（管理科学与工程专业论文）基于bs的远程职业教育系统的研究与开发.pdf

r 3 7 2 8 2 堕塞堕窒墓墨盔堂堡主兰垡笙苎 摘要 本文首先论述了基于网络的远程职业教育系统的重要意义，然后讨论了信息系 统的开发方法，阐述了基于网络的远程教育的主要类型、功能和特点。本文不但分 析了系统的数据流图及数据字典，而且还讨论了本系统采用的b s 多层体系结构， 并运用h i p o 图设计了系统的模块功能，构建了本系统的数据结构，同时还简要介 绍了实现本系统结构的主要相关技术。在系统具体实施过程中所需相关软硬件的配 置和编制方面，本文也作了简单的系统分析和设计，力求在软件层次能够满足远程 职业教育系统的功能需求。 关键词：职冀警育、远警梦育警、嗲因琶尹 v) ， 薹王呈堡塑望墨墨些墼童墨竺笪塑壅墨茎垄 a b s t r a c t f i r s t l y , t h i s t h e s i s p r o p o s e s t h ei m p o r t a n c eo ft h ev o c a t i o n a ld i s t a n c ee d u c a t i o n s y s t e m b a s e do nn e t w o r ka r c h i t e c t u r e ，t h e np r e s e n t st h ea p p r o a c h e st oi n f o r m a t i o ns y s t e m d e v e l o p m e n t i ta l s od e s c r i b e st h et y p e s ，f u n c t i o n sa n df e a t u r e s o fw e b - b a s e dd i s t a n c e e d u c a t i o n ss y s t e m 嬲w e l l n o to n l yd o e st h et h e s i sa n a l y s i st h ed a t af l o wd i a g r a ma n dd a t a d i c t i o n a r y o ft h e s y s t e m ，b u t a l s od i s c u s s e st h eb s b a s e dm u l t i - t i e r a p p l i c a t i o n a r c h i t e c t u r e t h et h e s i s p u t s t h em o d u l a rf u n c t i o na n dd a t as t r u c t u r eo ft h es y s t e m a p p l y i n gh i p o i na d d i t i o n ，t h e t h e s i sg i v e sab r i e fi n t r o d u c t i o n st ot h ek e y t e c h n i q u e t o r e a l i z et h eb s - b a s e d a r c h i t e c t u r e b e s i d e s ，t h et h e s i s a l s oi n t r o d u c e st h e n e c e s s a r y s o f t w a r ea n dh a r d w a r e k e yw o l i d s ：v o c a t i o n a le d u c a t i o n 、n e t w o r k 、d i s t a n c ee d u c a t i o n 、b s 、i n t e r n e t 塑塞堕窒堕丕查兰堡圭堂些丝苎 第一章绪论 1 1 问题的提出 经过建国5 0 多年来，特别是改革开放2 0 年来的发展，我国职业教育已形成了 相当的规模，并初步建立了相对完整的体系。目前全国中等职业学校达2 万多所， 在校学生人数约1 4 0 0 多万人。但是，由于资源、地理位置、经济、文化、师资等原 因影响了职业学校尤其农村及边缘地区职业学校的发展。八十年代以来，随着现代 教育技术的发展，尤其是i n t e m e t 的飞速发展，教育领域从教学内容、教学方法到教 学组织形式等方面都在经历一场新的变革，捷克教育家夸美纽斯首创的传统的班级 授课制正在被以现代技术为基础的网络远程教育所丰富或取代。作为学校教育的一 个重要补充形式，网络远程教育正在为高等教育的腾飞插上翅膀。但是，网络远程 教育并未能充分地应用于中等职业教育。为了探索职业教育发展之路，虽然我国部 分职业学校已建立了相应的校园网，但各个校园网或多或少存在信息资源缺乏、信 息效用低下、信息不能及时更新等问题，而且由于各校园网各自为政、自成一体， 网上信息资源管理出现重复投资，社会资源未能得到合理配置和优化组合，没有能 够发挥通过网络进行教育和信息传播的高效作用。 本课题旨在研究远程教育系统的实现技术，既通过数据库技术、远程数据传输 技术和其他相关技术研究，结合教育学、心理学成果在计算机教育中的应用，建立 集信息发布、技能培训和考核、职教信息搜索及数据维护于一体的远程职教系统网 站。系统既能容易地进行培训考核、职教信息维护和发布，又能将国内外相应的职 业教育和培训内容( 目前许多职业学校已建立了相应的校园网) 链接在一起，形成 一个影响巨大的远程教育系统。系统能够充分利用教师资源和最新职教研究成果， 提高职业教育质量和劳动者的专业技能，这对我国实现教育现代化，全面提高劳动 者素质，为2 l 世纪的中国经济腾飞奠定职教人才基础，都具有十分重要的意义。 人们如何得到继续教育和终身教育与培训，提高广大劳动者的全面素质；如何 将最新的技术通过i n t e m e t 进行网上培训，使人们的技能得到提高；如何将最新的职 教研究成果在网上发布，使成果迅速应用到职教中，进而转化成劳动力，这些都是 国内外及社会各界最为关注的课题，更是教育晃迫切需要解决的重大问题。 因此，研究和开发基于网络的远程职业教育系统( 以下简称远程职教系统) 迫 在眉睫。 1 2 主要研究内容及论文结构 远程职业教育是未来职业教育的重要手段，基于网络的远程职教系统必将带来 教育的巨大变革。本文主要通过对远程教育的发展概况和远程职教系统分析，在系 统总体结构设计的基础上，对基于b s 的远程职教系统进行研究和设计。系统设计 的主要内容是指对系统软件进行总体设计，从系统模块层次的高度对系统进行总体 、 1 墨王堡堡盟垄堡里些墼烹墨堕塑笪塞兰茎垄一 结构设计、模块分解分析以及各个模块相互关系的设计，并且利用相关图表形象地 表示各个子模块的初步流程图模型。 为了完成该远程教育系统的研发，本论文主要涉及如下研究内容： l 、调研现有远程教育系统； 2 、构造远程职教系统的总体框架，确定教育内容和教学方式； 3 、实现远程职教系统中部分子系统的设计。 2 南京航空航天大学硕士学位论文 第二章远程职教系统研究概述 2 1 远程蜘可的国内外研究概况 自i n t e r n e t 在全球广泛应用以来，基于i m e r n e t 的网络远程教育( t e a c h i n ga n d l e a r n i n ga ti n t e m e t ) ，又称在线教育( o n l i n ee d u c a t i o n ) ，在世界范围内得到迅速发展。 很多国家都在进行以建立学习社会化和终身教育为指导思想的教育改革。由于 信息技术发展，越来越多的学校将课程上网，形成虚拟大学、虚拟校园。日本在全 国范围内选择千所以上的学校建立校园网开展教育教学实验；美国许多学校建立了 快速校园网，在网上虚拟学习情景，探索计算机网络教育模式。并把8 岁以上的人 群作为普及网络教育的对象作为近期的目标。哈佛、m i t 、斯坦福等著名高校都纷 纷开设网上教育课程，目前哈佛大学已有9 2 个图书馆的1 2 0 0 万卷藏书上网，医学 院和商学院等都建立了网上继续教育中心；哈佛大学和斯坦福大学都通过i n t e m e t 网 进行工商硕士学位教育，还提供上百种各类课程的网上教学，世界各地的任何i n t e r n e t 用户均可注册学习，m i t 的远程教育中心每年接受5 0 0 0 余人进行各类课程的学习。 新加坡新国立大学2 0 0 0 门课程中已有6 0 0 门虚拟化了，其目标是所有课程都虚拟化， 使学生在校园可以按传统方式学习，也可以走到任何地方，只要跟网络联起来，就 可以继续进修。 随着计算机网络技术的发展和普及，国内远程教育的研究与应用也快速发展， 远程教育逐渐向网络教学的方向发展。 面向2 l 世纪教育振兴行动计划中提出了 实施“现代远程教育工程”，许多中小学正积极构建网络教室和校园网，探索网络教 育新模式，以实现教学过程的延伸1 9 9 5 年，由国家教委组织，在国家计委的支持 下，中国教育和科研网( c e i u 哑玎) 示范工程正式立项建设。1 9 9 9 年国家教育部正 式批准清华大学、北京大学、北京邮电大学、浙江大学为我国首批开展远程教育的 试点院校。各地电大也开始利用现代科学技术发展网络教学。由于我国网络教学仍 处于实验阶段。开放性还不大，招生范围有比较大的限制。从长远来看，基于网络 教育本身的优势，网络教学必将成为远程教育的主要手段。这是因为我国政府和社 会各界大力支持网络教育。其次，科学技术的进步与发展为解决目前网络教学存在 的一些技术性问题提出了多种可行的方案。随着科学技术的成熟。网络教育势必会 有长足的发展。再者，计算机的普及将为网络教育提供必要的物质保障。 虽然我国网络教学还处在信息传递式阶段，许多院校的网上教室都只是将课程 内容以超文本的形式传递给学习者。但是今后的网络教学将朝着更富交互性、个性 化、合作性的方向发展。目前的一些教育网站，如清华、北大及一些知名的中小学 网站，无论从数量上还是质量上看，都呈现出了网上教学作为现代教学的一种重要 形式，具有强劲的发展态势 因此，研究基于网络的各类远程教育系统，已是刻不容缓的问题。 墨王呈堡盟重堡里些墼蔓墨竺墼堑壅兰墅垄一 2 2 基于网络的远程教学特点及其模型 2 2 。1 基于网络的远程教学特点 网络远程教学是利用计算机通讯技术与教育技术相结合，在计算机网络上开展 教学的方式。近年来，它已成为当前教育技术发展中的一个新热点。网络远程教学 具有许多独特的优点： 1 共享性。利用网络可以在全球范围内实现教育资源和教育方法的共享，使学 习者能以较少的费用及时获取所需的权威资讯、得到优秀教师的指导、接受科学的职 业技能训练。职业教学资源的共享性可以极大地避免对职业教育的重复投入，节省办 学经费，提高办学效益，从而实现社会资源的最优配置。 2 开放性。网络远程职业教育面向所有职业学校师生、在职技术员工、以及所 有有职业技能培训要求的人员。向社会提供平等接受职业教育的机会。 3 交互性。利用现代通讯技术以实施远程交互是网络教学的最大特点，学员可 以与远程的教师或其他学员通过电子邮件( e - m a i l ) 、b b s 、聊天室等建立交互关系， 进行信息交流和共同学习。 4 丰富性。学员不仅能够从远程职业教育系统获取特定的教学信息资源，还可 以在i n t e r n e t 这个无边无际的信息空间自由探索。获取各种与学习相关的信息资料， 为学习者的深入学习与研究提供了极为有利的条件。 5 趣味性。由于网上的信息交流是双向的，学员除了可以选择自己感兴趣的课 程，与教师和其他学员共同讨论，还可以在集图、文、声、像于一体的生动活泼的c a i 课件教学中，实现寓教于乐，真正体验学习的趣味性。 6 随意性。只要具备上网条件，学员可以在一种轻松的氛围中随时随地自主掌 握学习内容、学习方式、学习进度等。对于就业培训、在职教育和课外学习等特别有 效。 7 个别化和协作化。由于学员之间存在学习能力、学习要求的差异性，网络远 程职业教育可以因材施教的个别化教育。然而，随着知识更新速度及知识复杂程度的 加剧，仅仅强调学习的个别化是不够的，对于某些教学内容的学习需要更多地依赖于 教师与学生、学生与学生的交互作用和群体的协商与对话，即开展协作学习。而网络 正是最大限度地实现协作学习的理想基本平台。 8 超前性。网络教学可以开设最新的、最具有权威的课程或讲座，而这在般 学校中却可能是难以实现的。 9 可更新性。教师可以随时补充、修改或更新教学网页上的教学内容。 1 0 社会化。随着计算机网络教学的开展，学生可以逐步摆脱学校围墙的束缚， 面对的是更加广阔的社会知识天地。 4 南京航空航天大学硕士学位论文 2 2 2 计算机网络教学模型 在网络环境下，应用多媒体c a i ( 计算机辅助教学) 软件进行教学可建立起全新 的多样化的教学模式。网络教学模式大致可分以下几种； 1 讲授型模式。在网络上实现讲授型教学方式的最大优点在于它突破了传统课 堂中人数及地点的限制，在网络上实现讲授，其学习人数可以无限多，而且世界各 地的学生都可以参与学习，不必集中于同一地点。 2 个别辅导模式。个别辅导可以在学生和教师之间通过电子邮件异步非实时地 实现，也可以通过网络上的在线交谈方式实时实现。 3 讨论学习模式。在网络上实现讨论学习的方式有多种，最简单实用的是利用 现有的电子布告牌( b b s ) 。这种模式的实现，首先要有某个领域的专家或专业教师 在站点上建立相应的学科主题讨论组，学生可以在自主学习的特定主题区内发言， 并针对别人的意见进行评论，每个人的发言或评论都能及时地被所有参与讨论的学 习者看到。 4 协作学习模式。基于网络的协作学习是指利用计算机网络以及多媒体等相关 技术，由多个学习者针对同一学习内容彼此交互合作，以达到对教学内容比较深刻 理解与掌握的过程。 2 2 3 基于i n t e r n e t 的学习平台 w 砧5 ，9 8 i e 4 0 图2 - i 基于k 妇埘的学习平台 由于i n t e r n e t 的全数字化特点，使得网上的交互、多边交流成为可能。在网络 的每一个端点就像一个巨大的神经末梢。每一个用户都处于平等的地位，可以依靠 5 薹王里堡盟重堡璺些墼曼墨竺塑堑壅皇墅垄 电话线或其它通信途径感受网上丰富的信息资源，同时也可以在网上留下自己的足 迹，让他人也- - l ：= a 共享你的资源。目前。我国网络通信的最大缺点就是带宽比较窄， 家庭用户多依靠电话线上网，多媒体信息下载慢，同时上网费用高也是制约i n t e r n e t 普及的重要因素。基于i n t e r n e t 的学习平台如上图2 一l 所示。 2 3 远程蜘亨系统的类型 远程教育将成为2 l 世纪高中等教育最重要的教育方式之一。利用分布式多媒体 系统，学生可以接受异地教师的集图、文、声、像于一体的生动活泼的教育。目前 已经出现了许多成熟的多媒体编辑工具( 如a u t h o r w a r ep r o f e s s i o n a l 、m u l t i m e d i a t o o l b o o k 、i c o n a u t h o r 、d i r e c t o r 等) ，出现了各种科目的、复杂的、具有交互性的多 媒体学习软件。国内外都己不同程度地实现了网络教学，例如美国高校已普遍实现 网上教学，师生可以通过校园网、甚至i n t e m e t 完成课程教学、做作业、交作业甚至 参加考试等教学环节。 远程教育系统的基本模式是在多媒体服务器中存放多媒体教学资源，学员可以 通过网络在客户端远程访问这些资源。当服务器资源同时拥有教师同步指导时，这 种远程教学就是实时远程系统。从使用方式上来分，多媒体远程教育系统可以分成 异步多媒体远程教育系统和同步实时多媒体远程教育系统两类。 1 异步多媒体远程教育 异步多媒体远程教育的特征是指：异地用户通过与计算机交互，访问远程服务器 多媒体教学数据库，或下载服务器教学资源，在本地运行。异步教学的优点是不用 专门教师在线指导，就象阅读一本书一样，用户可以反复阅读，可快可慢。目前大 多数多媒体教学系统都属于异步教学软件。本课题就是着力于异步远程教育的研究。 2 同步实时远程教育 同步实时多媒体远程教育的特点是：异地用户在访问多媒体服务器教学资源时， 在服务器端同时有指定的教师同步指导，学员可以与教师实时交互。实时远程教学 资源是一种“人一人”交互界面，因为用户在使用多媒体教学系统进行学习时，与 远程教师有一种“面对面”的感觉。 与异步远程教学系统相比，同步实时教学集成了传统教学与异步教学的功能和优 点，是传统教学的一种自然延伸。但是，由于受到教学成本、管理、网络带宽、多 媒体数据压缩技术、q o s ( q u a l i t yo fs e r v i c e ) 服务质量等技术的限制，目前远程教 学方式基本上还是异步方式。实时远程多媒体教学是当前计算机前沿课题，依然处 于进一步探索的阶段，还未能广泛地涉足远程教育实践，但是，实时远程多媒体教 学是教学手段与教学方法改革的重要发展方向。目前，国内外还没有实时远程教学 工具出现，但这些都已受到国内外越来越多用户的关注。 6 2 3 1 异步多媒体远程教育系统 异步远程教学属于多媒体网上点播系统，在教学过程中，教师通过网络将各种形 态的讲授、答疑信息和批改的电子作业( 如；文本、数据、动画、音频、视频等) 传送给教学服务器进行远程传播，学员通过教学客户机远程接受相应信息、查看响 应的辅导材料，完成学习作业。师生之间可以利用e - m a i l 、m 等非实时的远程教 育工具传递作业、交换意见，解决学习中的困难。课后，师生之间、学生之间还可 以利用公共讨论区等网络远程教育工具就有关问题展开讨论，实现教与学的双向交 流。其基本组成包括多媒体服务器以及客户机，结构如图2 2 所示。 图2 - 2 异步远程教学系统 多媒体服务器；一般地讲，多媒体服务器主要包括多媒体管理软件、多媒体数据 库查询系统、用户管理与计费软件等，此外，还包括各种c a i 多媒体教学课件。 客户机；客户端主要由媒体播放器，浏览软件等组成。用户在客户端通过登录 指定服务器，查询所要学习的课程，进行异步学习。不同的用户可以在统一时间， 也可以在不同时间学习，他们互不“影响”。 2 3 2 实时多媒体远程教1 芎系统 与异步远程教学系统不同，在教与学过程中，实时远程教学需要有指导教师实 时教学，教师与学员在统一时间不同地点共同完成教学活动。与传统课堂的根本区 别在于：师生之间是以电子媒介交流代替了传统课堂中的面对面的交流，以虚拟电 子课堂环境代替了实物课堂环境。在这种远程教育环境中，可以开展异地的实时授 课、协同作业、分组讨论等多种形式的教学，形成一个跨越空间地域的虚拟教室或 。矗 l 氛j 端澄 7 茎墅塑垩墨坚些墼宣墨竺塑堑壅皇亚垄 一 虚拟班级。学生可以是面对面的集体也可以是分散的个人，并且在授课教师的允许 下均可通过电子举手方式提问、回答问题或参加小组讨论；授课教师拥有最高权限， 处于主导地位，同时负责安排教学进度、教学的实时组织和教学的优化设计等。其 基本框架如图2 - 3 所示。 一、同步方式 实时远程教学同步方式主要有如下几种： 1 共同浏览：共同浏览是指由教师选择多媒体课程内容在共享空间中测览，所 有学员都可以在本地共享空间中同步看到。w w w 共同浏览是最通用的共同测览方 式。 2 共享白板：教师为了讲解教学内容，可以在一个称为“共享白板”的共同空 间里“板书”相应内容，类似传统的教学黑板般。所不同的是了，教师可以在共 享白板粘贴所需要的图形、图象、文字等内容，还可以保存若干页白板。所有学员 同样可以在本地共享白板中同步看到。 3 实时音频：实时音频是指可以将教师的声音同步传输到每个学员站点。 4 现场视频：现场视频是指可以将教师的现场视频信息同步传输到每个学员站 点，使学生真正感到与教师是在“面对面”交流。 上面的同步方式是可以选择的。例如，某个多媒体教学课堂的教学是需要共享自 s 塑塞塾窒堕丕查兰堡圭兰垡堡壅一一 板和音频，而不需要共同浏览，那么可以不激活共同浏萆方式。同样，某个学员也 可以有不同的选择，例如，为了给自己留下更多的“私有空间”，可以关掉现场视频 窗口等。 二、发言权控制 同步教学过程中，发言是常见的情况。在实时远程教学系统中，“发言”可以体 现多种情况： 1 通过音频：音频发音是指学生提出发言请求，教师同意后，将发言权授予学 生。这有两种方式： 单音频：教师将发言权让给某个学生后，网络上只有学生的音频传输，但教师 有权终止学生的发言，并收回发言权。 双音频：教师将发言权让给某个学生后，教师仍然可以发言，网络上同时传输 学生和教师的音频，换句话说，所有学员能同时听到教师和发言学生的声音。同样， 教师可以终止学生发言，并收回发言权。 2 通过白板：类似传统教室教学方式的黑板板书一样，在实时远程教学中，教 师也可以授权某学生在白板上“板书”，发表意见，回答问题等。其方法可以有上面 提到的类似于音频的两种方法，即单板书方式和多板书方式。 3 通过浏览：如果需要，教师也可以将浏览控制权交给某学生。在某时刻，浏 览权只能由一个人掌握。教师可以收回浏览权。 三、发言标志 当教师将发言权授予某个学生后，应该在共享空间中有所标志，标志方式可以 有多种，主要包括： 通过视频：可以将发言学生的图象传输到共享空间，使每个学员都能“看到”。 但是，这种方式需要较大的代价。首先，要求学员具备视频设备；其次，增加了网 络负担。 通过显示学生标志( 如姓名，学号等) 。 四、私有工作空间 在同步实时远程教学中，应允许学生保留私有工作空间，运行所需软件。 五、与异步教学软件接口 对现有异步教学软件，可以通过实时远程教学系统进行实时教学。 基于b s 的远程职业教育系统的研究与开发 第三章远程职教系统分析 3 1 远程职教系统的开发方法f 日介 远程职教系统的开发方法采用信息系统和网络技术相结合的开发方法。系统开 发的任务就是如何具体实现总体规划阶段提出的一个个项目。这些项目也许又被分 解为若干予项目等。 系统开发方法中较有影响的是结构化方法、面向对象方法和原理化方法，此外， 较为典型的系统开发方法还有企业系统规划法( b u s i n e s ss y s t e m sp l a n n i n g ) 、关键成 功因子法( c r i s i ss u c c e s sf a c t o r s ) 、战略数据规划法( s t r a t e g y d a t a p l a n n i n g ) 和c a s e 方法( c o m p u t e ra i d e ds y s t e m se n g i n e e r i n g ) ，这些都是整体开发的方法，其次还有 适用于不同阶段的开发方法。例如，用于系统分析阶段的结构化英语与p s l p s a ( p r o b l e ms t a t e m e n tl a n g u a g e p r o b l e ms t a t e m e ma n a l y z e r ，问题说明语言问题说明 分析器) ，用于系统设计阶段h i p o 图、j a c k s o n 方法等，用于系统实现阶段的数据 控制、静态分析及断言检查等。现阶段最常用且发展得较成熟的方法是结构化方法、 面向对象方法和原理化方法。下面分别加以简要讨论。 3 1 1 结构化方法 结构化方法是结构化系统分析与设计方法( s t r u c t u r e ds y s t e m sa n a l y s i sa n d d e s i g n ) 的简称，出现于7 0 年代，是在结构化程序设计思想基础上发展而来的最早 的、较成熟的、目前使用较多的系统开发方法。结构化方法的思想是把信息系统看 作功能模块的集合，这些功能模块与一定的系统结构相联系。分析的过程则是一个 自顶向下的功能分解的过程。而设计的过程也就是自底向上的功能合成的过程。这 样的方法非常有利于把一个复杂的大系统分解成许多子系统来实现。结构化方法的 着眼点在于信息系统的加工方法和过程，并把数据结构和处理截然分开，以过程抽 象来对待系统的要求。这也是和大多数第三代计算机语言都是面向过程的特点相适 应。 对于一个系统来说，结构是相对稳定的，而行为则是相对不稳定的。结构化方 法把基点放在相对不稳定的行为( 即功能) 上，因而造成系统较难适应环境因素变 化的不足。其次，结构化方法主要由数据流图( d f d ) 及控制流程图( c s d ) 等图 表工具来描述。它们一般只能表达顺序结构和平面结构，而不能全面描述信息系统 模型。从某种意义上说，结构化方法是强调人们从计算机的角度而不是从用户的角 度来思考要实现的信息系统，虽然这种方法给信息系统开发带来了巨大进步，但却 没有很好地解决软件重用问题。 3 1 2 快速原型法 在信息系统开发的初期，用户的要求是经常变动的，有时甚至是模糊的。快速 1 0 南京航空航天大学硕士学位论文 原型法( p r o t o t y p i n g 方法) 正是为了加快同客户的交流、尽快明确客户的需求、缩 短系统开发周期、提高软件开发效率而提出的。原型法基本思想是：首先凭借者系 统分析人员对用户要求的理解，在强有力的软件环境支持下，建立一个能反映用户 主要需求的原型系统，让用户在计算机上运行、试用这个原型系统，通过实践了解 未来系统的概貌，然后用户提出修改意见，系统分析员根据这些意见，快速修改原 型系统，接着，用户再次试用修改后的系统，再提出意见，再修改系统，不断重复 这些过程。通过对原型系统的反复试用和改进，最终建立起完全符合用户需求的新 系统。当然，快速原型法也有它一定的局限性，它必须要有一个强有力的软件支持 环境，同时，对于一个没经过系统分析的大型系统、一个批处理的系统，以及对于 大量运算、逻辑性较强的程序模块，使用p r o t o t y p i n g 方法有一定的困难。 3 1 3 面向对象方法学 面向对象方法学( o b j e c to r i e n t e a ) 的出发点和基本原则是：尽可能模拟人类 习惯的思维方式，使开发信息系统的方法尽可能接近人类认识世界解决问题的方法 与过程。其基本思想是把信息系统本身看成是一系列离散的对象的集合。这些对象 既包括数据结构，也包括在这些数据结构上的操作与行为。各对象之间由事件触发， 引起互通消息而实现互操作。这样设计出的软件必然是模块化的、可重用的、可扩 充的和可移植的，克服了过去由于分析设计与实施割裂所造成的程序编制必须到设 计后期才能进行的程序沉淀现象。一般认为，面向对象方法的主要优点并不是减少 了开发的时间，它可能比传统的结构化方法的开发时间还要长一些。它的主要目标 是促进未来系统的可重用性，减少后续阶段的开发量，从而大大提高软件生产率与 可维护性。 对象建模技术( o m m b j e c tm o d e l i n gt e c h n o l o g y ) 是当前面向对象方法中一 个日趋成熟的技术。o m t 包括三个模型：描述系统数据结构的对象模型、描述系统 控制结构的动态模型和描述系统功能的功能模型。这些模型从不同的三个角度共同 描述了信息系统的不同侧面，比传统、单一的数据流图更全面、更深刻。面向对象 的方法是8 0 年代中后期才提出来的，它不仅是一种方法，更重要的还是一种新的思 维方式。 上述三种方法都是信息系统工程发展历史上的产物，都存在各自的优缺点，都 存在各自的使用领域。从这些方法对使用者的要求来看，结构化方法离系统设计人 员近一些，原理化方法离用户近一些，而面向对象方法处在二者之间。事实上，目 前信息系统的开发通常采用将快速原型法和面向对象方法结合起来，两种方法的相 互促进相互补充，获得更好的效果。为快速建立原型，需要有适当的软件工具，目 前可视化的第四代语言是比较流行的、支持原型法的软件工具。实际上，许多第四 代语言都是面向对象的或基于对象的。显然，面向对象方法所带来的稳定性、可重 用性和可维护性等优点，对于用快速原型法成功地开发信息系统是至关重要的。 基于b s 的远程职业教育系统的研究与开发 综合以上关于总体规划方法论与系统开发方法论的讨论可知，从方法论的角度 看，总体规划的许多方法般强调方法的方法论属性的应用，而系统开发的许多方 法一般强调方法的技术属性与工具属性的应用。同时在应用这些方法研发信息系统 时，我们还应该注意以下几个方面： 1 动态性。信息系统的分析与设计是一个动态过程，即分析与设计应随着环境 和用户观念的变化不断求精；反之，分析与设计方法技术的发展又可能促进用户观 念的改变。 2 认识论。在分析与设计中，只有坚持认识论的原则，才能从复杂多变的各种 因素中获得适当的认识和解决方法，并付诸于实践，再在实践过程中不断探索不断 完善。这一经过认识、实践、再认识、再实践的反复过程，就是认识论。 3 用户第一。远程职教系统是为有职业教育需求的人们服务，只有着眼与用户 并与用户共同分析设计，才能建立起有效的远程职教系统。因此，在分析、设计中 应以用户为主，在研制者、用户和管理者三者的交互作用中共同完成本系统。 4 灵活性。为了使本系统适应环境的变化和对人们认识的深化过程，在设计中 应注意系统的灵活性，即使得系统易于修改、易于扩充。 3 2 远程职救系统规划原则 在远程职教系统的研制过程中，对系统规划提出了一些具体的要求和指导思想， 规划时应遵循下述原则： 系统规划应参考国际上远程教育的发展现状，并结合中国的国情和职教的实际 情况，借鉴目前的其它远程教育系统的经验，力争做到科学、先进、合理、经 济。 系统规划与职业教育的发展战略相适应，从全局出发，近期与远期相结合。 系统应具有高度的安全性和可靠性，技术设备先进实用。 较强的可维护性。 满足上述各原则的前提下。系统应尽量减少投资。 3 3 远程职救系统的特点 远程职教系统的设计应该采用信息系统设计的方法和要求，充分体现以下特点： ( 1 ) 便于维护。系统所需要的任何数据或需要记录的任何资料。均采用数据库进 行维护，摈弃了传统的人工操作方式。 ( 2 ) 使用方便。全中文显示、友好的和预示性的界面、及时的信息提示，使用户 操作自如。 ( 3 ) 高效实用。数据库的引入，不仅使得系统便于维护，而且使得系统高效实用。 ( 4 ) 利用超链接。网页的超链接功能使页面的设计和应用锦上添花。 3 4 职救系统业务研究与分析 塑塞堕窒苎蒌查堂堡主堂垡丝奎 现行的职业教育系统主要是以学校为基地的班级授课模式目前，一个职业 学校的主要业务是根据教育管理部门和教育管理者的学校常规管理思想及方法来设 置的。一般情况下，学校职业教育工作按照职能划分，其主要内容有学生管理( 招 生、注册、交费、毕业和学生信息管理等) 、教务管理( 专业及其课程设置、教学 计划及教学大纲编制、教师信息管理、排课、学生成绩管理等) 、考核管理( 试卷、 考核事务等管理) 、教学实旌管理( 教学、实验、答疑和作业处理等) 以及职教信 息的简要管理( 职教信息的收发管理) 等等。 下面是通过对现行职业学校具体业务调查和研究的基础上，保留了部分传统的 职业教育功能，增添了现代网络远程职业教育的功能和特点，从而得出的一个简要 分析结论。 3 4 1 注册登录 1 注册管理的基本要求 注册登录业务隶属于学生管理工作，在普通的学校教育过程中，该业务通常是 在招生结束后新生入学时应办理的手续，只有办理了注册手续的学生才能成为学校 的正式成员。注册及其相关性的业务有以下的几个主要环节： 招生 学生注册 交费 建立学生信息档案 学生毕业管理 2 注册管理分析 在传统的学校教育模式下，对于注册及其相关工作存在以下几个主要问题：第 一，注册及其相应的管理工作均是有专人手工处理；第二，非资格生不能成为其学 校成员而接受教育；第三，学生必须按时按地到校注册并交费。第四，手工实现的 学生信息管理对于信息的维护带来诸多的不便这些问题在一定程度上制约了职业 教育的普遍开展。目前，我们可以采取远程职业教育的注册登录途径来改善这种状 况。使职业教育的需求成为；不必通过传统的招生生源资格审查，所有有职教需求 的人均可以成为本系统的学员，学生可以自由选择学历教育和非学历教育( 即技能 培训) 方式；用网络远程计算机实现个人信息的维护管理；学生的交费可以通过建 立个人电子银行帐户来实现等。 3 注册登录管理功能要求 利用网络远程计算机来实现注册管理工作，首先必须根据学生信息的特点设计 出相应的数据库数据表；同时考虑到网络的特点，也可以实现相关教师和管理员的 注册登录。通过网络可以实现注册登录的如下功能： 新学员随时随地网上注册 薹王堕塑墨望里些墼曼墨笙塑翌壅兰茎垄一一一一 老学员、教师和管理员随时随地登录网站 学员、教师和管理员的个人信息的网上更改 个人信息的网上维护 个人电予银行帐户的创建 3 4 2 远程教学 1 传统教学的基本要求 传统的学校教学是在一定的时间、地点以及师生的共同参与中实现的，体现的 是一种以班级为单位的集体授课形式，师生之间的教学内容以及情感交流是一种面 对面的实时交流方式。这种教学的实施，有以下几个主要的基本要求： 一个班集体的教学大纲、教学进度和教学内容相同 教学实施主要通过以班级为单位的课堂形式来实现 师生面对面的答疑及交流 2 教学分析 传统的课堂教学形式存在以下几个主要的不足之处：第一，由于教学实施是统 一进度、统一要求，不能很好地满足学生个性化要求；第二，同时接受教育的人数 受到限制；第三。教师无为地进行重复授课劳动；第四，由于教师精力所限，优秀 教师的作用不能充分发挥。而与此相反，网络远程职业教育则可以实现由于学员之 间存在学习能力、学习要求的差异性带来的因材施教的个别化教育模式，教师的课 件资源可以无限制地重复利用，教学无时间、地理位置限制等。 3 远程教学功能要求 利用网络进行远程教学，其主要形式是多媒体课件教学，课件来源主要是相应 教师通过本系统将课件直接上传至服务器课件库。在实现教学功能之前，必须建立 适当的多媒体教学资源库，利用网络可以实现远程教学的如下功能要求： 学生选择性地进行多媒体课件的实时学习 教师上传课件 教师和管理员查看课件 学生提交作业( 可以通过e m a i l 实现) 3 4 3 远程考核 1 考核的基本要求 考核通常是在课程教学结束期间用来检验师生教学效果的传统手段。传统的考 核是以教师出卷后以纸质印刷体的形式呈现给考生，考生在一定的考核场所答卷、 交卷，此后，阅卷教师以手工的方式按照评分标准进行阅卷，最后，相关人员进行 成绩登记、统计并报有关部门存档，同时学生也可以查询成绩。考核及其相关的业 务可以归结为以下几个环节： 教师手工出卷 考试( 包括答卷、交卷) 人工阅卷 成绩存档和反馈 2 考核分析 以上所述的传统考核方式存在的主要不足有：第一，考核时间、地点的一致性 不便于个性化学生的结课；第二，手工出题在一定程度上带来试题维护不便且试题 可重用性较差的问题；第三，人工阅卷的周期相对较长；第四，成绩的存档、维护 烦琐。这些不足都造成考核双方的费事，从一定程度上影响了教学实施的效率和效 果。网络远程考核则完善了考核方式，对于学生来讲，一旦学生觉得考核时机成熟 均可在网上申请考核，待计算机自动生成试卷便立即可以答题，等到答卷提交后， 系统自动评分，并将成绩存档供统计和查阅；对于教师来讲，坐在家中就可以出题 并将试题上传至服务器试题库，优化了出题效率和效果。 3 远程考核的功能要求 利用网络进行远程考核，首先必须按照试题要求创建试题数据库结构。此项业 务中工作量最大的就是试题库的创建充实。而自动生成的试卷必须具有一定的样式， 试卷样式可以有管理员或教师直接在系统中制定。远程考核具有如下的功能要求： 系统自动抽题生成试卷 学生答卷 自动判卷 教师上传相应的试题到试题库 3 4 4 教学管理 传统的教学管理的事务由专门的教务机构来运作，这些事务主要靠手工实现， 包括专业课程的设置，教学计划、教学大纲的编制，教学安排( 包括排课) ，相应教 学信息的存档和维护由于是靠手工和跑腿操作，几乎所有的教务机构的工作均是 紧张而繁忙。而采用网络来实现教学管理则可以达到事半功倍的效果。管理员可直 接通过系统进行专业和课程的修改及管理，学生可以方便的更换专业或选择学习课 程，教师可以方便地统计和查阅学生信息。 采用网络远程教学管理的功能要求如下： 管理员增删专业 管理员增删课程 学生更换专业 学生增删学习课程 查看成绩 3 4 5 友情链接 ls 茎三墅塑望塑婴些墼直墨竺塑堡塞皇墅垄 友情链接是本系统根据网络的特点新增的功能。目前由于许多教育结构包括职 业学校建立了自己的网站，只要建立一个相应网点的网址表，则可以方便地访问这 些友情站点。 友情链接的功能要求是：用户通过本系统提供的网站信息即可直接链接访问某 一友情站点，管理员可方便地进行友情站点的添加或删除。 3 4 6 职教信息管理 1 职教信息管理的基本要求 职教信息是职业教育的巨大资源财富，它不仅时刻关系到职业教育的发展动 向，同时也是职教机构及部门关于职业教育管理的政策性依据和规范。职教信息管 理部门的基本职能可划分为以下几个主要工作环节： 收集、编制和发布职教信息 查询职教信息 统计职教信息 2 职教信息管理分析 以上这些传统的职教信息管理工作主要是通过手工操作完成的。收集、编制和 发布职教信息是通过人工整理以印刷体的文稿形式派专人发送到相关人员手中，同 时建立相应的职教信息档案。而职教信息的查询，一般是按照信息登记的时间顺序 或信息的类别逐一查找档案信息完成。对职教信息进行统计分析，原则上要求能提 供尽可能多的灵活、精确的报表以满足不同的需要，而手工作业时的能力是有限的。 所有这些工作都必须花费大量的人力、物力和财力，而且工作单调枯燥。 建立职教信息数据库，实行网络远程信息管理给职教信息管理开辟了新的途 径。职教信息档案的建立要输入大量的数据，工作较繁重，但是目前技术已经提供 了多种快速的数据录入手段。查询主要应该考虑查询条件的灵活性，使得用户可以 较自由地查询各种职教信息。统计报表的设计要考虑各部门对职教信息的需要。 3 职教信息管理功能要求 利用网络远程计算机来实现职教信息管理，首先必须根据职教信息的特点设计 出相应的数据库数据表，然后，通过网络计算机完成下列相应的处理功能： 管理员能够将职教信息直接上传至本系统数据库服务器。 显示最新职教信息和职教动态 发布职教信息 查询职教信息 维护和统计职教信息 3 3 7 系统将来可能提出的要求 此项所列出的功能虽然不属于当前系统的开发范畴，但是在设计过程中对系统 南京航空航天大学硕士学位论文 一 - _ _ - - _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ - _ _ _ - _ _ _ _ - _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 一一一 。 将来可能扩充和修改预做准备，以便一旦需要时比较容易地进行这种扩充和修改 这些将来可能提出的功能要求有： 添加收费模块，实现收费功能 通过网络实现模拟实验教学课程环节的功能 实现后台教务管理系统功能等 3 5 远程职救系统的数据流圈 本课题系统中，系统逻辑模型主要是采用数据流图( d a t a f l o w d i a g r 啪，d f d 图) ， 并结合数据字典( d a t ad j c t j 伽a 哆) 来表达。 3 5 1 数据流图 数据流图用一组符号来描述整个系统中信息的流动、存储及变换的过程，而摆 脱了系统中的物理因素，表达出系统对信息的加工情况。数据流图不但具有简洁、 直观的特点，更主要的是它使用同计算机专业知识无关的图形和文字描述系统，是 系统分析与设计的专业人员和用户单位业务人员的共同语言，因而便于使用、便于 交流、便于讨论、便于形成共识。 在绘制数据流图时，不同国家和组织都规定了自己的标准和符号，因此，数据 流图的表示方法有多种。本文中所采用的数据流图的表示使用的符号是英国n c c ( n a t i o n mc o m p u t i n gc e n t e r 国家计算中心) 标准规定的符号的变形。符号的外形与 含义均来自n c c 标准，同时这些符号也符合我国的g b l 5 2 6 7 9 信息处理流程图图 形符号的规定。下面对这些符号作一个简要说明。 口 数据源去向 i - 数据流 处理 数据存储 上面的图例的具体解释如下： 数据源去向( d a t as o c e ，s i n l ( ) 可以是一个组织或人，它们处于系统界限之外， 是系统的输入源或输出去向。有时，也称它为外部实体，是与系统有关的外部事物 或外部环境。 数据流( d a mf l o w ) 表示数据的流向，一个数据流可以是一个或多个记录、组 1 7 薹王里堡塑垫里璺些墼童墨堕塑塑壅量墅垄一 合项或基本项。数据流通常可以是计划、单据、表格的传递，也可以是通讯线路或 通道中的数据传输。 处理( p r o c e s s ) 表示一个处理过程。处理名称中一定包含某个动词，例如，“建 立”、“计算”、“打印”等。一个处理框包含的过程可以是人工的处理过程也可以是 计算机的处理过程，可以是粗过程也可以是细过程。处理框的粗细根据数据流图的 具体需要而定，因为处理框是可以逐级细化。每个处理框都必须具有输入数据流和 处理后的输出数据流。 数据存储( d a t as t o r a g e ) 表示数据的具体存放。它可以是手工文件，例如帐册、 单据留底等；也可以是建立在外存储器的计算机文件或数据库。 3 5 2 本系统的数据流图 图3 1 系统总体逻辑结构 在充分考虑系统目标、各种约束条件的基础上，绘制了本系统的数据流图。 l 、系统总体逻辑结构示意图 根据对本系统业务的调研与分析，初步确定本系统的各个职能之间基本上是处 1 8 南京航空航天大学硕士学位论文 理各自的数据对象，因此，可以把整个系统根据其职能划分为六个子系统，并分别 画出其相应的数据流图。在系统总体结构图中，为了区别于一般的数据流，去向，子 系统