（教育技术学专业论文）基于校园网的elearning平台的设计与实现.pdf

a b s t r a c t a b s t r a c t i n f 0 肌a t i o n t e c t l n 0 1 0 9 y( i t ) w i l l b 曲g t h c l l n p r e c e d e n t e dc h a l l e n g e s a n d o p p o n u n i t i e st om em o d e me d u c a t i o na n dt e a c h i n gt e c h n i q u e sa si ti sw i d e l ya n d d e e p i ya p p i i e di nt l ef i e i do fe d u c a t i o n s h o wt oc u i t i v a t et 1 1 ec r e a t i v ey o u n g p e r s o n sa n db u i l du pa l l - l i f e e d u c a t i o ns y s t e m si sa na c t i v ep r o b l e ma b o u tt h e e “c a t i o nd e v e l o p m e n ti nm e2 1 s tc e n t u r y i nt h ec u r r e mb a c k g r o u n d ，i n t e m e t - b a s e d m o d c md i s t a n c ee d l l c a t i o ne m e r g e sa st h et i m er e q l l i r e s 锄db e c o m e st h ek e yt 0 a 王i i i f b i e a m i n gs y s t e m ss t e pb ys t e pd u r i n gt h e c o n s t r u c t i o no fk n o w i e d g e e c o n o m i e s i nm ea r t i c l e ，a tf i r s tt l l e i m p l e m e n t a t i o nt e c h n o l o g yo fa p p l i c a t i o n p r o 盯a mb a s e do nb r o w s e r ，s e n r e r s ( b s ) a r c h i t e c t u r ei sd i s c u s s e di nd e t a i l t h e nt h e w a yt od e v e i o pr e m o t ee d u c a t i o ns y s t e mw i t ha s pa 1 1 da d ot e c l m i q u e s i s e x p o l l i l d e d i nt h ef o l l o 谢n gs e c t i o n sh o wt od e s i g n 姐di m p l e m e n te l e a n l i n g s y s t e mb a s e do nt h eu n i v e r s i t yn e t 、v o r ki s d e s c r i b e da tl e n 昏h ，a n dt h em a i n t e c h n o l o g yd u r i n g l ep r o c e s so fs y s t e md e v e l o p m e n ti sa l s od e b a t e d a tl a s tt h e s e c l l r i t yp m t e c t i o nm e a s l l r e si n t h es y s t e ma r ei n t r o d u c e di nb r i e f o l 】rs y s t e m m a i 珂yi n d u d e ss e v e r a i 矗m c t i o nm o d l i l e ss u c ha ss u p e ra d i n i n i s 廿a t o rm o d u l e ， t e a c h e r sa i l ds t u d e n t sm o d u l e s a l m o s tv a r i o u sa s p e c t sd u r i n gt 1 1 es t u d yp m c e s s e s a r ec o v e r e d f o ri n s t a i l c ep u b l i s h i n ga n db r o w s i n g 出er e c e mm e s s a g e ，s t u d y i n g o n l i n ea n da d a p t i v e l y ，a n s w e r i n gm ep r o b l e m sa n dd i s c u s s i n gb e t w e e nt e a c h e r sa i l d s t u d e n t so nt h el i n e ，p r e s e n t i n gh o m e w o r ka n dp r o j e c ta n di n q u i r m gt h es c o r e s ， m a 芏1 a g i n gu s e r sa 1 1 de x a mw a r e h o u s ee ta l ， k e yw o r d s ： a s pt e c h n o l o g ya d ow e b t e c h n o l o g ya d a p t i v ee l e a r n i n g i i 第一章绪论 第一章绪论 本章简要介绍了基于校园网的e l e a r n i n g 平台的设计与实现的重要作 用，分析了国内外现代远程教育系统的发展水平和应用现状，并对本课题的主 要内容进行了明确阐述。 1 1 1 现代 x 第一章绪论 局限，实现了教学双方的分离，这是远程教育最主要的特点。在时间上， 教与学可以不同步，在空间上，不再受地域的限制，从任何章节，按自 己可能的进度学习。这种灵活性，更能适应终身教育的需要。学习者可 以不受年龄、性别、职业、行业的限制。真正实现了“教育公平”和全 民教育的目的。 技术先进性。这主要表现为充分利用已经发展起来的成熟的计算机技 术、网络通信技术、多媒体技术、软件技术。数字化和网络化是技术先 进性的主要标志。通过这些技术的支撑，实现了现代远程教育的形象、 直观、交互的教学方式，保证了教学的效果和质量。 自主灵活性。灵活性主要体现在相对于传统教育而言，现代远程教育改 变了传统教育的方式，把以教师的“教”为主，变成了以学生的“学” 为主，使作为认知主体的学生能在教学过程中发挥其主动性、积极性， 这种学生主动探索、主动发现的学习方式有利于培养学生的发散性思维 和创造性思维，有利于创新能力的形成和创造型人才的培养。 资源共 x 第一章绪论 在2 0 0 6 年中国网络教育行业分析及投资咨询报告中指出“网络教育是 种有自身特色的崭新教育形式。网络教育产业之所以有很大的生命力，根本 在于它把互联网所具有的随时随地提供信息服务和交流沟通的能力与人们对教 育服务的巨大需求有机地结合在了一起。目前利用计算机和计算机网络进行知 识的传播和知识的学习，正在由一种时尚变为广泛的社会实践活动”。 1 2 1 国外远程教育的现状 世界各国都正大力开展包括网络教育在内的远程教育。国外的现代远程教 育开展的比较早，所采用得技术和教育理念都比较先进。 美国在教育信息化方面一直走在世界前列。克林顿总统自1 9 9 2 年上任后， 一直十分重视发展信息技术的教育应用。到1 9 9 6 年，美国中学已达到平均九人 一台微机，而期望的标准是五人一机；在全部中小学中约有6 5 的学校实现了 联网，至少将全国每年教育开支中的5 ( 约1 3 0 亿美元) 用于教育技术。 加拿大的学校网工程( s c h o o l n e t ) 从1 9 9 3 开始，原计划连通3 0 0 所学校， 由于进展格外顺利，继而决定在近年内使加拿大1 7 0 0 0 所学校全部联网。 英国计划在建立全国教育网络，把全国的学校免费与i n t e r n e t 连通，给每 个学生配备电子邮件地址。英国政府把1 9 9 8 年定为网上教育年。至今，英国全 国各级学校都建立了自己的网上学校。 亚洲、欧洲、美洲、大洋洲的许多国家，也都在积极发展现代远程教育。 网络教学系统是一个复杂的系统，通常包括教学授课系统，课后辅导、答 疑、考试等辅助系统，多媒体课件制作和管理系统等。这些系统互相配合、相 互补充构成一个完整的远程教学系统。授课系统借助现代的通信手段将教师现 场授课的语音、数据、图像等实时或非实时地传送到远端教室或学生的桌面系 统上，这样，既实现教学资源的共享又能获得较好的教学效果。用w e b 系统来 发布消息，用f t p 系统来下载教师的电子教案，用e m a i l 系统来布置作业、提 交作业、进行答疑，用b b s 系统为学生提供学术讨论空间和虚拟的班级环境， 利用多媒体的课件库为学生提供声像并茂的自主学习方式等。 。中国教育科研州，英美加等国教育信息化发展进程览，h 郇：w w w e d uc “2 0 0 6 0 5 0 8 ，3 l8 8 7 0 2s h u n l 3 第一章绪论 1 2 2 国内远程教育的现状及趋势 由于我国的现代远程教育起步时间较西方发达国家要晚一些，故而在开设 的课程种类、课程内容质量以及实时交互性等方面都还有很大差距。大多数远 程教育网站仅仅提供w e b 方式的课件教学服务。只有少量的教育网站加入了答 疑、管理、考试、作业以及实时文字和语音交流模块。 教育部面向2 l 世纪教育振兴行动计划提出“实施现代远程教育工程， 形成开放式教育网络，构建终身学习体系”，指明“现代远程教育是随着现代信 息技术的发展而产生的一种新型教育方式，是构筑知识经济时代人们终身学习 体系的主要手段。”此后，教育部又将“发展现代远程教育，构建终身教育体系” 确定为教育信息化的主要任务之一。2 0 0 1 年教育部颁布了由现代远程教育标准 化委员会制订了现代远程教育技术规范( 教学资源相关部分) v 1 。o 版。 随着我国信息化建设的加快，教育信息化发展面临着新的发展机遇和挑战。 大力推动教育信息化，以教育信息化带动教育的现代化是实现我国教育的跨越 式发展，推动高等教育大众化，建立学习型社会。构建终身教育体系的重要途 径。 在全国教育事业第十个五年计划中指出“要把教育信息化工程列入国 家重点建设工程，以信息化带动教育现代化。重点支持并加快以中国教育科研 网和卫星视频系统为基础的现代远程教育网络建设”。2 0 0 5 年，国务委员陈至 立指出“要加强教育信息化建设，促进优质教育资源的共享”。 早在1 9 9 6 年，我国教育部在现代远程教育资源建设指南中指出“现代 远程教育是利用网络技术、多媒体技术等现代信息技术开展起来的新型教育形 式，发展现代远程教育是扩大教育规模、提高教育质量、增强办学效益。建立 终身教育体系，做好大教育的重大战略措施”。同年，国家教育部就批准了清华 大学等4 所大学开展高等远程教育试点。 目前，我国远程教育发展迅速，中国教育和科研计算机网( c e r n e t ) 和中 国教育卫星宽带传输网( c e b s a t ) 系统建成。c e r n 盯已建成2 0 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，主于网总容量可达4 0 g b p s ， 主干网传输速率达到2 5g b p s 。中高速1 5 5 m 地区网已连接到3 5 个重点城市； 全国已经有1 0 0 多所高校的校园网以1 0 0 1 0 0 0m b p s 速率接入。中国教育电视 。2 0 0 5 年9 月8 日，国务委员陈至立在第五屑高等教育国家级教学成果奖颁奖大会上的讲话 4 第一章绪论 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。 截至2 0 0 3 年，教育部已批准6 7 所普通高校开展现代远程教育试点工作， 丌设了覆盖工学、管理学、医学、文学、理学、农学、经济学、教育学、法学、 哲学等1 0 大学科门类共1 4 0 多种专业，设立了近2 0 0 0 个现代远程教育校外学 习中心( 点) ，累计注册网络教育学生1 6 0 多万人 。 经过多年发展，我国教育信息化的设施建设已具备良好基础，中国教育和 科研计算机网与中国教育卫星宽带多媒体传输平台已覆盖全国，初步形成了 “天地合一”的现代远程教育传输网络。据了解，我国逾9 0 的高校、3 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。 2 0 0 6 2 0 2 0 年国家信息化发展战略中强调“加快教育科研信息化步伐。 提升基础教育、高等教育和职业教育信息化水平，持续推进农村现代远程教育， 实现优质教育资源共享，促进教育均衡发展。构建终身教育体系，发展多层次、 交互式网络教育培训体系，方便公民自主学习。建立并完善全国教育与科研基 础条件网络平台，提高教育与科研设备网络化利用水平，推动教育与科研资源 的共享。”。 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。 我国普通高校网络远程教育建设存在的主要问题是： 片面注重网络建设而忽视网络资源建设，特别是适合自主学习的课程建 设。在网络资源建设中又片面强调课件开发，而忽视包括支撑网络教学 与管理的智能平台以及整个网络课程资源和环境的建设。 网络远程教育资源的数量不能满足教与学的实际需要。 网络远程教育资源的特色不鲜明，特别是在如何适应自主学习和协作学 习、研究探索型学习和问题解决型学习等创新的教学模式和培养学生创 新精神和实践能力方面的研究成果和实践进步不明显。 网络远程教育资源的共建共享问题是一个长久以来未能解决的重大课 题。 。教育部匠周济，在2 0 0 3 中国高等教育软件展览会开幕式卜的讲话 。我国现代远程教育资源建设规划第一期项目指南( 初稿) 5 第一章绪论 1 3e l e a r n in g 介绍 1 3 1e l e a r n i n g 的定义 e l e a r n i n g ，一般译为电子化学习，或数字化学习、网络化学习。根据美 国教育部2 0 0 0 年度“教育技术白皮书”和国内外对e l e a r n i n g 较权威的解 释，关于“e l e a r n i n g ”这一概念，有以下几种不同的说法： e l e a r n i n g 是e 1 e c t r o n i cl e a r n i n g ( 电子学习) 的简写，是指通过电 子方式，通常是指通过因特网进行的教育与相关服务。 e l e a r n i n g 是一种受教育的方式，包括新的沟通机制和人与人之间的交 互作用。这些新的沟通机制是指：计算机网络、多媒体、专业内容网站、 信息收索、电子图书馆、远程学习与网上课堂等。 e l e a r n i n g 就是在线学习或网络化学习，即在教育领域建立互联网平台 学生通过p c 上网，通过网络进行学习的一种全新的学习方式。 e l e a r n i n g 就是运用网络技术来设计、传递、选择、管理及拓展学习的 方式。 e l e a r n i n g 是学习、网络和新经济相结合的产物，是企业未来的培训模 式。 e l e a r n i n g 提供了学习的随时随地性，从而为终身学习提供了可能。 e l e a r n i n g 将改变教师的作用和师生之间的关系，从而改变教育的本 质。 e l e a r n i n g 能很好地实现某些教育目标，但不能代替传统的课堂教学。 也不会取代学校教育，但会极大地改变课堂教学的目的和功能。 从广义上看，e l e a r n i n g 包括众多的电子化学习方式：从技术分类来看， 可以分为基于w e b 的课程，基于计算机的教学、虚拟教室、数字化协作； 从教学内容的传播方式上看，是指通过i n t e r n e t 、音像磁带、光盘、卫 星广播、交互式电视等来传递内容。 综上所述，可以对e l e a m i n g 给出如下定义：e l e a m i n g 是指通过因特网 或其他数字化内容进行学习与教学的活动，它充分利用现代信息技术所提供的、 具有全新沟通机制与丰富资源的学习环境，实现一种全新的学习方式；这种学 习方式将改变传统教学中教师的作用和师生之间的关系，从而根本改变教学结 6 第一章绪论 构和教育本质。 1 3 2e l e a r n i n g 的特点 它是革命性的，前所未有的。因特网的出现改变了一切，也改变了教育 和学习的方式。 它是继续教育和终身学习的方式，学习己经成为人们同常生活的一部 分。它的直接目的就是在最短的时间里，通过最少的培训或学习，以求 达到最高效益。随着信息化社会的到来，知识更新的速度不断加快，学 生在学校所学的知识在进入社会之后可能已经面临淘汰的命运。因此， 越来越多的人离开学校后需要不断地在工作和生活中学习各种知识和 技能，个人从出生至临终的全部历程都必须是学习的历程。一个人最重 要的能力，就是学会学习的能力。e l e a m i n g 使教育社会化，使学习 生活化。教育将从学校走向家庭、走向社区、走向乡村，走向任何信息 技术普及的地方。 e 1 e 啪i n g 是动态的，学习的内容是与时俱进、不断发展变化的。受教 育者和教育者之间、受教育者和教育组织之间可以进行实时或非实时的 交流，e l e a m i n g 充分体现了交互式合作学习的优越之处。 它是个性化的。学习者可以根据自己的需求、知识背景、个人喜好、学 习风格来选择学习内容。在互联网上，没有统一的教材，没有统一的进 度。每一位学习者都可以根据自己的学习特点，在自己方便的时间从互 联网上自由地选择适合的学习资源，按照适合于自己的方式和速度进行 学习。 传统的学习以教师为中心，e 1 e a m i n g 是以学习者为中心的。学习者是 学习的主人u ”。 随着国家“现代远程教育工程”的实施，各类e i e a r n i n g 系统不断问世。 在e i e a m i n g 蓬勃发展的过程中，我们也应该对存在的问题加以足够的重视。 如：注重教学规模的扩大、不关心教学质量的提高；注重信息技术的采用、不 重视教学模式的改进；只提倡改进教师的教学方法、不关注学生的学习过程。 这样将会失去e i e a h l i n g 的真正意义。 e l e a m i n g 完全取代传统的课堂教学是不现实的，传统课堂教学在知识传 7 第一章绪论 授、社会性、互动性方面具有巨大优势。e l e a n l 抽g 进入校园，并不是对传统 教学的替代，而是不断与传统教学相互碰撞，相互融合，在融合中不断补充和 完善，实践中形成有效可行的信息技术环境下的教学方法体系。 1 4 本课题的主要研究工作 本课题是以天津理工大学计算机基础教学为背景，根据教学实际需要，并 结合远程教学系统开发的概念、结构及系统开发的基本原理和方法而设计开发 的一个e l e a r l l i n g 平台。该系统主要目的是提供师生或学生之间的双向通信交 流为主的支助服务，目的在于指导、帮助和促进学生的自主学习，提高远程学 习的质量和效果。 本系统主要针对在校非计算机专业本科生的公共基础课而设计；系统用户 分为三类：系统管理员、教师、学生。该系统共分为三个组成部分： 管理员模块：主要包括公告发布、公告浏览、题库管理( 增、删、改、 查) 和用户管理( 增、删、改、查) 教师模块：主要包括公告发布、公告浏览、网上答疑和作业批改。 学生模块：主要包括公告浏览、在线学习、自适应练习、答疑教室、学 习小组、上交作业和作业成绩查询等。 课题的具体任务和内容是： 广泛搜集和查阅国内外的有关资料和文献。 根据教学的实际情况，深入教学一线进行调研、需求分析，初步设计出 远程教学系统结构并反复论证其中每个模块的可行性、操作性，根据 现有的经验和技术条件，不断对系统的模型进行改进和完善。 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。 建立并完善系统数据库、积累素材，如题库、课件等。 进行系统的详细设计并反复调试，完善。 8 第一章绪论 1 5 论文的组织结构 本文的组织结构如下： 第一章绪论。简要介绍了现代远程教育情况、国内外远程教育的发展现状 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。 第二章网上教学系统与w e b 应用技术研究。对c s 和b s 体系结构进行介 绍和比较，简要介绍了系统开发中所使用的技术手段。 第三章系统总体设计。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、对该系统总体框架进行了分析和描述及系统数据库的 设计。 第四章系统关键技术研究。对系统实现的关键技术加以阐述。 第五章教学系统的详细设计与实现。介绍系统的开发与运行环境，学生、 教师、管理员各功能模块的详细设计情况，以及系统安全的整体设 计。 第六章总结与展望。对本课题的工作加以总结，展望下步研究工作。 9 第二章网上教学系统与w e b 应用技术研究 图2 1c s 两层模型 客户进程提供了特定问题的解答逻辑，并且提供了用户与其他应用系统的 接口；服务器进程作为软件引擎工作，它管理着数据库等共享资源。 2 1 2b r 洲s e r s e r v e r 三层体系结构 b r o w s e r s e r v e r ( 浏览器服务器) 结构简称b s 结构，九十年代末，随着 网络技术迅猛发展，对c s 结构进行改进和发展，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代劳，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 r 上完成的，客户端只需要安装w e b 浏览 器即可，不用做任何其它安装和配置工作，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e b 浏览器访问_ 1 1 r 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 2 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。 这种结构更成为当今应用软件的首选体系结构。 客户端 发出h 1 t p 请求 i 一 返同结果 a s p 等 一 + 返回请求结果 w e b 服务器 ( i i s ，p w s ) 图2 2 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 n e 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 第二章网上教学系统与w e b 应用技术研究 互功能。 第二层是兼有应用服务器功能的w e b 服务器，用来响应客户端的请求，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，1 j r 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。 b s 结构的开发技术有多种选择，比如：j s p + j 2 e e ，a s p + i i s ，a s p n e t + m i c r o s o f t n e t f r a m e w o r k ，p h p + a p a c h e 等等。 2 1 3 两种体系结构的比较分析 c s 结构和b s 结构的特点都非常明显。但具体采用c s 结构还是b s 结构还 要依赖于具体应用的要求。下面从开发方面、功能支持等几个方面对c s 结构和 b s 结构进行简单的比较分析。 1 ) 硬件环境 c s 一般建立在专用的网络上，小范围里的网络环境，局域网之间再通过专 门服务器提供连接和数据交换服务。 b s 一般建立在广域网之上，不必是专门的网络硬件环境，有比c s 更强的适 用范围，一般只要有操作系统和浏览器就行。 2 ) 安全要求 c s 一般面向相对固定的用户群，对信息安全的控制能力很强，一般高度机 密的信息系统采用c s 机构。 b s 建立在广域网之上，对安全的控制能力相对弱。面向的是众多不可知的 用户群。 3 ) 可维护性 c s 结构中每个客户端都要安装客户端应用程序，因此每次系统升级都要重 新安装所有客户端上的应用程序，使得客户端软件升级困难，后期维护和管 理工作非常繁重。 b s 结构的可维护性好。首先，b s 结构中，业务处理主要放在了中间层的w e b 服务器上，客户端只需要浏览器即可，因此在系统升级时只需更新w e b 服务 器上的程序，客户端可以不作任何修改。 4 ) 可移植性 1 2 第二章网上教学系统与w e b 应用技术研究 j a v a s c r i p t 等脚本语言作为开发工具，使用a s p 可以组合h t m l 标记、脚本命 令和a c t i v e x 组件等，创建和运行动态、交互、高效、功能强大的w e b 服务器 端应用程序“6 1 。在a s p 页中可以调用a c t i v e x 组件来执行任务，例如创建与数 据库的连接，访问数据库数据，更新数据库或进行计算等。 2 3 1a s p 及其特点 a s p 具有如下几个主要特点： a s p 是在服务器端运行送到客户端浏览器的是a s p 的执行结果所生成的 h t m l 页面，因此a s p 程序具有保密性。 在a s p 中可以包含h t m l 标记、服务器端和客户端脚本命令、a c t i v e x 组件。 a s p 提供了几种内置对象。通过使用这些内置对象可以使脚本功能增强。另 外，利用这些对象还可以从客户端浏览器中获得信息或向客户端浏览器发 送信息。 使用附加组件可以扩展a s p ，a s p 可以同几个标准的服务器端a c t i v e x 组件 捆绑在一起，使用这些组件可以方便地处理数据库。 a s p 可以与数据库( 如：s q ls e r v e r ，m i c r o s o f ta c c e s s 等) 建立连接，通 过对数据库的操作建立功能强大的w e b 应用程序。 2 3 2a s p 的工作原理 a s p 脚本程序的运行过程，如图2 3 所示。 图2 3a s p 程序工作过程 当客户端浏览器向w e b 服务器发出请求时，w e b 服务器判断要下载的文件 类型，如果不是a s p 文件，直接下载。如果请求的是a s p 文件时，服务器会读 取该文件，并解释执行s c r i p t 程序；若脚本指令中含有访问数据库的请求，w e b 服务器通过数据库驱动程序( 0 d b c 或o l ed b ) 送到数据库服务器，数据库服务器 1 5 第二章网上教学系统与_ i 】e b 应用技术研究 进行相应操作，然后从数据库服务器接收结果，并将处理结果嵌入动态产生的 w e b 页返回给客户端的浏览器。在a s p 环境中，a d o ( 数据库访问构件) 通过 v b s c r i p t 或者j a v a s c r i p t 可以实现灵活的的数据操作。 2 3 3a s p 的对象 a c t i v es e r v e rp a g e s 提供内置对象，这些对象使用户更容易收集通过浏 览器请求发送的信息、响应浏览器以及存储用户信息。a s p 提供的六种内罨对 象包括：a p p l i c a t i o n ，s e s s i o n ，r e q u e s t ，r e s p o n s e ，s e v e r ，o bj e c t c o n t e x t 。 这些对象是内置a s p 中可以不须定义，直接使用。 a p p l i c a t i o n 对象：a p p l i c a t i o n 对象是一个应用程序级的对象， a p p l i c a t i o n 包含的数据可以被w e b 站点的所有用户共享使用，并且可以在 网站运行期间持久保存数据。 r e q u e s t 对象：r e q u e s t 对象收集用户信息。可以使用r e q u e s t 对象访问 任何用h t t p 请求传递的信息，包括从h t m l 表格用p o s t 方法或g e t 方 法传递的参数、c o o k i e 和用户认证。r e q u e s t 对象能够访问发送给服务器 的二进制数据，如上载的文件。 r e s p o n s e 对象：可以使用r e s p o n s e 对象控制发送给用户的信息。包括直 接发送信息给浏览器、重定向浏览器到另一个u r l 或设置c o o k i e 的值。 s e r v e r 对象：s e r v e r 对象提供对服务器上的方法和属性进行的访问。最 常用的方法是创建a c t i v e x 组件的实例( s e r v e r c r e a t e o b j e c t ) 。其他方 法用于将u r l 或h t 札编码成字符串，将虚拟路径映射到物理路径以及设 置脚本的超时期限等。 s e s s i o n 对象：可以使用s e s s i o n 对象存储特定的用户会话所需的信息。 当用户在应用程序的页之间跳转时，存储在s e s s i o n 对象中的变量不会清 除；而用户在应用程序中访问页时，这些变量始终存在。也可以使用 s e s s i o n 方法显式地结束一个会话和设置空闲会话的超时期限。 o b j e c t c o n t e x t 对象：可以使用o b j e c t c o n t e x t 对象提交或撤消由a s p 脚本初始化的事务。 1 6 第二章网上教学系统与w e b 应用技术研究 2 3 4a s p 的组件 当时用a s p 编写服务器端的应用程序时，可以利用a s p 组件扩充w e b 应用 程序的功能。所有a s p 组件均遵循m i c r o s o f t 的a c t i v e x 标准。组件是一个文 件，是基于a c t i v e x 技术的代码片断，通过指定接口提供指定的一组服务。可 以理解成组件是一种程序，通过调用这种程序，来实现在a s p 程序中无法实现 或者很难实现的功能。a s p 的a c t i v e x 组件由两部分组成： 标准的a s p 内置的a c t i v e x 组件。它们包括了a d r o t a t o r ( 广告循环) ， b r o w s e rc a p a b i l i t y ( 浏览器性能) ，d a t a b a s ea c c e s s ( 数据库访问) ， c o n t e n tl i n k i n g ( 内容链接) ，f i l ea c c e s s ( 文件系统) 等。 由用户自定义或从第三方开发者获得可选的组件。a s p 鼓励用户使用任何支 持c o m ( 组件对象模型) 的语言( 如c ，c + + ，j a v a ，d d e p h i ，c + + b u i l d e r 或 v i s u a lb a s i c 等语言) 来编写的新的a c t i v e x 组件以进一步扩展a s p 的功 能。如：本系统中所使用的a c t i v e f i l e 组件，用来完成文件的上载功能。 在所有的a s p 组件中，最有用并且最常用的组件是数据库访问组件，该组 件又称为a d o ( m i c r o s o f ta c t i v e xd a t a0 b j e c t ，a c t i v e x 数据对象) 组件。它 能够完成对开放数据库互连了( o d b c ) 数据源的读写，以实现在网上发布数据库 的功能。 在安装好a s p 平台后，所有a s p 内置组件都被安装注册到服务器上，可以 在调用a s p 中方便的使用。调用内置组件分两步： 首先，创建组件的一个实例并将这个新的实例分配变量名 然后，调用组件的方法和属性，完成相应功能。 利用a s p 组件能够有效地扩展其功能，方便使用。因此，有很多针对特定 使用场合而开发的第三方a s p 组件。这些组件在使用前需要在服务器上注册， 然后才可创建组件实例。 2 3 5a s p 的安全 网络教学系统同其它计算机网络应用系统一样，网络安全十分重要。除了 i i s 自身的安全保护、数据库系统的安全措施之外，本系统重点地从系统设计和 实现中的a s p 技术的角度出发，来防止非法用户对w e b 应用程序的越权访问。 1 7 第二章网上教学系统与w e b 应用技术研究 1 ) 密码的保护 密码是系统中极为敏感、关键的信息，因此密码的传递和保存不要采用明文 的形式，以防被截取。用户登录系统时密码以“十”形式显示，用户输入的密码 经过密钥加密传递到服务器端与数据库中的密码进行比较，相同，可以登录， 否则禁止登录。这样客户端和服务器可以在一种防窃听、防干扰或防消息伪造 的方式下通信，禁止非法用户登录。2 ) 使用s e s s i o n 对象 在应用系统中，为了控制用户只能按照导航来访问各个w e b 页，不允许直接 利用u r l 链按访问资源，更不允许用户直接跳过口令和用户名检查页面。采用的 控制方法是利用session对象。当用户通过了身份验证后，就把session对象的s ession i d 属性作为一个s e s s i o n 变量存储起来，然后，当每次用户进行下一个 有效连接的页面时。就可以比较当前的s e s s i o ni d 与存储在s e s s i o n 对象中的i d 。 如果它们不匹配，就可以采取适当的行动拒绝访问。 2 4w e b 数据库技术 w e b 数据库技术是随着i n t e r n e t 技术的发展而发展的。起初建立的w e b 站点 发布的大多是一些文本、图像以及声音等信息，现在己不能满足人们从网上获 得大量、实用、实时信息的需求。这就要求w e b 技术与数据库有机的结合在一起 以便处理大量的信息和完成复杂的任务，于是w e b 数据库技术应运而生了。 2 4 1w e b 数据库访问技术 我们把w e b 技术与数据库技术相结合，以产生基于数据库的动态页面，这种 通过w e b 访问数据库的相关技术称之为w e b 数据库访问技术( 也称为动态页面技 术) 。因此，选择合适的w e b 数据库访问技术至关重要，它决定了编程的工作量， 将来系统维护的工作量，并对系统的安全性、网络的传输速度和系统的性能有 巨大影响。目前w e b 数据库访闯技术种类繁多，大致可分为三类： 1 ) 在w e b 服务器端提供中间件来连接w e b 服务器和数据库服务器，常用的中间件 技术有通用网关接口( c g i ) 、应用程序编程接口( w e ba p i ) 、a s p ，p h p ，j a v a s e r v l e t ，j s p 等。这种技术的特点是采用w e b 服务器作为通信中介，由w e b 1 8 第三章系统总体设计 3 4 1 系统概述 3 4 系统构成 系统整体结构如图3 1 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，自动进入相应功能模块。 3 4 2 功能模块 图3 1 系统整体结构 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( 包括添加、查询、修改、删除、权限 管理等) 。为更好地实现教考分离，系统规定只有管理员有权管理题库。 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。 学生模块包括公告浏览、在线学习、例题讲解、自适应练习、答疑教室 2 5 第三章系统总体设计 ( 可查询) 、学习小组、上交作业、作业成绩查询、密码修改等。 3 5 系统数据库设计 3 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，在此以几个主要数据表为例加以 说明： 用户信息表：包括用户名、编号、性别、 份、当前状态等。 题库信息表：包括题号、题型、章、节、 选项3 、选项4 、答案等。 系别、专业班、密码、用户身 难度、题干、选项1 、选项2 、 公告信息表：包括标题、发布时间、公告内容、公告序号等。 答疑信息表：包括问题标题、问题内容、回答内容、提问时间、回答标 记等。 3 5 2 数据库的逻辑设计 1 ) 用户信息表( y o n g h u ) 如表3 1 所示。 表3 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 m g m m g n v a r c h a r 用户名 x i b i en v a r c h a r 系别 z h u a n v e b a “n v a r c n a r 专业班 x i n 曲i e 性别 d a s s w o r dn v a r c h a r密码 b i a o z h in v a r d h a r 用户身份 第三章系统总体设计 表( b o a r d ) 、答疑信息表( p r o b l e m ) 等。用户信息表( y o n g h u ) 中输入初始化数据 便于系统运行，如图3 2 所示。 图3 2 用户信息表( y o n g h u ) 的初始化 第二章网上教学系统与_ i 】e b 应用技术研究 服务器启动应用程序，并由应用程序完成数据库的访问，结果信息再经w e b 服务器返回客户端浏览器。通过中问件应用程序访问w e b 数据库的一般结构 如图2 4 所示。 c g i 是较卑实现的技术。适用于多种服务器平台，如u n i x 、w i n d o w s 等，但 c g i 的开发成本高、维护困难、运行慢、功能有限、不具备事务处理功能、占用 服务器资源较多。 2 ) w e ba p i 技术 w e ba p i 是w e b 服务器提供的a p i ( a p p l i c a t i o np r o g r a 唧i n gi n t e r f a c e ) ， 其作用与c g i 相似，也是为了扩展w e b 服务器的功能。具有使用内存少、运行速 度快的特点。i d c ( i n t e r n e td a t a b a s ec o n n e c t o r ，数据库连接器) 集成在i s a p i 1 9 服务器启动应用程序， 用程序 完成数据库 的 访问，结果信息再经w e b服务器返 回客 户端 浏览器。 通 过中问件应用程序访 问w e b 数据库的一般结构如图2 4 所示。 第五章系统的详细设计与实现 图5 1 系统首页 用户登录经系统身份验证后，根据用户类型进入不同功能模块，窗口左侧 的菜单页面显示不同内容。其中，学生在线学习部分菜单具有分级展开功能， 当单击标题“第一章计算机网络概述”时，下一级每一小节的标题等将显示出 来；再一次单击，下面的子菜单又收缩不显示了，菜单页面如图5 2 所示。 图5 2 学生菜单页面 第五章系统的详细设计与实现 下面是用来实现菜单显示和收缩功能的函数。 f u n c t i o ns h o w d i v ( d i v _ i d ) f i f ( d o c m e m a 1 1 i t e m ( ”d i v ”+ d i v j d ) s t ) ，1 e d i s p l a y = = ”b l o c k ”) ( d o c u i l l e n t a 1 1 i t e m ( ”d i v ”+ d i v _ i d ) s t y i e d i s p l a y = “n o n e ”； ) e l s e d o c 眦e n t a n i t e m ( ”d i v ”+ d i v j d ) s t y l e d i s p l a y = ”b l o c k ”； ) 5 3 学生模块的详细设计 学生模块包括公告浏览、在线学习、例题讲解、自适应练习、答疑教室、 学习小组、上交作业、作业成绩查询、密码修改等，下面分别加以介绍。 5 3 1 公告浏览 学生用户在系统登录前后都可以进行公告浏览，如图5 3 所示。公告内容 按发布时间降序显示。 3 8 第五章系统的详细设计与实现 图5 4 自适应练习 下面就自适应练习的各个环节加以详细描述。 1 ) 建立题库 题库是自适应练习系统的基础，高质量的题库应具有量大、优质、可动态 维护扩充的特点。我们建立题库信息表( s h i t i ) 结构参见3 5 节，题库管理参见 5 5 2 小节。 2 )