基于B/S模式的大學課程教學輔助平臺的設計與實現

夏芙蓉

摘 要 在信息化條件下創新教學模式已成為教學改革研究的重點。而JavaEE技術及其眾多應用框架層出不窮，為我們實現一個方便高效、簡單易用、便于開發和維護的基于B/S模式（Browser/Server，瀏覽器/服務器模式）的大學課程教學輔助平臺提供了技術上的可行性。該平為教師提供作業自動批改、試題創建與維護、試卷在線生成、學生疑惑在線解答等一系列方便的功能。同時也為學生提供在線課程學習、在線作業書寫、在線提問、錯題回顧等一系列功能。

關鍵詞 教學輔助平臺 JavaEE技術 B/S模式 在線題庫

中圖分類號：TP311文獻標識碼：A

0引言

大學教育具有一定的專業性和針對性。而課程是大學教育的載體。

在傳統的大學教育中，教師的教學負擔重，而學生的學習主動性也不高。隨著計算機技術飛速發展，各種圖形化技術、存儲技術、人機交互技術為教育改革提供了充分的可能性。

本文分析傳統教學模式的弊端，并結合現有的技術條件，尋找解決辦法：基于JavaEE技術，使用SSH框架，開發一個面向大學課程的教學輔助平臺。該平臺由課程資源子系統、題庫資源子系統、過程考核子系統、師生交流互動子系統組成。為教師提供在線批改作業、題庫維護、在線答疑、課程資源管理、學生考核管理等功能，為教師的教學提供幫助。也為學生提供了在線做作業、在線學習、學習歷程回顧等功能。

1需求分析

系統軟件最終是否成功，很大程度上都依賴于軟件的需求分析是否合理完善。如軟件應具有哪些功能、軟件系統自身的性能、后期的維護和擴展上有怎樣的要求等。

結合大學課程的實際情況及軟件系統的功能建模，大學課程教學輔助平臺應該具有以下功能：（1）個人信息管理;（2）課程信息資源管理;（3）題庫管理;（4）作業發布與批改;（5）實驗發布與批改;（6）師生反饋與交流;（7）在線測試管理;（8）課程公告信息管理;（9）系統權限管理;（10）用戶管理;（11）平時成績分析。

同時，作為一個完善的軟件系統平臺，該輔助平臺應該具有以下特點：（1）面向大學課程設計，有針對性;（2）符合教師教學習慣，有高效性;（3）滿足學生學習需求，有專業性;（4）適合教師和學生，以及管理員各種用戶角色使用，功能完善;（5）系統中產生的數據的保存具有安全穩定性;（6）人機交互界面要直觀大方，簡單易用;（7）使用模式采用B/S模式，方便用戶使用。

2系統設計

系統設計的目的就是將目標系統從整體上進行分析，設計總體的系統結構和不同功能模塊，以及模塊之間的相互關系，還有不同邏輯層的接口之間相互調用的關系，最后還需要對數據庫進行設計。最終實現一個邏輯清晰、高效易用、便于開發、易于維護的軟件系統。本系統平臺的系統體系架構圖如圖1所示，自底向上分為數據層、業務邏輯層、控制層、用戶界面層。

2.1 MVC設計模式

MVC（Model/View/Controller）設計模式即模型-視圖-控制器設計模式，是一種廣泛應用于軟件設計中的系統結構模式。這種模式將數據、業務邏輯和視圖表示嚴格地分開，使得系統結構模塊化，便于開發和維護，有較強的擴展性。

2.2數據層

數據層是軟件系統中最底層，數據層為上層提供基礎數據，上層有了數據才能進一步分析和處理。數據層主要由數據庫和數據層訪問接口構成。數據庫保存著系統中各種可能的對象，以及對象之間的關系。

而數據層訪問接口對外提供一系列能獲取數據庫中數據的功能。數據庫接口的設計需要滿足調用簡單、參數設置合理、目的明確等要求。

2.3業務邏輯層

業務邏輯層的作用是接受上一層傳遞過來的請求，然后調用數據層中的數據應用一定的業務邏輯規則進行處理，將處理后的結果返回到上一層的調用者。

業務邏輯層中封裝了系統中各個業務的邏輯功能，各個功能需要有效的封裝和組合，相互之間不能有功能重合和功能缺失。在各個功能的配合下，通過數據訪問層獲取數據，然后使用數據進行處理，得到想要的目標結果。

2.4控制層

控制層的作用就是接受用戶層傳遞過來的用戶請求，然后將請求按照約定的規則和不同目標進行請求分發，將不同的請求下發到下面業務邏輯層，調用業務邏輯層中封裝的業務功能，然后收到業務邏輯層的返回結果。收到結果之后就返回到用戶表示層，選擇更新和渲染視圖。

在B/S模式中，控制層主要通過URL來識別不同的請求，通過URL的構造來解析請求中攜帶的請求參數和目標，決定應該分發到何處，調用什么樣的方法，最后根據結果更新什么樣的視圖。

2.5用戶層

用戶層也叫用戶表示層或者MVC模式中的視圖層，用戶層的作用就是軟件系統與用戶之間的溝通橋梁。

用戶層中封裝了各式各樣的文字、圖像、表單等組件，使用戶能方便地通過客戶端來完成系統操作。在B/S模式中，客戶端就是瀏覽器，用戶層中的組件都是使用HTML標簽進行實現的。

3功能設計

本系統平臺的功能詳細設計如圖2所示。

大學課程教學輔助平臺主要分為以下幾個子系統：（1）課程管理子系統;（2）題庫管理子系統;（3）作業管理子系統;（4）實驗管理子系統;（5）在線交流子系統;（6）其他功能。

將大型系統拆分為若干個子系統有助于理清邏輯結構，每個子系統有自己的功能模塊，系統向外提供的功能就顯得井井有條。功能之間不會重復，用戶能清晰明確在系統軟件中通過有序的功能結構劃分實現自己想要的操作。

3.1課程管理子系統

課程管理子系統的主要功能是對一門課程進行全方位管理，如課程創建功能，需要錄入課程的基本信息，比如課程名，授課教師，課程的開課學期，課程的選課人數上限等等。創建之后，擁有該課程的教師還可以修改課程中設置錯誤的信息。教師還可以發布課程公告，在公告中通知選擇了該課程的所有學生一些事項，比如課程作業，課程變更等。

3.2題庫管理子系統

題庫管理子系統的主要功能是維護一門課程的題庫，教師可以將試題輸入到題庫中，為以后的作業和考試的試題做準備。題目的類型包括常見的單選、多選、判斷、問答等。教師也可以對題庫中的題目有誤的地方進行修改。作業發布和試題生成功能可以調用題庫提供的接口，從題庫中按教師制定的規則抽取若干題目，來生成一套完整作業或試卷。

3.3作業管理子系統

作業管理子系統的主要功能是對課程中的作業的管理。教師可以從題庫中按照期望的規則生成一次作業。學生根據教師發布的作業，在網上進行作答。除了主觀題，其他的客觀題如選擇題和判斷題都能在線自動批改，學生能立即得到反饋。

3.4實驗管理子系統

許多課程都有實驗環節，學生需要對實驗進行記錄，并按照要求書寫實驗報告，老師通過實驗報告來判斷學生學習的情況，以及將實驗報告作為期末成績考核的一部分。

因此實驗管理系統就需要貼近需求，制定功能。比如教師發布實驗報告要求和實驗報告書寫模板，學生根據要求和報告模板來完成實驗報告。學生提交報告之后，教師批改并給出分數和評語。

3.5在線交流子系統

在線交流子系統為師生提供了一個溝通橋梁，學生可以在上面進行留言，表達自己在學習上的困惑或者其他方面的疑問。教師或者其他同學看到留言之后，可以對留言進行回復和解答。

3.6其他功能

除了上述核心子系統功能外，一個成熟的軟件系統還有一些必不可少的支撐性功能。比如平臺的用戶的登錄注冊功能，平臺用戶的權限管理，課程中一些基礎數據和資源的維護功能。雖然這些功能和大學課程沒有直接關聯，但對于系統平臺的穩定性和可用性卻必不可少。

4系統實現

本章主要介紹了系統平臺的實現細節。介紹了系統的技術框架的選擇和兩個最為核心的功能子系統。從技術實現方面來深入了解大學課程教學輔助平臺的技術架構。

4.1技術選型

結合大學課程的特點、師生習慣，本文在充分調研之后，該平臺的實現將基于B/S模式。后臺基于Java語言，采用MVC設計模式以便進行高效的開發和靈活的擴展和維護，使用SSH（Spring/SpringMVC/Hibernate）框架實現快速開發迭代。前端基于HTML、CSS、JavaScript語言，并使用一些流行的前端框架實現用戶友好的交互界面。數據庫采用開源的MySQL數據庫保障數據的安全可靠。

4.2作業管理子系統

作業管理子系統由作業發布、作業作答、作業自動批改、作業手動批改、成績統計的功能部分組成。

4.3題庫管理子系統

題庫管理子系統由題庫由添加題目、修改題目、刪除題目功能部分組成。

5總結

本文從需求分析到系統設計，最后到系統實現，詳細地描述了一個基于B/S模式的適用于大學的教學輔助系統軟件平臺，此平臺針對大學課程的特點，為教師和學生提供了一個界面友好、操作方面、簡單高效的教學輔助系統。該系統采用流行的JavaEE語言，利用業界常用的SSH框架和優秀的前端技術框架進行開發，創新地將傳統教學和學習過程移植到網絡平臺之中，教師和學生因此僅使用瀏覽器就能隨時隨地進行教學和學習。在線自動評改功能、作業自動生成發布功能等實用功能都極大地提高了教學和學習的效率。同時直觀的作業情況展示和記錄追蹤可以作為教學和學習的評價指標。

參考文獻

[1] 謝維和.論大學課程的科學性[J].中國大學教學，2018（02）：4-6+13.

[2] 唐鶯，陳棣湘，潘孟春.“電工與電路基礎”教學中科學思維能力的培養[J].大學教育，2014（17）：86-87.

[3] 李超，謝坤武.軟件需求分析方法研究進展[J].湖北民族學院學報（自然科學版），2013，31（02）：204-211.

[4] 敖冰峰.軟件教學中關于軟件設計的概要設計與詳細設計[J].北方經貿，2002（05）：119-120.