（教育技术学专业论文）基于web环境的自主学习模式研究与开发.pdf

摘要： 近年来，随着国际互联网i n t e m e t 的不断推进，网络技术、多媒体技术在 教学中的应用日益普遍，教学手段日趋现代化，计算机辅助教学的地位越来越 重要，课堂上的师生交流更多地被人机对话所取代。 教育信息化给新世纪的教育教学带来了前所未有的机遇和挑战。在 i n t e m e t 上开展教学具有极大的优越性：一方面它有更为广泛的影响面，合理 的利用现代教育技术，用户可以不受时间、地点、年龄等各项因素的限制，只 要拥有上网的条件就可以开展学习，自主安排学习时间和地点，自行安排学习 计划；另一方面，它是一个以用户为中心的教育环境，有利于发挥他们学习的 主动性，随时提出学习中的问题并能够得到及时解答，学生就可以超出课堂教 学的限制根据自身需要获取更多的学习资料。这个环境允许人们致力于自己喜 欢的主题，能够满足特殊的教育要求，从而成为一种有效的教育方法。 本文主要论述了基于浏览器，服务器结构构建网络教学系统的实现方法和 技术；利用a s e n e t 技术为依托、s q l 数据库技术为后台，辅助h t m l 等 技术，阐述了开发网络教学系统的设计思想、系统结构、技术实现，开发步骤 及本主题的实际应用需求等；详细介绍了基于w e b 环境的自主学习模式研究 与开发，并对其实现过程中的关键技术进行了讨论。本系统主要包括管理员模 块、教师模块和学生模块。基本涵盖了学生自主学习过程中的各主要方面，例 如：信息发布与浏览、在线学习与练习、在线讨论、用户管理等。 关键字： a s p n e t 技术w e b 技术自主学习 a b s t r a c t ： r e c e n t l y , w i t ht h ep r o m o t i o no ft h ew o r l di n t e r n e t , w i t ht h eb r o a d l y a p p l i c a t i o no fn e t w o r ka n dm u l t i m e d i at e c h n o l o g yi nt e a c h i n g , t e a c h i n gm e t h o d s h a v eb e e nm o d e r n i z e dg r a d u a l l yb yu t i l i z i n gn e t w o r k , t h er o l eo fc o m p u t e r - a i d e d t e a c h i n gi s m o l ea n dm o r ei m p o r t a n t , c o m m u n i c a t i o nb e t w e e nt e a c h e r sa n d s t u d e n t sh a v eb e e nr e p l a c e db ym a n - m a c h i n ec o n v e r s a t i o n sl i t t l eb yl i t t l e t h ea p p l i c a t i o no fn e t w o r ka n dm u l t i m e d i at e c h n o l o g yi nt e a c h i n gb r i n g s u n p r e c e d e n t e do p p o r t u n i t i e sa n dc h a l l e n g e s t e a c h i n go nt h ei n t e r n e th a sg r e a t s u p e r i o r i t y ：f o ro n et h i n g , i th a se v e nw i d e ri n f l u e n c e i ft h e yu t i l i z em o d e r n e d u c a t i o nt e c h n o l o g i e sr e a s o n a b l y , t h e yw i l ln o tb er e s t r i c t e dw i t ht h et i m e p l a c e s , a g e sa n ds o m eo t h e ra s p e c t s t h e y 锄a r r a n g et h e i rs t u d yt i m ea n dp l a c e sf r e e l y a n da r r a n g et h e i ro w np l a n s f o ra n o t h e r , i ti st h ee n v i r o n m e n tt h a ti sc o n t r o l l e db y u s e r s ni sg o o df o rd e v e l o p i n gt h e i ri n i t i a t i v e s t h e yc a na s kq u e s t i o n sa ta n y m o m e n ta n d 擎i i nt h ea n s w e r sa to n c e s t u d e n t s 伽g a i nm u c hm o l es t u d y m a t e r i a l so u t s i d ec l a s sa c c o r d i n gt ot h e i ro w nn e e d s t h ee n v i r o n m e n tn o to n l y a l l o w sp e o p l et od e v e l o pt h es u b j e c t st h a tt h e ya r ei n t e r e s t e di n , b u ta l s os a t i s f i e s s o m es p l c c i a lt e a c h i n gd e m a n d s t h ep a p e rm a i n l ye x p l o r c st h er e a l i z a t i o nm e t h o d sa n dt e c h n o l o g i e sb a s e df i l l b r o w s e r s e r v e r ；e x p o u n d st h er e a s o no fd e s i g n , s y s t e ms t r u c t u r e , r e a l i z a t i o no f t e c h n o l o g y , d e v e l o p i n gs t e p sa n dt h ep r a c t i c a ld e m a n d so fd e v e l o p i n gt h ew e b t e a c h i n gs y s t e mb yu s i n ga s p n e t , s o ld a t ab a s et e c h n o l o g ya n dh t m l ； i n t r o d u c e st h ea u t o n o m o u sl e a r n i n gm o d e lr e s e a r c ha n dd e v e l o p m e n t , a n d d i s c u s s e st h ek e yt e c h n o l o g i e si nt h ec o u r s eo fr e a l i z a t i o n t h es y s t e mm o s t l y i n c l u d e sa d m i n i s t r a t o rm o d e lt e a c h e rm o d e la n ds t u d e n tm o d e l i tc o v e r sa l lt h e a s p e c t si nt h ep r o c e s so fa u t o n o m o u sl e a r n i n g f o re x a m p l e ，i n f o r m a t i o ni s s u ea n d b r o w s i n g , s t u d ya n dp r a c t i c i n go n l i n e ，d i s c u s s i n go nl i n ea n d u s e ra d m i n i s t r a t o r , k e y w o r d s ： a s p n e tt e c h n o l o g yw e bt e c h n o l o g y s e l f - r e g u l a t e dl e a r n i n g 独创性声明 本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我 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，也不包含为获得苤注竖整盘茎或其它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了谢意。 签名： 学位论文版权使用授权书 本人完全了解天津师范大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权将学位论文 的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇 编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。 ( 保密的论文在解密后应遵守此规定) 签名：导师签名：日期： 第一章绪论 第一章绪论 1 1 现代远程教育 i 1 1 现代远程教育概述 近几年来，随着教育改革的不断发展，网络技术、多媒体技术被广泛运用到教 育教学中，这些技术的应用给教学带来了新的活力，调动了学生的学习积极性， 同时也提高了教学的质量。 在知识经济的今天，社会竞争e l 益激烈，社会经济的发展对人的素质的要求 也在不断提高，这也必将对职业教育的发展提出严峻的考验。如何利用现代信息 技术手段提高职业教育的教学水平，改变目前职业教育的困境，改革教育体制、 探索新的教育模式和教学手段已成为我国目前职业教育改革和发展的焦点问题。 在信息化社会里，培养掌握手l 实技能并具有创新能力的新型劳动者，是我国2 1 世纪经济腾飞的基本条件之一。 现代远程教育是以现代通信技术、计算机技术、网络技术和多媒体技术等信 息技术为主要手段，使计算机的交互性、网络的分布性和多媒体信息的综合性相 结合，为人们提供远程的教育信息服务。现代远程教育使受教育者和教育者之间、 受教育者和教育组织之间摆脱空间和时间的限制，充分利用现代信息技术手段， 将信息技术和现代教育思想有机结合，向受教育者传授现代知识和信息的新型教 育方式。 1 1 2 现代远程教育的特点 开放性。以互联网络和多媒体技术为主要媒介的现代远程教育，突破了学 习空间和时间的局限，赋予了现代远程教育开放性特征。现代远程教育不 受地域的限制，提供的是师生异地同步教学，教学内容、教学方式和教学 对象都是开放的，学习者不受职业、地区等限制，这将有利于解决偏远地 区受教育难的问题，有助于国家整体教育水平的提高，为全体社会成员获 得均衡的教育机会，为“教育公平”成为现实提供了物质支持；现代远程 教育不受学习时间的限制，任何人任何时候都可以接收需要的教育信息， 获得自己需要的教育内容，实现实时和非实时的学习。 夺 技术先进性现代远程教育的技术支撑是以多媒体计算机网络、卫星电 视网络和电信网络为基础的，数字化与网络化是现代远程教育的主要技术 第一章绪论 特征。先进的现代教育技术，极大地提高了远程教育的交互功能，能够实 现教师与学生、学生与学生之间多向互动和及时反馈，具有更强的灵活性。 多媒体课件使教学资源的呈现形式形象生动，有利于学习者理解和掌握， 有利于学习者潜能的发挥，启发创新意识，提高教学效果。 夺自主灵活性现代远程教育能够满足受教育者个性化学习的要求，给受 教育者以更大的自主权。它改变了传统的教学方式，受教育者可以根据自 己选择的方式去学习，使被动的接受变成主动的学习，把传统的以。教” 为主的教学方式，改变为以“学”为主，体现了自主学习的特点；它可以 针对不同的学习对象，按最有效的个性化原则来组织学习，根据教育对象 的不同需要和特点，及时调整教学内容，做到因材施教。 夺 资源共享性。现代远程教育利用各种网络给学习者提供了丰富的信息，实 现了各种教育资源的优化和共享，打破了资源的地域和属性特征，可以集 成利用人才、技术、课程、设备等优势资源，以满足学习者自主选择信息 的需要，使更多的人同时获得更高水平的教育，提高了教育资源使用效率。 1 2 国内外远程教育的现状及趋势 1 2 1 国外远程教育的现状 世界上发达国家和地区都高度重视现代远程教育对社会、对教育的影响和作 用，重视调整教育的培养目标，制定教育改革方案，采取相应措施，加快推进教 育信息化的建设，以全面提高公民特别是青少年的信息素质，培养适应信息化社 会的人才，增强本国或本地区的综合国力和国际竞争力，迎接新世纪的挑战。 美国作为信息技术高度发达的国家，在现代远程教育方面进行了大量的研究 和试点。i n t e r a c ti i 把远程教育作为主要业务，全美1 0 0 多所著名大学将利用这一 网络开展远程教育。 英国政府于1 9 9 8 年4 月1 6 日公布了题为我们信息时代的政策宣言。宣 言指出，政府应改革教育，在教育中利用新技术，使得人们能够获得信息时代所 必须的知识和技能，以及扩大信息受益面，确保信息时代在有利于所有百姓等方 面起主要作用。 瑞典的远程教育相当普及，不仅国家办，议会或商会兴办，就连各党派或社 会团体也通过捐款的办法兴办学习小组。学习内容涉及文化科学、工业技术、商 2 第一章绪论 业事务、外语等学科。学习方法几乎全靠自学，学习手段采用现有的电化教育设 施。 亚洲、欧洲、大洋州的许多其它国家，也都在积极发展现代远程教育。 1 2 2 国内远程教育的发展历史及趋势 历史上我国远程教育有几次大的发展机遇：第一次是在2 0 世纪6 0 年代初。 当时黑自电视刚刚出现在我国的一些中心城市，北京、上海等电视大学的建立、 开创了国际上应用电视媒体开展远程高等教育的一代先河；第二次是在7 0 年代 末。文革结束后的中国，百废待兴，人才奇缺，但微波传输的彩色电视网已在全 国初步形成，作为我国改革开放总设计师发展战略蓝图中一枚重要棋子，邓小平 高瞻远瞩，亲自批准成立了面向全国的中央广播电视大学，使我国远程教育抓住 了一次历史性的重大发展机遇，为国家培养了数百万合格人才，也为中国远程高 等教育在中国高等教育中争得一席之地奠定了基础，为第二代( 阶段) 国际远程 教育在东方文化背景下的发展做出了历史性的贡献。 第三次是在世纪之交。中国社会发展、经济建设进入“盛世”，信息技术飞 速发展，教育信息化、高等教育大众化等为远程教育发展提供了新的历史机遇。 中国政府抓住机会实施了包括“现代远程教育工程”在内的面向2 1 世纪教育 振兴行动计划，1 9 9 8 年教育部启动了现代远程教育试点项目，在此前后还在资 源建设、网络多媒体教学信息传输平台建设、质量管理和课题研究等方面全面启 动了现代远程教育工程。 2 0 0 0 年4 月，教育部在长沙召开“教育部现代远程教育试点经验交流会”， 这次会议在交流总结现代远程教育试点经验的基础上，利用国家构建的现代远程 教育专业技术平台，重点支持一批著名高校进行网络教育学院建设，开展远程学 历和非学历教育。教育部原副部长韦钰指出，这次会议是我国现代远程教育工程 中具有标志性重要意义的会议。会后颁布了教育部( 2 0 0 0 ，1 0 号) 文件，全面 启动试点。现在试点院校已增至6 7 所，在校生规模已近百万。针对试点规模和 质量等问题，教育部2 0 0 0 年4 月召开的现代远程教育质量管理研讨会，7 月召 开的现代远程教育试点高校协作组会议，标志着教育部从“积极发展，规范管 理”入手，加大了对远程教育试点宏观调控和指导的力度，促进这一新事物规范、 科学的发展。 3 第一章绪论 随着我国信息化建设的加快，教育信息化发展面临着心得发展机遇和挑战。 大力推动教育信息化，移交于信息化带动教育的现代化是实现我国教育的跨越式 发展，推动我国教育发展，建立学习型社会，构建终身教育体系的重要途径。 目前，我国远程教育发展迅速，中国教育和科研计算机网( a r m 、t ) 和中 国教育卫星款待传输网( c e b - - s a t ) 系统建成c e r n e t 已建成2 0 0 0 公里的 d w d m s d h 高速传输网，覆盖我国近3 0 个主要城市，主干网总容量可达 4 0 c b p s ，主干网传输速率达到2 s g b p s 。中高速1 5 5 m 地区已连接到3 5 个重点 城市。中国教育电视台卫星宽带多媒体传输平台建成并实现了与c e r n e t 的高 速连接，初步形成了天地合一的具有交互功能的现代远程教育和教育信息化的网 络平台。目前，我国约9 0 的高校、5 5 的中等职业学校、3 8 0 0 0 多所中小学基 本建成校园网。 到2 0 1 0 年，基本形成高等教育、职业教育、基础教育、及继续教育等方面 的现代远程教育资源系统和服务体系，为构建终身教育体系奠定基础。 1 3 自主学习介绍 1 3 1 自主学习的定义 未来的世界是一个充满挑战机遇和持续变化的知识经济型社会，是一个需要 终身学习、不断创新的社会。二十世纪六七十年代，国外一些著名学者就提出了 “终身学习”和“创新性学习”的新理念，联合国教科文组织也把“学会学习” 作为指导当今教育的一种基本理念写进了有关的文件中。在这样的大环境下， 越来越多的教育学者认识到自主学习作为一种重要的学习能力，非常符合“终身 学习”的要求，不仅有利于学生在校学习期间更好的掌握所学习知识，更是他们 终身学习进行发展的基础。 自主学习已经在教育研究的各个领域成为了研究的重点。 课程理论领域把培养学生的自主学习能力看作一项重要的课程目标；教学论 领域把自主学习视为一种重要的教学方法；学习论领域把自主学习作为一种有效 的学习方式。但在不同的领域不同的研究者对自主学习也存在着一些不同认识， 并没有形成统一的定义。 以斯金纳为代表的操作行为主义学派把自主学习看成是学习与自我强化之 间建立起的一种相依关系，认为自主学习包含自我监控、自我指导、自我强化三 4 第一章绪论 个子过程，并开发了一系列自我监控技术。 原苏联维列鲁学派把自主学习看成是言语的自我指导过程，他们强调自我中 心言语在学习中的定向和指导作用，并依据言语的内化规律开发了一系列自主学 习模式。 以班杜拉为代表的社会认知学派从个人、行为、环主张通过学习策略教学促 进学生的自主学习。 上世纪八十年代中期开始，以美国纽约城市大学齐莫曼教授为首的一批心理 学家在广泛吸收前人研究成果的基础上，对自主学习进行了全面深入的研究，逐 步建构起了一套颇具特色的自主学习理论，引起了教育心理学界的广泛关注。齐 莫曼提出了一个系统的自主学习研究框架，见表1 1 ： 表1 1 自主学习的研究框架 科学的问题心理维度任务条件自主的实质自主的信念和子过程 自定目标、自我效能、 1 为什么学动机选择参与内在的或自我驱动的 价值观，归因等 2 如何学方法选择方法 有计划的或自动化的策略使用、放松等 3 何时学 时间控制时限定时而有效的时问计划和管理 自我监控、自我判断， 4 学什么学习结果控制学习结果意识到行为和结果 行动控制、意志等 对物质环境的敏感和 5 在哪里学环境控制物质环境选择、组织学习环境 随机应变 6 与谁一起对社会环境的敏感 社会性控制社会环境选择榜样。寻求帮助 学 和随机应变 齐莫曼认为，主要依据表中的第3 列( 任务条件) 来确定学生的学习是否是 自主的。如果学生在该列中的六个方面都能够由自己做出选择或主动进行控制， 那么他的学习就是自主学习：反之，如果学生在这六个方面都不能由自己做出选 择或进行控制，则他的学习就算不上是自主学习。 通过以上的分析，我们可以看出表中第4 列分别从六个方面说明了自主学习 的实质。 5 第一章绪论 从横向角度来说，如果学习者从学习的各个方面都能自觉的做出选择和控制 即称为自主学习，即学习动机自我驱动，学习内容自己根据需要和目标自主选择， 学习主要通过自主调节，学习时间自己计划和安排，学习环境自己选择和营造， 并能对学习结果做出自我判断。 从纵向角度定义自主学习指从学习的整个过程学习者都能由自我进行调控， 具体说就是学习者在学习之前能够做好学习目标、学习计划、学习准备等工作， 学习过程中对学习进展、学习方法做出监控、反馈和调节，在学习活动后对学习 结果进行检查，并自我总结评价并根据情况进行必要的补救。 自主学习就是以学生作为学习的主体，在学习的各个阶段，学生都能保持内 在的或自我激发的动机，采取有计划的或已经熟练达到自动化程度学习的方法， 定时而有效的安排学习时问，客观认识学习的结果，并对学习环境保持着高度敏 感，具备随机应变的能力，通过自我监控、反馈和调节实现最终的学习目标。 1 3 2 自主学习的特点 由于人们对自主学习的认识和定义不同，对自主学习的特点也存在着一些分 歧。 宾特里奇教授认为自主学习是一种主动的、建构性的学习，学生自己确定学 习目标，监视、调控由目标和情境特征引导和约束的认知、动机和行为。 巴里斯基教授认为自主学习是认知、动机、情感的整合，也是学生审视学习 的能力和意志的整合。 综合自主学习研究专家的观点，不难看出，如果学习具有以下几个特征，那 么其学习就可说是自主的。 ( 1 ) 能动性。自主学习时学生积极、主动、自觉地从事和管理自己的学习活 动，而非迫于外界压力。学生的学习是主动自觉的。自主学习者能根据外界环境 的要求，积极主动的做出相应的调整，保证自己自觉资源，并充满信心的完成自 主学习。 ( 2 ) 独立性。自主学习要求学生在学习的各个方面和整个过程忠尽可能摆脱 对教师和他人的以来，由自己做出选择和控制，独立开展学习活动。自主学习者 具有很好的自我负责精神，拥有充足的学习策略，能够监视、控制、调节自己的 学习过程。 6 第一章绪论 ( 3 ) 有效性。由于自主学习的出发点和目的是近邻协调好自己学习系统中各 种因素的作用，使他们发挥出最佳效果，自主学习者在独立的前提下，能很好的 利用学习资源，并能很好的和其他学习者进行沟通，交流学习收获，因此自主学 习在某种意义上是采取各种调控措施使自己的学习达到最优化的过程。 ( 4 ) 相对性。自主学习不是绝对的，学生的学习在有些方面可能是自主的， 在另外一方面可能是不自主的。绝对的自主学习和绝对的不自主学习都是较少 的，大部分学习者介于两者之间。对于不同的学习者自主学习的程度也是不尽相 同的，因此不能把他们的学习简单分为自主学习或不自主的，而应该从实际出发， 分清其学习在哪些方面是自主的，那些方面是不自主的，或者说学习的自由度有 多大。 1 4 本课题的主要研究工作 本课题是以天津市立达职业中专计算机专业的专业课电子线路的教学 为研究背景，根据我校教学的实际需要，结合现代远程教学系统的特点、结构及 原理，开发设计的一个针对职业教育自主学习的网络学习平台。该系统主要目的 是给提供学生自主学习的学习资源和内容，让他们根据自己的实际水平选择适合 自己的学习内容，同时师生的通信交流也让学生掌握了现代化的学习技能。 本系统主要针对职专计算机专业二年级的专业课而设计：系统主要分为三 个模块：系统管理员模块、教师模块、学生学习模块。 课题的具体任务和内容是： 广泛搜集和查阅国内外有关远程教育和职业教育的有关资料和文献。 根据教学的实际情况，进行调研、需求分析，初步设计出远程网络教学 系统结构，并反复论证每个模块的可行性、操作性、根据现有的技术条 件，对系统模型不断地改进和完善。 分析研究系统的体系结构，确定技术路线，选择开发平台、技术手段、 数据库系统。 夺建立并完善系统数据库、积累素材。 夺进行系统的详细设计并反复调试，完善。 7 第一章绪论 1 5 论文的组织结构 本文的组织结构如下： 第一章 第二章 第三章 第四章 第五章 绪论。简要介绍了现代远程教育的特点、国内外现代远程教育的 发展状况及趋势，并对本课题所要设计和开发的主要内容进行了阐 述。 系统总体设计。系统的需求分析，系统采用的体系结构、系统设 计思想与目标、系统构成及数据库的设计。 系统关键技术研究分析。对系统实现的关键技术加以阐述和分析。 系统的设计与实现。详细介绍了系统的开发与运行环境，对学生、 教师、管理员模块各功能模块的详细设计情况，以及系统安全的整 体设计。 总结与展望。对本课题的研究工作加以总结，展望了现代远程教育 的发展趋势。 8 第二章系统总体设计 第二章系统总体设计 2 1 系统的需求分析 天津市立达职专是一所国家级重点中等职业学校，几年来我校园网建设发 展迅速，所有多媒体教室，机房都有网络接口，可以随时连入校园网和互连网。为 了改变传统的教学模式，激发职业学校学生的学习兴趣，我们希望充分利用校 园网络资源实现教师教学、学生学习、师生交流的学习环节，丰富教育教学形 式，共享网络上的优质资源，提高学生的学习能力，适应时代发展的新要求。 本教学系统采用了b s 模式( 浏览器服务器) 的体系结构，构建基于 i n 6 铘似的网上学习系统。本系统设计功能为： 夺管理员模块包括公告发布与管理、公告浏览、题库管理( 包括添加、查询、 修改、删除等) 、用户管理等。 教师模块包括公告发布、公告浏览、网上答疑、作业批改、密码修改等。 夺学生模块包括公告浏览、在线学习、自适应练习、答疑教室，学习小组、 密码修改等。 2 2 系统的体系结构 b r o w s e r s e r v e r ( 浏览器服务器) 结构称为b s 结构，上世纪九十年代末， 随着网络技术的飞速发展，对c s 结构进行了改迸和发展，在传统的二层c s 模型中放入应用程序服务器，客户端很多复杂的工作由应用程序服务器完成， 客户端应用程序只需关注用户界面本身，b s 结构应运而生。在b s 三层体系 结构中，几乎所有的业务处理都是在中间件w e bs e r v e l 上完成的，客户端只 需要安装w e b 浏览器即可，不用做任何其他安装和配置工作，所以也就不存 在客户端维护的问题，真正实现了“客户端零维护”用户可以直接通过w e b 浏览器访问w e bs e r v e r 进行业务处理工作。 b s 结构示意图如图2 1 所示，在这种结构下，用户界面完全通过w w w 浏览器实现，b s 结构利用不断成熟和普及的浏览器技术实现原来需要复杂专 用软件才能实现的强大功能，并节约了开发成本，是一种全新的软件系统构造 技术。这种结构成为当今应用软件的首选体系结构。 9 第二章系统总体设计 厂 l b r o w s e l li 1 ，_ j 发出 莳求 c a a s p j s p - - - - - - - - - - - 一 回复请求 t c p ，h t t p 日置圈 图2 1 基于b r o w s e r s e r v e r 模式的三层结构 第一层是客户端，在w i n d o w s 平台，只需要一个通用的w e b 浏览器软件， 如m i c r o s o f ti n t e r a c te x p l o r e r ( i e ) 或n e t s c a p en a v i g a t e 等就可以满足需要。浏览 器作为用户与整个系统的接口，用于页面显示，输入信息和发送请求等交互功 能。 第二层是兼有应用服务器功能的w e b 服务器，用来相应客户端的请求，可 以动态生成h t m l 代码，并将处理结果嵌入其中，返回给客户端的浏览器。当 客户端提交的请求包括数据的存取时，w e b 服务器将与数据库服务器一同工 作。 第三层是数据库服务器，实现数据库管理。 本教学系统用户由于具有使用系统的时间、地点任意、随着教学实际的需 要，系统更新变化频繁，用户软硬件环境多样的特点，可见b s 结构符合我们 的实际需要，因此本教学系统采用b s 体系结构来构建网上教学系统。 2 3 系统设计思想与目标 2 3 1 系统设计思想 在系统设计上我主要考虑以下几个方面： 夺充分利用多媒体信息技术，注重激发学生的学习兴趣。 本系统是基于i n t e m e t 的远程教学系统，学习者可随时随地地根据自己的学 习水平登录网站完成自主学习。 在本系统设计中遵循实用性原则，以解决实际需要为目的，力求主题突出， 通俗易懂，操作简洁。 2 3 2 系统应用对象及目标 本系统主要针对我校计算机专业学生的专业基础课设计。 1 0 第二章系统总体设计 夺本系统用户分为三类：系统管理员、教师、学生。 职业中专学生学习积极性较差、没有正确的学习方法，学生需要有一个新 的教学模式激发他们的学习潜力。1 夺通过本系统加强师生交流与合作，促进学生学习，协助教师更好地掌握教 学实际情况。 2 4 系统构成 2 4 1 系统概述 系统整体结构如图2 2 所示。整个系统功能包括管理员、教师、学生三 大模块。用户登录时，系统根据身份验证情况，自动进入相应的功能模块。 2 5 系统数据库设计 图2 - 2 系统整体结构 1 1 第二章系统总体设计 2 5 1 数据库的需求分析 在本系统数据库中所用到的数据表很多，在此介绍主要的几个数据表： 用户信息表：包括用户名、编别、性别、密码、当前状态等。 公告信息表：包括标题、发布时间、公告内容、公告序号等、 令答疑信息表：包括问题标题、问题内容、回答内容、提问时间等。 2 5 2 数据库的逻辑设计 1 ) 用户信息表(y o n g h u ) 如表2 1 所示： 表2 1 用户信息表 字段名称数据类型 说明 i di n t b i a n h a o n v a r c h a r 编号 x i n g m i n g n v a r c h a r用户名 x i n g b i e n v a r c h a r性别 m i m a n v a r c h a r密码 f l a g n v a r c h a r当前状态 办公告信息表( b o a r d ) 如表2 2 所示 表2 2 公告信息表 字段名称 数据类型说明 1 d i n t t i t l en v a r c h a r标题 i n p u t d a t e n v a r c h a r 发布时间 d e t a i l n v a r c h a r 公告内容 i d n u mn v a r c h a r公告序号 第二章系统总体设计 3 ) 答疑信息表( p r o b l e m ) 如表2 3 所示 表2 3 答疑信息表 字段名称数据类型说明 i d i n t t i t l en v a r c h a r 问题标题 t i m e s m a l l d a t e t i m c 提问时间 d e t a i ln t e x t 问题内容 跹s w e r n t e x t 闯题回答 2 5 3 后台数据库的配置 操作系统为w i n d o w s2 0 0 0s e r v e r , ，w e b 服务器i n t e m e ti n f o r m a t i o n s e f v e k n s ) 5 0 ，开发软件使用a s p n e t ，后台数据库采用s o ls e r v e r2 0 0 0 ， 为了开发方便，将数据库服务器与w e b 服务器配置在一台计算机上。 第三章系统关键技术研究 第三章系统关键技术研究 3 1a s p n e t 技术 3 1 1a s p n e t 及其特点 a s p ：n e t 是微软公司推出的一种服务器端开发技术，这种技术是一种编程 的模型、结构和支撑，它采用效率较高、面向对象的方法来创建动态的w e b 应用程序，因此, a s p n e t 可以称之为个w e b 开发平台，是新体系结构n e t 习z 台的一个子平台。 a s e n e t 中引入了a s p n e t 窗体概念。a s e n e t 窗体是位于服务器端、由 开发者创建的w e b 页，由两种不同的代码块组合而成，含有页面布局信息和控 件信息的i r r m i _ 标记，进行逻辑处理的a s p n e t 代码，两者可以共存于一个文 件中。a s p n e t 从结构上引入了表示与逻辑分离的设计：负责表示的纯h t m l 文件冠以a s p x 后缀名，负责逻辑的代码文件冠以c s 后缀名。在编辑和运行过 程中，a s p n e t 自动将两个文件视为一个整体进行处理，w e b 窗体构建了基于 事件的编程模型：在客户端捕获事件，将其传送到服务器端，再调用相应的处 理程序。w e b 窗体也是面向对象的。w e b 窗体直接继承于n e l 曜架类库中的 s y s t e m w e b u j p a g e 类，w e b 窗体中可以封装属性和方法，一个w e b 窗体可以 被另外的w e b 窗体调用。 a s p n e t 的特点如下： 1 1 可管理性：a s p n 】玎使用基于文本的、分级的配置系统，简化了将设 置应用于服务器环境和w e b ) 应用程序的工作。因为配置信息是存储为纯文本 的，因此可以在没有本地管理工具的帮助下应用新的设置。配置文件的任何变 化都可以自动检测到并应用于应用程序。 安全性：a s e n e t 为w e b 应用程序提供了默认的授权和身份验证方案。 开发人员可以根据应用程序的需要很容易地添加、删除或替换这些方案。 3 ) 易于部署：通过简单地将必要的文件复制到服务器上，a s p n e r 应用 程序即可以部署到该服务器上。不需要重新启动服务器，甚至在部署或替换运 行的已编译代码时也不需要重新启动。 4 1 增强的性能：a s p n e t 是运行在服务器上的已编译代码。与传统的 a c i j v cs e r v e rp a g e s ( a s p ) 不同，a s e n e t 能利用早期绑定、实时编译、本机和 1 4 第三章系统关键技术研究 全新的缓存服务来提高性能。 5 1 灵活的输出缓存：根据应用程序的需要，a s e n i i t 可以缓存页数据、 页的一部分或整个页。缓存的项目可以依赖于缓存中的文件或其他项目，或者 可以根据过期策略进行刷新。 回国际化：a s p n e l 在内部使用u n i c o d e 以表示请求和响应数据。可以为 每台计算机、每个目录和每页配置国际化设置。 刀移动设备支持：a s p n e t 支持任何设备上的任何浏览器。开发人员使 用与用于传统的桌面浏览器相同的编程技术来处理新的移动设备， 鳓扩展性和可用性：a s p n 】t 被设计成可扩展的、具有特别专业的功能 来提高群集的、多处理器环境的性能。此外，i n t e r n e f f 言息服务和a s p n l 玎运行 时密切监视和管理进程，以便在一个进程出现异常时，可在该位置创建的进程 使用程序继续处理请求。 外跟踪和调试：a s p n 喇黾供了跟踪服务，该服务可在应用程序级别和 页面级别调试过程中启用。可以选择查看页面的信息，或者使用应用程序级别 的跟踪查看工具查看信息。在开发和应用程序处于生产状态时，a s p n l 汀支持 使用n e t f r a m e w o r k 调试工具进行本地和远程调试。当应用程序处于生产状态 时，跟踪语句能够留在产品代码重而不会影响性能。 l o ) 与n e tf r a m e w o r k 集成：因为a s p n l 玎是n e tf r a m e w o r k 的一部分， 整个平台的功能和灵活性对w e b 应用程序都是可用的。也可从w e b 上流畅地访 问n 】弼色库以及消息和数据访问解决方案。a s e n e t 是独立于语言之外的， 所以开发人员能选择最适于应用程序的语言。另外，公共语言运行库的互用性 还保存了基于c o m 开发的现有投资。 1 1 1 与现有a s p 应用程序的兼容性；a s p 和a s p n e t - 可并行运行在i i sw e b 服务器上而互不冲突；不会发生因安装z a s p n e t 而导致现有a s p 应用程序崩溃 的可能。a s e n e t 仅处理具有a s p x 文件扩展名的文件。具有a s p 文件扩展名的 文件继续由a s p 弓i 擎来处理。然而，应该注意的是会话状态和应用程序状态并 不在a s p 和a s p n e t 页面之间共享。 3 1 2a s p n e t 的工作原理 a s p n e t 在编译的过程中，借用了j s p 中“二次编译”的思想。当a s p n e t 第三章系统关键技术研究 程序第一次执行时，c l r 会将a s p n e t 程序源代码首先编译成为微软中间语 言( m s i l ，m i c r o s o f ti n t e r m e d i a t el 加g i l a g e ) 代码，并存放在服务器上，这是编 译的第一阶段。在此阶段的编译中，c l r 花费了大量的时间去优化代码( 第 一次执行所消耗的时间大部分都被花费在这个上面了) ，其目的就是为了让第 二阶段的编译执行得更快。在此阶段生成的m s i l 代码非常接近于机器代码， 根据编译原理，一种程序代码越接近机器代码其编译执行的速度就会越快，所 以在第二阶段的编译中，将m s i l 代码编译成为机器代码的速度是很快的。 当a s p n e t 程序被第二次请求执行时，就可以绕过第一阶段的编译过程， 直接将储存在服务器上的m s i l 代码编译执行，这就大大地提高了程序的执行 效率。 “二次编译”实际上是以牺牲第一次执行的效率为代价来换取程序整体执 行效率的提高。它的执行原理如图3 - 1 第一次执行 至固臣至三至三 二匿f t 第二次执行i 图3 - 1a s p n e t 执行原理 3 1 3a s p n e t 的关键技术 a sp n e t 技术主要包括w e b f o r m ( 两j 络窗体) 、w b b s e r v i o c s ( 网络服务) 、 w 曲 a p p l i c a t i o n ( 髓j 络应用) 、c a c h es e r v i c e s ( 缓存) 、c o n f i g u r a t i o n ( 配置) 、d e p l o y m e n t ( 发布) 、s 咖i i t y ( 安全) 、l o c a l i z a t i o n ( * 地化) 、1 h d n g ( 跟踪) 、d e b u 鹊妞g ( 调试) 1 ) w e b f o f m ( 网络窗体) a s p n e t 的窗体模型用来根据特定的信息生成动态的页面。为了达到便 于开发的目的，a s r n e t 针对已往的窗体模型进行修改和扩充，提出一些新 的技术和思想。 为了提高代码的可重用性，将a s r n e t 的代码和页面的一般脚本分割开 来，这 1 6 第三章系统关键技术研究 些分割成块的代码可以向组件一样被重复使用，从而提高了开发的效率。 网络窗体把基于v i s u a lb a s i c 窗体的高生产性优点带到了网络应用程序的 开发中来。网络窗体支持传统的将h t m l 内容与脚本混合的a s p 语法，但是 他提出了一种将应用程序代码和用户接口内容分离得更加结构化的方法。引入 的网络窗体控件用于为封装通用用户接口元素提供了一种机制。这些信的特点 使得开发工具在支持v b 小应用程序的同时，也支持设计时模块，使得 w u s l w y g ( 所见即所得) 工具支持网页布局。 2 ) w e b s e r v i c e s ( 网络服务) a s p n e t 提供的网络服务是针对日益增长的网络计算要求提出的。和现 在的一般页面不同，今后的网络页面可能会通过特殊的程序和相关的设备，应 用程序等通讯。 根据a s p n e t 的设计原则，使用v i s u a ls t u d i o 开发的人员，只要从网络 上下载相应的页面程序到客户端，就可以通过编译或者直接在某个应用程序当 中使用了。当前计算机上的设备，如果可以和h t t p ，x m l , s o a p , s d l 等协议 兼容，也就可以方便的被网络应用所调用了。 a s e ne t 网络服务体系架构为用a s p n e t 建立网络服务提供了一个高 级可编程模版。虽然建立网络服务并不需要使用网络服务平台，但是它提供许 多的优点将简化开发过程，并且它使用的编程模型对用a s p 或v b 工作的开 发人员来说是很熟悉的。 3 ) w e ba p p l i c a t i o n ( 网络应用) a s p n e t 提供的网络应用则更进一层，只要用户将a s p n e t 程序放置到 服务器主机上，那你可以控制服务器调用和运行这些应用程序，而且不同的应 用程序可以通过分割内存运行和沙箱运行的方式保证其安全性。 4 ) 其他技术 除了上面介绍的3 个主要技术以外，a s e n e t 还有其他的一些技术，主 要包括下面几个部分： c a c h cs e r v i c e s ( 缓存1 ； c o n f i g u r a t i o n ( 配置1 ； d e p l o y m e n t ( 发布k 1 7 第三章系统关键技术研究 s e c u r i t y ( 安全) ； l o c a l i z a t i o n ( 本地化) ； t r a c i n g ( 跟踪) ； d e b u g g i n g ( 调谢 3 1 4a s p 。n e t 的安全性