【毕业学位论文】（Word原稿）课程教学网络平台的开发-软件工程

中图分类号： 学校代码： 10055 密级： 公开 专 业 硕 士 学 位 论 文 课程 教学网络平台的开发 of 要 I 摘 要 教育手段 随着科技的发展不断 更新着它的新模式 ,因此 各类学校正在逐渐开始建立属于自己学校特色的 教学 网络平台供学生学习。课堂教学 模式的 改革能够 满足学生自学的要求， 教学网络 平台的设计和开发都 无疑 将成为我们现代教师所必须 掌握的， 建立 教学 网络学习平台的目的 就是如何 调动 学生自 学 的积极性 ，如何吸引学生 的学习兴趣 ，如何保证学生能够 通过不同的学习方式 获得他们需要的知识。 本文 以电工电子技术基础 课程 为例 ，研究 此 教学 网络平台开发的意义以及应达到的 要求 和 目标 ，详细介绍了运用 电工电子技术基础课程的交互式 教学网络平台 进行开发 ，完成 登录 模块、学生注册、教师审核、教师查看学生信息、教学资源上传，课堂管理 等功能模块的分析、设计与实现过程。首先介绍了 教学网络平台建设的相关技术，并基于用户需求分析和教学设计需要完成 系统功能模块的设计，最后 实现了 教学 网络 平台 的基本功 能。 本系统为学生提供了一个良好的自主学习环境，也为学生提供了一套完整的网络版教材，使学生能够按照自己的时间、进度进行学习，有较大的灵活性。该系统同时也给教师带来了方便。教师可以很方便地进行学生管理的相关操作，有效地提高了教学质量。 关键字 ： 电工电子技术基础课程， 教学网络平 台 ， I of so of to of to of of of no be we of is to of to in to be to In on as an of in SP on of of on to of of a a of to at to 录 录 摘 要 . I . 一章 绪论 . 1 第一节 研究的背景 . 1 第二节 国内外研究现状 . 2 国外网络教学现状 . 2 国内网络教学现状 . 2 第三节 问题的提出 . 3 第四节 本文的研究内容 . 4 第五节 本文的组 织结构 . 4 第二章 系统开发的相关技术 . 6 第一节 网络平台建设要完成的任务 . 6 第二节 支持网络平台建设的相关技术 . 7 交互式动态网页实现技术简介 . 7 技术的选取 . 10 数据库 . 10 关键问题及技术 . 11 第三节 本章小结 . 14 第三章 系统需求分析 . 15 第一节 功能需求 . 15 电工电子技术基础教学网络平台基本组成部分 . 17 需求描述与用例分析 . 18 目 录 二节 性能需求 . 21 第三节 可行性分析 . 22 第四节 系统开发运行环境 . 22 软件环境 . 22 硬件环境 . 22 第五节 本章小结 . 23 第四章 系统的设计 . 24 第一节 系统设计原则 . 24 第二节 系统总体架构与设计规范 . 25 系统总体架构 . 25 设计规范 . 26 第三节 系统的功能模块设计 . 27 课程管理模块 . 27 教师管理模块 . 28 综合管理模块 . 28 学生管理模块 . 30 考试管理模块 . 31 游戏管理模块 . 32 数据管理模块 . 32 公共信息模块 . 32 第四节 系统的数据库设计 . 33 系统 设计 . 34 数据表结构设计 . 35 第五节 本章小结 . 39 第五章 系统开发的实现 . 40 第一节 用 户登录功能的实现 . 40 目 录 V 第二节 学生注册功能的实现 . 43 第三节 教师审核功能的实现 . 45 第四节 学生管理功能的实现 . 47 第五节 教学管理功能的实现 . 48 第六节 管理员管理功能的实现 . 48 第七节 知识类别管理功能的实现 . 55 第八节 本章小结 . 56 第六章 总结与展望 . 57 第一节 总结 . 57 第二节 展望 . 57 参考文献 . 59 致 谢 . 61 个人简历 在学期间发表的学术论文与研究成果 . 62 第 一 章 绪论 1 第一章 绪论 第一节 研究的背景 目前，在现代化技术教育的今天，计算机早已成为了教学中必不可少的教学工具，网络教学也早已不是什么新名词。但是 开发 一款能够非常实用又非常适合这类高职、中职学校适用的 教学网络平台 ， 是非常重要和具有实用价值的事情 。 自中职校、高职校整合到一起以后，职业技术教育慢慢进入了更规范、更现代化的教育管理模式，在以往只是图书馆的模式下，改为了图文信息中心，这种模式的改变意味着从 纸媒介向电子信息媒介进行转变。在教学中也有了很大的变革，目前，学校正在为建立教学资源库而搜集各门学科的资料。教学资源库包括每个教学阶段的教材、教学课件、教学图纸、教学视频、教学仿真等。建立的此网络平台正是将 网络的 这种 可以 双向交换特点的技术平台 和多媒体技术在创建真实情景方面的独特优势 相结合 ， 这种学习方式比 传统 媒介 更有 独特的优势，更适合 学生 进行自主学习。 社会的 不断 发展 与 信息技术的 不断 普及 ，有 越来越多的学生将会选择利用 网络 来学习，同时也是适应现在这个学习型社会的必然要求。 网络学习平台的设计和开发 不仅有利于 课堂教学 模式的 改革还可以 满足学生自学的要求 ， 这些问题都应该成为 我们 现代教师所 必须思考的问题， 这样 网络学习平台 才能够达到它 如何 调动 学生 的 自学 能力 ，如何吸引学生学习兴趣 ，如何保证学生 获得需要的 知识。 建立 教学网络平台 即为教学的辅助 系统，以计算机技术为依托的现代化 教学管理 系统。研究该系统的目的就是要达到： 学网络平台 要通过全校的问卷调查，在问卷调查中了解学生对此 教学网络平台 的需求，通过需求分析完成系统的设计和建立。构建网络的平台能够使学生在完成相应的课堂教育后，可以通过计算机的网络平台在课余时间对教师课上所讲的知 识进行回顾和复习，同时还可以提出新问题与教师进行互动交流。 第 一 章 绪论 2 学网络平台 界面友好，可以使学生在课余时间方便进入，能够下载所需要的教学文件，视频，课件。可以在线进行仿真。 第二节 国内外研究现状 国外网络教学现状 欧美网络教育现状：美国有些高校已开设了基于 远程学习课程，如斯坦福大学与康柏和微软计算机公司共同合作开设了电气工程硕士学位的网络教育课程。此外有许多公司或教育基金会还对网络教学提供了许多经费资助。 目前国外的 教育网站又可分为两类：学生教育站点和网络资 源库。国外的网络资源库，尤其是美国的网络资源库已初具规模。这类站点一般由大公司单独创作或由几所学校及各级教育部联合创建，是学校教育和远程教育的有利补充，提供多种学习资源、大量的教育信息、教学软件、课外娱乐、升学信息及就业信息等，同时，因为内容的丰富和多样，一般都有很好的搜索和导航机制，如：由美国 司制作的家庭教育 （ 。由于网络化教学 与传统课程相比，背景材料更加丰富、翔实，同时网络教育克服了时间和空间的限制，能够满足人们随时补充知识的愿望，人们可以在自己的工作场所、家中 或者 任何闲暇之时想获得知识，随时可以通过网络学习万里之外的某一大学所讲授的某一门网络课程，还可以通过 到教师发来的教材和辅导材料，也可以与其他同学通过论坛相互交流，参与讨论。 欧洲学校工程（ 与欧洲各国及其地区网保持亲密合作，通过此中心，用户能更好的利用网上的及各国的资源。 国内网络教学现状 我国正在推进教育信息 数字 化的步伐，教育部在 2000 年 10 月，做出了建设校园网工程的决定。而且我们也越来越多的在各种 媒体上，听到了数字化校园这个概念。清 华大学，浙江大学，湖南大学，北京邮电和电信试点现代远程教育大学等， 到目前为止，全国有 67 个机构，高等院校建立了网络教育学院。第 一 章 绪论 3 随着网络教育的试点实施的实践，几乎所有的网络课程教学内容高度重视 “ 解释 ” ， “ 演示 ” 环节，不同机构在不同学科的发展潜能。如流媒体视频、文本、画等，更多使用虚拟现实技术，在可能的范围内，当然知识讲全，讲精，讲系统，按印刷教科书的章节的顺序组织教学内容。 目前，正是建设数字化校园的大力发展时期，对于我校工科类的学校像数控加工、磨具、动画、电气等 课程如果用网络化的教学模式去教学，无疑大大提高了教学的效果，同时更能够使教学资源不断充实也利于一些重要的教学资料得到有效额保存。 第 三 节 问题的提出 本文以电工电子技术基础课程为例， 电工电子技术基础是自动化工程专业课程中的一门核心课程，是自动化专业和通用电子、应用电子专业的专业必修课。本课程的特点是实用性强，传统的课堂教学对于学生而言缺乏直观性。网络教学的特点是：无限的时间和空间，协作，个性化的，改变了传统教学只以 “ 教 ” 为主的乏味，更加强调以学生 “ 学习 ” 为中心的主动教学理论，同时有 教学网络平台 的辅 助更增加了学生学习知识的趣味性。 课程质量不仅取决于有质量的教学内容，教学内容的表现形式，也要看具体实施的教学方法和教学策略的合理使用，电工电子技术基础在线课程需要结合教育学，心理学，计算机科学和本门课程的学科知识面，此网络课程的开发重点是要放在课程设计和教学策略的研究上，教材不应该花太多的时间。而课程，教材，教学方法，教学评估是必不可少的，因此这四点是完成 教学网络平台 设计需要反映的四大要素。 课程：在此 教学网络平台 中，录制了大量的教学视频，课程可以反复观看。 教材：由于本专业有相应的校本教材可以使用， 因此，在此 教学网络平台中有部分电子版教材。 教学方法：综合应用讲授法、演示法、实验法等在此 教学网络平台 中，丰富得再现网络教学的优势。 教学评估：在此 教学网络平台 中，可以对学生的作业进行在线打分。 第 一 章 绪论 4 第四节 本文的研究内容 根据电工电子技术基础的课程内容和特点的分析，研究其 教学网络平台 开发的意义以及应达到的目标和要求；本文详细介绍了运用 其它开发工具与 据库管理软件 对 电工电子技 术基础课程的 教学 网络平台 进行开发 ，完成 课程管理 、 综合管理 、 考试管理 、 数据管理 、 公共信息等模块 设计。以确定平台所需各功能模块。例如各章节基本知识内容， 教学资源 ，资源下载，习题指导，以及在线交流、答疑解惑、考试、互动等的要求。 教学网络平台 的系统结构设计： 教学网络平台 的体系结构指的是教学平台开发是采用的软硬件技术架构体系，包括开发时采用的软硬件技术架构体系，包括开发平台的技术，文件组织，服务配置，运行环境，系统接口等。 系统功能模块的设计：系统功能模块设计是教学平台结构的主体，主要基于用户需求分析和教学设计。网络支持平台是建立在通用的 础之上的，专门为基于双向多媒体 的 网络 教学而提供全面服务的软件体系。这里模块拟包含网络教学管理子系统，网络教学子系统（包括网上多媒体授课、网上答疑、网上作业、考试、交流工具等等），教学资源管理模块。 教学 网络平台用户界面设计： 教学网络平台 用户界面指的是教学平台呈现给用户的 组织 结构和表现形式，友好的 交互界面设计 是教学 网络平台软件 开发的重要组成部分。 教学 网络平台软件的界面设计应摆脱传统网页交互模式的束缚、充分 解析 学习者的心理特征，满足学习者的个性化学习交互要求。用户界面设计的主要内容包括以下几个方面： 显示页面设计 ,研究用户界面的显示形式和风 格； 菜单系统设计 ,研究如何组织系统模块； 导航系统设计 ,研究围绕用户需求的信息采集和导航； 帮助系统设计 ,研究在线帮助和提示； 异常处理 ,研究系统的易错和出错 并 提示帮助，等等。 第五节 本文的组织结构 论文主要介绍电工电子技术基础这门课程的 教学网络平台 的操作系统开发的分析过程、设计思想和功能实现，并详细阐述了系统中关键技术的实现。 第 一 章 绪论 5 第一章简述系统的开发背景，系统特点 和系统开发的意义。同时简要介绍了本文的组织形式。 第二章概述课程中包括的理论基础以及系统开发中的相关技术和一些简要的设计思想 ，面向对象分析设计技术等。 第三章使用面向对象的分析设计思想进行系统需求分析，对系统的类图，用例图，活动图 ,状态转换图等几个方面进行详细的分析与设计。 第四章详细描述系统总体设计思路，系统功能设计，数据库设计。 第五章 主要介绍网站系统中各个主要功能模块是如何实现 的 。 第六章主要介绍了个人设计这个系统时的心得和总结。包括个人总结，系统总结。 第二章 系统开发的相关技术 6 第二章 系统开发的相关技术 在提出系统开发议题后，必须明确系统开发过程中所需要的理论基础支持和相关的技术支撑。 电工与电子技术基础 这门课是技术学院电气系专业 的基础课程，是一门 研究电工技术 、 电子技术的理论和应用的技术基础课。 电工与电子技术发展很快，需要及时更新新的知识，如果通过纸介是很难满足要求的。 明确了 电工与电子技术基础 在开发时所需的理论基础后，还需要清楚这门课与其他课程又有自己独特的地方，既然是一门技术性很强的课程，仿真必不可少，实验视频必不可少，因此保证仿真的准确性、直观性，视频的清晰度等就应该有相应的技术来保证。 第一节 网络平台建设要完成的任务 结合以上电工电子技术基础课程的特点，本网络平台正是要构建一个电工电子技术基础课程教学的 站，为学生提供一个良好的学习环境，这是我们设计建立网站的目标。 建立网站最重要的就是能根据 登录 者的身份 (管理员、任课教师、校内课程学习者学生 )提供不同的服务。提供此课程相关信息，使学生在学习前便能了解所学课程的大体内容、性质。实现网络教学、平时作业和其他有关学习资源的上、下载功能。建立习题库，供学习者自测练习。建立在线答疑及在线讨论，为教师与学生提供互动交流。建立实验仿真使学生增强学习兴趣，加强对知识的理解。建立视频播放功能，使学生能够亲临教师的课堂和教师所录制的真实实验内容。 在教学的起始阶段，教学目标是 已经被确定的。在学生通过网络查询资料的过程中，教师根据学生的自学情况提出讨论题。学生进入 “ 论坛 ” 发表看法，以达到意义的建构。学生发表自己的观点的同时，必须运用相关知识，进行合理组织，并能够可以接受其他同学和教师的咨询。此时的教师成了学生学习的促进者、组织者，需要及时处理学生讨论中出现的问题，适时进行调控。 第二章 系统开发的相关技术 7 课程 教学 网络 平台使学生能够触网即通，为学生开放了更多主动、自由学习的空间。通过学生使用教学平台学习，学生已从单纯的受教育者变成了学习的主宰者。学生可以通过资源共享来查询老师提供的参考资料，可以通过网上答疑 来延续教室的讨论，可以通过网络来提交作业和参与测试。充分体现了目前我们所推行的 “ 以学生为主体，以教师为主导 ” 的教育理念。而且网络教育教学有如下优势： (1) 真正实现教与学的零距离 1) 教师学生与教学资源之间：零距离 (任何位置，打破了国家、学校的限制 )、零等待 (任何时间 )、实现资源共享。 2) 教师与学生之间：零距离 (任何位置，打破了国家、学校的限制 )、零等待 (任何时间，同步与异步交互 )、零隔阂 (虚拟世界消除隔阂 )。 (2) 形式多样的交互 1) 师生与资源的交互性：网页的交互性 (超媒体与超文本链接，搜索 引擎，动态网页等 )、交互媒体 (音频与视频、 动画 演示 等 )。 2) 教师、专家与学生之间的交互：同步 (实时通信： )、异步 (题板区、 坛、调查与评估等 )。 (3) 丰富的数字多媒体与虚拟现实 1) 丰富的数字多媒体：图像、音频、视频、动画、流式媒体。 2) 虚拟现实 (包括与模拟现实的结合 )：由数字多媒体实现。 网络学习环境 如图 示。 第二节 支持网络平台建设的相关技术 交互式动态网页实现技术简介 现在网络技术越 来越多，那么提供实现系统功能的工具也越来越多，主要的技术有 及 且它们各有特点。下面简要介绍一下这些技术： 1 二章 系统开发的相关技术 8 用网关接口，是外部程序和 务器之间的标准编程接口。 图 络学习环境图示 用来写 术最常用的语言是 用萃取与报告语言，文字分析报告语言），它具有强大的字符串处理能力，特别适合于分割处理客户端提交的表单数据的字符串，用它来写后缀为 程序。 用数据库需要安装 是 数据库接口技术。 标准界面 可以 连接到各种不同的 擎上。 2 动态服务页。 网页文件的格式是 本 )的编写方式 十分相像 ，它 可以直接运行且完全不需要重新编译成可执行文件 ， 此外， 置的 件，允许用户通过客户端浏览器访问各种数据库。 第二章 系统开发的相关技术 9 象、 象、 象、 象 等基本对象外，另外可以 允许用户插入 件的使用。当然， 提供了多种使用的件，这些组件包括广告轮的重要组成部分，文件访问组件文件的连接部件以及数据库访问组件，大大扩展和再利用组零部件的 得多。 本代码其运行效率比 高、程序编制也比 方便且更有灵活性，程序安全及保密性也远比 。 本是由一组可以在 安全而言，有些危险。 程序员可以编写和修改 本，不需要进行编译连接，从而提高了工作效率的编程速度。此外， 象的用户的请求来处理的 另一个优点，并以这种方式极大地扩展的 求的服务的能力。呼吁通过 象，以请求被分配到一些分布式对象的同时，分布式计算，大大提高了执行效率 。但是， 术 也 有一个缺陷：它基本上是局限于微软的操作系统平台之上。 要工作环境是微软的 用程序结构 。 1 3 文本预处理器， 是脚本解释执行的服务方式， 因此， 结构和工作是相同的。所不同的是类 C 语言编写的 本， 本是写在 释的优势，线性的服务。 ，最大的优势是 以跨平台，无论是 以使用 同的平台下开发的 本完成兼容，可以很容易地得到一个平台来开发一个 本，用于在另一个平台。 比 最大的缺点简单的 释执行器，不支持分布式对象的调用，因此也没有分布式计算。遇到非常大的请求突发请求，将很难对付他们。 免费软件，不存在开发和调试工具如 程序员可以只运行一个 比 误更难以消除 。 2 4 务页是 司推出的网站开发技术，是将纯 码嵌入 实现动态功能的一项技术。 于是用 且是基于 拟机运行的。 根本上解 决互联网的跨第二章 系统开发的相关技术 10 平台，代码转换和网络应用的安全性等诸多问题。 本解释。 言脚本来执行 程序。 单的解释首先需要 译 本编译成 么 拟机中运行的编译 本执行不同的第一次访问。 和持用 发的 象类似， 可以使用 言编译写的 、 者 进行更为复杂的处理。这样 可 以实现 本功能的扩展，并通过调用多个分布式对象实现分布式处理。 一种新的解决方案，结合跨平台的 持分布式对象的优势并将 运行从客户端移到服务器端，降低了对客户端的要求。 3 技术的选取 本上都是把脚本语句嵌入到 档中。如果要说它们各自主要的优点，那就是： 习简单，使用方便； 件免费，运行成本低； 平台文持，转换方便。 于采用 法，只要熟悉 言，有点 础，要学习掌握 很简单的事情 ,而且技术简单。 于采用 法，由于度的面向对象和灵活性，所以，比 微要难点，要真正的将 不是短时间能很好的做到的。 针对现阶段网页大部分在 境下开发，使用 览器的情况，并通过以上对比以及对系统要求的分析，为了降低系统开发难度，我们采用基于 务端编程语言来实现系统的功能。 数据库 本系统的后台数据库采用 合大容量数 据的应用 ，基于服务器端的中型的数据库，后台开发 比较 灵活 ，可扩展性等方面 也比较 强大。 4 特点 ： （ 1） 架主机 第二章 系统开发的相关技术 11 使用 发人员通过使用相似的语言，例如微软的 #微软的 能够创立数据库对象。 （ 2） 术 扩展标记语言是用结构化的方法存储数据的纯文本格式。通过一个文本读取程序，如 “ 写字板 ” ， 任何可以处理纯文本的 设备都可以使用存储在 件中的数据。 （ 3） 通告服务 通告服务使得业务可以建立丰富的 向任何设备 ， 通知应用软件 ，提供 及时的和 个人化的信息，在 ， 这些技术包括分析服务 ， （ 4） 务 使用 可以 为网络服务中心应用软件提供一个新型的数据存取功能。并且 开发人员将能够在数据库层开发 务，将 作一个超文本传输 协议。 5 关键问题及技术 缩写，意为 “ 动态服务器页面 ” 。 是一种简单，方便 且非常实用 的编程工具。 替 了 本的应用程序， 可以与数据库和其它程序进行交互， 页文件的格式是 用于各种动态网站 。 够 受到大家的重视与使用的原因，主要在于 它 所产生的执行结果都是标准的 式， 并且 这些程序是在网络服务端中执行，使用一般的浏览器（如 可以正确地获得 “执行 ”结果，并且将 行的结果 可以 直接在浏览器中 “浏览 ”。 6 设计理念与特色 一种 为 服务器端脚本编写 的 环境，可以用来创建和运行 用程序，也可以用来创建和运行 动态网页。利用 以向网页中添加交互式内容（如在线表单），也可以创建使用 页作为用户界面的 用程序。 与 比， 页具有以下特点： 第二章 系统开发的相关技术 12 （ 1）利用 以实现突破静态网页的一些功能限制，实现动态网页技术。 （ 2） 件是包