毕业设计网络教学辅助系统的开发.doc

毕业设计说明书作 者： 王妤 学 号： 108397 系： 计算机科学与软件 专 业： 网络工程 题 目： 网络辅助教学系统的开发 指导者： 吴清 教授 评阅者： 许智宏 副教授 2015年6月15日毕业设计（论文）中文摘要网络辅助教学系统的开发摘要： 随网络技术以及信息技术的发展普及，怎样有效的管理学生资料与教学资源，实现优化是网络教学辅助系统的主要问题。网络教学代表一个发展方向，我们应抓住机会，努力推进网络教学。网络教学不仅可改善教学资源不足，而且带来了远程授课等新教学模式，内容生动，可多人讨论，使教学质量得到最大程度的提高。在中国，网络教学的应用虽然有了一定的发展，但在技术和制度的实施上还存在许多问题，这些从不同角度影响了教学的质量与效率。根据分析，此论文讲述了一个以Struts软件为基础的网上辅助教学系统的构思建设过程。Struts不但继承了JAVA优点，还在管理等方面引用了更贴切的理念。所以在研发过程中，我选择了Struts的构架。本文通过课题实例的实现，讲述怎样使用J2EE构架系统，及如何使系统的功能模块得到实现。最后总结了实践中发现的缺陷和不足。关键词： Struts；网络教学辅助系统；软件项目管理；QLD数据库；毕业设计（论文）外文摘要Title THE DEVELOPMENT OF NETWORK AUXILIARY TEACHING SYSTEM AbstractAlong with the development of the network technology and information technology popularization, how to effective management of information and teaching resources, realizing the optimization; How to build a flexible, integrated multimedia network teaching environment is the main problem of the network teaching assistant system. Represents a development direction of network teaching, we should seize the opportunity, efforts to promote the network teaching. Network teaching can not only improve the teaching resources, and brought the remote teaching as a new teaching mode, content and vivid, people discuss the way of teaching, make the improvement of teaching quality to get maximum. In China, the application of network teaching, although with certain development, but many problems still exist in the implementation of technology and system, which influence the teaching quality and efficiency from different angles. According to above analysis, tells the story of a Struts software based online auxiliary application system construction process of conception. Struts not only inherits the advantages of JAVA, also in such aspects as management cited a better idea. So the load in the process of research and development, I choose the Struts framework. In this article, through the realization of the project instance, tells how to use the J2EE system architecture, and how to make the system function module. Finally summarizes the defects found in the practice.Keywords： The Struts. Online teaching assistant system; Software project management; J2EE;目 录1 绪论11.1 开发目的11.2 指导思想12 项目规划22.1 管理方法22.2 完成周期23. 项目需求分析33.1 系统构架33.2 系统各模块的功能43.3 系统E-R图54 系统设计64.1 系统方案64.2 系统开发环境74.3 数据库设计84.4 数据库的连接实现85 系统实现105.1 系统设计原则105.2 系统工作流程125.3 在线教学模块设计与实现135.4 教学资源管理模块设计与实现155.5 学习交流子系统设计与实现165.6 辅助管理模块设计与实现186 实现中的问题分析196.1.资源管理问题196.2系统维护与管理19结 语20参考文献21致 谢221 绪论在教育变革中，世界各国都在加快教学培养步伐，其信息化水平发展快慢成为权衡国家综合国力水平的标记。可以说，信息时代是数字化世界。信息技术使用到教育教学之后，构成了数字化的学习资源和学习方式，以及网络化的学习环境。远程教学允许教师与学生间同步以及异步地以文本、图象、音频或视频等模式进行交互教学活动。教师对基于Web的学习模式不断地进行探索与研究。教学信息化是远程网络辅助教学系统的产物。尽管远程网络教学辅助系统在国内仅仅使用几年时间，但是其发展前景广阔和速度之快，已经引起了各界重视。11 开发目的网络飞快充斥着我们的劳动 、学习和生活，通过网络来获得知识学问已经演变成很常见的方式方法。网络教育教学和课堂教学相比较优势巨多，它能够全面发挥数字化资源优势。现社会，竞争变得越来越激烈，社会对每个人的知识水平要求更高。越来越多的人需要提高自身素养，而诸多外在因素的不便，如时间地点等等，常常困扰着他们，网络教学做为新的教学模式，满足不同的学习人群。当今社会，国内外都相当重视数字化教育教学的发展，网络学生的构成已经从单一群体扩大到多元化群体中。各国增添试点院校，通过设立新的教育机构进行教学，对网络教学的资金加大资金投入，宣传力度，国内外各界进行广泛合作，取得了优异的成果。在近年来的研究和开发后，中国的网络教学系统已经有了初步的规模了2。1.2指导思想 以教学资源为基础，以开发项目技术为手段，以教学理论为导向，以教育需求为根据，构建一基于J2EE系统，并能实际应用到校园的网络建设中，形成有形态特征和网络技术的教学应用价值，网络教学系统的意义，网络辅助教学系统的更深层次的发展打下良好的铺垫。 2.项目规划项目开发与管理是实施项目基础和项目实施的重要理论。人们总结开发道路上的成功经验，吸取技术实践有价值的部分，反思失败教训，并将其应用于现有的软件过程管理，形成了现代管理方法。在此网络系统的构建过程中，整体将现代软件项目管理，部分开发管理概念投入其中，进而能够将网络资源发挥到最大用处，灵活掌握进度，降低风险度，使系统更清晰的展现出来3。2.1管理方法选用迭代式作为整个系统的开发方法。迭代开发的要求，建立初步模型图系统。然后，在持续改进，提高系统的核心框架。最后，设计和评估各模块所需功能，直到使不同用户与项目使用者，都能达成预期的目标，以及所需要的功能。它强调的是系统的整体构成与发展，而不是个人需求，这样就可以降低项目的整体风险了。2.2完成周期根据迭代式方法，对项目的功能实现以及开发周期进行了划分。本系统分为3个阶段：第一个发展周期：对整个系统进行构思规划，进行需求分析；;第二个设计周期:设计各系统模块功能，构建系统模型，第三个开发周期：使系统正常运行，测试并修改程序，使系统进一步完善。3.项目需求分析开发一个系统的基础与前提就是项目需求分析，产品最终的质量价值和意义与他的完成程度息息相关。需求分析就是要了解在这个应用系统中，用户需要查询、更新、删除和保留哪写数据，收集基本数据，数据结构以及数据处理的流程，组成一份详尽的数据字典，为后面的具体设计打下基础。通过系统功能分析，针对网络教学辅助系统的需求，总结出以下信息。 l 用户分三类，分别为学生老师和管理员。 l 老师可以担任一门或多门课程，每门课程有不同的教学资料 l 学生能选一门或者多门课程，学生每次选择的每门课程都要有选课记录。 l 每门课程可能要有公告，有课程资源，可能有课程作业。管理员可以查看所有网站信息，删除无关信息，提供技术支持。 3.1.系统构架在构建整个系统时，一项重要的工作就是确定系统的总体构架。作为网络教学辅助系统来讲，其设计目的就是为教学双方搭建一个实用的教学平台，在此平台上可以进行教学交流和资源的共享。因为系统采用B/S模式，系统的最终目标实现要靠服务器端的系统设计来完成。它的构架不但决定了系统的完善程度，而且也决定了系统的最终性能。 系统所要实现的功能被系统构架划分为4个主要功能模块，图如下论坛网站管理帮助系统意见与建议资源提交资源管理留言版在线交流信息查询网上教学应用系统教师信息查询网上答疑课程点播辅助管理教学资源管理学习交流在线教学图3.1系统构架图3.2.系统各模块的功能系统主要包括四个部分：在线教学子系统为主要的教学授课平台。教学资源管理子系统，为学生提供教学资源下载，是教师提出的网络课程视频文件和课件的运行平台。学习交流子系统，可以帮助学生通过邮件，在线互动交流等形式，及时交流学习经验。辅助子系统，主要为客户提供技术支持，为系统管理员提供管理操作系统的使用平台。其功能表如下表3.2各模块功能表系统名称输入处理输出网络教学辅助系统用户选择信息1. 打开相关页面2. 打开注册页面，调用数据库中用户表信息3.通过用户登陆信息，调用相关数据，帮助用户管理自己的相关信息输出所选择系统的页面和数据表中的信息在线教学子系统在线课程选择、查找信息用户登陆信息用户提问与解答信息授课教师查找信息1. 调用相应课程、视频传输到客户端2. 完成用户身份验证并记录相关信息3. 查询在线用户表，返回客户端4. 记录解答过程中的问题与答案5. 完成客户端的信息查询，将相应结果返回客户端6. 根据教师登记的身份，显示相应信息7. 帮助教师完成课程的添加、修改与删除8. 对用户不同的输出显示不同的结果显示与输入内容相应的课程；播放选定课程的视频；输出与用户信息相关的页面；显示在线用户信息；显示答疑情况；显示系统中所有登记教师的信息；显示登陆教师的信息与其提交的课程的情况。教学资源管理子系统资源的查找信息用户的操作信息用户登陆信息1. 根据用户具体的操作信息，使相关的数据库中表的调用操作下载，并将调用操作结果精准返回至用户界面2.帮助用户完成资源信息的添加，修改，删除显示用户需要查找、修改、删除的信息；显示与调用相关的系统操作界面学习交流子系统留言信息需解答问题信息讨论信息1. 对下载教学资源不理解的内容进行留言2. 用户对于在线的老师进行在线实时交流讨论，3. 用户自行提出讨论话题，每个用户都可以进入留言讨论显示可留言的文本框；显示在线老师以及交流文本框；显示论坛界面辅助管理子系统管理网站信息帮助信息意见建议信息1. 管理员对网站进行管理2. 给用户提供可行性信息用户在使用过程中可点击意见建议，留下整改意见显示网站概况；显示解决方案；显示留言建议界面3.3系统E-R图图3.4系统E-R图4系统设计4.1系统方案 用户在网络一端通过使用JSP页面，把请求传递至服务器。系统接收到客户请求后，首先对其中的程序段实行编译，由java的虚拟机执行所需任务。在执行任务过程中，它将会访问Servlet程序或JavaBean内容，或根据需要的数据操作，调用所需服务内容，最后将最终的执行结果以JSP页面的方式返回给客户端，进而实现系统的功能784.1.1B/S简介B/S (Browser/Server)模式，就是浏览器/服务器模式，对传统的C/s(Client/ Server)结构的一种改进及变化的结构。在此种结构下，用户界面完全通过万维网浏览器实现，部分事务逻辑在前端实现，但主要事务逻辑在服务器端实现，形成3层结构。B/S模式具有如下优点:不限制客户平台，可以方便的和其他业务系统连5。基于WEB的用户界面功能：1.接收处理返回用户数据 2.网络教学管理 3.教学资源管理 4.系统维护用途：网上，远程教学，信息资源共享教学资源（课程，课件，软件，教学素材，文档），数据库表在此系统中，通过以下3个层面进行传输数据:使用者通过客户端上传的基于WEB的界面来访问教学系统，系统依据使用者的需求，通过数据的反馈上传改变用户显示界面的输出，为不同用户提供不同服务;当使用者有需求时，系统接受信息数据并作出判断，进行处理，将结果返回用户端。9。应用模型如下客户端层 业务层 信息层图2.3 系统多层应用模型4.1.2J2EE简介J2EE简介，它具有”一次编写，到处运行”，JDBC API, CORBA技术以及能够在Internet应用中保护数据，它还提供了对EJB (Enterprise JavaBeans ), Java Servlets API,JSP (Java Server Pages)以及XML技术的全面支持。其最终目的是更快的速度向市场推出创造性的客户解决方案，而且这种平台独立的、基于组件的J2EE解决方案不会被束缚在任何一个厂商的产品和API上。J2EE体系结构提供了中间层集成框架，从而满足了低费用，可用性高、可靠性高以及可扩展性应用的需求6。4.2系统开发环境在系统的开发过程中，下列工具软件作为开发环境的配置。：（1).应用服务器程序的调用是通过JSP技术实现的，服务器必须选择支持JSP的。系统采用Resin-3.0.0-beta.Resin的一个JSP引擎，和Tomcat功能一样，但此软件安装简便。（2).JSP开发环境JSP(JavaServer Pages)是由Sun态网页技术标准。支持跨平台、跨Web服务器.它是由Sun Microsystems公司倡导、很多家公司一起合作建立的动态网页技术标准,在动态网页的建设中，功能强大且特别.JSP为Web应用提供了一个独特的开发环境,进而被更多人重视并使用.10（3).JAVA语言编译环境教学系统是基于J2EE技术构建的，所以应该率先考虑配置合适的语言编译环境。JDK(Java Development Kit)是JAVA语言开发工具集，他对JAVA的支持较好，所以系统采用了j2sdk-1_ 4_1_ 02版本。另外一点，安装后，对环境变量进行配置：（4）.数据库系统系统进行日常数据的维护和管理都依靠数据库的支持。本系统使用DB2数据库系统。4.3数据库图3.1 系统数据库设计示意图系统进行统计分析，协助系统查询维护系统运行辅助应用数据系统管理数据教学资源数据在线教学资源管理网上交流辅助管理用户设计数据库的设计最先应该满足用户需求，其次还需要考数据完整性，系统安全性等其他多方面的需求。在此次研究的课题中，总体上将功能划分为四个模块。需求分析过后，根据功能情况，将所有表格大体分成了三大类:系统管理类，教学资源类，以及辅助应用类。系统管理类：包括用户信息，系统新闻和系统发布的公告等等。教学资源类：包含课件、文档、图片、视频等资源，及相关的信息数据。辅助应用类：包括学科年级分类等，用于进行分类查询，还可以进行统计分析等功能。124.4数据库的连接实现为了保证各个模块功能顺利运行连接正常，需要构建以下数据库表:用户信息表，课程表，作业表，教学资源表，课程公告表，选课记录表14。各数据表之间的关系如下表：表4.1.1用户信息表t_user字段名类型关键字与否备注idint10关键字主键，递增accoutchar50用户账号passwordVarchar200用户密码typeint50用户类型namechar50用户姓名sexchar用户性别collageVarchar50用户所在系teacherchae50若type=1此为教师名 表4.1.2课程表t_course字段名类型关键字是否备注idVarchar50关键字主键Course_codeVarchar50课程编号Course_nameVarchar50课程名称collageVarchar50开课院系Course_timeVarchar50上课时间Start_endVarchar50上课阶段Course_teachVarchar50任课教程Course_creditVarchar50课程学分Course_siteVarchar50上课地点Course_noteVarchar50课程备注 表4.1.3作业表t_homework字段名类型备注idint关键字 主键titlevarrchar作业标题linkvarchar保存地址datedatetime发布时间typechar1发布作业2提交答案Course_codevarchar课程编号User_sitevarchar提交作业答案学生编号coursechar1提交作业未浏览2已经浏览表4.1.4教学资源表t-resouce字段名类型关键字与否备注idint关键字主键titlevarChar资源名称Course_idvarChar课程编号linkvarChar存放位置datevarChar上传日期extvarChar资源扩展名filesizevarChar资源大小typechar1能浏览2能下载表4.1.5课程公告表t_notice字段名类型关键字与否备注idInt20关键字主键titlevarChar20公告标题detailvarChar11公告内容datedatetime搞搞发布日期Course_idchar课程编号表4.1.6选课记录表xk_record关键字类型关键字与否备注idInt20关键字主键Course_idVarChar20课程编号User_codeVarChar11学生编号datedatetime选课日期5系统实现5.1系统设计原则根据以下原则构建网络教学辅助系统：（1）.通用性，兼容性。（2）.系统的结构深度适中:用户在使用过程中不会厌烦，多次操作找不到所需要的信息。（3）.系统反馈时间短（4）.系统可靠，管理员维护方便快捷(5).在用户界面设计时要满足以下原则: 有良好的视觉效果，网页相对简洁明了，方便传输，各个使用界面风格统一。如下图所示：图5.1注册界面图图5.1.1系统主界面5.2系统工作流程 描述：用户成功进入系统后，根据自己所需选择相应模块，然后就可以进行对应的操作。验证身份 用户管理 用户访问网上教学系统用户信息修改用户注册在线教学子系统教学资源管理系统网上交流子系统辅助管理子系统图4.2工作流程总概况5.3在线教学模块设计与实现5.3.1流程分析在线教学系统课程点播网上答疑课程提交分类显示关键词搜索课程点播课程信息课程播放退出学生平台教师平台选择在线教师提问解答统一讲解统一解答统一讲解退出教师信息查询退出 登陆 验证教师信息修改课程管理课程提交信息修改退出授课教师信息图4.3 在线教学系统工作流程验证登陆5.3.2工作流程描述用户进入系统后，点击需要的模块。(1)课程点播模块：用户选择要点播的课程，进行在线播放或者下载，同时还能够用查询到相应的资料信息。(2)网上答疑模块：用户登录验证身份后，根据用户属性，班级课程的不同，转到不同的答疑平台。(3)课程提交模块：教师可以提交新的课程资料，修改曾将上传过的资料以及个人信息。(4)教师信息查询模块:学生可以查看教师个人信息，所教课程，著作等135.3.3功能实现分析（1）.课程查询find. jsp在对课程查询的时间过程中，主要运用到了数据库语言中的SELECT*FROM数据库名WIRE字段LIKE关键词”语句。查询分类的实现是依靠index.jsp指定选择域来实现的，通过指定文本域输入查找关键词，之后系统把用户的请求发送给find.jsp页。在此，网页通过下列代码将分类信息request.getParameter(SORT)赋予参数MMCoParam，将关键词输入信息(request.getParameter (WORD”)赋予参数MuIColParaml 。实现用户的查询就要利用上面提到的数据库语句。（2）.网上答疑在线学生需要登陆后看到网上的老师，教师也应能够看到他们的交流学生。这个问题可以通过一个在线用户登记表设计解决。成功登录的用户，系统会自动将其添加到表；在在线教师界面里，当学生选择老师后，系统会记录下来；系统将从数据库中检索此信息告知老师，学生问的什么问题；当一个在线的老师或同学的离开下线后，然后系统将删除其网上的信息。这是基本jsp页面构架。其中，Quit.jsp没有对应的显示界面，它只是为系统提供一个隐性的退出功能，同时，还要完成在线用户在系统在线用户表中的注销。（3）.实时问题解答实时解决问题，实际上是一个刷新页面显示相关问题。实现刷新的方法很多，可通过利用JAVA, CGI, JavaScript等来实现。（4).用户身份认证 为了便于系统管理员进行管理，防止外来因素干扰系统，所以必须进行身份验证。常用的一种方法是:首先进行身份认证，再登陆成功。5.4教学资源管理模块设计与实现5.4.1工作流程分析进入教学资源管理系统，通过资源管理，教师可以修改删除以往课件，显示出所有上传课件。用户进入信息查询界面，通过搜索引擎，可使用分类查询，或者关键词查询两种搜索方式，进而显示出所需信息，然后下载。资源下载是单纯的下载模块，所有用户都可以使用。进入资源提交模块，验证身份后，可对旧课件进行修改删除，也可以增加新课件。教学资源管理系统资源管理信息查询资源下载资源提交登陆修改删除信息显示分类查询关键词查询信息显示资源下载资源信息显示资源下载登陆用户信息修改资源管理提交删除退出退出退出退出站点新闻表验证身份验证身份图4.6 教学资源管理系统工作流程图 5.4.2课件管理界面教师登录个人信息，并且验证成功后，可以把编辑好的课件信息填入网站表格。管理员可以对其课件进行管理维护，例如修改、添加，删除等等。教师也能自行维护课件。5.5学习交流子系统设计与实现5.5.1工作流程这个子系统是一个网络交流的平台。有三种方式实现：在留言板留言沟通，论坛多人沟通，一对一实时会话。除了通过留言板使用的列表外，论坛和在线交流都是系统用户的表之外的，另建用户表。需要设计和使用表：用户信息，留言板；论坛的用户表，论坛栏目，论坛帖子，论坛规则表；在线用户表，实时会议记录表。5.5.2流程图学习交流子系统留言板论坛实时会话登陆查看消息选择对象发送消息验证验证退出留言留言退出退出图5.5学习交流模块流程图5.5.3学生提问界面图5.5.3学生提问界面5.6辅助管理模块设计与实现5.6.1工作流程为了使系统能够正常运行，因此要添加流程分4部分：(1)网站管理系统：管理员成功登陆系统以后，验证身份后，界面会自动跳转到所需页面。管理员可以对用户进行编辑管理：站点管理员可以再在网页插播公告以及新闻;还可以维护站内数据。(2)help系统：管理员可填写帮助信息，修改站点不足以及帮助用户。(3)帮助意见建议：用户登录后可以再留言板留下宝贵的意见建议，督促网站进步。(4)联系方式：在网页尾部可以查看各部门电话，或者留言。5.6.2流程图辅助管理子系统验证帮助意见建议联系方式网站管理模块Help系统编辑管理用户插入公告新闻维护填写帮助信息修改站点不足留言各部门电话留言图5.5.2辅助管理流程图6.实现中的问题分析6.1.资源管理问题系统中教学资源管理是个大问题，因为教学资源的种类繁多，并且每一种源类型特点形式差异比较大，所以管理有难度。因此，在建设系统的初期，对各种资源进行合理的分类，对常见的特征进行提取，对他们有个性的部分进行添加外键，和一个单独的列表。6.2系统维护与管理 （1）访问权限管理：根据用户与功能需求，对于用户权限总共划分为三个等级，学生、教师、系统管理员。(2)数据库维护：要及时对数据库进行备份，方法为:打开DB2控制中心;选择上需要要备份的数据库，右击选择“根据向导备份数据库”。结 语 本文介绍了基于struts为基础的的一种网络交互式辅助教学系统，以Struts架构为基础，实现网上教学辅助系统的解决方法。 第一点.是对系统的一种探索。从设计到使用再到实现，进行了与以往不同的尝试与改进。 第二点.是对目前数据库网络的一种研究。使用B/S网络运行模式、J2EE技术,还有数据库技术，这些技术增强了系统的功能实现可靠性、方便性，安全性和可扩展性。 第三点.系统规划中运用了书本上项目管理的理论知识。理论与实践相结合，