硕士学位论文-基于WEB的高职院校辅助教学平台之设计.doc

分类号：tp3 密级：udc： 学号：南 昌 大 学 专 业 学 位 研 究 生 学 位 论 文基于web的高职院校辅助教学平台之设计based on web design of auxiliary teaching platformfor the higher vocational colleges 培养单位（院、系）：信息工程学院计算机系指导教师姓名、职称：黄传华、教授申请学位的学科门类：工学硕士学科专业门类：计算机技术 论文答辩日期：2010年 月 日 答辩委员会主席： 评阅人： 年 月 日基于web的高职院校辅助教学平台设计红南昌大学学位论文独创性声明学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得 南昌大学 或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名（手写）： 签字日期： 年 月 日 学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解南昌大学有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权南昌大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编本学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所和中国学术期刊（光盘版）电子杂志社将本学位论文收录到中国学位论文全文数据库和中国优秀博硕士学位论文全文数据库中全文发表，并通过网络向社会公众提供信息服务。（保密的学位论文在解密后适用本授权书）学位论文作者签名（手写）： 导师签名（手写）：签字日期： 年 月 日 签字日期： 年 月 日51摘要摘要随着网络技术的飞速发展以及高职教育的不断改革，如何利用网络更好的达到高职院校的教育目标，也就是如何构建网络教育平台，给高职教育带来了一场新的革命。高职教育从传统的照搬本科院校的教学模式转变为具有高职特色的教学模式，给高职教育带来了许多新的问题。比如：从基于知识储备的课程讲授转变为基于知识应用的课程。在这种教学模式下，使得教学观念、教学环境、教学手段、教学方法等都得到更新，从以往的以教师为中心转化为以学生为主体，任教式转化为能力的培养，教学的封闭式转化为开放式，使教材多媒体化（多样化）、资源全球化、教学个性化、学习自主化、环境虚拟化，就必须构建面向高职院校的网络教学平台。通过对某高职院校的校园网分析，已经具备一些基础的网络应用系统，并且已经具备了网络辅助教学的基本条件。但是对于网络教学这一块只是体现在教师这方面，学生无法去选择自主学习，只是在教师的提问下进行教学互动。另一方面，教师在上课时虽然在多媒体教师上课，但是仍然只是根据ppt进行讲课。基于web的高职院校辅助平台的设计将会解决这些问题。本文详细阐述了基于web的高职院校辅助教学平台的需求，主要包括学生基本信息管理、教师基本信息管理、课程信息管理、考试信息管理、教学资源信息管理、交流平台信息管理的业务流程、功能需求，并且给出详细的系统数据模型。基于web的高职院校辅助教学平台的设计从登录人员的不同身份、教学互动、资源共享、实时答疑、在线测试等方面来构建一个新的辅助教学系统。关键词： 辅助教学；web；课程教学；教学平台abstractabstractalong with the rapid development of network technology in higher vocational education and the reform, how to use the internet to better achieve the education target in higher vocational colleges, which is how to construct network education, vocational education platform to bring a new revolution.higher vocational education from the traditional teaching pattern of universities and colleges of undergraduate course copy for with higher vocational characteristic of higher vocational education teaching mode, brought many new problems. example: the reserves from lessons based on knowledge based on knowledge. in the teaching mode, teaching concept, teaching environment and teaching means, teaching methods are updated, from the previous teacher-centered into student-centered teaching style, into ability training, teaching enclosed into open, make the material more media-oriented (diversification, globalization, teaching resources, environment and learning self-independence personalized virtualization, must build in higher vocational colleges face the network teaching platform. through the analysis of higher vocational colleges, the school campus network have some basic network application system, and have the basic conditions of network aided instruction. but for the network teaching this piece is reflected in the aspects of teachers, students can choose self-study, just ask the teacher for teaching interaction. on the other hand, the teacher in class in multimedia teacher in class, though still just to lecture. according to the ppt based on the web design of auxiliary platform in higher vocational colleges will solve these problems.this paper expounds the higher vocational colleges based on web teaching platform of requirement analysis, including basic information management, teachers basic information management and information management, the information management, teaching resources, information management platform for the exchange of information management, the business process, functional requirements, and give detailed data model. the higher vocational colleges based on web design of auxiliary teaching platform from different identities, login personnel interactive teaching, resource sharing, real-time on-line test questions, to construct a new auxiliary teaching system.key words： auxiliary teaching; web, teaching; teaching platform目录目 录摘要iiabstractiii第一章 引言11.1 选题背景及意义11.2 国内外研究与应用现状11.2.1 现状11.2.2 存在问题21.3 研究内容31.4 本文的组织结构3第二章 相关理论和技术42.1 web应用架构42.1.1 microsoft公司的net42.1.2 j2ee52.1.3 j2ee和微软.net比较62.2 关系数据库62.2.1 范式62.2.2 ms sql server200072.3 系统设计方法与软件编程技术10,1172.3.1 结构化生命周期法82.3.2 原型法(prototyping approach)82.3.3 面向对象方法(oo)82.3.4 可视化编程82.4 信息化教育理论82.5 教学设计理论92.6 本章小结9第三章 系统需求分析103.1 项目需求背景103.2 业务流程16-20103.2.1 学生信息管理113.2.2 教师信息管理133.2.3 课程管理133.2.4 考试管理133.2.5 教学资源管理143.2.6 交流平台管理153.3 功能需求153.3.1 用户管理153.3.2 学生信息管理153.3.3 教师信息管理163.3.4 课程管理163.3.5考试管理173.3.6教学资源管理173.3.7交流平台考试管理173.4 数据模型173.5 其它需求193.6 本章小结20第四章 系统设计214.1 总体架构214.2 系统体系结构214.2.1 软件体系结构214.2.2 硬件体系结构224.3 功能模块的划分234.4 主要功能模块设计244.4.1 用户管理子模块244.4.2 学生基本信息管理子模块254.4.3 教师基本信息管理子模块264.4.4 班级信息管理子模块274.4.5 课程信息管理子模块284.4.6 考试信息管理子模块294.4.7 教学资源信息管理子模块304.4.8 交流平台管理子模块314.4 数据库表设计324.5 本章小结34第五章 技术实现355.1 用户管理模块355.2 学生管理子模块365.3 教师管理子模块395.4 课程教学管理模块415.5 交流中心模块425.6 考试管理模块445.6.1 试题管理445.6.2 成绩管理45第六章 总结与展望486.1 总结486.2 展望48致 谢49参考文献50第一章 引言第一章 引言1.1 选题背景及意义计算机与网络技术的高速发展，带来了信息时代的变更，使得地球真正变成了一个开放的信息村，信息资源的共享和交流达到前所未有的高度，这也深深影响到各个领域，一场信息化革命正悄然的改变着各个行业，对高等教育来说，充分利用网络化和信息化来提高教学水平、转变教学模式是解决传统课堂教学和管理的一个迫切课题。在信息时代中实现高等教育的信息化，这是一个必然的趋势，而网络教学这一新生事物也因此孕育而生，网络教学是一个开放的概念，可以把它概括为：在先进理念指导下，运用网络资源，在教师指导下，促进学生积极自主学习，加强师生交流，加强师生协作研讨，优化教学过程。为了把教育信息化与高职教育的实际教学和管理结合起来，为了将internet的教育网络与传统思想、教学管理结合起来，各取所长，将高职教育的教学更加科学化、科技化，高职院校辅助教学平台是必不可缺。基于web的高职院校辅助教学平台将传统教学观念与现代科技结合，提供多种教学资源、网络教学、以及信息化管理，可以大大提高教学的质量、管理的效率，能更有效的利用资源。基于web的高职院校辅助教学平台可以帮助教师在教学过程中实现同步互动或异步互动，使学生能够选择自主学习，不再受时间和空间的限制。教学平台上的资源都是图文并茂的形式，并且还加上图声音、动画等多媒体的形式，使得学生更有兴趣去学习。这些都是传统教学方式所不能给与的，这也是基于web的高职院校辅助教学平台设计的主要目标。1.2 国内外研究与应用现状1.2.1 现状从上世纪七十年代起至今，计算机辅助教学（computer aided instruction ，简称cai）经历了一个由尝试、兴起到蓬勃发展的过程，这无疑是教育技术和教学手段的一个巨大进步和质的飞越。经过近几十年的发展，cai已经取得了非常良好的成绩，并取得一定的实践经验和一整套开展cai的理论体系。随着internet应用的普及，cai已进化到网络互动教学模式。与传统“以教师为中心”相比，网络教学平台转变成“以教师和学生为中心”，能更好地吸引学生，更有效地帮助学生提高学习效率。目前国内外相关软件产品较多，其中比较流行的有webct、blackboard、virtual-u、learning space、moodle、tcl教育平台、安博网络教育平台、网梯网络教育通用平台等1。1、webct2webct(web course tools)是由加拿大british columbia计算机科学系为高校开发的异步课程传递及管理系统,包括一系列可以自动与课程内容紧密集成的强大的学习工具,可以用于开发完全联机的课程,也可以用于将现有的课程内容在网上发布。webct具有强大的师生、学生之间的交互性,它的一项显著特点是为不懂编程的教师提供了丰富的模板和向导机制。2、blackboard3blackboard academic suite tm 教育软件，简称blackboard，是美国blackboard公司开发的网络教学平台，是一个能给教师带来无限应用、交流、创新的平台。在全球有3700多所高校利用它开展网络应用，它为200多所中国高校提供产品和服务，涉及高等教育、基础教育、职业教育以及企业培训。blackboard教育软件以“教学”、“联系”、“分享”为核心目标，提供一套综合、完整、优化的解决方案。3、tcl教育平台4 tcl远程教育平台是基于先进的网络技术和教育技术的远程教育教学支撑环境，以支持学生积极主动的知识建构为开发宗旨。集教育、管理、交流、商业运作于一身的完全面向教育的开放式远程教育平台。由五个子系统构成：课程开发子系统、教学支持子系统、教务管理子系统、教学资源管理子系统、服务子系统。4、网梯网络教育通用平台5 网梯网络教育通用平台包括网络教学平台、课件制作系统、直播录播系统、实时交互系统等。可以在多操作系统（unix、linux、windows）上稳定运行并可以平滑迁移，采用最先进的jsp网络技术、xml架构、支持多服务器的分布式集群在清华大学、北京大学医学部、中科院研究生院、湖南大学、福建师范大学、中国石油等百余所国内知名院校和众多培训机构得到广泛的应用。1.2.2 存在问题现在大多数商品化网络教学软件都是基于本科高等院校需求研制的，很少能与高职院校的教学实际相结合。高职教育已从从传统照搬本科院校的教学模式转变为具有高职特色的教学模式，强调知识应用和行动导向，以工作过程的行为动作顺序为体系，授技术、教能力。这就要求其教学观念、教学环境、教学手段、教学方法等都需更新，要以学生为主体，基于能力培养，逐步实现教学个性化、学习自主化、环境虚拟化、资源多元化。基于现代信息技术构建面向高职院校的网络教学平台，是达到这些目标的必由技术手段。1.3 研究内容针对新形势下高职院校教学模式的特点，对现代教育技术和信息技术等在辅助教学方面的应用进行研究探讨；以某职业技术学院为例，依据计算机技术工程的原理方法，对其网络辅助教学平台进行分析、设计和实现。1.4 本文的组织结构根据前期的准备和总结，为了更加有效的、快速的、使系统与高职院校的特点结合，以及根据软件工程的设计流程，对于本文的章节安排如下。第一章主要介绍基于web的高职院校辅助教学平台的开发背景。第二章主要介绍与系统开发有关的理论和技术。第三章主要分析了职院校辅助教学平台的业务需求和业务流程，对平台的设计原则、数据流图等内容做了相应的介绍。第四章描述了基于web的高职院校辅助教学平台的具体设计。主要包括该系统的开发设计目标、系统的功能模块设计等。第五章详细说明了基于web的高职院校辅助教学平台的实现方案，主要针对教师和学生的基础信息管理和课程教学涉及到的各个功能模块的实现结果,进行详细的阐述。第六章结论与展望。对论文的研究内容进行总结，并阐述了系统在今后需要改进和完善的地方，同时指出了继续研究的方向。第二章 相关理论和技术第二章 相关理论和技术2.1 web应用架构随着计算机网络和internet技术的不断发展，应用软件系统经历了由c/s向b/s的web应用架构逐步迁移的过程，目前开发建设一个无论多大规模的应用系统，首先考虑就是采用web应用架构。为了建设企业级的web应用，满足分布式、事务性、可伸缩、可装配、易维护的要求，简化开发和部署，业界推出了相关web应用服务器规范、框架和产品。从实现技术的角度划分，可以主要归为基于j2ee的解决方案、microsoft解决方案。2.1.1 microsoft公司的netnet开发平台是继windows 32 api（windows 32位应用程序接口）后，微软软件开发平台的第一次大升级。net开发平台能够更容易的创建web应用程序，该程序可运行于互联网信息服务器和web服务器上，同时，也为创建稳定、可靠而又安全的windows桌面应用程序提供了更多的支持。net开发平台有两个重要的部分，即：架构和开发工具。架构（net framework）包括common language runtime(clr 通用语言运行环境)，是用于运行和加载应用程序的软件组件；新的类库，分级组织了开发者可以在他们的应用程序中用来显示图形用户界面、访问数据库和文件以及在web上通信的代码集。net开发工具包括visual studio.net integrated development environment（即visual studio.net集成开发环境），用来创建运行在clr下并且使用类库的应用程序。net开发平台的结构6如图2.1所示。图2.1 net开发平台的结构2.1.2 j2eej2ee是基于java的一种技术规范7，定义了整个标准的应用开发体系结构和一个部署环境。在这个体系结构（见图2.2示意）中，应用开发者的注意力集中在封装业务逻辑的开发上，一切与基础结构服务相关的问题及底层分配问题都由应用程序容器或者服务器来处理。图2.2 j2ee体系结构j2ee提供了一个框架，实现这个框架的引擎工具留给第三方厂商完成。部分厂商可能只是专注于j2ee架构中的特定组件。j2ee核心技术主要包括servlets、jsp、ejb、jdbc、rmi、jaxp、jts、jca、jndi、jms、web services、jacc等部分。支持j2ee的应用服务器有ibm websphere，bea weblogic，tomcat等。2.1.3 j2ee和微软.net比较net是一个产品套件，是产品战略，而j2ee是编写产品时的标准，二者在能力上各有千秋。例如，在对已有系统的集成能力方面，j2ee要优于net，它通过jca（java connector api）可以更容易地将已有的企业应用进行集成。微软的解决方案则在windows平台上提供了一系列快速开发和部署应用的工具，但由于微软对java的支持并不好，所以在一定程度上影响了其接受程度。j2ee的接受程度则较高，因为它定义了一个应用服务器在java体系结构下的基本服务和能力的规范，为不同厂商的应用服务器产品的标准化提供了一条可行途径。j2ee应用服务器可以使用户在此标准下创建的应用程序都能运行于其上，更重要的是，在满足j2ee兼容性的条件下，在不同的应用服务器上的应用组件可以很好地互操作，这样可以降低移植的风险和代价，提高应用的灵活性，有助于保护用户的投资。因此，许多应用服务器厂商已经转向采用j2ee标准，而且所实现的j2ee应用服务器在windows平台上也可以很好地工作。2.2 关系数据库2.2.1 范式 关系数据库被定义为一种特殊的数据库，其中各个文件(称作关系)以平面文件(flatfiles)或表的形式保存数据。表必须只含有一种记录类型。表内的字段内容是各不相同的，不允许重复组(repeating groups)。关系数据库上的基本操作有选择、投影、连接和除法。sql是操纵关系数据库的标准语言。通过对关系模型的扩展，在关系表中存储复杂数据类型、视图、存储过程、触发器以及二进制大对象(blob)，对用户定义数据类型、嵌套表及对象的支持，形成所谓“面向对象关系数据库”。在数据库中，是用数据模型来抽象、表示、实现、显示现实世界中的资料和信息的。根据模型应用的不同目的，将数据模型分成两个层次，即概念模型和关系数据模型。概念模型是用户和数据库设计人员之间交流的工具，关系数据模型是有概念模型转化而来，是按照数据库系统的观点来对资料建模，从模型产生的数据库设计即为逻辑设计。关系数据模型设计要遵循规范化理论，一般每个关系数据库表要达到第三范式要求。关系数据库范式定义8列表如下：(1)第一范式。如果关系模式r的所有属性的值域中每个值都是不可再分解的值，则称r是属于第一范式(1nf)模式。第一范式的模式要求属性值不可再分裂成更小部分，即属性项不能是属性组合或组属性组成。(2)第二范式。如果关系模式r为第一范式，并且r中每一个非主属性完全函数依赖于r的某个候选键，则称r是第二范式(2nf)模式。(3)第三范式。在关系模式中，如果y x，x a，且x不能决定y和a不属于x，那么称y a是传递依赖。如果关系模式r是第二范式，且每个非主属性都不传递依赖于r的候选键，则称r是第三范式的模式。(4)bcnf。关系模式的bcnf范式是第三范式的改进形式，它建立在第一范式的基础上。如果关系模式r是第一范式，且每个属性都不传递依赖于r的候选键，称r是bcnf的模式。2.2.2 ms sql server2000关系型数据库管理系统（rdbms）商业化产品主要有：oracle、ms sql server、sybase、informix、人大金仓等等。如今，在一般用户中，使用ms sql server产品的较多。ms sql server2000是microsoft 公司推出的sql server 数据库管理系统，是使用客户机/服务器体系结构的rdbms。它具有高性能、高可靠性和可扩充性的优点，同时又引进了数据库和服务器增强功能，以及其他一些新的特性，使它成为一个杰出的数据库平台，可用于大型联机事务处理、数据仓库及电子商务等。它的特点9有：(1)真正的客户机/服务器体系结构；(2)图形化界面，使系统管理和数据库管理更加直观、简单；(3)丰富的编程接口工具，为用户进行程序设计提供了更大的选择的余地；(4)兼容性良好，由于今天windows操作系统占领着主导地的位，选择sql server一定会在兼容性方面取得一些优势；(5)具有扩展性，可靠性，可以迅速开发新的因特网系统。尤其是它可以直接存贮 xml 数据，可以将搜索结果以 xml格式输出等特点，有利于构建了异构系统的互操作性，奠定了面向互联网的企业应用和服务的基石。2.3 系统设计方法与软件编程技术10,112.3.1 结构化生命周期法结构化生命周期法，即sasd方法，也称为面向功能的软件开发方法或面向数据流的软件开发方法。它首先用结构化分析（sa）对软件进行需求分析，然后用结构化设计（sd）方法进行总体设计，最后是结构化编程（sp）。开发步骤明确，sa/sd/sp相辅相成，一气呵成，并且给出了变换型和事务型两类典型的软件结构，便于参照，使软件开发的成功率大大提高。2.3.2 原型法(prototyping approach)在投入大量的人力、物力之前，在限定的时间内，用最经济的方法构造一个系统原型，使用户尽早看到未来系统的概貌，在系统原型的实际运行中与用户一起发现问题，提出修改意见，不断完善原型，使它逐步满足用户的要求。2.3.3 面向对象方法(oo)oo是一种认识(建模)的方法论,强调对现实世界的理解和模拟，便于由现实世界转换到计算机世界，特别适合于系统分析与设计(即ooa与ood)。其建立在对象及其属性、类属及其成员、整体及其部分这些概念的基础上，具有抽象性、封装性、继承性、多态性等优异特性。被扩展到软件及硬件各个领域，如oo的体系结构及oo的硬件支持、oo的软件开发、oo数据库、oo程序设计语言等等。2.3.4 可视化编程基于“所见即所得”可视化集成开发环境，以对象为基础，程序员可以通过拖放操作来完成界面的设计工作，不仅减轻了工作量、简化了界面设计过程，而且有效地提高了开发效率及可靠性。2.4 信息化教育理论信息化教育理论12是现代科学技术的产物，是以网络技术的发展与完善为前提的，以信息技术为基础的教育理论。它是以internet为核心，综合和推广社会各领域的信息技术、信息化服务的广泛应用。实现教育资源和信息共享、提高教学质量是其根本出发点。信息化教育有如下特点：1、从技术方面分析则表现为网络数字化、多媒体智能化。2、从教育方面分析则表现为学习合作自主、教法丰富灵活、教学资源共享、环境虚拟逼真、多媒体课件自动管理。2.5 教学设计理论教学设计就是通过研读教育、教学理论，利用系统分析方法，以促进受教育者的学习为基本出发点，将抽象的学习理论与学习原理演变为对具体的教学目标、任务、内容、和教学策略、方法、评价等有效的教与学的操作和环节13。它的主要任务是以解决教学问题、优化学习为根本目的的教学设计活动。它是在遵循教育教学基本认识规律的前提下，而带有设计学科一般性质的教学设计理论。网络辅助教学平台绝非凭空产生，它以各种不同类型的教学设计理论为理论基础，以兼容各种教学设计方法为教育者和受教育者提供较好的教学策略，适应各种教学环境，尽可能减少教学过程中非智力性因素的教学活动平台。它能促进教师改进教学方法，提高教学效率，优化教学效果。信息化教学设计关注的基本点是，基于课程标准、基于教育信息化环境，充分利用信息技术和信息资源，培养学生的信息素养，培养学生的创新精神和实践能力，提高学生的学习兴趣、学习效率、学习成绩。信息化教学设计没有固定的模式，是教师和学生发挥自己创造力的广阔天地。主要是通过案例学习来模仿、分析、移植、创新，反复实践、反思、总结，逐步掌握信息化教学设计的技能，提高教学质量。特别对于高职院校的师生，可供参考的优秀案例不多，具有巨大的创造、创新空间。2.6 本章小结介绍了web应用架构及其实现的技术路线，列出了关系数据库规范化理论和ms sql server2000产品特点，总结了软件系统设计主要方法和可视化编程技术，讨论了信息化教育与教学设计理论，为辅助教学平台分析设计作好理论准备。第三章 系统需求分析第三章 系统需求分析3.1 项目需求背景随着计算机技术的发展和网络时代的到来，信息化正以惊人的速度改变着我们的工作方式、交流方式、思维方式和生活方式。利用现代信息技术，从课程结构到教学模式，从教育评价、考试模式到师资培训模式和学校管理模式，进行全方位的改革，教育才能真正迈入信息时代。改革开放和现代化建设的蓬勃发展，对高等职业教育工作来说是一个难得的机遇，同时也面临着挑战。教育现代化本身就是社会现代化的重要组成部分，涉及到教育思想、教育制度、教育内容、教育手段、教育方法的现代化等多方面内容，是互相联系、互相促进的。合理高效利用信息技术，是打造品牌高等职业学校的推进器。基于教学网络信息化的需要，某职业技术学院提出了建设基于web的高职院校辅助教学平台，要求平台设计突出高职院校的特点，而且要突出的是教学功能，主要在课程教学、在线测试、学生与教师的交流、考试方面能够和网络教学平台能更好的结合和体现。3.2 业务流程16-20基于web的高职院校辅助教学平台的业务涵盖了高职院校教学工作的各个方面，总结如下几点：（1）学生基本信息管理业务：包括学生在网上选课，查询课程信息，在线与老师交流，下载相关学习资源等。（2）教师基本信息管理业务：包括教师在网上开课，做课程介绍，提供课程资源、教师讲义、精品课程、在线学习、校园讲座等。（3）课程管理业务：主要包括课程的基本信息，已经教师开课，学生选课，学生、教师、教务处查询相关课程信息。（4）考试管理业务：包括提供一些课程的在线考试功能，以及考试分数管理等。（5）教学资源管理业务：包括提供电子讲义、其它资源、课后复习、教学安排、中国科技论文、外文期刊下载、图书下载、论文下载等，以及相关硬件资源，如场地使用、机房、多媒体、教室等相关资源管理。（6）交流平台管理业务：包括提供师生实时或非实时的交流，比如通过信箱、留言板、课程论坛、聊天室等。根据高职院校教学工作的业务需求，将教学平台的业务分为六类，分别为学生基本信息管理业务、教师基本信息管理业务、课程管理业务、考试管理业务、教学资源管理业务、交流平台管理业务，结构如图3.1所示。图 3.1辅助教学平台结构图3.2.1 学生信息管理对于学生来说，主要管理的信息包括：学号、姓名、性别、家庭住址、籍贯、宿舍、专业等，在日常管理中，首先是班主任从各个学生中收集信息，然后汇总，各个班主任将汇总信息交给系学工办，然后学工办将信息交给学工处、教务处存档，其他部门：财务、宿管、保卫处需要信息时从教务处获取，学生基本信息业务分析如图3.2所示。图3.2 学生基本信息业务分析图3.3 教师基本信息业务分析3.2.2 教师信息管理对于教师来说，主要管理的信息包括：教师的工作编号、姓名、性别、籍贯、职称、任课班级等，在日常管理中，首先是教师将本人相应信息交由人事处，然后人事处汇总后交给教务处、财务处等相关部门。教师基本信息业务分析如图3.3所示。3.2.3 课程管理对于课程来说，主要管理的信息有科目、任课教师、学生人数、上课地点、课时、学分等信息，在日常管理中由学生选课然后提交选课信息，由学工办审核、汇总，并且上交学工处，学工处在汇总后存档，然后交给教务处，在由教务处汇总存档，课程管理业务流程分析如图3.4所示。图3.4 课程管理业务流程分析3.2.4 考试管理对于考试管理业务来说，主要信息包括考试科目、任课考试、考试人数、出题人、监考老师考试地方、考试时间等信息，在日常管理中由任课老师提交考试的相关信息，比如考试科目，考试人数等，然后由学工办统计系全部考试信息上交学工处，由学工处汇总并且存档，然后给教务处，教务处在汇总然后存档。考试管理业务流程分析如图3.5所示。图3.5 考试管理业务流程分析3.2.5 教学资源管理对于教学资源管理业务来说，主要管理信息有教室资源、机房资源、多媒体资源等，在日常管理中，由教师提交申请使用教学资源，然后由学工办统计，并且上交学工处，学工处对申请进行审核然后存档，并且给教务处，教务处在汇总然后存档，教学资源管理业务流程分析如图3.6所示。图3.6 教学资源管理业务流程分析3.2.6 交流平台管理 对于交流平台管理来说，主要管理信息有用户信息、发帖内容、发帖时间、发帖用户、回帖内容、回帖时间等，在日常管理中。由用户发帖或者回帖提交相关信息，然后由管理员审核、汇总并且存档。交流平台管理流程分析如图3.7所示。图3.7 交流平台管理流程分析3.3 功能需求根据辅助教学管理的业务，基于web的高职院校辅助教学平台将功能需求分为：学生基本信息、教师基本信息、课程管理、考试管理、教学资源管理、交流平台管理。下面就系统主要功能分别阐述它们的需求。3.3.1 用户管理为了更加方便的管理用户信息，每个学生和每个老师都应该能登录系统，账号应该是学号或者教师工作证号，应该系统提供如下功能：l 学生和老师以及管理员都能够登录该系统；l 用户能够修改自己的一些基本信息；l 用户能够查询一些与自己相关的信息；l 用户验证功能；l 不同用户类型的权限分配功能。3.3.2 学生信息管理为了更加方便的管理学生基本信息，学生基本信息应该由学生自己在系统中提供，班主任审核，审核完成后，教务处、学工处、系办都能够使用，应该系统应提供以下功能：l 学生能够添加自己的信息；l 学生能够修改、删除、查询自己的信息；l 班主任具有查询功能，并且具有打印功能，并且班主任只能管理自己本班学生基本信息；l 系学工办具有查询功能，并且具有打印功能，并且系办只能管理自己本系学生基本信息；l 教务处具有查询功能，并且具有打印功能，教务处能实现对全校学生基本信息的管理；l 学工处具有查询功能，并且具有打印功能，教务处能实现对全校学生基本信息的管理。3.3.3 教师信息管理为了更加方便的管理教师基本信息，教师基本信息应该由教师本人在系统中提供，经人事处审核，审核完成后，教务处、财务处都能够使用，应该系统应提供以下功能：l 教师能够添加自己的信息；l 学生能够修改、删除、查询自己的信息；l 人事处具有查询功能，并且具有打印功能；人事处负责汇总并保存全校教师基本信息；l 教务处具有查询功能，并且具有打印功能；教务处负责管理全校教师基本信息；l 财务处具有查询功能，并且具有打印功能；财务处负责统计保存全校教师基本信息。3.3.4 课程管理为了更加方便的管理课程基本信息，课程基本信息应该由学生在网上选课然后形成课程信息，由学工办审核学生的选课信息，汇总后上交学工处。然后学工处和教务处都能够使用，应该系统提供如下功能：l 学生能够自选课课程；l 学生能够修改、删除、查询自己的选课信息；l 学工办能够有权审核学生选课信息，查看并且打印功能；l 学工处具有查询功能，并且具有打印功能；l 教务处具有查询功能，并且具有打印功能，负责管理全校课程信息。3.3.5考试管理为了更加方便的管理考试基本信息，考试基本信息应该由任课老师在网上提供考试信息，然后学工办统计并且上交学工处，然后学工处和教务处都能够使用，系统应该提供如下功能：l 任课老师能够提交考试信息；l 任课老师能够修改、删除、查询提交的考试信息；l 学工办能够查询，并且具有打印功能；l 学工处能够查询，并且具有打印功能；l 教务处具有查询功能，并且具有打印功能，负责管理全校的考试信息。3.3.6教学资源管理为了更加方便的管理教学资源基本信息，应该有教师在网上提交使用教学资源的申请，然后由学工办统计上交给学工处，学工处审核，审核后教务处能够使用相关信息，该系统应该是提供如下功能：l 教师能够提交使用资源的申请；l 教师能够修改、删除、查询提交的使用资源申请；l 学工办能够查询，并且具有打印功能；l 学工处具有审核资源申请的功能，能够查询，并且能够打印；l 教务处具有查询功能，并且具有打印功能，负责管理全校教学资源信息。3.3.7交流平台考试管理为了更加方便管理交流平台的相关信息，应该由用户提交相关信息，比如发帖、回帖等，然后由管理员审核、汇总、存档。该系统应该提供如下功能：l 用户可以提交交流信息；l 用户可以查看所有交流信息，包括别人的发帖和回帖；l 管理员能够查询、打印功能，并且具有删除功能。3.4 数据模型根据需求分析设计数据库结构e-r图3.11。图3.8所示学生基本信息主要包括学号、姓名、年龄、班级、性别、学院等。图3.9所示专业主要包括名称、学院、编号。图3.10所示课程主要包括编号、名字、学时、类型。图3.8 学生实体属性图图3.9 专业实体属性图图3.10 课程实体属性图图3.11 学生、专业、课程 e-r图3.5 其它需求系统的设计开发应满足某职业技术学院辅助教学管理系统整体架构的需要，应购置相应的硬件和软件，使得整体架构健壮、安全可靠。同时考虑充分利用某职业技术学院的硬件资源，规划教学平台的运行环境，使得系统可以稳定工作，系统还具有以下需求。（1）充分考虑业务规模和平台的访问量（2）采用高可用性方案以处理关键业务（3）采用先进的技术（4）符合b/s的应用系统结构设计（5）适当考虑未来业务量的增长（6）考虑峰值交易情况,保证系统平稳运行（7）为系统保留一定的升级与扩容空间3.6 本章小结本章主要阐述了教学平台需求的主要内容：系统研发的背景，辅助教学管理系统需要处理的业务流程，辅助教学管理系统的功能需求，数据模型，以及系统框架需求。从而为某职业技术学院辅助教学管理系统的总体设计提供分析的信息基础。第四章 系统设计第四章 系统设计4.1 总体架构基于web的高职院校辅助教学平台总体架构包括学生基本信息管理、教师基本信息管理、课程信息管理、考试信息管理、教学资源管理、信息交流平台管理六个子系统，是以门户为展示，以数据中心为基础，以课程教学为核心，七个子系统相互关联构建的web系统平台23 24。总体架构设计如下图4.1所示。图4.1 平台总体架构图4.2 系统体系结构4.2.1 软件体系结构根据平台总体设计目标，构建软件开发体系框架，整体框架分为客户层、web层、业务层、数据管理层，如图4.2所示。图4.2 软件架构图根据系统软件架构体要求，具体的运行及开发环境配置见表3.1。表3.1 运行开发环境配置研发工具说明版本服务器os服务器操作系统windows server 2003客户端os客户端操作系统winxp系列jdkjava开发运行库1_5_0_16eclipse集成开发工具3.5ms sql server数据库系统2000tomcatwww服务器6.0.18weblogic应用服务器10gproject项目计划管理工具20034.2.2 硬件体系结构平台在硬件体系的设计上应满足下列性能要求：l 服务器机型及处理器：考虑服务器的联机事务处理性能（oltp）和批量处理性能（batch）l 内存容量：满足并发事务处理对内存的需求l 磁盘容量：满足至少三年业务数据保存。l 其他资源的配合：考虑网络负载均衡问题为此，系统硬件体系结构采用分建数据库服务器和应用服务器的方式，如图4.3所示。包括：l 数据库服务器一台，windows 2003 + ms sql server2000l 应用服务器多台，windows 2003 + weblogic10 图4.3 硬件体系结构图4.3 功能模块的划分根据高职院校辅助教学平台的需求，以及系统处理的业务流程，基于web的高职院校辅助教学平台的整体设计目标实现一个综合的辅助教学门户，将整个辅助教学管理系统划分为学生基本信息管理子模块、教师基本信息管理子模块、课程信息管理子模块、考试信息管理子模块、教学资源管理子模块、信息交流管理子模块、用户管理子模块。共七个子模块，如图4.4所示。图4.4 总体系统功能图4.4 主要功能模块设计4.4.1 用户管理子模块对于系统来说，使用用户包括三类：系统管理人员、教师、学生，对每类用户来说，拥有的管理权限不一样25-28，对于系统管理人员来说，拥有数据库管理、日志管理权限，并且具有添加、删除、修改教师、学生基本信息的权利。用