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基于u m l 的网络大学英语教学系统的建模 摘要 随着多媒体技术和网络技术的发展，构建一个打破传统的、不受地域和时间 限制的继续教育、终身学习新模式是摆在我们面前迫切需要解决的重要课题。而 基于i n t e r n e t 的现代远程教育通过构建一个开放性的教学环境，克服了传统教育 在时间、空间上的限制，对于有效地发挥现有各种教育的资源优势，实现资源的 合理配置，发展教育事业起着非常重要的作用，也为解决这一课题提供了有效的 解决方法。 但目前网络大学英语教学平台存在着不足，不能实现良好地教学，不能达到 创新性人才培养的要求，而且由于w e b 应用技术发展的历史相对与软件的历史短得 多，在开发网络应用系统尤其是在制作大学英语网站的系统设计中设计人员往往 对系统分析重视的不够，导致网站建设处于一片混乱状态。本研究主要以建梅主 义和软件工程理论为指导思想，以大学英语为研究材料，使用u m l 及其建模工具 r a t i o n a lr o s e 对系统进行了可视化描述，给出了系统的用例图、静态结构模型、 动态结构模型、物理模型等模型图。旨在通过研究主要解决网络大学英语建设时 系统分析缺无及混乱以及建构的系统功能不全等问题。 通过深入研究统一建模语言在网络大学英语教学系统设计中的应用，解决了 如下问题： 1 、开发系统功能不全，不能实现个性化、交互性完整地大学英语教学。 2 、系统开发周期长，开发成本高。 3 、软件系统设计过程不清晰，软件设计的可靠性难于保障。 4 、代码的重用率低，可维护性不强。 本系统在设计阶段研究中，设计了教师授课，学生学习，教学管理等功能模 块，该系统具有如下特点： i 、面向对象的建模，系统中创建了教师模型、学生模型、后台支持模型。 2 、采用基于教学内容知识元的知识库。 由于时间等条件限制，本研究对如何有效地进行网络大学英语教学还没有进 行深入探讨，有待今后进一步完善。 【关键词】：u m l ；大学英语；网络教学；用例 基于u m l 的网络大学英语教学系统的建模 a b s t r a c t w i mt h ed e v e l o p m e n to f m u l t i m e d i a a n dn e t w o r kt e c h n o l o g y i ti su r g e n tt ob u i l d i n g al l e wm o d e lt ob r e a kt h et r a d i t i o n a le d u c a t i o nw h i c hi su n l i m i t e db vg e o g r a p h i c a lo r t i m e 。a n di ti sac o n t i n u i n ge d u c a t i o n 1 i f e l o n gl e a r n i n g w h i l ei n t e r n e t - b a s e dd i s t a n c e e d u c a t i o nw h i c hi sb u i l d i n ga no p e nl e a r n i n ge n v i r o n m e n t ，u n l i k et h ei r a d i t i o n a l e d u c a t i o nc o n s t r a i n e di nt i m ea n ds p a c e , i ti sa ne f f e c t i v e l yw a yi nu s i n go fe x i s t i n g e d u c a t i o n a lr e s o u l c e sa n di tp l a y sav e r yi m p o r t a n tr o l ei nr a t i o n a la l l o c a t i o no f r e s o u r c e s a n dt h ed e v e l o p m e n to f e d u c a t i o n i th a st oa d d r e s st h i si s s u ei na ne f f e c t i v es o l u t i o n b u tn o w a d a y sn e t w o r ku n i v e r s i t ye n g l i s ht e a c h i n gp l a t f o f i l le x i s ti n s u 伍c i e n t c a n t g o o da tt e a c h i n g , a n dc 抽tm e e tt h er e q u i r e m e n to fi n n o v a t i v ep e r s o n n e lt m i n i n e m o r e o v e r , d u et ot h er e l a t i v e l ys h o r th i s t o r yo f t h ed e v e l o p m e n to f t e c h n o l o g y , a n dw 曲 a p p l i c a t i o ns o f t w a r ei sam u c hs h o r t e rh i s t o r y , e s p e c i a l l yi nt h ed e v e l o p m e n to fn e t w o r k a p p l i c a t i o n so fc o l l e g ee n g l i s hw e b s i t ed e s i g n 1 1 坞s y s t e ma n a l y s i so r e nn e g l e c t si n w e b - p r o g r a m ，r e s u l t i n gi nac h a o t i cs t a t ei nw e h s i t e - d e s i g n t l l i ss t u d yi su n d e rt h eg u i d i n gi d e o l o g yo fc o n s t r u c ta n ds o f t w a r ee n g i n e e r i n g t h e o r y a n dt h er e s e a r c hm a t e r i a li st h ef i r s tv o l u m eo fc o l l e g ee n g l i s b r a t i o n a lr o s e a n du m l m o d e l i n gt o o lw h i c hi st h ev i s u a l i z a t i o no f t h es y s t e md e s c r i p t i o na r eu s e dt o m a pt h ef o r n _ e t u r eo ft h ec a s ed i a g r a m , s t a t i cd i a g r a m , a y n 锄l i cd i a g r a m , p h y s i c a l d i a g r a m i ta i m sa tb u i l d i n gas e r i e so fd i a g r a m sd u r i n gt h es y s t e ma n a l y s i so ft h e n e t w o r kc o l l e g ee n g l i s h r e s e a r c hs h o w st h a tt h r o u g hu s i n gu n i f i e dm o d e l i n gl a n g u a g e t om o d e lt h en e t w o r kc o l l e g ee n g f i s ht e a c h i n gs y s t e m , i ti s e f f i c i e n c yi ns o l v i n gt h e p r o b l e m st h a tn o w a d a y sw e bc o l l e g ee n g l i s hs y s t e m sa r en o tc o m p l e t et od e v e l o pt h e s y s t e m a t i cf u n c t i o n ；t h e yc a n 、r e a l i z et h ei n d i v i d u a l i z a t i o n , t h ei n t e r a c t i o nu n i v e r s i t y e n g l i s ht e a c h i n g , i ti se f f i c i e n c yi nt h ed e v e l o p m e n to ft h es y s t e mc o d er e u s ea n dr a i s e r a t e s , i tg r e a t l yr e d u c i n gt h ed e v e l o p m e n tc y c l e ，s a v i n gm a n p o w e ra n df i n a n c i a l i o $ o u r c 铭 t h i ss y s t e mh a sp l a n n e dt h r e em a i nf u n c t i o n a lm o d u l e s t h e ya r oi n s t r u c t i o n , l e a r n i n ga n dm a n a g e m e n t a n dt h es y s t e mh a st h o s ef e a t u r e s ： o n ei sb a s e do ro om o d e l i n g ，t h es y s t e mh a st e a c h e r sm o d e l 、l e a r n e r sm o d e la n d b a c k g r o u n d sm o d e l a n d a n o t h e ri s k n o w l e d g e - d a t a b a s e , w h i c hc o n s i s t so f k n o w l e d g e - d o l l a rh a s c d0 1 1t e a c h i n g sc o n t e n t d u et os h o r to ft i m e ，t h i sp a p e rh a sn o tc o n d u c t e da ni n - d e p t hs t u d yi nt h en e t w o r k o fu n i v e r s i t yr e s e a r c ho nh o wt oe f f e c t i v e l yc a r r yo u tt h et e a c h i n go fe n g l i s l la n di tb e f l m e ri m p r o v e d k e y w o r d s ：u m l ；c o l l e g ee n g h s h ；n e t w o r kl e a r n i n g ；u s e - c a s e n 基于u m l 的网络大学英语教学系统的建模 独创性声明 本人所呈交的学位论文是我在导师的指导下进行的研究工作 及取得的研究成果。据我所知，除文中已经注明引用的内容外，本 论文不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究 做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明并表示谢意。 学位论文作者签名：蒙；乞夸签字目挑峥。6 月西 学位论文版权使用授权书 本学植论文作者完全了解江西师范大学研究生学院有关保留、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。本人授权江西师范大学研究生学院可 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、汇编学位论文。 ( 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：关汔姿 签字日期：涧年月心名 导师签名： 签字日期：年月 日 基于u m l 的网络大学英语教学系统的建模 第一章研究背景 1 1 背景 计算机网络技术的快速发展，使得各种网络应用需求急剧增加，在教育领域，互 联网的应用极大地拓展了教育的时空界限，改变着教与学的关系。笔者经过查阅网站， 浏览国内大学英语网络教学平台时发现，现有的大学英语教学平台都存在着不同程度 上的问题，要么缺乏交互性，纯属教学资源网，要么不能达到大学英语教学的需求， 不能从听说读写方面来培养学生的英语水平，等等，现有的大学英语教学平台不能满 足高校英语教学的需要。 而且由于用于英语教学系统设计的w e b 应用技术发展的历史相对于一般软件的历 史短得多，在开发网络应用系统尤其是在制作大学英语网站的系统设计中设计人员往 往对系统分析重视的不够，设计方法不当，眼光仅仅放在满足客户眼下的需求，当问 题不断出现时再不断修补，头痛医头，脚痛医脚，甚至系统构架需要不断调整或重新 设计。为了让客户尽快看到可运行的应用系统，经过界面设计或简单的系统分析后便 直接进入编码阶段，甚至各个模块分头开发，服务器端代码随意编写、数据库任意添 加、参数定义没有规范。 这样开发出来的系统存在的问题归纳起来主要有： l 、软件功能不全，不能满足现代高校英语教学的需要。 2 、软件的可靠性差。 由于设计的随意性，设计过程非常模糊，使得软件无法从方法上提高软件的可 靠性。 3 、软件的开发周期长。 一般的w e b 项目一开始计划实施周期短，初期阶段采用最快的而不是最合理 的实现手段，事实上，客户初期的需求比较简单，项目组容易忽略客户潜在的巨 大需求，经常出现变更计划的情况，甚至开发过程出现反复，导致巨大的开发成 本，最终使软件项目以失败而告终。 4 、软件的可维护性差。 w 曲编程技术手段多样，容易上手，设计人员水平参差不齐，使得开发出来的 系统结构紊乱，代码清晰度不够，可读性差，导致系统出现问题无法维护，使系 基于u m l 的网络大学英语教学系统的建模 统提前退役。 而且以w e b 为核心的大学英语网站系统通常都具有高度的动态扩展和交互，要 在不完整和不断改变的需求情况下，在有限的时间内完成一套容易修改和维护的健壮 的系统，在u m l ( 统一建模语言) 出现之前是极其困难的。 大多的w e b 设计师或程序员当我们采用建模语言( u m l ) 对系统进行建模及按照 软件工程的方式进行管理的时候，情况马上就会好的多。这也是本论文研究的动机与 对象之一。 在软件行业，统一建模语言u m l 就是这样一种语言的典型范例。它收录了过去 2 0 年来构造各种系统和软件解决方案的最佳思想。u m l 是业务、应用和系统架构的 标准可视化建模语言，u m l 为业务分析员、软件开发者、架构设计师、测试者、数据 库设计师和许多参与软件设计和开发的人提供了一个公共“语言”，使他们能够理解 业务、需求、理解软件和架构如何构造。所要建造的系统有一种共同的理解方式，可 以帮助来自不同组织、不同国家、不同行业的小组成员有效地相互沟通，按期提交应 用系统，更重要的是满足最终用户的需求。所以u m l 提供的从全局角度出发的建模 能力就显得更为重要了。 1 2 文献分析 1 2 1 国内外u m l 建模语言分析 面向对象的方法首先在编程领域兴起，作为一种崭新的程序设计方法引起世人瞩 日。在2 0 世纪8 0 年代末期，面向对象方法的研究重点开始转向软件生命周期的分析 阶段，并将o o a 和o o d 的方法密切联系在一起，出现了一大批面向对象的分析与 设计( o o a & d ) 方法，如b o o c h 方法、f i r e s m i t h 方法、o o s e 方法、o m t 方法等。 这些面向对象的分析与设计方法的主导思想以及所采用的主要概念和原则大体上是一 致的，但是也存在着不少差异。比如，不同的方法使用的建模语言存在着很大的差异， 虽然表示的是相同的东西，但表示法是不一样的，这就造成了不同方法的使用者之间 交流的困难。同时不同的方法侧重点各有不同，但是用户很难对如此众多的方法有清 楚地了解和比较，难以选择适合自己应用的方法。另外，也不利于面向对象方法一致 的向前发展。 2 基于u m l 的网络大学英语教学系统的建模 1 9 9 4 年l o 月，b o o c h 和r u m b a u g h 开始致力于这一工作。他们首先将b o o c h 方法和o m t 方法统一起来，并于1 9 9 5 年1 0 月发布了第一个公开版本，称之为统一 方法u m0 8 ( u n i f i e dm e t h o do 8 ) ，u m l 的发展历程如图i - 2 1 所示。 一测翠 箕雕方法u n i f i e d p k o d e l 崩i n g u n i f i e d 。0 0 $ e m e t h o d0 8 b o o t h 9 3o 螫t - 2 图1 - 2 1 u m l 发展历程 研究u m l 在各个领域中的应用是眦的研究目标之一采用u m l 对多层分布 式系统进行建模，一方面，可以在系统建立的早期暴露和减少风险：另一方面，u m l 作为一种面向对象的统一建模机制，能实现分析设计和程序实现的平滑过渡，帮助设 计者控制系统的复杂性，使系统结构更为合理和更易扩展，缩短应用系统的开发周期， 降低系统的维护费用，提高开发效率。 1 l 国外对u m l 建模语言的研究比较深入，也有很多研究成果发表。国外研究成果表 明已有很多成功地应用u m l 到具体项目的开发中去的经验，并提出将u m l 扩展到整 个计算机系统建模中。而且，国外对u m l 的研究不仅仅局限于如何应用u m l ，更深 入到如何发展u m l 本身，比如说精化u m l 的语义，扩展u m l 中原有的图形，提出利 用一种规范化的语言来对u m l 中的图形作描述。 3 o 4 3 l 陂t，娃个nf u - l 暇 豫 强 强 基于u m l 的网络大学英语教学系统的建模 国内的主要研究方向与国外有所不同，在关于u m l 语言本身的改进上很少有人关 注，这也是由我国软件业的具体情况所决定的。但是我国也有许多应用u m l 进行建 模的例子，并有相应的技术文档与论文发表。大部分是介绍面向对象开发方法与u m l 建模语言的，这些文章比较简单，只是对面向对象的软件开发技术和u m l 本身作一 个介绍： 山东科技大学的易彤用u m l 对市政设施管理信息系统进行建模时，仅用关键数据 库来表述其系统类结构，最后用v i s u a lf o x p r 0 5 0 来实现模型 中国科技大学计算机科学技术系的周达仁等几位用u m l 实现了三层结构的设计 在文章中，只确定了系统所需要的类和创建了三层结构图，但未涉及分布式处理。 西安交大计算机系统结构与网络研究所的王宇、薛文革等研究了u m l 建模方法在 t m n ( 电信网络管理) 开发中的应用，他们建立了t m n 管理的需求模型、被管对象信息 模型、t m n 的结构框架以及t m n 应用的静态和动态模型，但对于t m n 中的分布式 对象管理技术( d c o m c o r b a ) 如何与u m l 相融合，未加以讨论。 在解放军理t - 大学的蒋慧博士、吴礼发副教授( 博士) 2 0 0 1 1 出版的( u m l p r o g r a m m i n gg u i d e 设计核心技术一书中，讨论了u m l 在图书馆信息系统建模中的 应用。书中讨论了如何使用u m l 对系统体系结构建模、用户接口建模、服务建模和 信息建模。但由于该信息管理系统不是一个分布式系统，因此书中并未讨论分布式建 模和w e b 系统。 网上发布的一些关于u m l 的文章和模型，关于如何对多层分布式系统进行建模的 内容不多。只是在一些关于u m l 的论坛中提出了这方面的一些观点和思想，但未提 出具体的技术策略，更没有全面介绍如何在从需求到实现的过程中对网上大学英语教 学系统进行面向对象的u m l 建模。 1 2 2 网络大学英语教学平台现状分析 目前对网络大学英语教学平台的研究迸展情况笔者通过在网上迸行以下几种关键 词的检索： 在g o o g l e 中输入“大学英语教学平台”为关键字进行检索，约有3 , 2 3 0 项符合”大 学英语教学平台咱9 查询结果；在b a i d u 中找到相关网页1 2 9 篇。 在g o o g l e 中输入- 大学英语网络教学系统”约有1 , 6 2 0 项符合查询结果；在b a i d u 4 基于u m l 的网络大学英语教学系统的建模 中约2 , 4 2 0 篇。 在g o o g l e 中输入：网络大学英语教学平台为关键词，约有4 0 7 ，0 0 0 项符合查询结 果：在b a i d u 中找到相关网页约1 l ，1 0 0 篇。 对这些平台进行分析后发现目前大学英语网络教学平台主要有以下几方面的不 足： l ，属于大学英语教学资源网，也就是以静态知识为主，缺乏教学的过程与交流。 例如：东南大学英语教学平台，湖北经济学院大学英语教学平台，湖北工业大学英语 平台，佛山科学技术大学内蒙古农业大学的大学英语教学平台。 2 ，只有框架，没有任何的资源，包括静态资源与动态资源。 例如：新理念大学英语网络教学平台河北大学英语教学平台 3 ：属于聊天室或留言板，没有教师的引导，没有基于内容的学习，学习过程处于 混乱状。 例如：新时代交互英语教学平台 4 ，学习内容广泛，每个平台只侧重培养学生某方面的能力，不具备听说读写全方 位能力的培养。 例如：南京大学的天空教室网络教学平台 5 ，缺乏实时提问，不了解学生的学习情况与学生学习的兴趣，不能对学生进行个 性化教学，所有的学生都是使用统一的教案。 例如：北京大学大学英语教程h t t p ：2 0 2 1 9 4 1 5 。2 2 7 l o g i n a s p x 6 ，学习内容单调，没有培养学生兴趣，拓展学生能力的学习 例如：山东大学英语网络教学平台 目前大学英语网络教学平台存在着这些问题是急需要去解决的，急需要构建一个 完整( 既具有在老师指导下进行课文内容的学习，又有自主性拓展知识的学习) ，交 互( 学生可以在指导性学习时进行提问，也可以在自主性学习时提问交流) ，个性化 ( 老师因人施教，对不同学习水平的学生进行不同的教学) ，反馈性强的大学英语教 学平台。 综上所述，本论文研究重点是大学英语网络教学系统的构建，并用u m l 对其进行 建模，希望能更好地促进对大学英语网络教学系统的建设。 5 基于u m l 的网络大学英语教学系统的建模 1 3 研究设计 从软件工程学角度来看，软件系统是产品，开发者和使用者是不同群体，对于一 个复杂的软件系统，开发必须由多个方面人员参与、合作共同完成，它必须有完整的 从分析到实现、使用和维护的文档。正因为如此，软件系统必须像传统工业产品一样 建模，把一个复杂的系统按问题的不同方面以一种约定好的、为大家共同接受的描述 方式分别进行全面而详尽的描述。在试图交流，理解一个系统时，可根据人们所关心 的某一方面的问题，查阅对应的系统模型，从而得到对此问题的理解。另外，如果整 个系统的功能、原理和结构没有全面而详细的记载的话，将会对些软件产品的开发、 维护和升级产生不利的后果。 1 3 1 研究目的 本论文的研究目的就是通过应用u m l 建模语言对大学英语教学系统建模的研究， 得出一种能够快速地构造一个结构清晰、性能可靠大学英语教学系统的框架与设计模 式。对软件建模基本目的有四点： 规范( s t a n d a r d ) 、可视化( v i s u a l i z i n g ) 、建造( c o n s 盱u c 虹n g ) 和建档p o c 岫翎t a d o n ) 1 2 】 本研究以建构主义、软件工程为理论指导，主要研究基于u m l 的网络大学英语教 学系统的建模问题，通过深入的研究，设计出网络大学英语教学系统的框架与建模图。 1 3 2 研究内容 论文首先对u m l 进行了系统性的研究，然后阐述了大学英语教学系统设计的理 论依据，根据大学英语教学需求与大学生学习英语的特征以及创新性人才对大学英语 教学的要求，经过系统分析后研究制定网络大学英语教学系统的框架与功能图，最后 探讨了u m l 建模语言对大学英语教学系统建模的优势，并实现了对该系统的建模。 1 3 3 研究材料 这里所指的大学英语内容是指上海外国语大学出版社的大学英语。该系统采用b s 结构。选择w i n d o w s2 0 0 0s e r v e r 操作系统，以该系统内置的璐作为w e b 服务器， 后台数据库为s q ls e r v e r ，脚本语言为a s p 。 6 基于眦的网络大学英语教学系统的建模 第二章u m l 简介 2 1 什么是建模? 建模( m o d e l i n g ) 是建立一个计戈0 ，特别是依据一个模式建立一个计划。具体包 括下面几个部分： 建模是使你逐层深入解决问题的办法； 确认应用系统的功能需求并为事务处理原则建模； 对抽象的对象映射需求，辨认和提供设计模版并创建惯用的模版； 分辨和设计对象或划分三层模型的服务； 对软件的组成部分映射成对象并设计组件在网络上如何分布； 2 2 为什么要建模? 我们最常听到的反对u m l 的理由不是关于u m l 本身，而是一些人认为建模根本没 有价值。为了建模而建模是毫无价值的，但是出于合理的理由去建模时，建模就变得 非常有价值了。建模可以帮助你沟通设计思想，快速澄清复杂的问题和场景，确保你 的设计在被实现之前更符合实际需要。这个过程能够为你和你的组织节省大量的时间 和资金，使群组工作更有效地进行，并且确保他们都有共同的工作目标。 另一个需要建模的原因是帮助项目组更好的理解业务内容和业务过程。你对自己 的业务过程建模，不仅是为了理解业务的内容中规定了要做什么，业务是如何进行的， 同样也是为了识别业务的变更对业务造成的影响。对业务建模，有助于发现业务的优 缺点，找出需要改进和优化的地方。 我们可以看的出，建模并不等同于程序编码，利用设计好的u m l 模型可以生成不 同语言的框架代码，而且可以通过反向生成，在编写代码过程中及时更新u m l 模型， 这对系统分折员和项目管理人员来说是梦寐以求的。只要能够仔细地把握客户的需求， 不断改进u 札模型，那么采用什么样的语言开发已经成了次要，大量的需求积累和分 析工作能在客户需求变化时得到高度的复用，即使系统采用新的语言重新开发，需要 的也仅仅是编码部分的工作。 2 3 为什么要使用u m l 建模 若要理解u m l ，应有必要了解它的起源。从2 0 世纪8 0 年代末到整个9 0 年代， 出现了许多面向对象的软件建模技术。这些技术是由不同的人发明的，使用了不同可 7 基于u m l 的网络大学英语教学系统的建模 视化的建模技术和模型表示法，这样一来，应用建模被人为地分割为不同的方法和技 术。令事情变得更糟糕的是，这些建模技术中有的只针对应用建模，也有的只针对诸 如数据库设计这样的特定领域建模。一些方法仅仅是为了补充其他方法的建模能力而 存在，但是却与类似的方法存在众多技术差异。当时建模工具市场上有3 种方法学居 于统治地位j i mr u m b a u g h 在通用电气公司工作期间创立了对象建模技术( o b j e c t m o d e l i n gt e e h n i q u e , o m t ) ，l v a rj a e o b s o n 发明了面向对象软件工程方法( o b j e e t o r y 方 法) ，当时主要是为了支持瑞典的电信业而设计的。g r a n d yb o o t h 方法以他自己的名字 命名，即b o o e h 方法( b o o e hm e t h o d ) 。 概括起来，首先，面对众多的建模语言，用户由于没有能力区别不同语言的差别， 因此很难找到一种比较适合其应用特点的语言；其次，众多的建模语言实际上各有千 秋；第三，虽然不同的建模语言大多雷同，但仍存在某些细微的差别，极大地妨碍了 用户之间的交流。因此在客观上，有必要在精心比较不同的建模语言优缺点及总结面 向对象技术应用实践的基础上，组织联合设计小组，根据应用需求，取其精华，去其 糟粕，求同存异，统一建模语言。 1 9 9 4 年1 0 月，r a t i o n a l 软件公司聘请了j i mr u m b a u g h 参加g r a n d yb o o t h 的工作， 将他们两人的建模方法合二为一，当时称作统一方法，并且首次公开发布了统一方法 0 8 版的草案，1 9 9 5 年，j a e o b s o n 也加入了r a t i o n a l 公司，与r u m b a u g h 和b o o t h 一同 工作，于1 9 9 6 年共同开发了统一方法的0 9 版。此后许多公司加入了r u m b a u g h 、b o o e h 和j a e o b s o n 发起的u m l 联盟。u m l 联盟将统一方法更名为统一建模语言。 u m l ( 统一建模语言, u n i f i e dm o d e l i n gl a n g u a g e ) 是一种建模语言，是第三代用来 为面向对象开发系统的产品进行说明、可视化和编制文档的方法【卦，是由许多工业界 的专家、软件开发工具供应商、联合软件开发组织和许许多多的业界人士一同制定的 建模语言标准。因此，u m l 的诞生，使得软件开发领域第一次出现了世界级的标准建 模语言。【1 2 3 1 哪l 的定义 u m l ，是一种面向对象的建模语言。它的主要作用是帮助用户对软件系统进行面 向对象的描述和建模( 建模是通过将用户的业务需求映射为代码，保证代码满足这些 需求，并能方便地回溯需求的过程) ，它可以描述这个软件开发过程从需求分析直到 实现和测试的全过程。u m l 通过建立各种类、类之间的关联、类对象怎样相互配合实 l 基于u m l 的网络大学英语教学系统的建模 现系统的动态行为等成份来组建整个模型。u m l 提供了各种图形，比如用例图、类图、 时序图、协作图和状态图等，通过这些模型元素及其关系可视化，让人们可以清楚容 易地理解模型。 u m l 是一种标准的图形化建模语言，它是面向对象分析与设计的一种标准表示。 不是一种可视化的程序设计语言，而是一种可视化的建模语言； 不是工具或知识库的规格说明，而是一种建模语言规格说明，是一种表示的标 准； 不是过程，也不是方法，但允许任何一种过程和方法使用它。 u m i _ 的特点是： 易于使用、表达能力强，进行可视化建模； 与具体的实现无关，可应用于任何语言平台和工具平台； 与具体的过程无关，可应用于任何软件开发的过程； ， 简单并且可扩展，具有扩展和专有化机制，便于扩展，无需对核心概念进行修 。 1 改； 为面向对象的设计与开发涌现出的高级概念( 例如协作、框架、模式和组件) 提 供支持，强调在软件开发中，对架构、框架、模式和组件的重用； 与最好的软件工程实践经验集成； 可升级，具有广阔的适用性和可用性； 有利于面对对象工具的市场成长。脚 2 3 2u g l 建模组成及建模工具简介 u m l 由视图、图、模型元素和通用机制等几个部分组成。 视图( v i e w ) 构造系统模型。每个视图代表系统的一个方面。 视图用图描述，图又用模型元素的符号表示。图中包含的模型元素可以有类、对 象、结点、组件、关系( 关联、通用性、依赖) 等，这些模型元素有具体的含义并且 用图形符号表示。1 6 l u m l 提供8 种不同的图。 ( 1 ) 用例图( u s e c a s e d i a g r a m ) 专注于系统实现的业务过程。用例描述了系统 的工作方式，以及与系统交互的外部实体。 ( 2 ) 类图( c l a s sd i a g r a m ) 是使用u m l 建模时最常用的图。它展示了系统中的 基于u m l 的网络大学英语教学系统的建模 静态事物，它们的结构以及它们之间的相互关系。 ( 3 ) 协作图( c o l l a b o r a t i o nd i a g r a m ) 是交互图的一种，协作图突出对象之问的 合作与交互。 ( 4 ) 时序图( s e q u e n c ed i a g r a m ) 是另外一种交互图。顺序图强调一个系统中不 同元素之间传递消息的时间顺序。 ( 5 ) 活动图( a c t i v i t yd i a g r a m ) 显示系统内的活动流。通常需要使用活动图描 述不同的业务过程 ( 6 ) 状态图( s t a t ec h a l td i a g r a m ) 显示一个对象的状态和状态之间的转换。状 态图中包括状态、转换、事件和活动。状态图是一个动态视图，对事件驱动的行为建 模尤其重要。 ( 7 ) 构件图( c o m p o n e n td i a g r a m ) 展示一组构件的组织和彼此问的依赖关系。 构件图说明系统如何实现，系统内的构件如何协同工作。 ( 8 ) 部署图( d e p l o y m e n td i a g r a m ) 展示物理系统的运行时架构。部署图描述系 统中的硬件和硬件上驻留的软件 模型元素代表面向对象中的类、对象、消息和关系等概念，是构成图的最基本的 常用概念。一个模型元素可以用在多个不同的图中，无论怎样使用，它总是具有相同 的含义和相同的符号表示。川 + 一个系统由多个不同类型的模型，描述每种模型都有不同的目的。分析模型描述 功能需求和为真实世界的类构建模型。设计模型把分析结果转换成技术解决方案。实 现模型使用面向对象的编程语言将系统编码实现。展开模型把建好的代码放置在物理 架构中。上述的几个建模工作是重复迭代操作的过程，并且必须按一定的顺序进行。 通用机制用于表示其他信息，比如注释、模型元素的语义等。另外，它还提供扩 展机制，使u m l 语言能够适应一个特殊的方法( 或过程) 、或扩充至一个组织或用户 从应用的角度看，当采用面向对象技术设计系统时，首先是描述需求；其次根据 需求建立系统的静态模型，以构造系统的结构；第3 步是描述系统的行为。 具体使用u m l 进行建模过程是：首先从功能需求出发建立用案模型，得到系统的功 能；其次对用案模型和功能需求进行分析得到系统的整个结构，即建立静态模型；然 后将整个系统要完成的功能在类之间进行分配，得到各个对象的责任，即类的操作； 再建立系统的动态模型，描述各个对象是如何完成这些功能的；最后是检查模型之间 基于u m l 的网络大学英语教学系统的建模 的一致性实际上，u m l 作用域不只限于支持面向对象的分析与设计，还支持从需求分 析开始的软件开发的全过程，从需求分析到系统完成之后的测试，都可以有相应的具 体方案与之对应由于u m l 建模过程具有正向功能和反向功能的特性，可以实现模型与 代码之自j 的相互转化；当完成一次原型系统的开发后，如果对原型系统不满意，可以 通过程序代码返回分析设计阶段，进行修改和调整，快速实现模型的再应用，有利于 软件的复用与逆向工程嘲 归纳地说，u m l 的建模过程为：初始阶段一细化阶段一构造阶段一移交阶段，它与 软件工程的生存期可以有如图2 - 3 - 1 的映射关系 图2 - 3 - i 软件生存期与u m l 的关系 在实际工程中，用户使用u m l 时需要借助工具。r a t i o n a l l o s e3 - 具具有下列能力： 绘图、存储积累信息、导航、产生报告和文档、代码生成、代码产生模型、与他开发 工具集成。【9 1 r a t i o n a l r o s e 是r a t i o n a l 公司出品的基于u m l 的功能强大的可视化建模工具， 它可以与多种开发环境无缝集成并支持多种开发语言，其中包括：v i s u a lb a s i c 、j a v a , 、 p o w e r b u i l d e r , w e b ，c h 、a d o 、s m m l t a l k 、x m ld t d 等。可以运行r a t i o n a lr o s e 的 系统平台包括了目前大多数的主流操作系统，其中有：w i n d o w s9 x 、w i n d o w s2 0 0 0 、 s o l a r i s 、a 和h p - u x 等。 利用r o s e 可以对系统进行建模，开发出几种不同的模型图，用以在不同的开发阶 段、从不同的方面为软件系统的开发建立模型。0 0 l r a t i o n a lr o s e 不仅拥有强大的功能，而且具有方便友好的用户界面，可以帮助软 件开发人员进行高效的软件开发。r a t i o n a lr o s e 的用户界面如图2 3 2 所示： 基于u m l 的网络大学英语教学系统的建模 图2 3 2r a t i o n a lr o s e 的用户界面图 2 3 3 用u m l 对网络大学英语教学系统建模的原因 u m l ( u n i f i e db l o d e l i n gl a n g u a g e ，统一建模语言) 是一种通用的可视化建模语言， 用于对软件进行描述、可视化处理、构造和建立软件系统的文档。u 她适用于各种软件 开发方法、软件生命周期的各个阶段、各种应用领域以及各种开发工具，同样，在网 站设计或以网站为表现形式的各种网络应用项目中，u 札也表现出强大的作用。u 札能 够描述系统的静态结构和动态行为：静态结构定义了系统中重要对象的属性和操作以 及这些对象之间的相互关系；动态行为定义了对象的时间特性和对象为完成目标任务 而相互进行通信的机制。u 札不是一种程序设计语言，但我们可以用代码生成器将u m l 模型转换为多种程序设计语言代码，或使用反向生成器工具将程序源代码转换为u k l l 模 型。【1 1 】 虽然软件建模可以在开发的任何阶段进入，但是在网络大学英语教学系统的设计 初期，应该将精力更加集中在系统功能及性能分析、系统运行环境、选择编程语言等， 基于u m l 的网络大学英语教学系统的建模 而不是考虑考虑程序的细节，如在屏幕上的什么位置放置按钮等。在项目开发的中期 引入建模是非常有意义的，通过建模把握程序开发的方向，准确完成需求分析中所要 求的任务。 在采用面向对象技术设计系统时，首先是描述需求；其次根据需求建立系统的静 态模型，以构造系统的结构；第3 步是描述系统的行为。 第三章理论依据 3 1 现代教育思想 现代教育思想是人们对现代教育现象、教育规律、教育问题的认识和看法。它包 括教育指导思想、教育观念和教育理论。一般列举的有教育本质观、教育功能观、教 育价值观、教育质量观、人才观、教师观、学生观以及教育发展观等。而这些方面的 思想认识，往往又是相互联系，很难截然分开，对教育影响较大、较直观的现代教育 思想主要是：现代教育观、现代教学观、现代学生观、现代人才观，具体来说就是： 现代教育观：教育是一个大系统，除了学校教育外，还有社会教育、家庭教育、 自我教育。教育是每个人从生到死亡持续不断的过程；教育不再只是简单的知 识传授和接受，而是知识的不断创新及人的不断构建，是人的知识和技能的不 断构断，是知识、能力及素质融为一体的教育观、终身教育观。 现代教学观：强调教与学的辩证统一，教学是师生和学生间的双向和多向的信 息交流互动过程。教学不仅在于传授知识，它应使学生在认知、感情、动作技 能三个方面都得到发展，强调开放式教学。 现代学生观：学生既是教学的对象，又是学习活动的主体。在教学过程中，学 生是主体和客体的统一。相对教师来说，他是客体，作为受教育者，学生是主 体，是学习的主人，应充分发挥自己的能动作用。 现代学校观：打破以往单一的、面对面的集体授课方式，而发展为个别化教学、 小组交互学习和集体交互学习等各种教学组织形式的合理选择与结合使用。 现代人才观：现代社会所需的人才是创造型、复合型、实用型的人才。不是模 仿型，单一型的人才，这种人才有三张证书：一学术证书；二职业证书；三事 业心和开拓精神。 总之，传统的教育思想已经不能符合社会发展的要求，现代的教育思想要求强调 基于u m l 的网络大学英语教学系统的建模 学习社会化，在现代教育教学的思想指导下，在计算机技术、多媒体技术等信息技术 的支持下，开发出满足现代教育思想要求的教育资源库，进而培养出符合现代信息社 会要求的创造型、复合型人才，以满足信息社会的要求。 3 2 第二语言习得理论 在第二语言习得的研究领域，研究者们基于大量的实证研究提出了种种理论模式， 用以描述第二语言习得的过程、解释第二语言习得的机制。而在诸种理论模式中，克 拉申的“监控模式”是影响最大、解释最全面、最引人关注。克拉申把“监察理论一 归结为5 项基本假说：语言习得与学 - 3 假说、自然顺序假说，监察假说、语言输入假说 和情感过滤假说这五个假说彼此联系、互相补充，构成了一个有机整体。语言输入 假说是克拉申二语习得模式核心的核心。学习者是通过对语言输入的理解而逐步习得 第二语言的，其必备条件是“可理解的语言输入”。 外语教学理论 自然法 自然法的基本原理在于克拉申k r a s h 髓对于语言习得和语言学习的划分。习得出现 在真实的语言交际中，是学生能力的来源。克拉申认为正规性语言学习中的语言规则 或对于规则的实践应用在学习者交际能力发展过程中起到的作用甚微，而积极地相互 交流才是课堂学习过程中最重要的活动。自然法认为任何语言教学项