在線學習系統的研究與設計

劉艷

摘 要： 隨著網絡技術和多媒體技術的迅速發展，通過網絡遠程在線學習的方式，已經成為現代教學的手段之一。本文介紹了在現代網絡傳輸條件下，一個典型的在線學習系統的研究與設計。

關鍵詞： 在線學習 多媒體 網絡技術

1.研究背景和意義

隨著現代信息技術的發展，教學和學習方式已經發生了巨大變化，不再局限于傳統的面對面的教學模式。媒體技術及網絡技術的發展使得網上在線學習得到了很大發展。

在線學習不同于以往的傳統學習方式，為學生提供了更加自由的學習空間及豐富的學習資源和信息環境。利用網絡進行遠程教育已經成為教育發展的一個方向，可以突破時空界限，節省教育資源，而且師生間可以實現互動，反饋和交流都比傳統廣播電視教學更方便、更有效率。

本文設計并實現了一個小型在線學習管理系統，實現了多媒體學習資源的共享、下載、上傳，為學生提供了自學材料及考核方式；為教師提供了教學課件，加強了師生之間的溝通和交流，為學生營造了主動學習的氛圍。

2.系統總體設計

在線學習系統需要符合學生的學習心理、認知心理，學習和教學環境的營造要與當前單機版教學課件環境匹配，外在的網絡硬件環境和師生間內在的教學、學習活動必須整合起來，創造出協作學習的環境，為學習活動提供更廣泛的支持和發揮空間，滿足不同知識水平和認知風格的學習對象的需要。

根據教學過程的實際調查，教師與學生分別有不同的功能需求。教師需要進行身份認證，從而具有教師權限，能夠發布最新公告，發布教學課件和習題等，能夠對學生上傳的內容進行檢查，能夠在論壇進行答疑，還能對所在班級的學生進行管理。對于學生，需要身份認證，具有學生操作權限，包括課堂學習、練習教師布置的作業、上傳作業、與教師互動答疑、瀏覽最新的公告等。

本系統主要基于JSP和SQL Server數據庫技術，分為五大模塊：身份管理模塊、班級管理模塊、上傳下載模塊、答疑模塊、后臺管理模塊。采用當下流行的B/S模式，可以讓學生用瀏覽器從任何一臺連接到互聯網的計算機訪問系統。本系統采用三層B/S模式進行設計，第一層為操作界面，在瀏覽器中鍵入URL即可訪問在線學習系統網站，Web服務器為客戶提供對應的操作界面。第二層為應用層，應用程序都存儲在Web服務器上，用戶請求通過服務器提交給應用程序，由應用程序訪問數據庫。第三層為數據庫，是已經設計建立完成的數據庫系統，處理用戶對數據庫的查詢、增加、修改、篩選甚至刪除等請求。

3.主要功能模塊介紹

3.1身份管理模塊

身份管理模塊，主要包括新用戶的注冊，修改密碼，修改基本資料，以及重新獲得密碼等子模塊。主要用戶類型分為教師、學生和后臺管理員。不同用戶通過身份驗證后，具有不同的權限和操作界面。后臺管理員具有最大權限，可以對各類資源和用戶進行管理。

3.2班級管理模塊

教師對自己所任教的班級進行管理，包括學生成員管理、學生作業管理、學生成績管理等子模塊。教師可以瀏覽或備注學生的信息，可以根據實際情況將學生從對應班級中添加或刪除，可以對學生的作業進行歸檔、存儲及統計等，給予相應的成績并存檔。

3.3上傳下載模塊

本模塊包括上傳、下載和搜索子模塊。各種不同類型的用戶可以選擇資源的路徑和類別進行上傳，給予一定的標題和描述以方便搜索，并記錄上傳的資源個數和信息。各用戶可以在自己有權限的下載頁面上，點擊下載需要的資源，并記錄下載資源的個數和信息。在搜索資源頁面上，各類用戶輸入所搜資源的關鍵字或者不同的資源類別，系統返回滿足條件的資源綜合信息，分頁顯示。

3.4答疑模塊

答疑模塊分為交流、提問和建議子模塊。交流子模塊主要是學生之間進行相關知識點的討論，提問子模塊主要提供學生向老師留言提問，老師進行回復的功能。學生的提問可以預先提交并存儲，等待老師上線后進行回答。建議子模塊由學生或教師向后臺管理員提交留言，提出建議或其他問題，管理員進行回復。

3.5后臺管理模塊

后臺管理模塊分為資源管理、用戶管理、公告管理和留言管理子模塊。資源管理子模塊，管理員根據一定原則對各類資源進行審核和瀏覽，刪除不當資源，并通過公告或留言告知上傳者。用戶管理子模塊，管理員審核用戶的注冊申請，并可以瀏覽各類用戶的信息和學習情況，剔除不符合要求的用戶。此外管理員還可以發布各類公告，瀏覽各類留言，并刪除不當留言。

4.主要實現技術

4.1數據庫設計

本系統采用SQL Server數據庫開發。Microsoft SQL Server作為一種關系型數據庫管理系統，是當前最受歡迎的數據存儲和數據檢索模型[1]。系統與SQLServer2000連接采用Microsoft SQL Server 2000 Driver for JDBC，非常靈活，易于使用，速度快，低內存支出并且占用磁盤空間較少。

本系統建立了用戶表、用戶附加信息表、資源信息表、用戶上傳信息表、用戶下載信息表、文件類型表、留言信息表、公告信息表等。數據庫中采用了存儲過程及觸發器，實現了SQL SERVER編程模型，減輕了網絡負載，提高了傳輸處理效率，并提高了系統管理安全性。

4.2操作界面的設計

本系統利用交互式的動態Web頁面現圖文、視頻、動畫等瀏覽及管理。采用了flash、photoshop等綜合技術，針對學生青春、活力的風格特征，界面設計需要具有流行元素，符合激情、充滿朝氣的特色。

4.3應用程序設計

應用程序主要采用JSP進行開發，實現用戶管理、上傳搜索下載資源、留言管理、后臺管理等主要功能模塊。JSP可以執行于所有平臺，移植性非常高，JSP和JavaBean甚至不用重新編譯。設計過程中利用AJAX技術，AJAX的核心技術是XMLHttpRequest對象，通過這個對象，JavaScript可在不重載頁面的情況下與Web服務器交換數據[2]，利用此技術可以實現用戶名重名檢測、三級聯動列表菜單等。

5.總結和展望

在線學習主要利用動態網頁制作技術、數據庫技術、JSP及JavaScript等技術實現，系統需要體現出一定的實時性、交互性和動態性等特點。本系統旨在建立一個多學科通用的模塊化網上教學平臺，為本學院的網上教育提供技術基礎服務。對于本系統所涉及的模塊和技術，仍有許多問題需要進一步探討和提高，如可以增加聊天室，進行在線答疑問，以及可以增加在線考試功能，等等。網絡在線學習系統是傳統教學的延伸，隨著網絡技術和多媒體技術的發展，這種信息化的教學系統將會有更廣闊的空間。

參考文獻：

[1]王俊偉等. SQLServer 2000中文版數據庫管理與應用[M].北京：清華大學出版社，2007.

[2] 王誠梅等. JSP案例開發集錦[M].北京：電子工業出版社，2005.