基于Web的交互式實驗教師培訓系統設計與實現

仇玉斌　甄海勝　譚相柱

摘 要：以往實驗教師培訓缺少專業學習平臺。從實驗教學和實驗教師隊伍現狀出發，利用互聯網技術和教師培訓成功模式，開發一套適用于實驗教師培訓的學習系統。利用微軟先進的開發環境和工具在.NET平臺上構建基于Web的實驗教師培訓系統，系統功能較為完善。平臺以互聯網“快速、分享”精神為指導，結合自主探究學習理念幫助實驗教師完成系統化培訓，有效提高了實驗教師培訓質量和效率。

關鍵詞：Web；.NET；實驗教師培訓；自主探究式學習

DOI：10.11907/rjdk.172545

中圖分類號：TP319 文獻標識碼：A 文章編號：1672-7800（2017）009-0130-04

Abstract：in order to change the status quo of previous experimental teacher training lack of professional learning platform， from the experimental teaching and teachers current situation， using the successful model of Internet technology and the current teacher training， to develop a suitable learning system in our school of economic management professional experiment teacher training is an important measure to strengthen the construction of experiment teaching team. According to the actual needs of the experimental teachers， a more perfect system function is designed. With the advanced development environment and tools of Microsoft， an experimental teacher training system based on Web has been successfully constructed on the.NET platform. The platform， with the spirit of “fast and sharing”， combines the concept of independent inquiry learning， helps experimental teachers to complete systematic training， and effectively improves the quality and efficiency of experimental teacher training.

Key Words：Web； .Net； experimental teacher； independent inquiry learning

0 引言

實驗教學是高校培養學生創新能力、實踐能力的重要途徑。提升實驗教學水平需要培養一支愛崗敬業、理念先進、教學能力突出的實驗教師隊伍[1]。實驗教師隊伍是學校師資隊伍的重要組成部分，是創建有特色高水平開放式大學的重要人才保障。加強實驗教學培訓是高校做好實驗教學的重要基礎。山東工商學院是一所以經濟管理專業為主的地方普通高校，現已建成省級實驗教學示范中心——商學實驗中心。實驗中心設施齊全、理念先進，硬件條件位居省內高校前列，但是實驗教師的質量和實驗教學水平與其它高校相比還有一定差距，在一定程度上影響了學生創新能力和實踐能力的培養。加快實驗教師隊伍建設，為實驗教師隊伍提供科學、專業化的培訓，建設一套實用的實驗教師培訓系統迫在眉睫。

1 系統總體設計

1.1 系統設計

1.1.1 服務教學

培訓是為了更好地教學，系統功能設計必須圍繞實驗教學的各個環節展開。基于Web的實驗教師培訓系統特色在于模擬經濟管理專業實驗流程，通過創設仿真的學習情境，引導學員積極參與到培訓活動中去。

1.1.2 操作簡潔

平臺界面應簡潔，操作簡單。平臺的UI設計風格簡潔大方，功能設計符合人機交互原理，每步操作都有詳盡提示。

1.1.3 可擴展性強

培訓系統是一個開放的平臺，應具備良好的可擴展性。培訓過程中需要為調用專用實驗教學軟件預留接口，方便不同系統對接[2]。

1.2 系統架構

培訓系統采用基于“瘦客戶端，胖服務器端”的Web模式，即瀏覽器/服務器架構方式[3]。用戶端電腦只通過瀏覽器就能完成服務器與后臺數據庫的信息交互。B/S結構的最大優點就是可以在任何聯網電腦上直接運行程序而不用安裝專門軟件，系統管理維護工作量大大減少。

培訓平臺的體系結構包含用戶層、應用程序層、數據服務層[4]，見圖1。用戶層指電腦客戶端部分，應用程序層和數據服務層則指位于服務器端的部分。用戶層是直接交互的瀏覽器界面，所有操作都要通過裝有瀏覽器的客戶端完成。應用程序層是整個平臺體系的中間層，作用是接受客戶端請求并作出相應的事件處理，是整個系統的關鍵層。數據服務層主要通過數據庫系統實現對各種數據的管理。三層機制確保了數據在客戶端與服務器端的正常流轉。

1.3 主要業務流程

根據平臺的設計原則并參照培訓教學模型要求，將業務流程分為教師課程發布、學員自主學習兩個階段，見圖2。指導教師在培訓開始前制定培訓任務并發布到平臺，學員啟動自主探究式學習流程，觀看典型案例的微視頻和文本材料，與其他學員交流，分享學習過程，最后提交學習結果，由指導教師給予評價。endprint

1.4 主要數據流程

基于Web的培訓系統依靠后臺強大的數據庫支持，保證了業務流程的順暢。指導教師發布培訓任務，明確實訓要求。學員按照實驗項目要求進行角色扮演，學習系統記錄每個人的決策。學員學習結束后，系統自動將學習結果提交給指導教師，由教師評判給出評價結果，學員可在個人學習空間實時查詢結果。

2 系統功能設計

2.1 實驗教師培訓需求分析

經過對培訓內容、培訓方式以及個性需求調查，認真分析教師個體和實驗教學管理中心需求，結合經濟管理專業實驗教學特點，歸納出重點培訓內容：

（1）實驗教學相關理論培訓：包括實驗教學與理論教學比較、互聯網思維在教學中的運用、當代大學生學習心理培訓。

（2）信息技術培訓：主要指與實驗教學密切相關的互聯網技術。

（3）經典案例學習：包括經濟管理專業實驗實訓的組織和實施案例、優秀實驗教師經驗介紹等。

培訓內容應集中在教學理論培訓、信息技術能力培訓、教學經驗培訓以及如何利用信息技術手段開展探究式學習等方面，培訓系統模塊應圍繞以上重點內容展開設計，各模塊相互獨立又相互依存，作為一個有機整體。為便于后期管理和維護，各模塊必須具有“高內聚、低耦合”的特性[5]。

2.2 培訓模塊

培訓組織模塊是培訓平臺的主體模塊，包含培訓組織和學員自主探究學習兩個子模塊。該模塊面向指導教師和學員，完成培訓的組織與實施。自主探究學習子模塊是培訓平臺的核心，也是學員開展自主學習的主要環節，功能包括維護個人基本信息、上傳、修改、刪除、分享資源、記錄和查詢學習過程等，學員具有建立、管理和注銷學習圈（群組）的權限。模塊功能如圖2所示。

2.3 交流模塊

交流模塊是培訓平臺的特色模塊，充分體現了互聯網“協作、快速、分享”的精神。學習交流模塊主要完成信息發布、轉發、評論、關注、私信等功能。學員間的交流與使用微博、微信等工具一樣，可以發布學習信息，也可以轉發、評論自己喜歡的內容到個人空間。轉發成功后，所有好友都可見并可相互轉發，實現了知識的快速聚合與傳播[6]。本模塊功能如圖3所示。

2.4 系統管理模塊

系統管理模塊主要完成各類用戶角色設置、系統基本參數和權限設置、安全訪問機制設置等功能[7]。用戶管理模塊用于管理Web平臺的所有使用者，包含培訓組織機構、指導教師、學員和系統管理員等，各類角色的權限都不相同。指導教師承擔培訓的組織實施、監督和考核工作。系統基本參數管理提供平臺基本運行、維護基礎參數功能，如數據庫備份、內容版塊的顯示與隱藏、IP訪問限制等。系統參數管理實現了可視化、智能化，降低了系統管理難度，有利于平臺的推廣使用。本模塊功能如圖4所示。

3 培訓平臺實現

為增強系統的兼容性，本系統開發環境采用Windows7+IIS7.0+IE11.0+SQL Server2008的組合，使用ASP.NET框架，選擇C#作為開發工具。

3.1 數據庫設計

數據庫設計是軟件系統開發的重要組成部分。培訓系統用到的數據均存放在名為Train_Data的數據庫中，不同業務的信息存放在不同數據表中。以下為本系統用到的幾個基礎數據表。

（1）學員信息表（User）：用于存放學員的個人信息，如表1所示。

（2）培訓組織信息表：用于存放培訓項目以及課程發布有關信息，如表2、表3所示。

（3）好友群（Blog圈）：學員創建的好友群，有相同的愛好和學習關注點，可以進行學術和情感上的交流，由群信息表和群成員表組成，主要用來存放群和群內好友交流的有關信息，如表4和表5所示。

（4）自主學習表：存放學員自主學習和參與交流學習的信息，包括自主學習主題表和參與交流主題表，如表6所示。

為方便調用數據庫，對web.config文件中的 標簽和標簽添加了鏈接，這樣配置好數據庫鏈接就可在其它程序代碼中獲取連接字符串，代碼如下：

3.2 主要功能實現

3.2.1 培訓組織

（1）教師課程管理。教師登錄后設置培訓計劃、培訓時間、培訓課程。課程資料包括音頻、視頻、文本等形式，上傳后每個學員在個人空間中可見。培訓教程以微視頻為主，單個文件容量較大，為了順利上傳需要在web.config文件中添加一句：

這樣，最大允許上傳的文件大小為200M，基本能保證視頻文件上傳。

（2）學員管理。以列表或圖標方式查看所有學員個人信息，并進行分組管理。學員分組后自動建立學習小組，每人可設定角色如總經理、財務總監、銷售總監等，便于角色扮演，開展ERP模擬實訓。

（3）通知公告。發布培訓活動所有通知，學員可在個人空間查看。

3.2.2 個人自主學習

系統為每位學員都設置獨立的學習空間，空間為學員提供個人信息管理、學習過程管理、學習資源管理等功能。

（1）個人信息管理。空間包含學員的個人信息、學習資料、資源分享情況以及個人的學習進程和學習記錄等。像微博空間一樣，每個人都可以安全、快捷地管理自己的空間。

（2）課程學習。學員可以瀏覽培訓活動有關信息，包括培訓計劃、培訓目標、培訓要求以及課程資源。學員自行瀏覽微視頻教程，完成指定的作業。與小組其他學員按照角色分工模擬ERP實驗流程。

3.2.3 互動交流

學員個人空間導航欄中包含“首頁、圈子、分享、空間、關注”等標簽，點擊標簽就可遍歷各個版塊[8]。“分享”功能不僅能讓學員分享到所有可見的資源和信息，還能通過相同分享資料定位，標識有相同愛好的人，實現與其快速建立“好友圈”的功能。endprint

3.2.4 系統管理

（1）基本參數設置。管理員對平臺的運行參數、人員信息、資源上傳位置、數據庫備份和服務器環境等有關設置統一管理。數據庫安全涉及系統平穩運行，需要及時備份數據庫，數據庫備份代碼如下：

try

{ if （dataPath.Text ！= "" && dataName.Text ！= ""）

{ getSqlConnection geCon = new getSqlConnection（）；

SqlConnection con = geCon.GetCon（）；

string strBacl = "backup database Train_data to disk='" + dataPath.Text.Trim（） + "＼＼" + txtdataName.Text.Trim（） + ".bak'"；

SqlCommand Cmd = new SqlCommand（strBacl， con）；

if （Cmd.ExecuteNonQuery（） ！= 0）

{ MessageBox.Show（"數據庫備份成功！"，"提示框"， MessageBoxButtons.OK， MessageBoxIcon.Information）；

this.Close（）；

}

else

{ MessageBox.Show（"數據備份失敗！"， "提示框"，MessageBoxButtons.OK， MessageBoxIcon.Information）；

}

}

else

{ MessageBox.Show（"請填寫正確位置及文件名！"， "提示框"， MessageBoxButtons.OK， MessageBoxIcon.Information）；

}// end

}

catch （Exception ee）

{

MessageBox.Show（ee.Message.ToString（））；

（2）權限分配。設置系統管理員、培訓主管、指導教師、學員等不同角色并賦予相應權限，后臺用Session方式詳細記錄各角色的操作[9]，代碼如下：

List list = null；

if （Session["track"] == null）

{ list = new List（）； }

else

{ list = （List）Session["track"]； }

if （list.Contains（pid））

list.Remove（pid）；

if （list.Count == 10）

list.RemoveAt（0）；

list.Add（pid）；

Session["track"] = list； // 把list更新到Session

if （list.Count > 0）

{ List proList = new List（）；

for （int i = list.Count - 1； i >= 0； i--）

{ string proId = list[i]；

proList.Add（proBLL.GetModel（int.Parse（proId）））；

}

RptLastProductList.DataSource = proList；

RptLastProductList.DataBind（）；

}

（3）IP訪問限制。設置IP訪問限制機制，拒絕非指定IP范圍內的用戶進入系統，提高系統安全性[10]。在限制訪問頁面中獲取來訪IP地址并與數據庫中的留存信息進行比對，如果一致則允許訪問，否則就返回。獲取客戶端ip地址代碼如下：

HttpRequest request = HttpContext.Current.Request；

string result = request.ServerVariables["HTTP_X_FORWARDED_FOR"]；

if （string.IsNullOrEmpty（result））

{ result = request.ServerVariables["REMOTE_ADDR"]； }

if （string.IsNullOrEmpty（result））

{result = request.UserHostAddress；}

if （string.IsNullOrEmpty（result））

{ result = "0.0.0.0"； }

lblIPAddress.Text = result；

4 結語

基于Web的實驗教師培訓平臺秉承“快速、分享”的互聯網精神和自主探究學習理念，從技術手段上幫助實驗教師提升教學水平，以更好地培養出具有實踐創新能力的人才。

參考文獻：

[1] 仇玉斌，甄海勝.文科跨專業實驗教學師資隊伍建設研究[J].中國成人教育，2017（13）：70-73.

[2] 郭榮.淺談軟件設計模式中的設計原則[J].信息安全與技術，2014，11（5）：93-94.

[3] 樊搏，逄卉一.基于 Web的經管綜合專業實驗教學管理系統的設計與實現——以山東工商學院為例[J].軟件導刊，2011，10（4）：56-57.

[4] 杜文龍，劉萬輝.基于B/S結構和Web2.0的高職教師培訓系統的設計與實現[J].科技信息，2012（11）：33-34.

[5] 程春蕊，劉萬軍.高內聚低耦合軟件架構的構建[J].計算機系統應用，2009（7）：19-22.

[6] 互聯網精神[EB/OL].https：//baike.baidu.com/item/互聯網精神/9867749？fr=aladdin.

[7] 劉新陽.WebQuest學習管理系統LMS設計與實現[D].濟南：山東師范大學，2005.

[8] 仇玉斌.基于Web2.0的CETS教師培訓模式的設計研究[D].濟南：山東師范大學，2008.

[9] 姜志紅，須德.基于Web的信息系統用戶權限設置策略[J].北方交通大學學報，2001，25（2）：45-49.

[10] 王金幻.IP安全策略過濾客戶端[J].網管員世界，2012（19）：75-76.

（責任編輯：杜能鋼）endprint