【毕业学位论文】（Word原稿）E-learning教学管理系统的设计与实现-软件工程

硕士学位论文 （专业学位） 学 管理系统的设计与实现 姓 名： 学 号： 所在院系：软件学院 职业类型：工程硕士 专业领域：软件工程 指导教师： 副指导教师： 二 一三年九月 A in 2010 2013 E- l e a r n i n 同济大学 学位论文版权使用授权书 本人完全了解同济大学关于 收集、保存、使用学位论文的规定，同意如下各项内容：按照学校要求提交学位论文的印刷本和电子版本；学校有权保存学位论文的印刷本和电子版，并采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存论文；学校有权提供目录检索以及提供本学位论文全文或者部分的阅览服务；学校有权按有关规定向国家有关部门或者机构送交论文的复印件和电子版；在不以赢利为目的的前提下，学校可以适当复制论文的部分或全部内容用于学术活动。 学位论文作者签名： 年 月 日 经指导教 师同意，本学位论文属于保密，在 年解密后适用本授权书。 指导教师签名： 学位论文作者签名： 年 月 日 年 月 日 同济大学学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师指导下，进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本学位论文的研究成果不包含任何他人创作的、已公开发表或者没有公开发表的作品的内容。对本论文所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本学位论文原创性声明的法律责任由本人承担。 学位论文作者签名： 年 月 日 同济大学 硕士学位论文 摘要 I 摘要 随着科学技术的不断发展， 术水平的日趋提高，先进校园网络平台是实现数字化校园综合应用的基础保证。数字化校园是一个庞大的工程，其所涵盖的建设内容、支撑技术、开发平台、应用软件、数字资源、数据安全、管理手段等等既相对独立，又有必然的关联。这样一个高度集成的数字化校园网络平台，成为师生工作、学习、生活和个性发挥的舞台。因此，建设好这样一个数字化大平台，对提升院校管理水 平、教学质量、工作学习环境等具有重要的作用。 本文是以学院教学中心的需求为背景，通过深入调研，针对教学中心的管理现状和特点，设计和开发了 学管理系统。在系统的设计和开发过程中，我们以国际远程教育系统体系为基础进行开发，整合了国内外各类先进的技术标准，支持 国际标准、国内标准及各类企业自己制作的非标准课程。整个平台运行在主流操作系统上，包括 T/2003 等操作系统；安装方便、快捷。系统基于 术采用 B/S 软件结构，采用 架构的开发技术，符合多 层架构体系 ,因此需要运行 持如 多种数据库，可移植性良好，能够满足不同用户的需要。 本文首先介绍了教学管理系统的现状以及未来的发展方向，论述了系统开发的可行性并确定了系统开发的基本目标。然后详细介绍了系统开发所涉及的相关技术以及系统的总体设计。最后介绍了系统的组成以及各功能模块的设计与实现。本系统按照系统的功能可分为基本信息管理模块，用户管理模块，计划管理模块，资源库管理模块，学习过程管理模块，考试系统管理模块，统计分析模块和系统管理模块等八个模块。 关键字 : B/S 结构， 构， I of is to of is a it of so on a of of a an in of is to as a of In of on of of of at as of to in T/2003 is , is in of to EB to of of of of of it of in of to of be II B/S 济大学 硕士学位论文 目录 录 第 1 章 引言 . 1 述 . 1 状和趋势 . 2 课题的目的和意义 . 3 文的组织结构 . 4 第 2 章 相关技术 . 7 技术特点 . 7 发工具 . 7 务器 . 8 2述 . 9 据库 . 10 第 3 章 系统的需求分析 . 11 能性需求分析 . 11 功能性需求分析 . 13 统用例分析 . 14 统总用例 . 15 本信息管理模块的用例分析 . 15 户管理模块的用例分析 . 16 划管理模块的用例分析 . 17 源库管理模块的用例分析 . 17 习过程管理模块的用例分析 . 18 试系统管理模块的用例分析 . 19 计分析模块的用例分析 . 20 统管理模块的用例分析 . 20 第 4 章 系统的设计 . 23 统的整体架构 . 23 要功能模块的设计 . 24 户登录模块 . 24 本信息管理模块 . 24 户管理模块 . 26 划管理模块 . 27 源库管理模块 . 28 习过程管理模块 . 30 试系统管理模块 . 32 同济大学 硕士学位论文 目录 V 计分析模块 . 34 统管理模块 . 36 据库的设计 . 38 第 5 章 系统的实现 . 43 统开发工具与开发环境 . 43 发工具 . 43 发环境 . 44 统登录模块的实现 . 44 本信息管理模块的实现 . 46 户管理模块 的实现 . 46 划管理模块的实现 . 49 源库管理模块的实现 . 51 习过程管理模块的实现 . 53 试系统管理模块的实现 . 55 计分析模块的实现 . 58 统管理模块的实现 . 60 第 6 章 总结 . 63 致谢 . 64 参考文献 . 65 个人简历 在读期间发表的学术论文与研究成果 . 66 第 1 章 引言 1 第 1 章 引言 述 称电子化学习，是指通过计算机、网络等数字化方法进行学习与教学的活动，它充分利用 术所提供的、具有全新沟通机制与丰富资源的学习环境，实现一种新的学习方式 1。 自从 1999 年，在美国加州的 会上第一次提出这个概念以来，在全球范围内电子化学习的应用一直保持了一个很高 的增长速度， 2001年 市场总额为 52 亿美元，预计 2006 年市场总额将达到 237 亿美元，年平均增长率为 这主要是由于这种新的学习培训模式确实能够大幅降低培训的成本，提高培训的效益，从而在大中型企业中得到广泛的应用 2。根据美国 国培训开发协会 )的调查，目前国外 1000 人以上的企业 80%已经都进行了 应用。 从国内的情况来看，目前许多企业都认同 能带来的巨大效益，都认识到通过计算机网络进行培训学习是大势所趋，但是很多企业都持观望态度，这主要是由于有一些先期推行电子化学习的企业，在购买了 发现实施效果和预期的美好景象大相径庭，新的培训方式得不到广大员工的认可，投入比预期的高，产出却比预期的小。通过大量的走访调研和文献检索，我们发现失败的 施最主要的原因是缺乏一个清晰的 略， 实施不仅仅是把课件放到网络上，要比一般人想象的难，我们要对企业实施 目标目的有一个清晰的认识，并在企业内达成共识，要能够综合利用各种技术和管理手段有效地推进组织学习的变革，促进员工的参与，还要有能力集成不同厂商的产品并构建一个可扩展的技术框架平台，最后还要能保证项目按时保质地完成。所有这一切需要有一个清晰的 略来指导我们在电子化学习上的投资。 人类已经步入崭新的 21 世纪，以 术为代表的信息技术为人们创造了一种新的不受地域、时间和计算机本身约束的信息交流、共享和协作方式。 21 世纪是信息化的社会 ,数据信息应用已进入大规模服务阶 段 3。学习作为最直接体现信息化社会中人们的知识的一种方式，是目前使用最为广泛的形式之一。为更好地适应新的局势，力求将自身的竞争能力和服务质量提高到国际先进水平。其中，员工素质的提高、新知识的普及共享和建立先进的人力资源同济大学 硕士学位论文 学管理系统的设计与实现 2 管理机制都是急需解决的问题。 政府机关、企事业单位作为社会事务的管理者和参与者，肩负着重要的社会使命，它的管理能力的高低直接关系到社会的生存和发展。政府机关、企事业单位开展学习培训，提升员工的素质和能力，改善工作效率、服务态度和监管效果，是一项非常重要的工作。 部署一个有效的 统，可帮助政府机关、企事业单位建立政策、法规、专家数据库、业务知识库，并发布在单位内部在线学习服务器上 4。人事部门可以部署内部工作人员的学习进度，测试考核学习成绩。内部工作人员也可以在任何时间通过网络查找他希望参加的那些培训课程并提出申请，在符合单位制度政策的情况下可以在线学习这些课程，并能够通过网络进行在线的测试、考核、考试。我们的政府机关、企事业单位也可以通过这一系统非常容易地掌握每一个员工掌握知识的情况和业务水平，实现政府机关、企事业单位组织员工进行考核、培训、学习，不断提高员工的政策与专 业水平，适应社会经济环境发展的需要。 通过 府机关、企事业单位不但可以有效地提高政府工作人员的学习效率，缩短培训时间，节省大量的培训费用，而且为员工提供个人事业发展和成长的环境和机会，帮助政府机关、企事业单位发现和培养高素质的员工，提高我们的政府机关、企事业单位在人才方面的竞争力。尤为重要的是，统可以促进员工掌握先进的信息化工具，迅速推动企业文化的转型，使最高决策层的意图更好地传达到全单位范围并得到理解，加快决策层的行动速度，缩短新决策的布署周期。 状和趋势 目前，世界各国特别是发达国家都在积极研究和开发基于 前，基于 网上教学支撑平台软件系统在国内外市场上已经有了一些这样的产品，如 司的 属哥伦比亚大学计算机科学系开发的 T、 W 司的加拿大 学开发的 。国内许多公司和学校也正在开发或准备开发类似的软件，如国内远程教学试点高校的教学平 台等。但是这些基于 多媒体远程教学系统基本都处于初级发展阶段，都分别存在着一些问题没有解决，根本无法实现真正意义上的适应性学习，概括起来有以下几点 5： (1)教学支持系统与具体的课程教学整合度较差，课程教学内容与教学系统第 1 章 引言 3 分离，培训师培训、学员接收培训使用不同的功能时，需要进入不同的系统，操作使用不便，操作整合度差； (2)使用某些教学系统，需要培训师培训、学员深入了解教学系统的内部机制，做复杂的交互需要编程支持，一般非计算机专业教师难以掌握； (3)目前的教学系统大多以呈现教学材料为主，缺少必要的 与教学紧密相关的交互性，没有学习检测、评价机制，教学效果很不理想。主要基于行为主义的“刺激反应”理论，将 作知识传递的新工具，学习者的学习由从耳朵灌输变成从眼睛灌输； (4)系统缺少智能性，系统无法了解各个学员的能力与认知风格的差别，对不同认知水平的学员呈现相同教学内容，采用相同的教学策略，无法适应个别学员的具体需求，难以实现因材施教； (5)缺少大数据的试题库和组卷智能性、网络化的考试测评方面的支持，不能实现学员在线的测试和自测，并在此基础上动态收集学员的各类测评数据，进行评价分析、数据挖掘，并对 培训师培训、学员进行及时反馈。 (6)缺少集成的学习环境来支持适合网络学习的策略，在网络中最合适的学习策略是探索式学习策略和协作式学习策略，但目前的技术，对它们的支持都比较简单，无法充分发挥它们的优势； (7)由于采用超文本的方法组织教学材料，且由学员掌握学习的主动权，系统如没有针对性地作一些引导或限制，在学习的过程中将容易出现迷航现象，使学员容易偏离学习目标； 有的系统只是提供最基本的通用功能（注册、讨论、聊天、资源查看等），对于自动测评、虚拟实验、适应性学习、多种学习、培训策略以及网络题库、系统管理、培 训学习统计等功能支持不够。 目前远程教学平台的开发热点主要集中在网上教学管理系统和教学支持系统的开发，对教学过程提供全面但是比较基础的支持，如学生注册、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开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大学、虚拟社区的方向发展，以期提供对更大范围、更多层次的学习支持。 另外目前的远程教学平台普遍缺少对大数据量多媒体化的试题库支持，不能维护各学科的大容量的试题资源，包括试题资源的批量收集、状态跟踪以及试题属性的自动更新和题目报 警等，同时大部分系统没有实现智能性、网络化的考试测评，不能实现学员在线的测试和自测，缺少对学员的量化方面的评价。 课题的目的和意义 同济大学 硕士学位论文 学管理系统的设计与实现 4 快速建立起学习的组织结构，在实施的过程中，只需要极低的实施成本，对 础设施也只有极少的影响。 学员或管理人员只需要用一个浏览器便可访问 用程序。 际远程教育系统体系）为基础进行开发，整合了国内外各类先进的技术标准，支持 国际标准、国内标准及各类企业自 己制作的非标准课程。整个平台运行在主流操作系统上，包括T/2003 等操作系统；安装方便、快捷 6。采 构的开发技术，支持如 多种数据库，可移植性良好，能够满足不同企业的需要。 共享对象参照模型 )课件，对于非标准的 件、视频（流媒体）文件， 档（ 档、 课件，系统有完善的课程、课件管理机制，通过简单的操作，使非标准课件和标准课件一样应用于本系统。通过系统的透明的处理机制，使系统的管理者和使用者都能实现标准课件和非标准课件之间无阶梯跨越。 文的组织结构 际远程教育系统体系）为基础进行开发，整合了国内外各类先进的技术标准，支持 国际标准、国内标准及各类企业自己制作的非标准课程。整个平台运行在主流操作系统上，包括T/2003 等操作系统；安装方便、快捷。系统 基于 术采用B/S(件结构，采用 架构的开发技术，符合表达层 务层 间逻辑层） 因此需要运行 务器，支持如 多种数据库，可移植性良好，能够满足不同用户的需要。本文的组织结构如下：第 1 章引言，主要介绍了课题的背景，意义和目的，以及 统的发展现状。第 2 章相关技术，主要介绍了系统在设计和开发过程中所涉及到的方法和技术。第 3 章系统的需求分析，系统开发 的目的是为了满足系统中用户的需求，为了这个目标系统的开发设计人员先充分理解该系统的总体目标和用户的具体工作方式来进行需求分析。并运用用例图将需求分析可视化，进而使系统的拥有者，开发者对系统有一个直观上的认识。第 4 章系统的设计，在本章中，我运用了模块图和时序图对系统的各个子功能进行了详细的分析，同时利用数据库三范式设计出了系统的数据库。第 5 章系统的实现，主要是实现了 统的功能，第 1 章 引言 5 并对部分功能进行了简要的介绍。第 6 章总结与展望，主要是对系统的设计与实现进行总结，并提出下一步的计划。 同济大学 硕士学位论文 学管理系统的设计与实现 6 第 2 章 相关技术 7 第 2 章 相关技术 技术特点 术采用 B/S(件结构 其优点是开发工具强大，非常易于信息组织；界面简单，易于用户操作且易于与其他系统集成；对于结构化和非结构化数据均具有良好的支持能力，同时，系统也具备良好的安全性控制手段；基于流行的 B/S 软件结构，基于 用 架构，符合表达层 务层 应用服务层（中间逻辑层） 数据库层多层架构体系。配置简单，维护的技术含量不高，完全实现客户端零配置 ,数据可以集中管理，降 低了使用、维护的成本和实施远程教学的技术要求；系统采用统一的用户界面，使用户使用方便简单，形成现代远程教育完整、统一的学习界面，减少因需要熟悉各种不同的学习系统而给学习者带来的学习上的不便。 踪学习全过程，监控、评估学习效果 系统具有完善的管理功能，全程跟踪学员学习的全过程，并提供从各个角度的学习统计，以此来辅助学员学习、分析学员学习情况，从而制定相应的总体、部门和课程教学计划来辅助学习，使学习成为真正的学习。 习管理平台 通过员工、培训师两者之间的学习交流协作， 消除沟通障碍，避免枯燥式学习，激发学习兴趣，从而提高员工的学习积极性。 建立了自己独特的课件资源库。授课讲师汇聚了国内知名的管理专家、跨国公司的高层经理和著名培训师，成为学习管理平台最为强力的学习资源后盾。还有权威专家指导设计的学习需求题库、在线模拟测验题库、案例测试题库。 发工具 一个开放可扩展的集成开发环境（ 它不仅可以用于 过开发插件，它可以构建其他的开发工具。 开放源代码的项目，并可以免费下载。它的官方网址 是： 的官方网站提供 载。建议使用 本。 同济大学 硕士学位论文 学管理系统的设计与实现 8 本是 发团队发布的主要发行版本，是经过测试的稳定的版本，适合要求稳定而不需要最新改进功能的使用者选择。目前最新的本是 本是对大多数使用者足够稳定的版本，由开发团队将认为比较稳定的 本提升到 来，适合想使用 功能的使用者选择。对于 官方网站上有一个语言包可以下载，这样 其帮助都是简体中文的。用于 发， 种编辑器和 较， 专业，功能更强大。 务器 介： 司 一套基于 能强大的电子商务套件，提供了许多功能强大的中间件以方便编程人员编写的 以为企业提供一个完整的商务应用解决方案 7。 过一个统一的、简便的和可扩展的构建体系，让企业能够提高生产力和降低成本。 含 品中所特有的应用基础结构技术，其中包括 。这些技术与 合起来，为应用开发、部署和管理提供了单一的、统一的、易用的基础结构平台 9。 供 10： 1）统一性融开发、门户和集成框架入一体的集成服务器为全面满足企业的应用需求，提供了单一的解决方案。这个平台减少了产品学习、集成、支持和维护的工作量，从而可以降低企业成本，满足业务需求，并充分发挥已有基础结构资产的效益； 2）简便性 通过简化应用开发、部署和管理，提高了生产效率 。其集成的开发框架让开发人员（不仅仅是 家）快速开发和部署企业级 用。简便的部署和管理将降低维护的要求，从而降低应用维护成本，并让企业专注于业务目标的实现，而不是技术的管理； 3）可扩展性 开放的可扩展性使 为最好的选择，并让企业充分发挥已有和将来投资的效益。它使用户能够自由选择最适合自身需求的产品，降低风险并充分满足用户当前及日后需求。 第 2 章 相关技术 9 承诺带来的充分集成应用环境，既能适应集成大范 围遗留的应用服务需求又解决了构建和部署新的基于 需求。 造了一个基于标准的环境，简化了复杂的 码并提供了强大的管理性能。 1） 介 自从 布之后，推出了各式各样的 擎。 开发以后，开始考虑在 础上开发一个可以直接提供 务的 务器，当然同时也支持 1。这样， 诞生了。 完全免费的软件，任何人都可以 从互联网上自由地下载。 （ 2） 装及配置 新版本为 个版本用了一个新的 器 整的实现了 范；从 照一般的 序安装步骤即可安装好装时它会自动寻找你的 位置 13。 安装完毕后就可以运行 务器了，进入 录，用动 应的关闭 命令为 动后可以在浏览器中输入 。 2述 一种技术规范，它给开发人员提供了一种工作平台，它定义了整个标准的应用开发体系结构和部署环境 16。在这个体系结构中，应用开发者的注意力集中在封装商业逻辑和商业规则上，一切与基础结构服务相关的问题以及低层分配问题都由应用程序容器或者服务器来处理 17。结果， 用程序开发人员可以集中考虑应用程序的逻辑和相关的服务，而把所有基础结构相关的服务交由运行环境 实现 18。同时， 没有指出如何建立 行环境，它只提供了运行环境基础结构的抽象一容器。要了解 体系结构，我们需要从两个方面来入手， 器的体系结构和 用程序体系结构 19。 容器是运行在服务器上的软件实体，用于管理特定类型的组件。下面我们来看 容器体系结构。 容器体系结构可以分成四部分 20： 容器服务 义了每一个 行环境都要支持的 准扩展。 供了这些 服务层的抽象 。这就使得在容器里访问 类的服务 像在其中实现基础容器一样。 同济大学 硕士学位论文 学管理系统的设计与实现 10 声明性服务（ 就是指容器动态参与应用程序组件的服务，而这些服务基于应用程序组件之外的制定声明，这样简化了应用程序本身的开发。比较常见的有事务处理服务。访问权限控制