（航空宇航制造工程专业论文）基于web服务网络课程平台的设计与实现.pdf

两北i ：业人学硕上论文摘舞摘要开发面向教师编辑网络课件，方便信息资源组织，方便师生互动交流的刚络课程玎发平台，并且能够将各种媒体资源运用于网络课程中，将会极人地搀动网络课程资源的发展。以w e b 服务为基础的网络课程丌发平台能够实现j 列络课程平台各个模块之j 日j 的独立性与松散耦合性，将各个模块以服务的形式体现出来，有利于平台的系统独立性，模块的可扩充性，以及与旧系统的集成。论文根据网络教育的发展，提出了基于w e b h 务的网络课程开发平台。论文首先讨沦了网络课程开发平台的实现意义。在此基础之上，分析并设计了网络课程丌发平台所具有的各个模块和每个模块所具有的具体功能，以及它们之问的关系。罐于w e b n 务的网络课程开发平台是应用先进的w e b 服务技术来实现网络课程分布式框架应用。因此，论文给出了w e b 服务的特点以及它如何应用于网络课程r 发平台之中。论文着重以所实现的网络课件制作模块为例，给出了网络课件制作模块设计以及实现的方法，最后以w e bj 日务的方式实现丁网络课件制作模块。基于w e b 服务的网络课程开发平台是本论文结合项目设计的一个典型的网络课程丌发的平台。在设计中，将w e b 服务技术应用于网络课程开发平台之中，以服务的形式对该平台的各个模块进行操作。该平台对于我国教育业的信息化具有一定的参考价值。关键字：网络课程，网络教育，w e b 服务断北工业大学硕士论文a b s t r a c tt h ed e v e l o p m e n to fn e t w a r ec o u r s ep l a t f o r mf a c i n gt ot e a c h e r se d i t i n gn e t w a r ec o u r s e ，c o v e n a n t i n gi n f o r m a t i o nr e s o u r c eo r g a n i z a t i o n ，c o v e n a n t i n gc 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 ds t u d e n t sc a np r o m o t en e t w a r ec o u r s e sp r o g r e s sn e t w a r ec o u r s ep l a t f o r mb a s e do nw e bs e r v i c er e a l i z e dt h ei n d i v i d u a lb e t w e e nm o d u l e si nt h ep l a t f o r m e a c hm o d u l ee m b o d i e sw e bs e r v i c e t h i sm o d u l ec a ne m b o d i m e n ts y s t e mi n d i v i d u a l i tc a l le x t e n s i o ne a c hm o d u l et h en e ws y s t e mc a ni n t e g r a t ew i t hs o m eo l ds y s t e m s t h i sc h a p t e rp u tf o r w a r dn e t w a r ec o u r s ed e v e l o p m e n tp l a t f o r mb a s e do nw e bs e r v i c ef i r s tt h ec h a p t e rt a l k sa b o u tt h es i g n i f i c a t i o no ft h ep l a t f o r m o nt h i sb a s e a n a l y z em a dd e s i g nt h em o d u l e so ft h ep l a t f o r ma n dt h ef u n c t i o no fe a c hm o d u l e n e t w a r ec o u r s ed e v e l o p m e n tp l a t f o r mb a s e do nw e bs e r v i c eu s et h ea d v a n c e dw e bs e r v i c et e c h n i q u et or e a l i z et h ef r a m e w o r ko fd i s t r i b u t i n gn e t w a r ec o u r s es ot h ec h a p t e rt a 】k sa b o u tt h ec h a r a c t e ro ft h ew e bs e r v i c ea n dh o wt oa p p l i c a n ti ti nn e t w a r cc o h r s ep l a t f o r m t h i sc h a p t e r e m p h a s e si st h ec o u r s em a d d i n gm o d u l e ，g i v i n gt h ed e s i g na n dr e a l i z eo ft h i sm o d u l e i td e p i c t st h ed e v e l o p m e n tp r o c e s so fi t sa n t i t y p es y s t e md e s i g n i n ga n dd e p l o y i n g l a s ti tr e a l i z e dt h em o d u l eb yw e bs e r v i c e n e t w a r ec o u r s ed e v e l o p m e n tp l a t f o r mb a s e do nw e bs e r v i c ei sat y p i c a lp l a t f o r m i ni t sd e s i g n i n g ，w ea p p l yt h ew e bs e r v i c ei n t on e t w a r ec o u r s ep l a t f o r m t h i ss y s t e mh a sm a n yv a l u e st oo u ri n f o r m a t i o ne d u c a t i o n k e yw o r d s ：n e t w a r ec o u r s e ，n e t w a r ee d u c a t i o n ，w e bs e r v i c el l而北丁业人学坝1 一论文埔辛绪论第一章绪论1 1 课题开发背景网络教育是指利用网络技术实施远程教育的一种现代教育形式。它向人们展示了一个崭新的、广阔的学习世界，为任何愿意获取知识的人提供了学习的权利和机会。它突破传统学校教学方式的时空束缚，与课堂教育、广播教育、电视教育共同构成多元化的教育体系。网络课程是网络教育的一种重要表现形式，网络课程以其灵活的、j | ：放的、基于资源的特点，在继续教育、素质教育及职业教育方而都有很大的优势。一i 断增长的学生需求和网络所提供的开放的学习机会是网络课程的优势所在。困此网络课程质量的好坏直接影响到网络教学的质量。随着网络课程需求的不断增长，网络课程开发平台给网络课程的开发提供个快速，简捷的丌发平台。在此平台上，可以进行网络课程快速、有效的丌发。节约开发成本，提高开发效率。网络课程丌发平台不仅仪包括网络课件的丌发，还涉及与之相关的一些教学、学习资源、题库、交流等内容。因此丌发面向教师编辑网络课程，方便信息资源组织，方便师生互动交流的网络课程丌发平台，会极人地推动网络课程资源的发展。本论文在西北工业大学网络学院的多媒体网络课程开发平台的项目罐硎； 二，开发出基于w e b 服务的网络课程开发平台，实现网络谍程快速、高效的丌发与部署。1 2 n 内外研究现状目前网络课程平台的开发热点也主要是集中于网上教学管理系统和教学支撑系统的丌发，对教学过程提供全面但是比较基础的支持，如学卜注册、教学传递、教学追踪等，在此之上的进一步发展必然是提供对课程j l ：发以及教学过程较深层次的支持。教学管理软件的另一发展维度是从虚拟教室向虚拟人学、虚拟社区的方向发展，以期提供对更大范围、更多层次的学爿支持。也有一些网络课程d q 北工业人学硕i 论文鹕一书绪论平台增加了教育管理功能，并逐步向全面支持网上教学方向扩展。现在国际上最有影响的w b ts y s t e m 的t o p c l a s s 、l o t u s 公司的l e a m i n g s p a c e 、英属哥伦比亚大学计算机科学系开发的w e b c t ( w e bc o u r s et o o l s ) 、加拿大s i m o nf r a s e r 大学的v i r t u a l u 都在全球发展了一定的用群，每种软件都至少有1 0 所大学或公司在使用，各开设了上百门课程，授课学生人数均超过5 0 0 0 人次。其中一些产品已进入中国市场，中国有四所大学在使用l o t u s公司的l e a m i n g s p a c e 。目前大量网络课程平台还只是大学实验室的产物，处于继续丌发或测试阶段。国内许多公司和学校也正在开发或准备开发类似的软件，如各重点院校为准备现代远程教育而开发的网络课程平台。1 3 课题开发的目的和意义在国内网络课程开发平台的开发过程中，只是针对网络课件丌发出专有的制作平台，但对于网络课程信息庞大，难于组织，并且有新的技术不断应用于网络课程的表现方式中，如基于w e b 的b s 三层结构向四层结构发展；组件技术的广泛应用；分布式计算模型的建立；流式媒体技术与w e b 的集成：移动a g e n t的应用、网络视频课堂等。另外，以前的旧有的系统也提供了一些网络课程丌发中的人量资源。如果在平台中能够利用旧系统的一些有效的资源，可以节约课件开发的成本和时间。因此网络课程开发平台应该从以下基点出发考虑：1 、与旧系统的可集成性。以往课件丌发的过程中，积累了1 i 少的网络课件资源，新的网络课程开发平台应该能够有效利用if i 系统的一些功能完善的模块以及旧系统积累的一些有效的资源。2 、可扩充性。网络课程的表现形式、内容，以及新的功能模块的加入，新的技术的引进，使得网络课程开发平台应该具备可扩充性，可以添加新的模块到当前的平台中，可以应用新的技术手段等特点。3 、平台的独立性。平台的独立性能够使得现有的系统集成到新的丌发甲台中去，并且可以移植系统到其他的操作平台中，解决系统的更新带来的问题。由以上可以看出，在网络课程开发平台的设计中，要能够集成1 u 有的一些两北t 业大学顸“仁论文第章绪论课件丌发系统，还应该具备功能模块的可扩充性等。因此，在设计系统时，将每个模块独立起来，这样有利于新的模块加入和模块的更新，采用w e b 服务的技术，每个模块以服务的形式表现出来，模块之间的联系以服务的调用为基础，这样减少了各个模块之间的耦合程度，有利于模块的独立性。该网络课程开发平台结构的设计，以及w e b 服务的引入，有敏地解决了以往系统结构不宜过于庞大，使得管理、更新不方便的缺点。将各个模块之间的调用以服务的形式来实现，模块化各个独立的功能，是当今软件发展的趋势，w e b服务已经应用于各个行业，并且还在不断发展壮大中。这就给我们所涉及的网络课程开发平台以较好的技术保障。1 4 研究内容1 4 1 内容本文研究了基于w e b 服务的网络课程开发平台，研究的内容有以下几点：1 、分析该平台所具备的一些功能。之后基于平台的功能分析、设计了网络课程开发平台的各个模块，各个模块所具备的具体功能，以及各个模块之间的联系。2 、对平台结构设计中数据信息组织结构( 包括数据库组织和文件系统组纵)进行了研究，给出了最终的设计解决方案。3 、实现了教师课件制作的子功能模块。对该模块具备的各个功能，以及这些功能的实现给了详细地介绍。4 、在介绍w e b 服务的概念基础上，先分析了现有开发平台的不足。在分析w e b 服务系统集成的基础上，将w e b 服务集成技术应用于网络课程l t发平台当中。以及w e b 集成技术与传统集成技术的比较。5 、对教师课件制作的子功能模块，给出了在n e t 下该模块的w e b 服务的实现以及调用。1 4 2 关键技术本论文基于w e b 服务的网络课件开发，在网络课件结构的合理设计方面两北工业人学硕二l 沦文一市绪论w e b 服务的应用方面，阻及实现了的教师课件制作模块当中，都有一些关键的技术。基于w e b 服务的网络课程，各个模块的合理划分，每个模块的功能，以及各个模块之间的联系，在结构设计中表现得非常重要。这些的合理设计能够使得模块之间的耦合变得简单。在该课题中，以网络课程总的功能模块和各个分功能来划分。在文件的存储方面，用数据库和合理的文件信息组织结构来存储，减少了文件的数据冗余。在教师课件制作子模块中，制作出活泼生动并具有合理结构性的网络课件至关重要。将课件的制作分为网络课程框架设计部分和网络课程页面编辑部分。其中网络课程框架设计部分能够将网络课程必要的章节、内容简介、教师简介、课程计划等内容有机的组织起来，并对这些课程信息，用户信息、以及它们之间的对应关系进行有效管理。网络课程页面编辑部分针对每一个网络课程页面，能够通过一个网页编辑器编制出带有图片信息，f l a s h 动画，多媒体信息的，并对其中的文字进行有效的排版，字体，颜色，大小等设置，能够在直观的编辑下制作 u 精荚的网页。1 5 章节安排第一章绪论首先给出了网络课程开发平台的背景，然后分析了国内外的研究现状，论述了课题开发的目的和意义，探讨了网络课程丌发平台研究的内容和关键技术。第二章详尽的分析了分布式计算模型w e bs e r v i c e 的基本结构、技术架构、实现模型、发展前景。比较了传统集成方案和w e b 服务解决方案之间的一些基本的不同点。分析了现有网络课程的不足，提出基于w e b 服务的信息集成技术在网络课程开发平台中的应用。第i 三章主要是关于网络课程平台的结构设计。首先给出了结构设计的概念，在此基础上设计出了网络课程功能模块的基本框架。然后设计了各个基本功能模块的具体内容。最后提出了数据库和文件系统组织结构这两种数据信息组织结构的设计。第四章详尽给出了网络课程平台功能模块设计。主要以课什制作模块为例两i el 业人学倾卜睑丈第一辛绪论提出各个模块的详细设计框图。在此基础上对每个具体功能的框架和实现给出解决方案。最后给出题库管理模块中组卷策略的设计与实现。第五章提出了网络课程平台在n e t 下的实现。首先说明了选择n e t 半台的原因。然后设计出网络课程开发平台各个子模块之问服务的调用关系框图。设计详细的课件制作模块服务调用关系框图，并以此为例提出w e b 服务的实现、部署。最后提出了基于w 曲服务的网络课程开发平台的客户端设计的具体过程。两北t , j k 人学硕士论文第一章w e b 服务及扯l 叫络课程开发，卜白中的心用第二章w e b 服务及在网络课程开发平台中的应用2 1 w e b 服务的概念w e b 服务是松散耦合的、可复用的软件模块，从语义上看，它封装了离散的功能，在i n t e r n e t 上发布后能够通过标准的i n t e m e t 协议在程序中访问。2 1 1 w e b 服务基本结构为了达到松散耦合、可复用的设计要求，w e b 服务在现有技术的基础上，又引入了很多新的技术和思想。w e b 服务使用“发现”( d i s c o v e r y ) 机制束定位服务( 实现松散祸合) ，使用服务晚明来定义如何使用服务( 实现普遍的通信) ，使用标准的传输格式进行通信( 实现统一的数据格式) 。下图表示了w e b 服务的基本结构以及客户和w e b 服务是如何使用这些技术进行交互的。幽2 1 w e b 服务的基本结构以发客户和联务的交互过程西此丁业大学硕| ：论文第二章w e b 服务发n ：网络谍程开发、卜f i 中的心用2 1 2 w e b 服务的基本架构w e b 服务实现的机理包括几个典型的操作，比如w e b 服务的发布( 目录) 、w e b 服务的发现、w e b 服务的说明以及w e b 消息的传送等，为了让不同的系统能够顺利的实现w e b 服务交互，这些操作必须使用标准的技术。f 图把这些w e b服务的各种典型操作与它使用的标准技术做了一个对应，并形成了一个技术f j 4 h互依赖的阶梯架构。在这个层级的架构中，上层的功能必须依靠下层的支持。静奄婚呻l d d 直接的u l ) d iw s d l m pm p 、h p 、d 咀i l 、m2 i 3 w e b 服务实现模型圈2 - 2 w e b 服务的技术架构w e b 服务主要建立在三个角色的交互上，它们是：服务的提供者、服务的注册处和服务的请求者，而交互的内容包括发布、查找和绑定三个操作。这些角色和操作都围绕w e b 服务的两个产品展开，它们是：服务本身和服务说明。w e b 服务最典型的实现模型是服务提供者拥有一个可以通过网络访问的软件模块( w e b 服务的实现) ，它为这个w e b 服务定义服务说明，并把它发布给服务的请求者或服务的注册处，服务的请求者使用查找操作从本地或服务的注册处得到服务说明，并使用服务说明中的信息与服务的提供者实现绑定，然后与w e b服务交互，调用其中的操作。服务的提供者和服务的请求者是w e b 服务的逻辑一哿龄3 海呻一味瞄一，l两j 匕t 业大学硕十论文第章w e b 服务发n 州络课程开发、i s 台中的j 叫羽基础，一个w e b 服务即可以是服务者又可以是请求者。下图显示了这些操作、提供这些操作的模块和它们间的交互。2 1 4 w e b 服务的特点图2 3 w e b 服务的角色、操作和产品w e b 服务是用于创建开放分布式系统的构件，并可以使公司和个人迅速且廉价的向全世界提供他们的数字资产。早期的示例是m i c r o s o f tp a s s p o r t ，m i c r o s o f t 拥有的一种便利认证服务。w e b 服务可以集合其他w e b 服务以提供一套更高级的功能。例如，w e b 服务可以通过吸纳低级的汽车租借、航空旅行和酒店等w e b 服务来提供一套高级的旅行服务。将根据成本、质量和可用性在运行时动态的选择w e b 服务，并根据这些w e b 服务来构建未来的应用。w e b 服务很可能将是下一代分布式操作系统的核心部分。其原因如下互操作性任何w e b 服务都可以与其他w e b 服务进行交互。应感谢s o a p ，这是所有主要供应商都支持的新标准协议，这样就避免了在c o r b a 、d c o m 和其他协议之间转换的麻烦。还因为可以使用任何语言来编写( 甚至c o b o l ) ，丌发者无需更改他们的丌发环境就可以生产和使用w e b 服务。普遍性西北 + 业大学硕 论文第一章w e b 服务发舀刚络谍程开发f f f 中的心用w e b 服务使用h t t p 和x m l 进行通信。因此，任何支持这些技术的设备都可以捌有和访问w e b 服务。不久，他们将在电话、汽车甚至汽水贩卖机中出现。低进入屏障w e b 服务背后的概念易于理解，并且来自i b m 、m i c r o s o f t 这样的供应商的免费： 具箱，能够让开发者快速创建和部署w e b 服务。此外，其中的某些工具箱还可以让已有的c o m 组件和j a v a b e a n 方便的成为w e b 服务。行业支持所有主要的供应商都支持s o a p 和周边w e b 服务技术。例如m i c r o s o f t的n e t 平台就是基于w e b 服务的，因此用v i s u a lb a s i c 或者c 样编写的组件很容易作为w e b 服务部署，并且，使用i b mv i s u a l a g e 编写的w e b 服务也l l j 以被m i c r o s o f t 平台部署。2 2 】眦与w e b 服务x m l ( e x t e n s i b l em a r k u pl a n g u a g e ，可扩展标记语言) 是f n t e r n e t 上数据表示和数据交换的新标准。它是i s o ( i n t e r n a t i o n a lo r g a n i z a t i o nf o rs t a n d a r d i z a t i o n ，国际标准化组织) 的s g m l ( s t a n d a r df o rg e n e r a lm a r k u pl a n g u a g e ，通用标记语言标准) 的一个简化子集。x m l 关注信息本身，是w e b 上表示结构化信息的一种标准文本格式。与传统的注重页面信息显示的 t t m l( h y p e r t e x tm a r k u pl a n g u a g e ，超文本链接标示语言) 相比，关注于内容的x m l具有以下诸多优点：良好的可扩展性，语言简单有效，可自行定义标u ；内容与形式的分离，主要刻画数据内容，不考虑显示效果；有严格的语法要求，便于分析统一和与数据库信息转换：便于传输，为纯文本形式，可通过h t t p 协议直接传输，可跨越防火墙等等。x m l 的出现和发展对于i n t e r n e t 和i n t r a n e t 产生了巨大的影响。由此可见，在x m l 基础上发展起来的w e b 服务是一种革命性的分前r 式计算技术。它使用基于x m l 的消息处理作为基本的数据通讯方式，消除使崩不同组件模两北工业人学钡十论文第二章w e b 服务发诅- 州络课程开发、f 台中的心用型、操作系统和编程语言的系统之l 、日j 存在的差异，使异类系统能够作为计算删络的一部分协同运行。开发人员可以使用像过去创建分布式应用程序吲使用组件的方式，创建由各种来源的w e b 服务组合在一起的应用程序。由于w e b 服务是建立在一些通用协议的基础上，如h t t p ( h y p e r t e x tt r a n s f e rp r o t o c o l ，w w w 服务程序所用的协议) ，s o a p ( s i m p l eo b j e c ta c c e s sp r o t o c o l ，简单对象访问c 1 、议) ，x m l ，w s d l ( w e bs e r v i c e sd e s c r i p t i o nl a n g u a g e ，w e b 服务描述语言) ，【j d d l ( u n i v e r s a ld e s c r i p t i o n ，d i s c o v e r y ，a n di n t e g r a t i o n ，通用描述发现和集成协议) 等，这些协议在涉及到操作系统、对象模型和编程语言的选择时，没有任何倾向，因此w e b 服务将会有很强的生命力。关于w e b 服务的m 3 c ( w o r l dw j d ew e bc o n s o r t i u m ，万维网联盟) 标准逐渐出台；两个应用程序通过w e b 服务进行远程通信时，所需的标准核心构件如下图所示：囊势j t 璃甄麟。曩番描述# s “) 口i ks c h 帅hd 口c s治纛格式艟碣薹i i k簿嗡腓期p 尊图2 - 4w e bs e r v i c e 的核心构件块各大厂商也逐步推出了相关的w e bs e r v i c e 开发环境和解决方案；在目前主流的操作系统平台上都有相应的开发环境，如：w i n d o w s 平台上的m i c r o s o f tv i s u a ls t u d i o n e t ；w i n d o w s 和l i n u x 平台上的s u no n es t u d i o ，i b m 的w e b s p h e r es t u d i0 ；以及b e a 的w e b l o g i cw o r k s h o p 等。两北t 业大学顺十论文第二章w e b 服务及相：嘲络谍程升发、r f f 中的胁用2 3 基于w e b 服务的集成化网络课程开发平台结构2 3 1 4 # 统集成方案和w e b 服务解决方案的比较下商是传统的集成方案和w e b 服务之削的一。些基本的不i 吲点。简单性：相对于典型的传统系统集成解决方案( 也许包括分布式技术，如d c o m 和c o r b a ) ，w e b 服务更便于设计、开发、维护和使用。既然丌发和使用w e b 服务的平台框架已经准备好了，创建跨越多个应用程序的业务流程处理将变得相对简单。开放性：w e b 服务是基于开放标准，诸如u d d i ，s o a p ，h t t p 的。这可能是导致w e b 服务被广泛接受的最重要的因素。事实上，基于现存的丌放标准消除了传统集成解决方案潜在地为了支持新出现的w e b 技术的投资的需要。灵活性：既然传统集成解决方案需要点对点集成，一端的改变必须告知兄外一端，这自然使集成变得非常得生硬，同时也浪费开发人员的时间。基于w e b服务的集成是非常灵活的，因为它是建立在发布服务的应用程序和使用服务的应用程序之间的松散耦合。低成本：传统集成解决方案，诸如消息中介，其实施是非常昂贵的。而w e b服务的实施则会变得便宜而快速。广泛性：传统解决方案，诸如消息中介，把应用程序作为一个单个的实体来集成。然而，w e b 服务允许系统把大的应用划分为小的独立的逻辑实体并且包装它们。高效性：币如前面几点提到的，w e b 服务允许应用程序划分为一些小的逻辑组件，因为在小粒度基础上集成应用程序，集成将变得更容易。这也使w e b 服务的集成解决方案比传统的集成解决方案更有效率。动态性：w e b 服务通过提供动态的服务接口来实施一个动态的集成。然而，传统的系统集成解决方案都是静态处理的。两北r 业人学颂十论文第一二章w e b 服务及n 删络渫程开发、卜舟中的f 、v 用2 3 2 现有网络课程开发平台的不足现有的网络教育系统和产品，一定程度上存在着一些不足：教学和交互方式比较单一，不同的教学和交互子系统很难集成在一起，大多处于相刑分离的状态：缺少通用的数据编辑和保存形式，不同操作系统和数据库平台上的子系统很难交互和共享数据；缺少有效的模块集成手段，基于不同平台的模块很难集成，系统的扩展性和伸缩性比较差。现有的网络教育平台的这些缺陷，在很大程度上与现有的系统集成技术的缺陷有关。针对现有网络教育系统和产品的不足之处，在实际的网络教育甲台的设计和丌发过程中，采用基于w e b 服务的系统集成技术，处理系统模块之川控制和数据的集成很大程度上提高了系统数据的通用性，降低了模块i u j 的耦合程度，从而提高了网络教育系统的扩展性、伸缩性和兼容性，便于系统分担负载，提高网络教育系统的服务质量。2 3 3 基于w e b 服务的系统集成技术在网络课程开发平台中的应用传统网络课程开发平台的开发，是完全基于w i n d o w s 平台的。整个系统集中在一个服务器上，采用两层的w e b 开发架构，各个模块直接对数据库进行操作，通过f o r m 提交数据，直接引用等方式进行消息传递。造成系统模块l l 口j 的耦合过于紧密，系统的可移植性，扩展性和均衡负载等方面都比较差。在进行该平台的设计时，考虑到传统系统的诸多不足，在提高系统的可扩展性，降低各个系统模块之f b j 的耦合程度等方面多了许多考虑，在模块集成方面辛要使用应用层面上的基于w e b 服务系统集成技术，使用基于不同平台上的w e b服务技术实现系统模块之间的消息和数据传递。在基于w e b 服务的网络课程开发系统中，将系统分成三个层次来进行处理。即数据层，业务逻辑层和数据表现层。在这罩我们将重点地考虑、世务逻辑层的实现。j 1 可北t 业人学坝l 论史第一章、v e b 服务及曲：剐络课程升发、 7 行中的腑用论文对集成化网络课程开发系统的功能结构进行分析，并从实际巾抽象出了功能模块，每一个模块实际上是相关的元素的属性和功能的。个集合，具有一定的独立性。对于这些模块可以将其功能作为一个整体发布出去，这样就司以将系统的业务逻辑按照功能模块的划分原则，通过w e b 服务的形式得以实现。经过以上分析，网络课程开发平台的基本模块结构如下图所示教学资源管理，一7、一7、7试咎编辑挫块教学实施l 一j1、_ _ 纛# i r ： j 掣。掀触，1 一7，l l 、。试卷批殴帧块：墨i ? 1r i 【j 作蚴辄栏块，7 教学评估模块、jl ?7| 耄1翁【、 告 馨块| 块【闰2 - 5 远程教育系统模块结构圈接下来以教学管理模块和同步教学模块之问的集成，米说明如何在实际的网络课程平台开发过程中使用w e b 服务集成技术。索材管理摸块第二章w e b 服务及n 州络诛程开发、台中的应用教学管理模块主要完成远程教学的教学组织和人员管理；课件制作模块是教师编辑课程的功能模块，主要提供教师编辑、修改课程的信息及课程内容。课件制作模块中所需要的课程信息、教师等信息都需要从教学管理模块中获得。在以往的系统中，两个模块工作在同一个平台上，访问同一个数据库，获取相应的信息，关联比较强。为了减少这两个模块之间的关联，在设计的时候，考虑将这两个模块独立起来，在教师进入课件制作模块的时候只传递最必要的信息，如课程号和用户序号：其他大部分的相关用户和系统信息都进行抽象，通过w e b 服务方式在教学管理模块中实现，在课件制作系统中进行访问。这样保证了两个模块之间可以很容易的分离和整合，也可以工作在不同的操作系统平台上( w i n d o w s或l i n u x 等) 。2 4 本章小结本章首先介绍了w e b 服务的一些概念，w e b 服务的基本结构和w e b 服务的架构，以及w e b 服务的实现模型和特点。然后说明了w e b 服务和x m l 之问的关系。最后，分析传统网络课问开发平台的一些不足，在此基础上，将w e b 服务应用于网络课程开发平台中，并且以教学管理模块和同步教学模块之间的集成为例来说明。两北工业大学硕十论文第二章唰络课程r 台结构吐汁第三章网络课程平台结构设计3 1 总体结构设计的意义网络课程开发平台良好的结构设计能够实现模块之问的合理却局与组织，增强各个模块的功能独立性。网络课程平台总体结构设计的重要意义在于：合理安排体系结构，为教师创建一个快速设计、丌发，并能表达自己思想的课件、题库等的开发环境。为学习者创设一个有助于自身学习的环境，包括帮助学习者建立个别学习的环境和帮助学习者建立协作学习的环境。个别化学习环境主要是为学习者提供一个经过精心策划的、以超文本方式组织的知识结构和评价体系，并在此基础上为学习者提供一些必要的学习资料，如案例库、文献库和资源库等。协作学习环境主要是指提供学习者和其他学习者或教师进行交流协作和讨论的一些方式。因此，结构设计的合理性对网络课程开发平台合理的发挥效应至天重要。3 2 总体设计网络课程开发平台结构设计时，首先确定网络课程开发平台的基本框架，确定网络课程平台的基本框架包括两个步骤：首先确定网络课程开发平台需要由哪些模块构成，然后确定这些模块如何组织起来。网络课程开发平台的功能模块构成建立在教学目标分析、教学内容设计、交互设计以及评价设计的基础上，一般包括如下功能模块：课件制作模块、辅导答疑功能模块、作业发布和批阅功能模块、讨论学习模块、题库管理模块、考试及自测模块、教学分析功能模块、教学管理功能模块等。确定了网络课程开发平台的基本框架以后，就可以薪手绘制网络课程丌发平台的系统功能模块框图，确定平台功能模块应该以下面三个原则为指导思想，分别是：1 、有利于学习者自主学习。在设计学习导航的时候，从学习者的角度出发将所有的学习要素都考虑进去。学习者可以了解网络课程的教学设计思西北工业人学坝上论文筘二章州络谍袒、r 台结构瓒计想、学习内容、学习方法等，以便更好的进入学习状态。2 、有利于教师和学习者的信息双向交流，为教师和学习者提供了多维的信息交流的空间。3 、有利于贯彻执行教学策略。教学策略要落实到具体的教学过程之中，4能有效果。模块并不是杂乱无章的随意堆放起来的，而足应浚按照一定的逻辑关系编排起来。因此，遵循以上原则，网络课程开发平台的结构框图如图3 1 所示：图3 1 网络课程系统功能结构图在该结构框图中，教师空间与学习者空间的各项操作分别对应于网络课程平台的相关模块上。另外，系统功能结构图中独立出了教学资源数据库，这罩包括教材库、素材库、视频库等一些教学资源库。系统管理员通过用户管理工具对用户进行管理，通过资源管理工具对教学资源进行有效管理。两北1 = 业人学硕j j 论文第二章咧络课程r _ 厶ii 结构i 5 计3 3 基本功能模块设计网络课程开发平台的基本功能模块包括：课件制作模块、辅导答疑功能模块、作业发布和批阅功能模块、讨论学习模块、题库管理模块、考试及白测模块、教学分析功能模块、教学管理功能模块等。以下对每个功能模块给以说明。3 3 1 课件制作模块课件制作模块是教师制作课件，表现课件丰富内容，并且快速，高效，f 发网络课件的操作模块。课件制作模块分为框架编辑、课件模式编辑、课件模板编辑、课件内容编辑和课件导入导出等的一些子功能模块。1 、框架编辑编辑课件的基本框架，如课件的总体结构和目录结构等。课件的目录可以分为章和节。为了提高操作的简易性，可以使用右键弹出的方式编辑。节点按照一定的次序排列，可以随意更改节点的次序。可以更改某个节点的状态，置为显示或者隐藏。教师在节点上右键弹出修改，删除，添加，上移，下移等操作菜单。由用户选择对应功能，进行操作。删除：删除当前选定节点。修改：修改当前选定节点。添加上移下移隐藏在当前节点下添加一个子节点。将当前节点在同一层次上上移一个单位，其子节点跟着上移。将当前节点在同一层次上下移一个单位，其子节点跟着下移。将当前节点状态设置为隐藏，隐藏的节点学生将看不到。显示：将当前节点状态设置为显示。2 、课件模式编辑课件模式是课件内容的呈现形式和次序。此系统课件的模式可以自出编辑，采用可视化编辑系统来编辑。首先系统给定几个模式参考模板，用户可以在这些模板的基础上设计符合自己要求的模式，模式设计完成后，保存为自己的模式。然后在课件内容的编辑中可以引用此模式。也可以一丌始就设计自己的模式。3 、课件模板编辑两北t 业大学倾士论文课件模式编辑完成，可以编辑课件模板。课件的模板是课程内容的冠示形式。编辑课件模板前先选择针对哪个课件模式中的哪一部分。选择确定后丌始编辑，编辑的形式和课件模式一样采用可视化界面设计。设计完毕保存为i h 己的课件模板。4 、课件内容编辑课件内容的编辑相对来说比较自由。内容的形式不受限制，可以是文字，图片，动画，视频，超文本，音频甚至v r m l 等等。支持从w o r d 中或其他地方直接拖拽内容到编辑框里。支持现有嘲页的导入。内容编辑阿要选择模式和模板，编辑完成后可以自由更改模式和模板，但必须是符合当前内容的模式和模板。5 、课件导入导出为方便无网络情况下的教学过程。提供课件的导入导出功能。导山的课件生成一个文件目录结构形式，可以直接以网页的形式打开。符合导入接口的课件可以直接导入到平台中。3 3 2 辅导答疑模块辅导答疑模块提供答疑功能为学习者及时解决学习中的困惑，同时为教师提供学习者学习效果的反馈信息。该模块分为教师端和学习者端，教师具有管理和浏览功能，学习者只具有浏览的功能。当学习者无法解决某个问题时，网络课程平台允许学习者通过答疑模块直接向指导教师提问。学习者提出的问题添加到问题库中，教师直接通过系统来解答每个学习者的问题，答案也写入问题库中。另外，答疑模块还有以下功能：1 、搜索功能：学习者可以利用知识点或者关键词来搜索问题库中的问题。2 、“我的问题”功能：学习者可以直接访问自己提出的问题。3 、提示功能：当学习者提出新问题和教师解答了学习者提出的问题以后教学平台可通过站内消息的方式，将这些信息及时告知相应的网络课程t _ j产l 。两北t 业大学硕士论文三章删络墚程、r f 结构吐8 8 3 作业发布和批阅模块教师发布作业、学习者做作业和教师批阅作业这三个过程结合起来，是非常关键的教学环节。教师可以利用学习者完成作业的情况从某种程度上了解学刊者的学习情况。对于网络教学来说，这种教学活动尤其重要。因为在网络教学中，教师对学习者作业的评价是形成学习者学习评价结果的重要依据之一。在作业发布和批阅模块的实现方式上，采用在线作业。在线作业可以充分利用习题试题库。它包括“布置作业”、“批阅作业”、“作业评语”、“做作、【k ”和“浏览作业”等功能。在线作业一股有如下过程：i 、教师选择需要布置作业的教学单元，系统先确定该教学单元所包含的知识点，然后根据这些知识点从习题试题库中搜索出相应的习题。教师可以根据知识点选择所需布置的习题，还可以设置作业的完成时间。2 、学习者完成作业，系统将答案保存在数据库中。3 、教师批阅学习者的作业，给出评分和评语。教师还可以根据所有学习者的作业完成情况，针对学习者普遍存在的问题做出点评。4 、学习者查看教师的批阅结果。另外，还有一些补充功能，如当习题库中的习题不能满足教师的需要时，允许教师自己添加习题作为作业；教师布置完作业后，可以查看自己布置的作业，还町以修改、删除已经布置的作业：当教师布置了新作业时，系统可以自动以站内消息的形式将信息通知本课程的全体学习者。3 3 4 讨论学习模块讨论学习功能模块是教师与学习者、学习者与学习者之间相互讨论、交流的一个重要手段，是实现协作学习模式、小组学习模式的重要途径。讨论学习功能模块可以包含b b s 、聊天室等工具。两北j 一业大学倾十论文第一二幸例络醒程、r 台结构设计3 3 5 题库管理模块题库管理功能模块仅提供给教师使用，用于增加、删除、修改、检索各种类型的习题试题。习题试题都是与课程的知识点相关的。题库支持各种习题试题类型，包括：填空题、单选题、多选题、判断币误韪、简答题、证明题、问答题和翻译题等网络课程所需的题型。试题与习题相比较，试题录入时需要设置更多的参数，例如难度、区分度和估计完成时间等。因为在组卷的时候，系统需要利用这些参数信息来生成试卷。试题即可以在布置作业的时候使用，也可以存测试的时候使用，而习题只可用于布最作业。添加试题的具体步骤：选择知识点，选择题型；确定是否作为试题，设置难度和估计完成时间；录入试题及答案，提交题库。在录入试题以后，教师还需要修改或删除试题。3 3 6 考试及自测模块考试、自测模块涉及到网络课程评价策略的实施，是检验学习成绩的必要手段，是学习者自我评估和教学分析的主要数据来源。这个模块包括三个子模块。是自测子模块，用于学习者学习过程中的自我检测、自我评价。二是考试子模块，用于教师对学习者成绩的测定。三是成绩查询子模块，学习者可以查询自己的成绩，查看自己的试卷。这个模块中的重点主要有三个：提供组卷策略、教师发布试卷和学习者进行考试、教师阅卷。1 、为学习者和教师提供组卷策略在考试、自测模块中，最关键的是应当给学习者和教师提供各种组卷策略。组卷是指按照一定的试卷生成条件，组成符合学习者和教师使用的试卷。它具备三个方面的功能：随机组卷、手工组卷和组卷策略的存储使用。随机组卷是指用户设置试卷所需的题型、对应的分数以及知识点的分布，系统根据用户的设胃，运用随机算法在题库中抽出若干试题，组成试卷。手工组卷的过程比随机组卷要麻烦些。组卷策略的存储和运用是指在随机组卷的条件下，可以把生成试卷的策略保存下来，在今后生成试卷的时候，可阻调出保留在数据库中的卷型，加以修改或不加修改，即可自动生成试卷。西北丁业大学硕一论文第一- 牵阚络谍程，卜白结构设汁2 、教师发布试卷，学习者参加考试教师可以选用随机组卷、手工组卷的方式来生成试卷。生成试卷以后，教师可以在网上发布考试，确定考试的时间。学习者在规定的时问内参加考试，提交考试试卷。教师发布试卷以后，系统以站内短消息的形式通知学习者按时参加考试。3 、教师批阅试卷在试卷批阅子模块中，一般客观题由开发平台t t 动判卷，主观题才需要教师批阅。教师在批阅时，给出分数和详细的错误分析，供学习者参考。3 3 7 教学分析模块教学分析是网络课程中必须具备的一个教学功能，它有助于学习者了解自己的学习效果，改进学习方法，同时有助于教师对教学方法和教学设计进行必要的调整，提高教学质量。此功能模块包含：自测效果分析；作业情况分析；答疑情况分析；考试情况分析；讨论情况分析。3 3 8 教学管理模块教学管理是网络课程中保证教学有序、有效进行的必要手段。此功能模块包含如下功能：1 、学习者注册和认证管理学习者要进入到网络课程，应当先向指导教师提出申请，填写一些必要的用户信息，得到教师的认可以后，成为网络课程中的正式用户，4 “能够进入刚络课程中学习。因为网络课程的学习者来源广泛，所以采用学习者自行注册，然后由教师认证的方式比较方便一些。2 、教学资源管理教学资源管理模块主要用于教师对网络课程中的各种资源( 文、图、声、像) 进行管理，包括教学资源的增、删、改、检索等。可以采用目录树的方式对教学资源进行管理。两北t 业大学硕 二论史第二章削络课程a 卜台结构设计3 4 数据信息组织结构设计网络课程开发平台包括课件制作、考试系统、用户管理系统、资源组织等多个方面，涉及到大量的数据信息，这些数据信息有以卜- 特点：】、数据信息量大。学生和教师的基本信息、课程信息、学生各门课成绩、网络课件、试题库、教学资源等。2 、数据信息种类繁多。系统中学生和教师的基本信息、课程信息、课件、作业、试卷以及各种格式的教学资源构成了一个种类繁多的数据信息体系。3 、数据信息访问级别控制严格。学生、教师以及管理员对成绩、个人资料、试卷等重要信息有不同的访问权限，系统中根据角色和权限的不同，对各类数据信息有着严格的访问控制。4 、数据信息组织形式复杂。系统中的数据信息都是以课程为中心，围绕学生、教师、管理员等角色展开的，所以将各种数据信息合理的组织起来很重要。结合系统中数据信息的以上特点，采用数据库系统与文件系统目录结构：日结合的方式对系统中的数据信息进行存储、组织与管理。3 4 1 数据库设计数据库系统将数据信息以某种数据模型组织起来进行存储，通过数掘库管理系统能够方便有效的完成数据信息的插入、删除、修改、查询等操作，并保