Browser/Server—瀏覽器/服務(wù)器)是隨著Internet技術(shù)的興起，對(duì)C/S結(jié)構(gòu)的一種變化或者改進(jìn)的結(jié)構(gòu)。在這種結(jié)構(gòu)下，用戶界面完全通過WWW瀏覽器實(shí)現(xiàn)，一部分事務(wù)邏輯在前端實(shí)現(xiàn)，但是主要事務(wù)邏輯在服務(wù)器端實(shí)現(xiàn)，形成所謂3層(瀏覽層、應(yīng)用層、服務(wù)器層)結(jié)構(gòu)，是一種全新的軟件系統(tǒng)構(gòu)造技術(shù)。B/S結(jié)構(gòu)利用不斷成熟和普及的瀏覽器技術(shù)實(shí)現(xiàn)原來需要復(fù)雜專用軟件才能實(shí)現(xiàn)的強(qiáng)大功能，并節(jié)約了開發(fā)成本，是一種全新的軟件系統(tǒng)構(gòu)造技術(shù)，這種結(jié)構(gòu)更成為當(dāng)今應(yīng)用軟件的首選體系結(jié)構(gòu)。鑒于以上幾點(diǎn)，再根據(jù)網(wǎng)絡(luò)和WEB技術(shù)的發(fā)展，我們采用B/S模式進(jìn)行開發(fā)。

3.2 系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境

教學(xué)支撐系統(tǒng)采用C#語(yǔ)言作為開發(fā)語(yǔ)言進(jìn)行ASP.NET應(yīng)用程序的開發(fā)，以Visual Studio.NET 2005為平臺(tái)，分別在學(xué)校服務(wù)器上安裝Windows 2000 Server + SQL Server 2000，在PC上安裝Windows Server 2003（安裝IIS6.0） + Visual Studio.NET 2005簡(jiǎn)體中文版。

教學(xué)支撐系統(tǒng)一個(gè)建立在校園局域網(wǎng)之上并基于WEB的軟件平臺(tái)。這就決定了它并不依附于網(wǎng)絡(luò)的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。因此，服務(wù)器端只需要安裝教學(xué)系統(tǒng)軟件并做好相應(yīng)的IIS設(shè)計(jì)即可，而客戶端通過IE瀏覽器打開相應(yīng)的網(wǎng)址就可以實(shí)現(xiàn)登陸。開發(fā)之前，需要對(duì)學(xué)校的老師做一個(gè)需求調(diào)查，并且需要老師的配合，最后進(jìn)行專業(yè)設(shè)計(jì)。

3.3 數(shù)據(jù)庫(kù)開發(fā)設(shè)計(jì)

數(shù)據(jù)庫(kù)的設(shè)計(jì)是教學(xué)支撐系統(tǒng)的核心部分，這是因?yàn)榇罅康臄?shù)據(jù)都存放在數(shù)據(jù)庫(kù)當(dāng)中，如果數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的不合理會(huì)嚴(yán)重影響整套系統(tǒng)的正常運(yùn)行。在開發(fā)平臺(tái)之前我們要先規(guī)劃好每個(gè)數(shù)據(jù)表，不但要使其關(guān)聯(lián)合理，而且每個(gè)數(shù)據(jù)表中的字段設(shè)計(jì)也要合理。

數(shù)據(jù)庫(kù)的訪問在功能層通過ADO.NET實(shí)現(xiàn)，數(shù)據(jù)層對(duì)底層數(shù)據(jù)的操作采用存儲(chǔ)過程，使用存儲(chǔ)過程好處：1)性能增加，因?yàn)閿?shù)據(jù)庫(kù)可以優(yōu)化過程使用的數(shù)據(jù)訪問計(jì)劃，并對(duì)其進(jìn)行緩存以備將來重用，提高了執(zhí)行速度；2)維護(hù)方便簡(jiǎn)單，降低網(wǎng)絡(luò)流量。

下面是刪除一門課程存儲(chǔ)過程的框架結(jié)構(gòu)：

CREATE proc my_del_course @coursenum varchar(7) as

declare @sqlstring nvarchar(1000)

declare @tablename varchar(100)

set @tablename = @coursenum+'_problem_1'

set @sqlstring = cast('drop table '+@tablename as nvarchar(1000))

exec sp_executesql @sqlstring

……

select 1

3.4 代碼設(shè)計(jì)要求

代碼，客觀實(shí)體或?qū)傩缘囊环N表示符號(hào)，在系統(tǒng)開發(fā)過程中，它是人與計(jì)算機(jī)的共同語(yǔ)言，采用代碼可以使數(shù)據(jù)表達(dá)標(biāo)準(zhǔn)化，簡(jiǎn)化程序設(shè)計(jì)，節(jié)省存儲(chǔ)空間，提高系統(tǒng)的運(yùn)行速度，并有利于系統(tǒng)內(nèi)部的信息交換。如果系統(tǒng)開發(fā)過程中采用相同的代碼和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)系統(tǒng)，可實(shí)現(xiàn)各個(gè)模塊的數(shù)據(jù)交換，為教學(xué)系統(tǒng)順利開發(fā)和使用打下基礎(chǔ)。代碼設(shè)計(jì)遵循以下原則：

1)確定性。每一代碼代表惟一的實(shí)體和屬性；反過來，信息系統(tǒng)中，每一實(shí)體或?qū)傩远加靡粋€(gè)確定的代碼來表示。

2)標(biāo)準(zhǔn)化。考慮教學(xué)系統(tǒng)與各個(gè)部門通訊和聯(lián)網(wǎng)的需要，盡可能用國(guó)際、國(guó)內(nèi)、部門的標(biāo)準(zhǔn)代碼。

3)通用性。盡量采用原業(yè)務(wù)處理上已使用的且行之有效的代碼，方便使用。

4)擴(kuò)展性。考慮學(xué)校的發(fā)展和變化，當(dāng)增加新的實(shí)體和屬性時(shí)，直接利用原代碼追加，保持原代碼體系不變。

5)識(shí)別性。代碼需方便管理人員使用，又應(yīng)方便計(jì)算機(jī)識(shí)別、分類。

6)簡(jiǎn)明性。在不影響代碼系統(tǒng)的容量和擴(kuò)充性的前提下，代碼盡可能簡(jiǎn)短、統(tǒng)一。

3.5 教學(xué)支撐系統(tǒng)測(cè)試

測(cè)試是保證軟件質(zhì)量的重要手段，在軟件產(chǎn)品的生產(chǎn)流程中不可或缺。要想系統(tǒng)能夠取得預(yù)期的效果，必須得禁得起考驗(yàn)，我們需要花大量的時(shí)間和經(jīng)歷去尋找BUG和不切實(shí)際的地方，在系統(tǒng)使用過程中，要虛心接受教師和學(xué)生提出來的寶貴意見并加以改進(jìn)，讓我們的系統(tǒng)能夠更好的發(fā)揮它的作用，為教師和學(xué)生提供服務(wù)。圖4為教學(xué)支撐系統(tǒng)的一個(gè)界面。

3.6 安全控制技術(shù)

采用四級(jí)安全機(jī)制，即操作系統(tǒng)級(jí)、Web服務(wù)器級(jí)、數(shù)據(jù)庫(kù)級(jí)和應(yīng)用程序級(jí)，分別進(jìn)行身份認(rèn)證。在Web服務(wù)器級(jí)，不僅要為用戶設(shè)置登錄帳號(hào)密碼，以限制用戶查看、運(yùn)行和操作ASP頁(yè)面的方式，還應(yīng)對(duì)目錄有訪問控制，可限制特定人對(duì)特定目錄的訪問。如某特定學(xué)生只能訪問存放有自己作業(yè)的目錄。類似的功能軟件有authentix。其特點(diǎn)是功能強(qiáng)，各種接口提供帳號(hào)和口令。但是不能成批加入。如當(dāng)添加一門新課程時(shí)，所有選這門課的學(xué)生都應(yīng)該可以訪問該課程目錄，而authentix提供的方法只能是手工一個(gè)一個(gè)將學(xué)生加入。

解決方法是：可在SQL server中重建一個(gè)SQL procedure，用authentix在特定目錄下創(chuàng)建一個(gè)帳號(hào)/口令的文本文件驗(yàn)證，也可自己寫一個(gè)類似于authentix的ISAPI Filter。提供成批加入帳號(hào)的方法。

4 結(jié)束語(yǔ)

該系統(tǒng)已經(jīng)應(yīng)用在實(shí)際的教學(xué)過程中，該系統(tǒng)使用簡(jiǎn)單，功能設(shè)計(jì)合理，滿足日常的教學(xué)需求，不過由于時(shí)間，開發(fā)人員技術(shù)等其他因素，系統(tǒng)還有很多需要改進(jìn)完善的地方。如果條件允許，還仍可對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行功能的擴(kuò)充（比如多媒體集成功能，老師可在線進(jìn)行課程設(shè)計(jì)，通過模板或開發(fā)向?qū)нM(jìn)行課件制作，引入人工智能技術(shù)等等），總之教學(xué)支撐系統(tǒng)是一個(gè)龐大的系統(tǒng)工程，它涉及信息科學(xué)的多方面領(lǐng)域，本文只是在實(shí)踐的基礎(chǔ)上做了淺顯的分析，如何更好利用網(wǎng)絡(luò)資源，使教師教學(xué)效果更好，與學(xué)生之間交流更方便，這些問題還得進(jìn)一步研究。

參考文獻(xiàn)：

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