（计算机应用技术专业论文）基于web的网络教学与测试系统的设计与实现.pdf

华中科技大学硕士学位论文 摘要 随着计算机技术和互联网技术的快速发展，网络化教学环境逐渐完善。新形势下， 针对课堂多媒体教学的局限性以及网上教学的不足，开发一个b r o w e r s e r v e r 模式f 简称 b ，s 模式) 的网络化教学系统基于w e b 的网络教学与测试系统。该系统希望能够发扬 课堂教学、多媒体教学和网上教学的优点，通过直观的网页形式展示教育教学资源，实 现网络化教学；系统使用b s 模式安装在服务器上，能够方便教师课堂教学、网上测试 评分和师生课后交流，实现教学资源的信息化管理及教师之间教学资源的共享。 在研究j a v a s e r v 盯p a g e s 技术( 简称j s p 技术) 、s h u c t s 框架的基础上，以j a v a 为开 发语言，根据教师用户、学生用户、管理员用户的实际要求，运用b s 模式和m o d e l 。v i e w - c o n 仃o l l e r 模式( 简称m v c 模型) 开发基于w e b 的网络教学与测试系统。在 、】l ，i n d o w s x p + j d k 十t o m c a l s p 环境下。设计完整的程序及j s p 页面，实现该系统。 基于w e b 的网络教学与测试系统，充分利用了网络教学条件，打破了传统课堂教学 在时间上和空间上的限制实现了学生用户基本信息管理、网上答题评分、学生成绩查 询、学生提问、资料下载功能，教师用户基本信息管理、网上测试、网上评分、成绩查 询、解答学生提问、资料上载和下载功能，管理员用户学生管理、教师管理、帐号管理 功能；该系统界面友好，操作简单，易学易用，可以将课堂教学环节和课后测试、师生 交流环节结合起来，是一个从传统课堂延伸出来的网络教学环境，是一个既能发挥教师 的主导作用又能体现学生的主体作用的网络化教学系统。 关键词：b s 模式w 曲应用系统s 咖c t s 框架m v c 模式j s p 技术 华中科技大学硕士学位论文 a b s t r a c t w i t l lt l l eh i g hd e v e l o p m to fc o m p u t e r 姐di m 锄c tt e c l h l o l o g y n 咖r ke n v i r o t l i n e n t f o rt e 耐l i l l gi s i m p m v i n gg r a d u a i l y i nt 1 1 en e ws i t i l a t i o n ，b e c a u s em u l t i m e d i at e a c h i n g i r l _ c l a s sh 懿i t sl i i i l i 诅t i s 髓dt c h i l l go n - l i i 圮h 船i t sd c f i c i e n c i e s ，w eu s eb sm o d e l d e v e l o p i n gas y s t e m - t l l es y s t e mf o rt c l l i n g 趾dt e s 虹n gb 嬲e do nw e b 印p l i c a t i o n t h e s y s t e mh o p e s 也a ti tc a nn o t l yi n h e r i tt l l ea d v a n t a g e so fm 枷m e d i at e a c h i n gi r l c l a s sa j l d t e a c h i n go n l i n e ，b u ta i s od i s p l a ye d u c a t i o nm s o u i c e si nf b mo fw e bs oa st oc a 吖o u t n c t w o r kt c a c h i n g ；d c s i 弘i n gas y 咖mu s i n gb sm o d e la n di i l s t a l l i n gi to ns c r v e rf a c i l i t a t c t u m o ni r l _ c l 船s ，t e 池go n l i n ea n dc o m m u n i c a 娃o nb e 柳e e nt e a c h e r sa | l ds t u d e n t s ，w h i c h a c h i e v e si 珂o 玎n a t i o nm a l l a g 锄锄to f t e h i n gr e s o l l r c 趾ds h a r i n g 孤n o n gt e a c h e r s a c c o r d i n g t ot 1 1 ep m c t i c a l q u i 托m e m so ft c a c h e r s ，s 乱l d e n t sa n dm a n a g e r s ，、v ed e v e l o p t h e i m e r a c t i v es y s t e mf o rt c a c h i n g 锄dt e s t i n gb a s c do nw e ba p p l i c 靠o nu s i n gb ，sm o d e la i l d m v cm o d e lb 黜do ns t u d y h l gj s pt e c h n o l o g ya n dt l l c 触m e w o r ko fs t n l c t s i nt h e e n v i r o 眦e n to fw m d o w s ) a ? 佃k + 1 0 m c 删s p w ed e s i 弘i n t e g f n yp m c e d u r e sa 1 1 dj s p p a g e st oc a r r yo u tm ew e bs y s 把m t h e 、v e bs y s t e mt a k e sa d v 蛐g co fm en e 相，o r kt e h i n gc o n d i t i o n st ob r e a kt h e c o i l s 订a i l n so ft i m e 如ds 口ei n 协迅m o n a 重c l 嬲咖m ，r e a l i z et l l e 鼬c t i o no fb a s i c i b m l a t i o nm 锄a g e m e m ，o n i i n ee x 硼血瓶o i l ，o n l 址r e s u l t se n q u i r i e s ，o i l l i n eq u e s t i o n s ， i n f o n n a t i o nu p l o a d e d 锄dd o 、) v i 曲a d ，强d i t si 咖g 嘣e d 锄班f k ei s 臌e n d l y a n d “i s v e r yc o n v e i l i e n tt oo p c r a t e ，e 够yt ol e 锄a n du s e a b 0 v ea i l ，i ti sa _ b l et oi m e 伊a t ct e a c l l i n g i r l _ c l a s s ，s u p p l e 珊锄n _ yt e s t sa n dc 伽m 枷c a t i o nb e 呐嘲t c h e r sa n d 咖d e m s ，a i l di t i sa n e t w o r kt c h i n ge n _ 、r i r o 姗e ms p i n o f r 台o m 砌i t i o n a lc l 勰s r l m ，i nw h i c ht c a c h e rc a na l s o p l a yak a d i n gr o l ew i l i km e s t l 血n ti st h em a i nm l eo f 钯 吣l l i n g k e yw o r d s ：b r o w e “s e r v e rm o d e l w e ba p p l i c a 曲璐s t r i l c t s 腼m e w o r km v cm o d e l j a v as e r v e rp a g e st 。c h n o l o 斟 独创性声明 本人声明所呈交的学位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，除文中已经标明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体 已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研究做出贡献的个人和集体，均已在文中以 明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名 岔彬目 日期：夕形年4 月搿日日期：歹卯扫年华月搿日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保 留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本 人授权华中科技大学可以将本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和汇编本学位论文。 保密口，在 年解密后适用本授权书。 本论文属于j 不保密q 。 ( 请在以上方框内打“”) 学位论文作者签名 绷 日期：加f 年细2 8 日 指导教师签名：厥，雾乏 日期：) 卅年岳月；o 同 华中科技大学硕士学位论文 1 1 系统开发背景 1 绪论 随着校园网与多媒体教室的建设，多媒体教学逐步普及，教师授课内容日趋电子化、 多媒体化和网络化。目前，教师教学多采用课堂教学和多媒体教学相结合的方式。他们 先制作多媒体课件，再使用存储设备将课件带到课堂进行讲授。这种教学模式存在的主 要问题有： 1 、对教师而言，存储器容量有限，课件携带麻烦； 2 、对学生而言，由于缺乏规范、便利的课堂教学内容电子板书发布方式，多媒体 教学条件下，他们遇到了课堂笔记的困难，无法按照传统的模式记录课堂教学资料，并 由此导致了学生对多媒体教学模式的一定置疑和负面评价【1 】； 3 、由于时间和空间的限制，师生交流局限于课堂内，学生不理解的问题难以一一 得到解答； 4 、各个老师的教育教学资源难以得到共享； 5 、传统的课堂小测试及课后作业往往要浪费师生大量的时间和资源。 多媒体结合课堂教学仍有诸多不足，高校急需一种高效、便捷的基于互联网的教学 平台以实现实时人机交互和师生交流。 1 2 网络教学系统发展现状 随着现代化教学条件的全面使用，网络化教学环境逐渐完善。现代网络教学环境使 用的主要代表有远程教育和网络教育。 远程教育和网络教育主要是采用网上教学和网络课堂的形式。网上教学是指教师利 用网络向学生传递教学信息或学生通过网络获取知识，它是一种以网络为依托、以多媒 体信息为传输媒介的开放式、远程化教学系统。网络课堂是指通过网络表现课程的教 学内容及实施教学活动的总和口j 。 1 华中科技大学硕士学位论文 远程激弯帮磺络教弯逮疆耱教弯形式存在戆翊题有： 1 、从教学主体来看，它是一种以学生为中心的教学模式【4 1 。这种激学模式强调学生 的”学”，忽视了教炳豹主导住爆，学生通过网络获褥的知识是零教鹳、不系绞的，只有 借助于教师的帮助才能将这蟪知识联系起来成为一个整体f 甜f 6 l ； 2 、从教学过瑕来看，它忽视了师生之间的情感交流和情感因素拯学习过程中的重 要作用，学生学习过程中无法得至l 老师的弓l 导与鼗励【7 l ： 3 、从教学结果上来看，出于忽视教师主导作用，学生自主学习的自由度过大1 5 】【6 1 【7 ； 褥学生与学生之褥、学生与老拜之闻浚芝溜逶移交流，往经鲁致学生辩课程懿教学重点 把握不那么准确，个人攻克教学难点难度也很大，很容易偏离教学目标的要求【8 】【9 】 4 、觚系统实瑰豹按寒燕袭来着，瓣蓑大多数系绞黎慕弼a s p 投零实瑷，这穆鼓泰 基本上怒局限于微软的操作系统平台之上，主要工作环境是微软的i l s 应用程序结构， 又因a c t i 鞘x 对象必须事先教爨子掰选择豹平台中，具有平套特性，灏以a s p 技术在跨 平台的w e b 服务器上实现不方便；且当文件比较复杂时，服务器端解释执行的负担也相 应增大，a s p 应用程序运行速度会大大降低。 在校园网建设已经取得长足遂展的今天。如何在传统教学中弓f 入黼络环境成为了所 有学校共同关注的话题。师擞们希望能进一步利用网络环境开展课堂多媒体教学，即开 发一个瞬络多媒体谦堂教学平台，使它既可醴弥补网络教学静不足，又能发挥传统课堂 多媒体教学的优势，更能真磁根据学校教学的实际情况和师生们的凝同要求，低投入、 嵩效率戆开展教学工作驻q 。 开发基于i n 聪r n e t 环境的网络教学和信息管理平台- - 基于、聪b 的网络教举与测试 系统，一方瑟蔻发簿翘终教攀瓣优势：熊够将教学凌容在蠲上发毒，戆够镬砖绞教学过 程中一燃保证教学质量的关键环节，如作业、考试、图书馆、笔记记泶等，在网上得到 受好静支 毒；另一方嚣选戆发撵砖绞谖霆教学静优势：课堂教学过程中学生与教爆之间、 学生与学生之间能充分沟通岛交流，网络教学环境下课后还可实现实时交流；使网络教 学和课堂教学互棚渗透， 创造一个从传统课堂娥伸出来麴网络教学环境，并通过网络 教学再反作用于谦篷教学，从而实现课堂教学内容、形式上的变革，实现摊进素质教 育、提高教学质量”的目标。这就是本系统开发的主要目的。 2 华中科技大学硕士学位论文 1 3 课题研究主要开展的工作 l 、认真分析现阶段采用的多媒体课堂教学模式与网络教学模式的利与弊，对最适 合的交互式网络多媒体课堂教学模式进行了探讨，并将其用于指导网络教学与测试系统 的设计与开发： 2 、网络多媒体教学课堂实现教与学的一体化管理的研究：将学生选课系统、课堂 教学系统、在线测试系统集于一体，降低操作的复杂度及学习的难度，使其真正符合教 学的实际要求，成为教师和学生教学管理与测试的平台： 3 、交互学习方式的探索：网上教学不仅仅是将教学内容在网上发布，更重要的是 教师与学生、学生与学生、教师与教师之间的充分沟通与交互，从而打破了传统课堂的 授课模式。应用多媒体和网络技术，能在网络课堂中实现文字、图形( 图像) 、动画、声 音、视频等各种信息以交互方式传递，有利于教学系统地实现和发展，本课题在交互学 习方面主要探索如何降低实施网上教学的技术难度，提供方便实用的教学工具，简化交 互式教学设计的复杂性； 4 、网络多媒体课堂教学系统的研究：结合传统课堂多媒体教学和网络教学的优点， 采用b s 体系结构及数据库管理技术，开发出基于i n t e r n e t 环境的网络教学和信息 管理平台一基于w e b 的网络教学与测试系统，解决教学工作中遇到的许多实际问题。系 统包含基本信息管理、作业及评分、疑难及解答、资料上载和下载等基本功能模块【挖 ， 分别完成各个教学环节的基本任务： 1 )基本信息管理模块可以对教师、学生基本信息进行管理，实现班级编排、学生 选课、教师课程安排等功能； 2 )作业及评分模块教师可对学生的学习过程和学习结果进行科学的测试和评定， 使用网上标准题库测试学生对知识的理解和掌握的程度，以提供确切的学生学习数据作 为教师教学决策的依据； 3 、疑难及解答模块可实现师生课后交流，学生可提交学习中遇到的各类疑难问题 以及对老师教学的文字性意见、建议等，并可查询到老师给予的解答，教师可提供疑难 问题的解答，方便学生查阅： 华中科技大学硕士学位论文 4 、课堂教学资料包括课件、习题、参考资料等的上传下载，方便老师和学生之间 的信息交流，方便老师之间教学资料的共享，能极大程度上的提高教学质量，节约教学 资源； 5 )该系统还有一个优点就是交互性特别好，学习者可根据自己的实际情况，随时 在网上下载学习的内容或向教师请教，从问题的不同时间、角度来学习，打破了传统课 堂教学在时间上和空间上的限制。 开发基于、c b 的网络教学与测试系统，希望将课堂教学环节和课后测试、师生交流 环节结合起来f f 3 l ，是一个从传统课堂延伸出来的网络教学环境，是一个既能发挥教师的 主导作用又能体现学生的主体作用的网络化教学与测试系统。该课堂教学与测试系统一 方面通过非常直观的网页形式直观展示教育教学资源，实现网络化教学与测试，并力争 做到系统界面友好，操作简单，易学易用：另一方面，将系统安装在服务器上，使用浏 览器朋爱务器模式实现实时人机交互和师生交流，可实现整个教学资源的信息化管理及教 师之间、师生之间信息资源的共享，实用性较强。 1 4 系统开发环境 基于w e b 的网络教学与测试系统是以j a v a 为开发语言，以j s p 技术为核心，以s t r u c t s 为框架，运用b ，s 模式开发出来的网络化教学系统。该w e b 系统开发使用的脚本语言是 j a v a s c r i p t ，应用的环境是舭、 毽) 四+ j d k + 1 1 0 m c a t ，配置的数据库是m y s q l 数据库。 w i n d o w s x p 是系统运行的操作系统环境，也可以使用砸n d o 耶2 0 0 0 。 j d k 是j a v a 的开发工具，是整个j a v a 的核心，包括了j a v a 运行环境j r e 、 j a v a 工 具和j a v a 基础类库。j d k 将j a v a 源文件编译为c l 勰s 文件，c l 硒s 文件通过j r e 运行【1 4 j 。 j s p 是j a v a s e e rp a 筘s 的简写，j s p 技术是指用j a v a 语言作为脚本语言，在传统 的网页h 刑l 文件( + 。h h i l ，h 妇1 ) 中加入j a v a 程序片段( s c i i p n 就) 和j s p 标记( 诅g ) ，构成 j s p 网页p j s p ) 的一种动态网页技术标准。j s p 文件不能由浏览器直接运行，而需由w e b 服务器解释执行，w e b 服务器在遇到访问j s p 网页的请求时，首先执行其中的程序片段， 然后将执行结果以h t m l 格式返回给客户。所有程序操作都在服务器端执行，网络上 传送给客户端的仅是得到的结果，即h t m l 文件【l 引。 4 华中科技大学硕士学位论文 弱m e 融是一令森麓强务器，霹羧缀好遵运嚣j s p 程序。壤惩j s p 技术秀发瓣w e b 瘟 用要运行滞要一个遮行环境，t o m c a t 就照基于j a v a 的、e b 威用软件的主要运行环境1 1 6 】。 整个系统环境豹缮建步骤：下载和安装强暖，选择安装嚣滚霹为e ：谨越建灌蟥l l e 她a 豫 j d l 【1 5 o 6 ；下载和安装t o m c a ：r ，程安装t o m c a t 时，要选择c u s t o m 形式，纛装目录 可为c ：、p 舶辨瞄f i l e s 蚴a 幽es o 最啪r ef o l h l d 蕊o “如m e a t5 o ；设置“控制蘧扳中豹系统 特性中的环境变量，增加交激j a v 硅h i 孤证，内容为c ：、p r o 鞘吼f i l e 枷a v 由d k l 5 o - 0 6 ： 增加变量c l a s s p 螂，内容为 钳a v a _ 瑚o m e b i n 、，增加p a 讴的斑骞为c ：、p r o g r 锄 f l e s 渔p a c h cs o 蠢w 罩i r ef o 哺d 鑫蛀v 融粥a t5 d k o n 、l i b ；j a 、陵 o m e l b ；运行 t o m c a t 目录里b i n s 协r n l p b a t ，启动t a m c a t 在i e 地址栏里键入h n p ：册o c a l h o s t ：8 0 8 0 或 h 睁：1 2 7 ，移o l ：8 0 8 0 避入连接状态。藏霹辍看至g 那令美蘸豹t o j 丝e a t 太狻了，谎翳运行环 境搭建成功。 数据黪熬配嚣：妻接到h 聱：，尚谐燃琏帮零e 嫩l 下载溅y 鹕l 敷安装文释越y s q l 一4 1 1 6 嘶n 3 2 z i p ；解压缩后赢接运行s e h l p e x e ，选择安装路径可为c ：m y s q l 目录； m y s q l 安装完残嚣狱认鹣用声名是o t ，密码为象。m y 鞭l 安装完成麓，将s q l 安 装成一项w i n d o w s 的服务，并启动该服务；m y s q l 数据安凝完成，艨统会默认生成一 个名为t e s t 的数据瘁 崩。 1 5 本意小结 本帝针对传统的课堂教学和多媒体教学模式的局限性，介绍了基予w e b 的网络教学 与测试系统的开发背景、课题发展现状、课题研究辨展懿主鬻工作以及系统的开发环境。 华中科技大学硕士学位论文 2 需求分析及系统设计目标 2 1 基于b 的网络教学与测试系统的需求分析 除管理员外基于w e b 的网络教学与测试系统所服务的对象主要是学生和教师，根据 这三类用户在教学过程中所处的地位和作用不同，他们对系统的需求也不同。 1 、管理员 能够对系统进行综合管理：管理用户帐号、密码，用以设置不同用户的操作权限， 实现对系统的分级管理，保证数据信息的安全；管理系统数据库，对系统数据进行定时 维护和更新，让用户能看到最新的重要信息。 2 、教师 提供一个信息资源库，教师能够收集教学资源、方便的备课和实施课堂教学：提供 一个可方便查询的数据管理库，教师可以通过系统或者电子邮件的方式查询学生课堂上 没有理解的内容，并可网上答疑；提供一套课堂教学效果的检测机制，教师可对学生进 行网上测试，通过测试结果分析教师可以确定自己下一步的教学计划；提供教学资源共 享机制，同课程的不同教师可以实现资源共享，互相学习，促进教学。 3 、学生 使用网络教学平台的学生用户，可以及时了解授课教师的教学信息，根据自己的实 际情况自由选择学习的时间、地点、学习进度和学习内容；使用该系统学生在课堂上能 够专心听课，课后在系统中获取相关学习资料，免除课堂笔记的苦恼，充分体现传统教 学和多媒体教学的优势；对于自己课堂上没有理解的内容通过系统或者电子邮件的方式 向老师提出来，和老师多多交流，将知识学得更扎实牢固：对于老师布置的课后作业或 者测试题，学生们再不需要在作业本上或者试卷上完成，而老师也无须对着堆积如山的 作业或者试卷批阅，教师和学生都以电子稿件的方式进行网上答题、网上评阅嘲【9 】。 这种方式不仅为教师和学生们提供了便利，而且能简化教学环节，在节约大量的人力、 物力、财力的情况下提高教学效率。 6 华中科技大学硕士学位论文 根据用户的实际需求，按照系统参与者进行分组，给出了本系统的事件表，如表2 1 所示。在三个主要页面中，学生基本信息管理、教师基本信息管理以及管理员学生管理、 教师管理子模块的设定使得每一位学生都有自己对应的学号，从而确定该学生所在班 级，而每一个班级都有一位任课教师，通过管理员对学生所在班级和教师任课班级的设 定，就建立了教师和学生之间一对多的联系，为下面各分支模块中课堂做题、考试评分、 教学打分、成绩分析统计等各环节奠定了数据联系的基础。 表2 1 按照用户分组的系统事件表 用户 所做工作实现功能 班级基本信息 通过用户权限设置，实现 学生基本信息对系统的分级管理，保证 管理员 教师基本信息 数据信息的安全，并对系 课程基本信息 统数据库进行数据维护和 资料下载 更新。 教师基本信息实施教学，为学生提供必 网上测试需的学习资料，对学生进 教师网上评分行网上测试评分，解答学 解答疑问 生提出的疑难问题，开展 资料上载下载 课后交流。 学生基本信息在线完成网上测试并可查 网上答题询自己的成绩，对于疑难 学生成绩查询 问题可通过各种方式向老 学生提问 师提出，并可向老师提出 资料下载 意见建议，师生互相交流。 学生网上答题评分、教师网上评分两个子模块互相对应，学生选择相应习题做答， 数据库中始终保留着该学生最新的答题结果，教师就可对本班级学生做题答案进行铲 定，检查教学效果。在此模块中学生对各自的老师的教学情况进行打分，方便老师了角 7 华中科技大学硕士学位论文 学生情况，及时改进教学方式，提高教学质量。该模块中这种网络答题、网上评分的方 式对于客观题可由数据库统计得分情况，准确、快捷，客观题有教师网上评阅给予打分， 同样节约了大量的时间和资源。总之，该环节可替代教学过程中传统的作业批阅，使课 后作业评分难度小，准确性高，时效性强。 学生成绩查询、教师成绩查询两个子模块互相对应，教师发布学生成绩并可查询班 级总体成绩，学生则可在此模块中可查询个人的学习成绩。这种成绩发布和查询的方式 方便、快捷、实用。 学生提问、教师解答学生提问两个子模块互相对应，学生提交学习中遇到的各类疑 难问题保留在后台数据库中，老师通过访问数据库看到学生提问即可适时答疑，学生通 过网络随时可查询到老师给予的解答。这种通过网络的师生交流可在节约大量人力、物 力的情况下实现传统的课后答疑。 学生资料下载、教师资料上载和下载两个子模块互相对应，使得教师可根据自己的 需求上传相关的教学课件、课堂课后习题以及自己认为比较好的教学参考资料供学生或 其他老师使用，教师也可根据自己的需求下载其他老师的教学资料，以达到资源共享的 效果：学生则可根据自己的需求随时通过网络下载相关的学习资料存档备用。 管理员在管理普通学生用户和教师用户的基础上还需实现以下功能： 用户权限管理：系统管理员可根据要求给不同的人设置不同的使用权限； 数据安全管理：根据不同的用户权限可以实现对系统的分级管理，保证数据信息的 安全，不允许未经授权的用户对数据进行破坏； 系统数据库管理：通过对系统数据库的维护和更新，对学生答题信息，教师批阅信 息、学生最新提问、学生打分情况等进行及时的更新处理。 2 2 交互式网络教学模型的特点 交互式网络教学模型就是一个能发挥传统课堂多媒体教学和网络教学的双重优势， 更能真正根据学校教学的实际情况和师生们的共同要求。利用网络化教学环境开展课堂 多媒体教学，在整个教学过程中能够充分发挥教师的主导作用，又要充分发挥学生的学习 主体作用，把教师和学生两方面的积极性调动起来的教学模式。 8 华中科技大学硕士学位论文 传统课堂多媒体教学模式是一种以教师为中心的教学模式，其优点是有利于教师作 用的充分发挥，便于教师组织、监控整个教学活动，师生可面对面的交流，有利于系统 知识的传授。在教学中，以教师为中心，教师在教学中处于主动地位，学生只能被动接 受教育己成定势，无论是那个层次的教育，基本上是教师讲，学生听。它的严重弊病是 所有教学活动完全由教师主导，忽略了学生在教学过程中的地位和作用，学生只能被动 的接受教师所得出的结论，缺乏自主学习精神，这种教学模式不利于培养学生的创造性 思维【1 8 】【1 9 】。 网络教学模式是一种以学生为中心的教学模式，其优点是注意在学习过程中发挥学 生的主动性、积极性，有利于学生的主动探索、主动发现，有利于创造性人刊的培养； 但这种教学模式强调学生“学”，往往忽视教师的作用，忽视教师与学生之间的情感交流 和情感因素在学习中的作用，而且学习者的学习时间和空间灵活性很大，若学习者缺乏 自觉性，可能会延迟学业，若采用单一和固定不变的学习方法，学习者也可能会感到单 调无味，甚至放弃学习1 2 0 1 。 交互式网络教学模型能继承传统课堂教学和多媒体的优点，同时利用网络环境弥补 传统教学时间、空间以及资源的巨大限制，使得学生能在教师的主导作用引导下，充分 发挥学习的主体作用【2 l 】。它将是一个从传统课堂延伸出来的网络教学环境，这种教学模 式的主要特点有： 1 、开放性网络教学模型是基于网络教学的，其教学内容可根据教学需要随时进 行更新，特别是多媒体素材库的更新，使教师能方便地调整和更换网络课堂的体系和内 容，这是c a i 课件不可能实现的； 2 、交互性网络教学模型的交互性不仅有传统的人与机的交互性，更重要的是教 师与学生、学生与学生之间可通过网络进行交互，打破了教师和学生、学生和学生之间 的相对孤立状态，这种交互可以利用电子邮件、b b s 、w w w 、基于网络的协作学习系 统、网上在线交谈等多种渠道实现： 3 、共享性网络教学模型已不是一种单机学习模式，也不是一个教室学生授课的 共享，以及一个串联多个教室或实验室的授课学习共享，通过链接等多种方式引入丰富 的动态学习资源，从而实行远程教育，使多个地区、多所学校之间学习资源得到共享； 9 华中科技大学硕士学位论文 4 、协作彀网络教学模型韵学习者可根据自己鹃实际情况，随对程网上下载举习 的内容或向教师请教，打破了传统课堂教学在时间上和空间上的限制，让教师和学生通 过讨论、合 謦、竞争等褥捧形式完成一个鞠确豹学习强务； 5 、自主性 网络教学模型的学习不同于传统的授课，学擞学习必须同步，网络课 堂学习囊霹傻学生实瑟器步学习，又戆整学生遽孬叁主学习。瓣络深堂爵馕王终与学习 完众融为一体，每个人可在任意时间、任意地点通过网络自由地学习，遮是真正意义上 鲍蠢主学习； 6 、评价的及时性在传统的远距离教育中，对学生进行评价是件非常困难的南， 要耗费大量的人力和物力，丽学j 葶过程中的形成性评价是提高学习效率的蠢效途径。遥 过嘲络上的电子磁库和巍动评价蒹统，可侵学生及对樽到有关自矗学习过程的反馈及有 针对性的诊断，使得学难能够及时调整自己的学习。 2 3 基于w e b 的网络教学与测试系统的设计目标 使用交互式网络教学模型设计一个基予w 西的随络教学与测试系统，利用网络化教 学环境开展课爨多媒体教学，希掇能实现下藤几个目标1 2 l l ： 1 、 系统建设要发撵远程教育鹃优势：发挥学生豹主导作瑙，有蟊静的进行自主学 习；师生交流不再受传统教学中时间、地点的限制，网络教学环境为授课敬师与选课学 垒之闽熬信惑双淘交澈疆袋一个空阕； 2 、发挥课堂教学的优势：发挥教师的难导作用，引导学生根据教学大纲的要求确 定攀露鋈耘，把握教学鬟熹帮教学难熹； 3 、利用网络教学环境充分发挥多媒体教学的优辫：把符号、语言、文字、声音、 图形、动厦、视频等多耪镶爨媒体集成予一体，并采用图形交蠢赛瑟、赛嗣交互操佟， 使人机交互能力大大提离，从而生动展现课程内容，提高教学效果和质量i l l 】： 4 、为师生们提供便测：老师霹以通过娜络教学环境教师可以在线备课，利用网络 上传谋件、发布作业、批阅作业成绩、自动生成c x c e l 文件并w 将成绩下躐【2 l j ：也w 以 课尉网上测试，检测课堂教学的效果，为下一阶段的教学提供依据；学生可以随时焱阅 摄务器上魏谦程教学资辩，受滁了谋堂记蒙静颓恼，酉疆更热专心静醑谍； t o 华中科技大学硕士学位论文 5 、有利于教学工作的开展：对重要教学内容采用图片、配音或动画来丰富教学内 容，提高学习者学习兴趣与自觉性。资料的上传下载，方便师生使用，还能实现教学资 源共享，在节约教学资源的同时提高教学质量； 6 、 系统还具有开放性，教学内容可根据教学需要随时进行更新；具有交互性，人 与机的交互性、人与人在网络上的交互性好，即教师与学生、学生与学生之间可通过网 络进行人与人利用多种渠道实现，电子邮件、b b s 、w w w 、基于网络的协作学习系统、 网上在线交谈，实现网上教与学的交互，打破了教师和学生、学生和学生之间的相对孤 立状态；具有共享性，通过链接等多种方式引入丰富的动态学习资源，实行教师之间、 师生之间教学资源的共享； 7 、系统功能完善，实用性强，有利于教师课堂教学与测试以及师生课后交流；网 页形式的系统界面，界面清晰友好，系统操作简单； 8 、 系统必须满足在互联网上运行的基本条件。还应具备安全、稳定、可靠、下载 快等特点。 2 4 本章小结 本章对系统进行了需求分析，给出了交互式网络教学模型的特点以及系统的设计 目标。 华中科技大学硕士学位论文 3 系统的总体设计 3 1 綦子w e b 的网络教学与测试系统的设计方案 在遴行憨俸设计鼹，我稻蓄宠臻定系统静秀发基本过程，魏圈3 1 掰示。 圈3 ，l 系统舞发豹爨奉过程 系统的开发过程关键肖五个步骤：总体设计、详细设计、课件开发、测试题库、 溯试评分与成绩分耩 2 2 】。其中总体设计楚整个设诗过稼串黢藿要酶一环，是形成较释设 计总体思路的过稔，是其它铸环节的綦础。总体设计一般觎括确定系统的开发模型，根 据系统爨求确定系统瓣功裁模块，霹务模块蠹都_ i 律滚程避霉爨致分辑；详缨设计是采 用合适的编程语言实现系统的各个功能模块，使其根据需求分析提出的目标实现预定的 葫憝。谦伴舞发、建溅试瑟黪、溺试谬分与成续分辑这三令嚣萤主簧跫系统投入镬翊基 针对某一门特定的教学课程究成其教学与测试过程。 3 2 蒸于w e b 的网络教学与测试系统的开发模墼 3 | 2 ，l系统使用静氛帮c 模式 基予w e b 的网络教学与测试系统怒一个w c b 应用系统，该系统的开发采用的是m v c 辛圆 华中科技大学硕士学位论文 模式。m 代表模型m o d e l ，v 代表视图e w ，c 代表控制器c o n t m l l e r ，m v c ( m o d e l e w - c o n 打o l l e r ) 模式即模型视图控制器模式f 2 4 】口5 1 。基于w e b 的网络教学 与测试系统使用的m v c 模式如图3 2 所示。 图3 2 系统使用的m v c 模式图 3 2 2 系统使用的b ，s 模式 开发基于w e b 的网络教学与测试系统目的是实现课堂教学的各项基本功能，从安全 性和易维护性考虑。将系统做成一种b s 模式【2 酿。b ，s 模式中的b 是指b r o w e r ( 浏览器) ， s 是指s e r v e “服务器) 。b s 采用三层体系结构：数据库系统、应用服务器和客户浏览器， 如图3 3 所示。 i 竺兰兰卜i ；万；1 竺竺竺竺r 竺篓! ! ! 苎竺i 图3 3b ，s 三层体系结构图 3 2 3 系统使用的技术方案 本系统使用b s 模式，可以让用户通过浏览器直接访问服务器上的数据并对系统进 行远程维护。基于b s 体系结构的w e b 应用系统由前台系统和后台系统构成，前台系统 华中科技大学硕士学位论文 为教学网站的公开页面，主要完成用户的注册，学员的选谋、学习、考试、讨论区及答 疑等功能。麓念系统主要畜学员綮遴、教颤管理、教掰缀卷、教务管理、淤源管理等功 能1 2 酿。箕爨体实现技术方寨翔圈3 。4 掰示，b 恁模式邋常将w e b 系统分海三瑟瑟奄： 用户界面鼷( b r o w s e r 层) ：使用j a v a s c r i p t 脚本谬亩实现的w e b 页弼，通过浏览器 显示给用户，并负责处理用户输入和用户输出； 逻辑层( 黼转层) ：负责避槽j s p ，建立数据滕逶接，根据用户的请求生成s q l 语匐羧索或瑟裁数据疼，势怒镶蘩返髫绘客户壤： 数据库胺( d b 层) ：向j a v a 稷序提供数据访闯服务，负责实际的数攒存储和检索。 圈3 4 系统的b ，s 模斌豳 邂辑 使用b s 模式开发基于w e b 的网络教学与测试系统，主要实用于正常的则络化课堂 教学，捷教隳耪学生在漂堂潆爱鹣瓣都戆够缓好豹交溅，叛提亳教学效聚，达型教学甥 长酌霹瓣；捧w 黻遥过网络实瑗教帮教学资源豹共事，溉使学生随时可黻焱阕教学资精， 教师之间也可以取长补短，不断遴步。本系统中备用户的功能模块都是栩曩对应、相互 支持的【2 8 】。 华中科技大学硕士学位论文 3 3基于w e b 的网络教学与测试系统的模块设计 根据需求分析，系统的开发是强调“教”和“学”相结合，既要满足老师“教”的需要，又 要合乎学生“学”的风格。系统的结构以用户需要实现的功能为依据进行模块划分，并保 持模块之间的独立性，系统的内容以有良好导航结构的w 曲页厩为主【2 9 l 口”。所以该系统 由登陆模块，学生模块，教师模块，管理员模块四部分组成，如图3 5 所示1 2 9 1 。用户在 登陆系统时进行身份识别，通过登陆为不同用户确定不同权限，进入不同页面，实现不 同的功能p 。 图3 5 系统的主要功能模块 系统各功能模块的划分如下： 1 、系统用户登陆及验证功能( 模块1 ) 【3 2 1 ； 2 、学生用户功能实现模块( 模块2 ) ：学生用户页面包括主要功能有学生基本信息、 网上答题评分、学生成绩查询、学生提问、资料下载、退出系统3 2 】； 3 、教师用户功能实现模块( 模块3 ) ：教师用户页面包括主要功能有教师基本信息、 网上评分、成绩查询、解答学生提问、资料上载和下载i 退出系统口2 】； 4 、 管理员功能实现模块( 模块4 ) ：管理员页面包括主要功能有学生管理、教师管 理、帐号管理、退出系统f 3 2 】。 3 3 1 系统登陆子模块的工作流程图 在系统登陆模块中，各用户在登陆系统时需要进行身份验证，通过登陆为不同用户 确定不同权限，进入不同页面，实现不同的功能1 3 3 l 。系统管理员进入m o m “i n d c x 华中科技大学颈士学位论文 a d m i n 0 蹲夏耍；学生进入m o m i n d e 醵s 抛d e 丑t j s p 页面；教烬进入m o m e i n d e x t 。a 曲e r 0 犟 页面。谈模块工作流程如图3 6 所示。 9 _ 懿 八 i l l ， 麟3 6 系统髓陆模块的工作流程圈 3 3 2 系统管理罴子模块盼麓作流程阐 用户以系统管理员身份爨陆系统进入系统管理员模块，该模块主爱实现班级基本信 怠管理、课程基本倍患管理、学生基本信息管理、教师基本信息管理、资料下载等功能 吲。系统管理员可在内d m 妣】勰o i s t o s p 页面、a d 觚n c l 鹤虬硼d j s p 弧弱中查询、删除、 新增、修馥班级倍感；在向触l i l 舨糊s e - s t j s p 瑟瑟、蕊翻融幻t l r s e - a d d 0 蹲页稀查诲、 删除、新增、修改课程信息；在a d m i r i ，s n l d e n t _ l i 州s p 页面、a ( h n 耐s t i l d e r l t _ a d 州s p 页面 套谗、瓣豫、毅增、修改学生镓惠；在南融辩 韵黯赫嚣| 羽犟茭瑟、缘溉i 琏穗鑫c h 嚣棚j s p 页面查询、删除、新增、修改教师信息；在触岫i 埘n f o 黼a t i o nl i s t j s p 页面、，a d m i n 1 6 华中科技大学硕士学位论文 腼f o n n a t i o n _ l i s t j s p 页面查询、删除、新增、修改上传资料信息。该模块工作流程如图 3 7 所示。 圈3 7 系统管理员模块的工作流穰图 3 3 - 3 教师用户子模块的工作流程图 用户以教师身份登陆系统进入教师用户模块，教师可在页面触n i “t e a c h e r a d d j s p 中修改本人基本信息，实现教师基本信息管理功能日；在，咖d e n t ，q u e m o _ 1 i s t j s p 页面 可看i q 学生提出的问题信息，在，s t i l d e 叫q u e 妯o n - a d 剖暑p 页面可对学生提出的问题进行 解答，实现解答学生提问功能：在a e a c h e r e x a n i - l i s t j s p 页面、，呦c h e r e x m r l 9 d 鲥s p 页面 查询、删除、新增、修改试卷信息，进行卷面管理；在愉c h e r s u b j e c t l i s t j s p 页丽、 a e a c h 酬s u b j e c ta d d j s p 页面查询、删除、新增、修改试卷大题目信息，进行试卷大题目 华中辩技大擎硕士学往论文 管理；在钕忆 l e r 凫x a m q 雌s l i 彻0 i 蹦s p 页面、，蛔c h 刊麟8 m q _ i l e s t i 0 删0 s p 页蔗查询、 删除、新增、修改试卷小题目信息，进行试卷小题目管理；藏幢h e 晌x m g r a d e j 溶j 印 “贞面、船a 时”眈x a m g m d d d j s p 页丽麓询、删除、新增、修改试卷评分信息，进行试 卷评分管理，实现阚上评分功能；并霹实现瓷辩上载和下载该模块工作漉程魏国3 。8 所示。 雕3 8 教师用户模块的二c 作流程圈 3 + 3 4 学生用声予辏块的王作滚程圉 用户以学生身份登陆系统进入学生用户模块学生可在页面川n ，咖d la d d j s p 中修改本人基本信息，在，1 c h a * “3 ml 鲢0 s p 夏嚣进铃试卷查询，在穗蒯m 旭x c o t c n 州州s p 喇面进行网上答题，在，t c a c h e r c x a m g m d e _ l i s t j s p 页面查询作替试卷所 华中科技大学硕士学位论文 得成绩，在t e a c h e 把c o m e m v i e w j 印页面查看每个小题的得分情况及总得分，在 s t u d e 州q u c s t i o r l _ l i s t j s p 页面学生本人可看到提出的问题信息，在，s t u d e n t q u e 蚶o n a d d j s p 页面新增及修改所提出的问题，并可实现资料下载。该模块工作流程如图3 9 所示。 3 4 本章小结 翻3 9 学生用户模块的工作流程图 本章主要对基于w e b 的网络教学与测试系统进行了总体设计，介绍了系统的总体设 计方案、系统开发使用的1 4 v c 模型和b s 模式，并对系统的功能模块进行了划分，给出了 各个模块的主要工作流程。 华中科技大学硕士学位论文 4 系统的详细设计与实现 4 1 系统后台数据库的创建 基于