基于ASP.NET的高等數學精品課程網站的設計與實現

[摘 要]文章在概括了精品課程網站建設基本原則的基礎上，詳細介紹了基于ASP.NET的高等數學精品課程網站的體系結構和功能，以及系統開發過程中使用的部分關鍵技術。高等數學精品課程網站的建設激發了學生自主學習的積極性，達到了傳統教學所不能達到的目的和效果。

[關鍵詞]高等數學 精品課程 ASP.NET 網站設計

[中圖分類號] G40-057 [文獻標識碼] B [文章編號] 2095-3437（2013）16-0106-03

一、引言

精品課程網站的建設和開發是精品課程建設的重要內容之一，其目的是實現優質資源共享，促進信息技術在教學與人才培養中的應用，拓展學習時空，使學生能不受時間和地點限制而自主學習。

高等數學課程是各大學學時最多、涉及面最廣、學生最多的一門重要數學基礎課，具有抽象難懂、邏輯性強的特點，是大學課程中的一個難點。特別是大學擴大招生規模以來，高等數學的課堂教學更是出現了前所未有的問題與挑戰，相當多的學生認為數學枯燥無味，對其產生畏難情緒。因此，將所有能提高教學質量的教學手段都應用到教學當中，最大限度營造精品教學環境，就顯得特別重要。高等數學精品課程網站建設的目的，就是充分利用多媒體的優勢以及網絡的便利，將教學沿深度和廣度兩個方向拓展。同時，網站還提供豐富的教學資源和學習資料，學生通過上網，既能復習課堂上老師講授的內容，也能閱讀到大量的課外補充材料和相關的參考文獻，從而為下一步專業課的學習打下良好的數學基礎。

二、網站建設的基本原則

（一）自主學習原則

傳統的高等數學教學以教為中心，基本上是學生跟著教師走。由于缺乏自主的參與性，這在一定程度上制約了學生的學習積極性。因此，網站建設應以激發學生學習興趣為主導，建立一個開放的教學平臺，使學生能根據自身情況和已有基礎進行更深入的學習，將高等數學192學時的課堂教學擴充成沒有空間和時間限制的在線自主學習。

（二）交互性原則

針對教師對學生輔導的不及時，精品課程網站應建立一個突破時間、地點限制的師生互動論壇系統，使學生可以在課前和課后與老師及時交流，從而更好地理解學習上的難點和疑點。同時，論壇也為學生提供了一個交流學習心得、討論問題、登載小論文等自主交流的平臺，以此激發學生的學習積極性，并培養其創新意識，這也是精品課程網站的魅力所在。

（三）模塊化原則

為了使系統具有很好的獨立性、開放性和可擴充性，本系統采用模塊化設計原則，使系統的維護和修改變得非常方便。當系統需要修改某個模塊或添加新的模塊時，所要做的僅僅是對某一模塊進行修改或者設計出一個新的模塊，無需對整個系統進行大調整。

（四）易管理原則

網站后期的維護和管理工作，需要全體課題組成員的參與。本系統通過設計完善的網站后臺管理系統，實現了基于Web的可視化編輯操作，降低了使用者的技術門檻，使課程組成員只要具備基本的電腦操作能力，就可以輕松高效地對網站進行維護和管理。

三、系統體系結構設計

（一）系統整體框架

高等數學精品課程網站基于ASP.NET（即Active Server Pages.NET）技術。為了使系統具備可重用、可維護和可擴充的特性，系統采用多層構架，如圖1所示。

頁面內容層：頁面顯示采用XHTML，頁面布局采用最合適的標簽顯示內容，基本上做到符合WEB的標準、在頁面并不定義內容的格式，只是給每個內容標簽加一個標識，然后在頁面內容格式層控制格式，頁面非常清晰，瀏覽器解釋的速度很快，同時這對搜索引擎的搜索也非常有利。

頁面格式層：由于ASP.NET支持主題，所以只要在主題里定義CSS樣式和外觀，只要是對應的標簽，都能應用相應的樣式，格式和樣式的重用達到最大，同時運用CSS HACK，使得網站對IE瀏覽器都兼容。

邏輯操作層：大量采用類來實現，達到代碼的重用以及維護的方便，同時數據庫操作又調用數據庫操作接口層的方法。

數據接口層：數據庫操作主要運用ADO.NET，由于操作形式比較不變，所以把操作方法都寫成一個類，供邏輯操作層調用，極大提高了代碼的重用性，維護起來也比較方便，大大加快了開發效率。

數據庫：數據存儲的地方，主要和數據庫接口層交互，共包括18個數據表和27個存儲過程。

（二）開發工具

系統采用Microsoft Visual Studio 2008為開發平臺，結合C#和Java Script構造應用程序，應用服務器為Windows 2003 Server操作系統，IIS6.0提供Web服務，后臺數據庫采用SQL Server 2005，系統還采用Photoshop和Flash制作網頁素材。

（三）系統的功能模塊

高等數學精品課程網站分為前臺顯示系統和后臺管理系統兩部分，如圖2所示。

前臺系統包括課程介紹、師資隊伍、實踐教學、教學資源、留言板、互動區等欄目。精品課程的專家評審和學生的在線自學等通過前臺顯示系統進入。

后臺系統主要包括以下功能：課程信息管理模塊、教師信息管理模塊、文章管理模塊、文件管理模塊、留言板管理、用戶管理、網站在線監控系統、Google流量統計。后臺管理系統是系統管理員對整個網站進行維護、更新和管理的平臺。管理者從后臺進入，通過后臺管理系統可以上傳系統文件、完成精品課程網站基本內容的配置和用戶個性化設置等。本系統將后臺管理系統從前臺系統中分離出來，很好地解決了當今很多網絡教學系統更新速度慢、維護困難的難題。

四、網站實現的關鍵技術

（一）ASP.NET技術

本系統在服務器端的所有頁面均采用ASP.NET實現，有易開發、維護和部署的優點。ASP.NET是.NET框架的一部分，通過HTTP請求建立文檔時，它可以在Web服務器上動態地創建HTML、WML等文檔。ASP.NET提供了完整的服務器端對象模型，可以將頁面上的所有控件作為對象來訪問。ASP.NET是編譯后執行的，aspx文件只在第一次被請求時進行編譯，因此速度比ASP要快。ASP.NET采取“code-behind”方式將頁面顯示和代碼編寫分離，使結構更加清晰，降低了系統開發與維護的復雜度。

（二）ADO.NET技術

ADO.NET是.NET應用程序的數據訪問模型。ADO.NET提供3種數據庫連接方式：通過ODBC相連、通過OLE DB相連、直接與SQL Server相連。本系統采用與SQL Server相連的方式實現對數據庫的訪問，使用SqlConnection類建立數據庫連接；SqlCommand類執行SQL處理命令；從數據庫中返回的數據放入DataSet中，DataSet與現有數據源的交互是通過DataAdapter來控制的；對于數據更新操作必須在事務處理范圍內進行時使用SqlTransaction類實現。

ADO.NET技術訪問數據庫的流程如下：

1.客戶端發出請求；

2.創建SqlConnection和SqlDataAdapter；

3.使用DataAdapter填充DataSet并關閉連接；

4.將DataSet返回給客戶端；

5.客戶端更新數據；

6.更新DataSet；

7.使用SqlDataAdapter打開SqlConnection連接，更新數據庫并關閉連接。

（三）動態生成靜態頁面技術

靜態頁面訪問不需要請求服務器，所以顯示速度很快，對搜索引擎也非常的友好，但不能通過后臺更新內容，所以管理很不方便。本系統的主頁、留言板和文章頁面采用動態自動生成靜態頁面的技術，使頁面同時具有顯示速度快又可以后臺更新的功能。由于是后臺自動生成，維護和更新同動態頁面一樣，非常方便。本系統主要使用兩種方法動態生成靜態頁面，第一種是通過模板頁生成，另一種是通過WebRequest實現。前者適用于格式比較固定的頁面，效率高；后者適用于單一頁面，效率低。

（四）利用Flash制作動畫演繹高等數學概念

一個數學概念的產生過程往往非常曲折，但現行的教材限于篇幅，往往隱去了發現的過程，而直截了當地寫出發現的結果。為了彌補這一缺憾，我們嘗試利用Flash軟件制作基于網絡環境的高等數學部分概念的二維和三維動畫。

Flash的動畫制作能力十分強大，所生成的動畫是基于矢量圖形的，它可以隨意調整大小而不會產生模糊的現象，最后生成的文件（.swf）十分小巧，而且Flash動畫在網絡中是以流方式播放的，即可以邊下載邊播放，以上特性使得Flash制作的動畫十分適合于網絡傳播。

本系統制作的Flash動畫，突破傳統教學模式，使學生能直觀地理解、認識一些比較抽象的概念或復雜的空間圖形。比如，通過動畫直觀形象地展示數列極限ε-N的定義（圖3），使學生更深刻地體會數學知識的發生過程，深化了學生對知識的理解，突破了教學難點。

五、結束語

網站以學生自主學習為主，老師引導為輔，體現了“以學生興趣為主導”的教學理念。網站實現了優質教學資源最大范圍的整合與共享，進一步激發了學生自主學習的積極性，彌補了傳統課堂教學過程中的不足，為提高學生的數學素養以及師生互動提供了一個實用的網絡平臺，使學生可以在課內和課外掌握更多、更全面的知識。

[ 參 考 文 獻 ]

[1] 教育部.關于啟動高等學校教學質量與教學改革工程精品課程建設工作的通知[5].教高[2003]1號.

[2] 高等學校非數學類專業數學基礎課程教學指導分委員會.關于大學數學教學現狀和提高教學質量的建議[J].中國大學教學，2005，（2）.

[3] 伍建華，江世宏，戴祖旭，等.大學數學教學的現狀調查和分析[J].數學教育學報，2007，（8）.

[4] 李大潛.漫談大學數學教學的目標與方法[J].中國大學教學，2009，（1）.

[5] 靳華.ASP.NET4.0編程技術大全[M].北京：電子工業出版社，2011.

[6] Kouresh Ardestani.高效掌握ADO.NET--C#編程篇[M].北京：清華大學出版社，2003.

[7] 徐洪祥.網站建設與管理案例教程[M].北京：北京大學出版社，2010.

[責任編輯：左 蕓]