Java課程群網絡教學平臺的構建

趙 彥

(江蘇信息職業技術學院 物聯網工程系， 江蘇 無錫 214000)

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Java課程群網絡教學平臺的構建

趙 彥

(江蘇信息職業技術學院 物聯網工程系， 江蘇 無錫 214000)

Java課程群網絡教學平臺是軟件專業Java方向人才培養的重要支撐和保障。該平臺依托Java課程群建設成果，理順課程間的關聯關系，整合Java課程群網絡教學資源，實現指導教師預約、課程群在線學習、在線答疑、競賽輔導、交流共享等功能。該平臺已應用到Java課程群教學中，達到“師生互動、資源共享”的效果。實踐結果表明，該平臺不僅為教學管理工作提供便利，更有助于加強課程間的聯系，實現教學資源共享，提高學生對課程群知識體系的認識和學習效率，培養學生的創新精神和實踐能力，有較好的應用價值。

Java課程群； 資源共享； 網絡教學平臺

0 引 言

Java技術相關崗位是計算機各專業最重要的就業方向之一，有著廣泛的市場需求。高職軟件專業開設了一系列的Java課程，如Java程序設計、Java程序設計實訓、Java Web程序設計、輕量級Java EE開發、Java EE項目開發實訓、Android應用開發、Android項目開發實訓、網頁設計與制作、數據庫程序設計等課程。由于前驅課程教學沒有達到應有的效果，在后續課程的教學中，教師會花費大量的時間進行補差，課程間重復的內容較多，導致規定的教學目標難以按時完成，學生缺乏實際動手實踐能力和自學能力。

自2005年起，教學團隊開始建設集多媒體教材、文字教材、網絡輔助教學課件、網上教學資源于一體的立體化教學資源體系[1-4]，擁有大量的學習資源。伴隨著Java課程群建設的不斷深入，需要將現有課程網絡教學資源進行整合[5、6]，構建基于Java EE技術的Java課程群網絡教學平臺。該平臺依托Java課程群建設成果，充分利用現代化教學技術，整合現有教學資源，加強課程間聯系，消除課程間重復內容，達到“師生互動、資源共享”的實際效果。該平臺在實際應用中，有助于激發學生的自主學習能力和創新意識，提高學生對課程群知識體系的認識及學習效率，有利于加強課程間教學內容的學習，提高學生的學習質量。

1 網絡教學平臺設計

1.1 系統的體系結構

Java課程群網絡教學平臺的體系結構設計遵循Java EE四層開發模型[1-4]，整個平臺分為用戶表示層、業務邏輯層、數據持久層、數據庫層。圖1展示了該系統的體系結構[7-9]，說明了各層的功能和關聯關系。

圖1 Java課程群網絡教學平臺的體系結構

(1) 用戶表示層。用戶表示層就是應用軟件的人機界面，支持用戶與系統之間的信息交互[1]。該平臺的用戶表示層使用Java EE框架技術中的Struts 2框架實現，綜合運用了JSP、Ajax、CSS等技術[10-13]。整體色彩搭配合理、風格清爽、布局合理、設計精巧、界面友好，用戶體驗度高。用戶表示層主要包括系統首頁、用戶登錄頁面、用戶注冊頁面、競賽輔導頁面、Java課程群教學資源瀏覽頁面、資源上傳頁面、學習論壇頁面、在線提問頁面、資源下載頁面、導師答疑頁面等。用戶表示層的具體實現在第3部分介紹。

(2) 業務邏輯層。業務邏輯層處于體系結構中最關鍵的位置，是用戶表示層與數據持久層之間的橋梁，在數據交換中起到承上啟下的交互作用[1，14-15]。它將根據用戶發送的HTTP請求完成數據檢索和數據更新，并將結果回顯到用戶表示層。該平臺的業務邏輯層使用Java EE框架技術中的Spring框架實現[1-4]。主要處理用戶管理、后臺管理和前臺管理等操作，針對具體的操作建立相關的業務邏輯類[1，3]，并提供訪問這些業務邏輯類的接口，實現相關功能。

(3) 數據持久層。數據持久層主要負責數據庫的訪問，實現對數據表的CRUD[1，8]操作。Java EE四層開發模型引入ORM[1，4]元素，建立對象和數據表之間的企業級映射，實現對象實體持久化[1]。該平臺的數據持久層使用Java EE框架技術中的Hibernate框架[1]實現。

(4) 數據庫層。該平臺的數據庫層使用My SQL 5.0數據庫[1]系統實現，數據庫名為originproject，該數據庫共包含15張數據表，用以存儲文字、圖片、視頻、文檔等資源，為Java課程群網絡教學平臺提供了強有力的數據支撐。

1.2 系統典型業務邏輯分析

該平臺實現了多項功能，主要業務包括Java課程群教學資源管理，教師在線輔導答疑，交流共享。

1.2.1 Java課程群資源管理業務

平臺管理員或教師負責在系統中發布Java課程群教學資源、競賽資料。該平臺將Java程序設計、Java Web程序設計、Java EE、Android等課程的教學內容進行整合，形成階段鮮明的軟件開發課程群教材體系[4-6]。在網絡教學平臺上，將分課程、分章節，使用SWF格式展示軟件開發課程群教材，充分保護教師的知識產權，體現課程間的關聯關系。學生可以通過網絡，根據自己當前的需要，選擇Java課程群中的課程進行系統化學習。Java課程群資源結構圖如圖2所示。Java課程群資源管理業務具體流程如圖3所示。該平臺支持課程動態管理，實現對課程群課程的添加和修改，便于后續擴展和系統升級。

1.2.2 教師在線輔導答疑業務

教師在線輔導答疑是該平臺較為特色的業務之一。對于學生而言，可以選擇自己喜歡的教師，或針對該課程的負責人進行單獨提問；被提問的指導教師上線后，會在自己登錄后的歡迎頁面上直接看到學生提交的問題，并給予解答。除此之外學生和學生之間、學生和教師之間、教師和教師之間還可以在學習論壇中進行群體討論，充分體現“師生互動、資源共享”的特色。教師在線輔導答疑業務具體流程如圖4所示。

圖3 Java課程群資源管理業務

1.2.3 在線交流共享業務

Java課程群網絡教學平臺的在線交流共享業務以學習論壇的形式體現，幫助教師以發帖的形式上傳資料，以輔助課堂教學，信息雙向流通，構成“師生互動、資源共享”的交流形式。學生可以將自己的心得、疑問發布到論壇，達到討論交流的目的。在線交流共享業務貫穿于整個Java課程群學習過程中，方便用戶在使用該平臺的任何時候進行交流，如圖5所示。

2 數據存儲技術與平臺部署

高職軟件技術專業Java課程群網絡教學平臺利用現代化教學手段，將軟件開發類課程的內容進行整理、歸納與精編，實現優質教學資源對更多的師生開放、共享。以資源共享，討論社區以及師生互動在線輔導構成全新的學習環境，相對于其他的學習模式來說，它具有無可比擬的優勢。同時，該平臺采用Java EE四層開發模型完成設計開發，有助于提高資源利用率、節約開發成本，大幅度提高應用程序從設計到開發最后到業務部署的速度[13，15]。

圖4 教師在線答疑業務

圖5 在線交流共享業務

2.1 數據存儲的設計

表1展示了全部數據表的定義及其功能說明。該平臺包含了大量的文檔資料、教學視頻等學習資源，它們直接存儲在服務器中，按照資源的類型，將圖片、視頻和各種文檔分別存儲在pictures、movies、documents幾個Container(容器)中，并在上傳時為文件定義名字，以便有同命文件產生，鑒于篇幅原因，此處不再詳述。使用Hibernate做數據持久層時，需要建立與每個數據表對應的Java Bean類，同時在DAO層和Service層給出具體的業務邏輯接口和實現方法[1，3]，這里不再具體講述。

2.2 開發環境的配置

在進行Java課程群網絡教學平臺開發之前，要進行開發環境的配置和部署[7-15]，主要包括以下幾方面：

(1) 計算機操作系統的選擇。可選擇Windows 8、Windows 7、Windows Server 2008或者Windows Vista中的任意一款操作系統。在該平臺的開發過程中，選用的是Windows 7操作系統，并配置Java JDK 1.7，Tomcat 6.0。

表1 數據表的定義及其功能說明

(2) 數據庫的選擇。數據庫選擇了對Java具有較好支持的My SQL5.0。

(3) 開發工具的選擇。選用My Eclipse7.0前端開發工具，表示層使用Struts 2框架技術、JSP技術、Ajax技術實現，數據持久層使用Hibernate 3.0框架實現，業務邏輯層使用Spring 2.5.5框架實現[1]。

Java EE四層開發模型采用標準的協議和技術，不受硬件平臺和軟件環境的限制。該平臺的客戶端采用基于Web技術的B/S架構，應用系統使用通用的網頁瀏覽器作為統一的前臺客戶端，使用方便，便于普及，并在多款瀏覽器上進行測試。系統服務端采用Java語言和My SQL數據庫技術，將所有應用程序安裝在后臺服務器中，這樣可以被各種操作系統上的瀏覽器瀏覽，實現了跨平臺操作。

3 系統關鍵模塊的實現

該平臺通過Tomcat 6.0完成部署，在開發設計的過程中主要通過兩個階段進行測試[15]。

(1) 使用本地存儲，經My Eclipse將應用程序發布到本機Tomcat服務器上，利用瀏覽器完成系統測試。該階段不需要聯網。發生錯誤時，通過在源代碼中設置斷點，逐行執行代碼，計算表達式等方法完成測試。

(2) 使用服務器存儲，將數據庫轉移到服務器中，應用程序發布到遠程服務器上，完成在線測試。該階段的測試重點在應用程序的性能優化上，依靠測試用戶的實際操作，診斷日志記錄完成源代碼的調試任務。

通過上述過程，實現了Java課程群網絡教學平臺教學資源模塊、在線提問模塊、資源下載模塊、論壇模塊、導師答疑模塊、資源上傳模塊、管理模塊等，共計11個模塊的功能。

3.1 系統管理模塊的實現

系統管理模塊包括用戶登錄、用戶注冊、用戶權限管理等功能。管理員實現課程管理和權限管理。通過課程管理可以添加刪除指定的課程，通過權限管理可以將用戶身份指定為“指導教師”或“學生”。圖6展示了該平臺的運行效果圖。

圖6 Java課程群網絡教學平臺運行效果圖

3.2 Java課程群資源管理模塊的實現

Java課程群中的所有資源分屬于競賽輔導資源，Java平臺、.Net平臺、數據庫平臺課程群學習資源。未經注冊的用戶可以瀏覽該平臺中的全部資源，所有教學文檔均為不可下載的SWF格式，充分保護教師的知識產權。競賽輔導資源頁面如圖7所示，課程群學習資源瀏覽頁面如圖8所示。

圖7 競賽輔導頁面

(1) 競賽輔導。發布全國各級軟件大賽的參賽競賽消息、管理、瀏覽、上傳競賽輔導資料。在競賽輔導模塊中還包括相關社團活動信息。

(2) 課程群學習資源。Java平臺上傳Java方向相關課程的教學資料，如Java課程、JSP課程、Java EE課程、Android課程教學資源。.Net平臺上傳.Net方向相關課程的教學資料，如C#課程、ASP課程、ASP.NET課程教學資源。數據庫平臺上傳數據庫方向相關課程的教學資料，如SQL Server課程、Oracle課程教學資源。同時，支持課程類別的擴充、課程的增加和刪除，一旦教學有所改進，教學平臺上共享的資源和分類可以同步更新。

圖8 課程群學習資源瀏覽頁面

3.3 教師在線輔導答疑模塊的實現

在線輔導答疑分為學生在線提問和教師在線答疑兩個功能。學生成功登錄Java課程群網絡教學平臺后，選定指導教師，對學習過程中遇到的問題進行提問。指導教師登錄系統后，可以看到學生發送給自己的問題，對學生提出的問題進行回答。學生提交問題頁面如圖9所示，導師答疑頁面如圖10所示。

圖9 學生問題提交頁面

3.4 資源上傳下載模塊的實現

指導教師可以通過資料上傳功能，將自己負責課程的教學資料上傳到網絡，同時可以上傳參賽競賽輔導資料。Java課程群教學資源以不可下載、不可復制的SWF文件格式上傳。但指導教師上傳的具有針對性的輔導習題、參賽競賽題目、擴充輔導資料，可以在“資源下載”處進行下載。該平臺附帶搜索功能，用戶可以通過輸入關鍵字，搜索自己感興趣的資料。課程群資源上傳頁面如圖11所示。

3.5 在線交流共享模塊的實現

Java課程群網絡教學平臺最大的特點就是“師生互動、同行互動”。因此在學習論壇中，各個論壇的版主都是專任指導教師。學習論壇的前臺包括用戶登錄管理、用戶注冊管理、帖子管理等功能。學習論壇的后臺包括論壇類別管理、版面管理、用戶管理等。學習論壇主頁如圖12所示。

圖10 導師答疑頁面

圖11 課程群資源上傳頁面

圖12 學習論壇主頁

鑒于篇幅原因，本系統的其他功能不能一一截圖展示。

4 結 語

基于Java EE技術的Java課程群網絡教學平臺已真正用于教學實踐，受到了管理人員、教師和學生用戶的一致好評。實踐證明，該平臺界面友好、簡單易用，為Java課程群教學工作帶來了極大的便利。對軟件專業Java課程群建設、專業建設起到積極作用，是現代教育技術對傳統課堂教學最有利的補充。為師生提供一個良好的課程群學習環境，和充分交流的平臺；能促進學生自主地開展學習，從而培養學生的科學研究素養，激發學生的創新能力，鍛煉學生的實踐能力，提高學生學習的主觀能動性。近5年來，指導軟件專業學生參加國家、省、市級軟件大賽11次，累計獲獎23項。其中，全國二等獎4項，全國三等獎2項，省一等獎5項，省二等獎4項。受到江蘇教育電臺、無錫新聞頻道、無錫教育電臺的采訪。

參與該系統的學生以該系統為藍本完成的畢業設計，在2013年江蘇省普通高校本專科優秀畢業設計(論文)評選中榮獲省二等獎，2014年6月該平臺成功獲批軟件著作權(著作權登記號：2014SR077987)。

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Implementation of Java Curriculum Group Network Teaching Platform

ZHAOYan

(Jiangsu Information Vocational Technology College, Internet of Things Engineering Department, Wuxi 214000, China)

Network teaching platform for Java curriculum group is an important support and guarantee for major of software technology and Java technology. Relying on the construction the platform, we straighten out the relationship between the Java curriculum, integrate curriculum group teaching resources of the network. The platform realizes the teacher appointment and courses online learning, has online Q&A, tutoring, sharing and other functions. The platform has been applied in the Java curriculum group teaching, and achieves "teacher-student interaction, teaching resource sharing" effect. The practice results indicate that, the platform not only provides the convenience for the teaching management work, but also helps to strengthen the relationship between curriculum and teaching resources sharing, improve the students' understanding of the knowledge system of courses and learning efficiency, training students' innovative spirit and practice ability, has the good application value.

Java curriculum group; resource sharing; network teaching platform

2014-02-19

江蘇省教育科學“十二五”規劃基金項目(B-a/2013/03/007)；江蘇省現代教育技術研究2013年基金項目(2013-R-26413)；2013年江蘇省大學生實踐創新訓練計劃立項項目(201313108012Y)；2012年江蘇省大學生實踐創新訓練計劃立項項目(2012JSSPITP3853)；院級“Java EE資源共享精品課程建設”項目以及院級“《輕量級Java EE開發》教學資源庫建設立項”資助

趙 彥(1981-)，女，河南開封人，碩士，講師，工程師，主要研究方向為計算機職業教育、軟件技術、計算機網絡、數據庫。

Tel.：13771025990; E-mail:flingmonica@163.com

TP 311

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1006-7167(2015)01-0199-06