淺談基于Web在線教學系統設計

邵迎春

摘 要 目前傳統的教學方式很難再適應高校出現的大量學生，各種不同的校區，以及各種不同的教育形式。隨著我國教育改革的不斷推進，我國高校逐漸加大了在高校信息化建設上的投入。正是在這樣的背景下，出現了基于網絡的在線教學系統。這樣的教學系統極大地改變了原來的傳統教學模式，把面對面的教學形式改變為通過網絡的遠程直播的模式。該教學模式極大的擴展了傳統教學模式的邊界，提高了教學的效率，解決了教學的空間限制，是傳統教學模式的有效補充。正是在這樣的背景下，基于Web的在線教學系統應運而生。

關鍵詞 在線教學 高校信息化 信息系統

中圖分類號：TP311.52 文獻標識碼：A

0引言

目前國外的很多公司都設計和開發了在線教學系統，由原來的簡單C/S模式開發的系統如Visual Basic等語言，發展到基于B/S開發模式的系統如ASP.NET等，到目前發展到基于云平臺的在線教學系統。最近幾年，在國內外發展起來的慕課平臺，如北大慕課，國外的coursera等，都是在線教學系統的很好產品。本文詳細講述了在線教學系統的功能，以及設計方案，最后展示了在線教學系統的功能、通過這樣的介紹提高大家對這種新的教學方式的理解。

1系統需求分析

在線教學系統是一個基于網絡的大型信息管理系統，主要實現了教師的在線教學，學生的在線交流，在線考試等功能。系統后臺實現對這些數據的保存，處理，顯示等功能。

如上圖1所示，系統實現的主要功能有系統管理，在線培訓，在線考試，在線調查，在線交流，培訓管理，資源中心以及統計分析等。

本系統的大部分課程都是用視頻來進行教學。但是本系統也大量的使用了非視頻教學部分。視頻部分：幾乎把所有內容視頻化。視頻課程的最大特點是使得教學更加直觀，而且可以根據自己的特點選擇不斷的重復教學或者選擇性教學。而在非視頻部分：如視頻中的選擇題，如在線考試部分，如在線復習部分。非視頻部分是對視頻部分的有效補充，提高了學習效果。

2系統總體設計

2.1系統硬件架構

根據用戶的需求及目前較為成熟的網絡結構，整個系統的硬件設計結構如下圖2所示：

如上圖2所示，本系統通過網絡進行部署，涉及到的硬件有：防火墻，路由器，交換機，核心業務服務器，前臺應用服務器，磁盤陣列柜，終端，雙機熱備系統，UPS供電系統。

（1）防火墻：由硬件防火墻來負責阻斷和外部系統對內部網絡的攻擊，安全有效地保證各個網絡的正常工作。

（2）路由器：負責與電信各外部系統，如學校電信系統、學校研究所院系統等進行連接。

（3）交換機：對內部網絡及辦公網絡進行科學合理的管理，提供高速的數據交換。

（4）核心業務服務器：為系統的核心業務應用提供高性能、高可靠性、高可用性及可升級的硬件平臺。

（5）前臺應用服務器：為前臺業務應用提供高性能、高可靠性、高可用性及可升級的硬件平臺。

（6）磁盤陣列柜：為數據提供高速、可靠、大容量的數據存儲空間；光纖接口，可與光纖交換機組成SAN架構。

（7）雙機熱備系統：為了保證核心數據庫系統的不間斷運行，由第三方軟件與系統硬件組成的高可用系統平臺。

（8）UPS供電系統：為了保證機房設備在斷電的情況下能夠正常工作所必須電力供應設備。

2.2 負載均衡

隨著互聯網應用的廣泛普及，對于一個大型的在線教學系統，可能同時有大量的用戶在線訪問該系統。這樣的使用場景對系統的穩定性和擴展性提出了極大的挑戰。為了更好地為用戶提供良好的用戶體驗，并滿足本系統的非功能性需求中的時間性，容量性，穩定性等特性。為了提高系統的并發性，系統在開發的過程中使用了負載均衡均衡技術，具體來說就是在Apache Server2.2.16服務器加上多個Tomcat7服務器來滿足系統集群部署需要，并通過在Apache 服務器上部署mod_proxy技術來滿足系統的負載均衡。

2.2.1 Tomcat7服務器配置

Tomcat7服務器只要完成網站的發布，具體來說就是在配置webapps目錄來指定本系統的根目錄，然后根據常規的web應用發布辦法修改server.xml中的Context path標簽以及workDir標簽，這樣就完成了網站內容的發布。

2.2.2 Apache服務器配置

在Apache服務器上采用了mod_proxy_balancer進行負載均衡配置。mod_proxy_balancer包提供了多種負載均衡方式，如按照輪詢均衡策略，按照的權重分配均衡，按照權重請求響應負載均衡策略。本系統按照權重分配均衡的策略來分配系統中的多個Tomcat7服務器的處理權重。可以打開balancer-manager 的界面，可以看到請求是平均分配的。給 BalancerMember 加上 loadfactor 參數即可，取值范圍為1-100。假如我們使用了兩臺服務器，負載分配比例為 7：3，只需在Httpd.conf代碼中這樣設置：

打開Tomcat1項目的WEB-INF下的web.xml在內添加標簽，如果沒有則手動建立web.xml文件。將Tomcat1下的web_root項目復制一份到Tomcat2的webapps目錄下。到此，所有操作已完成。啟動Tomcat1、Tomcat2、apache。打開瀏覽器，輸入http：//localhost/login.jsp回車，刷新幾次即可從Tomcat1與Tomcat2的控制臺看到負載效果。輸入session即可看到session復制效果。

2.3功能效果

用戶可以通過輸入用戶名和密碼登錄系統。用戶也可以選擇自動登錄，用戶可以通過輸入用戶名自動登錄到系統中。在用戶忘記密碼時，可以通過點擊找回密碼找到密碼。

當用戶登錄系統，可以點擊在線教學界面，通過界面可以看到老師上課的實際情況，并通過右下角看到參加教學的同學情況。

當教師登錄系統，可以編輯考試題目并發表在線考試，如上圖界面。用戶可以在線進行考試，并進行提交，后臺就可以自動算出考試成績。系統由自動的時間提示，如果用戶考試超時后沒有提交，系統就不讓用戶在進行答題了。

3總結

在線教學系統實現了各種輔助教學模塊，滿足了學校的實際在線教學需求，可以提高老師的教學效率，提高學生的學習效率，并可以及時反饋教學效果，很好地促進了教學質量的提高。

參考文獻

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