基于J2EE技術的網絡教學平臺

孔德強

山東省青島市城陽區教體局 山東青島 266109

基于J2EE技術的網絡教學平臺

孔德強

山東省青島市城陽區教體局 山東青島 266109

隨著校園網的快速發展和不斷完善，基于校園網的網絡教學平臺已經成為各高校的迫切需要。雖然各種平臺先后出現，但表現優秀者卻為數不多，或者功能單一，如單純的課件制作系統或作業系統，或者追求界面的美觀和多媒體功能，很少能夠達到實用的目的，不能實現網絡輔助教學的目的。為此，我們提出了一種基于J2EE技術的網絡教學平臺。

平臺開發基于J2EE架構技術,其特點是平臺無關性、具備開放性與繼承性。J2EE是一個涉及多個層面的復雜概念,系統采用Browser/Web Server、Application Server和DB Server多層結構,方便系統的維護和擴充系統完全,提供比Windows更安全的、更能擴展的應用服務器,允許用戶可以選擇更多的可靠的,可擴展的操作系統平臺(如:AIX,Solaris,Linux等),提供更好的擴展接口Web Service(SOAP/XML)到其它相關系統等。同時通過標準和可重用的J2EE技術(如:JSP,Servlet,EJB組件等),可以快速和安全的部署實施網絡教學平臺。

一、平臺的邏輯功能

本教學平臺實現了日常教學中的絕大部分功能，按照教學活動的流程，分為教學模塊、測試、實驗三大模塊。

1.教學模塊

教學模塊主要包括以下幾個功能模塊：

（1）備課模塊：實現教師的備課，任課教師可以借助系統提供的資源查詢模塊檢索需要的多媒體教學資源，在線編輯教學內容，生成教案和講義。

（2）授課模塊：教師可以發布備課的內容,實現在線教學,指出重點難點,進行課堂測驗,在線布置作業。

（3）作業處理模塊：對布置的作業進行批改，點評、批注、打分，查看提交情況，對作業進行統計。

（4）答疑模塊：主要是對學生提出的問題進行在線答疑，本模塊采用在線編輯器程序，可以對文字、圖形、圖像、動畫等形式的問題給出回答，適合不同學科和專業。

（5）學生管理模塊：該模塊主要完成對學生身份的確認，對學生進行學習過程中的分組教學，指定可代表，聯系學生（一對一、群發、分組消息）等功能。

2.測試模塊

測試模塊主要包括以下幾個模塊：

（1）試題庫建設：實現題型選擇，試題添加、刪除、修改，試題分不統計等功能。

（2）考試命題：自動生成試卷，可以事先指定試卷的參數，如范圍、題型、難度系數、分數、考試時間等。

（3）批卷及試卷分析：實現客觀題的自動判卷功能，并能夠打分。根據考試情況進行試卷分析，考察該試卷的可信度和有效性，以及難易程度。

（4）分數統計：對試卷、平時作業、實驗、期中以及期末的成績進行總體統計，形成總評成績。并提供成績查詢功能。

3.實驗模塊

實驗模塊單獨列出的原因是因為實驗的設計和進行難度非常大，要在網絡上進行虛擬實驗需要考慮多方面的因素。該模塊主要功能包括實驗報告提交和批改功能。學生可以在線填寫實驗報告，教師對試驗報告批改、打分。

二、平臺構建

本系統的總體流程實現采用Struts框架。Struts是一個基于Sun J2EE平臺的MVC框架,主要是采用Servlet和JSP技術來實現的。Struts把Servlet,JSP,自定義標簽和信息資源整合到一個統一的框架中,開發人員利用其進行開發時不用再自己編碼實現全套MVC模式,極大地節省了時間。基于Struts框架,設計本系統的整體構架,圖1為系統整體構架圖。如圖1所示,客戶端瀏覽器的每個HTTP請求生成一個事件,控制器接收來自瀏覽器的請求,若請求的為一靜態頁面(例如擴展名為.jsp的頁面),則直接Forward到該頁面；請求的為一動態頁面(例如擴展名為do的頁面),則根據struts-config.xml文件中的對應關系,決定將這個請求發往何處,即分派給哪個業務邏輯來處理該請求。業務邏輯更新模型的狀態,并幫助控制應用程序的流程。視圖就是一個JSP文件。

圖1 整體構架模型

根據以上模型,在開發時將系統分為3個模塊：邏輯處理模塊(Action類)、數據存取模塊(Event類)和頁面模塊(JSP)。Action類傳遞由請求中獲取的參數(包括form)給Event類，再獲取由Event類返回的數據,并將這些數據以一定的形式傳遞給JSP。Event類負責根據Action類傳遞的參數,通過Hibernate連接，從數據庫中取出所需的數據(或更新數據庫),并將數據回送給Action類。頁面模塊用來顯示Action類對視圖的更新。

三、關鍵技術

平臺中開發過程中使用了以下幾個比較關鍵的技術。

1.課件自動生成

該模塊可以減輕教師制作課件的勞動量，教師備課時有時需要制作課件，往往是針對某一門課或者某些章節，而有些任課教師對制作課件不熟悉，或者太浪費時間。因此，本平臺開發了課件自動生成模塊。任課教師只需要按照要求規劃好某一門課或某章的結構目錄，按照章、節、知識點三級結構填寫表單，提交后便可以初步形成網頁形式的課件。然后，教師就可以通過在線編輯器對網頁內容進行動態添加，可以添加文本、圖像處理、動畫、視頻等多媒體素材。所添加的素材同時也會被存儲在多媒體資源庫中，每個媒體都是一條記錄，被賦予知識點、媒體形式、文件格式等字段，方便以后檢索。

2.Applet技術在系統中應用

本系統中的答疑模塊、作業處理、試卷分析、試題庫建設、考試命題等都是用Applet來實現的。在如今的J2EE開發中，Applet廣泛用于處理小型的任務，或者用來作為MVC架構的控制器。具體來講，它主要用于負責那些容易管理的任務組。它可以協調輸出，但幾乎不直接參與生成動態Web頁面內容，處理jsp不好處理的后臺服務或者其他特殊要求的問題。考慮到試題庫建設，組卷，作業批改、試卷分析等任務的復雜性，因此我們采用了Applet技術。使用Applet技術的另外一個好處是界面非常美觀，容易定位。

3.目錄樹

由于本平臺是基于目錄樹結構的，所有的功能模塊都是按照課程來展開，因此我們把“課程”作為目錄樹的根，二級結點是“章”，三級結點“節”，葉子為“知識點”。這種以知識點為葉子的目錄樹結構，在平臺的其他模塊功能的實現中非常方便。如試題庫建設、組卷、試卷分析等過程中都要考慮到知識點的分布情況。在Applet中可以通過JTree這個類來方便的實現目錄樹，如果在網頁中動態生成一個目錄樹需要大量的Javascript，增加了開發工作量。

四、結束語

基于J2EE的網絡教學平臺是為信息時代的高校網絡教學而設計的，具有很強的實用性，目前該平臺已投入實際教學中。通過一學期的運行，從使用者反饋的情況來看，簡單易用，功能設計合理，能較好滿足日常教學需求。但在今后長期的使用過程中,肯定會有許多需要進一步改進的地方。

[1] 楊紹方,王穎,林錦全.Java程序設計基礎[M].北京：科學出版社，2001

[2] 袁梅冷,黃煙波.J2EE模型中MVC軟件體系結構的研究與應用[J].計算機應用研究，2003，20（3）：147～149

[3] 王濤，陳懷意.基于Web的遠程教學平臺的設計與實現[J].計算機應用于研究，2003，20（7）：102～104

[4] Jim Keogh.J2EE參考大全[M].北京：電子工業出版社，2003

孔德強,本科,中教一級。