教学平台系统设计与实现.docx
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教学平台系统设计与实现
教学平台系统设计与实现
摘要
网络教学已经成为现代教育的重要形式之一，它弥补了传统教育的弊端，使教学和学习活动不再受时间和空间条件的限制，为教师和学生提供了更加自由的环境，更加丰富的资源，拓展了教学的时空。
在很大程度上促进了教育社会化和学习终身化的进程。
网络教学平台提供了一个具有个人化、实时性与兼具同步式与异步式的学习环境，适应了现代社会对教育手段现代化的要求，是现代教育技术的主要发展方向之一。
本文针对“操作系统”这门课的特点，经过实际的需求分析，开发了基于Web的操作系统教学平台,本系统采用web架构实现，系统开发采用ASP和SQLServer2000完成。
本系统分为管理员模块、教员模块、学员模块三个逻辑功能模块,满足学院学生在课余时间自由选取课程进行预复习，同时教师可通过论坛和学生沟通，也可进入答疑教室解决学生提出的问题。
本系统使学习不受时空限制，具有费用低、教学内容更新快、教学资源和媒体利用充分、教学过程的交互性强、强调个性化学习等特点。
关键字：
网络教学教学平台个性化学习
基于Web的教学平台的设计与实现
第一章绪论
1。
1系统研究的意义及背景
现阶段，学校与社会上的各种教学大都采用传统的方式，在此方式下，学生与老师之间的交流很难,学生得不到老师的及时指导，老师也不能及时了解学生的学习和知识掌握情况。
教与学的过程过长，资源没有得到充分利用。
多年来，伴随着社会的发展，各个学校无论是从硬件上还是从软件上都拥有了一定的基础条件，大学教育中网上对学生实行教育和管理势在必行。
我们所设计的教学平台系统主要是为广大学生及其教师提供一个方便的场所,让大家可以通过互联网进行在线学习和交流,相信它会给广大学生提供方便快捷的学习途径.
本文建立了一个针对大学生的操作系统课程学习系统网站，学生可以通过校园网或互联网访问该网站,可以按照教师的建议或各自的计划对所学知识进行测验；教师可以通过网站提供的环境对学生的学习情况进行动态管理，并依据网站记录的考试成绩给出对每一位学生客观的综合评价.网上考试系统减轻了教师的工作负担并提高了工作效率,与此同时也提高了教学的质量，从而使教学工作更趋于便捷、高效，更加激发学生的学习兴趣。
本文开发的操作系统教学平台，旨在探索一种以互联网为基础的教学模式。
通过这种新的模式,为课程创造一种新的学习环境，提高教学工作效率和标准化水平，使学校管理者、教师和学生可以在任何时候、任何地点通过网络进行学习。
基于网络教学的这些优点，本文开发了此教学平台.
本文所设计的教学平台主要功能包括课程介绍,作业提交与批改，教学课件，课程设计,答疑教室，在线讨论，在线考试。
能比较全方面的满足操作系统这门课所有学习要求.要实现教学平台的设计必须使用动态网页及WEB数据库问技术,而实现此技术的关键是数据库与WEB的连接。
目前，网络应用软件运行的模式主要有二类：
Client/server模式，Browser/Server模式，前者主要的缺点是维护、升级较麻烦，后者是近几年伴随Internet迅速发展起来的一种技术，它与客户/服务器方式类似，客户端是一个标准的浏览器，服务器端是Web Server ,而Web Server与数据库和应用服务器的紧密结合，使得这种模式的应用范围不断扩大，它已不仅仅用于网上查询，有很多部门的业务系统、企业的MIS系统纷纷采用这种模式，它的主要优点是便于扩充应用、升级维护简便。
基于上述考虑，本文采用B/S模式设计教学系统平台,服务器端我们采用WEB SERVER+数据库系统+ASP来构成考试的应用服务系统；客户端采用浏览器来完成教学系统的设计。
1。
2教学平台系统开发工具
1.2.1B/S结构介绍
B/S模式（Browser/server：
浏览器/服务器）由浏览器、Web服务器和数据库服务器三个层次组成。
Web服务器是该模式的核心部分。
在这种模式下,客户端使用一个通用的浏览器,代替了各种应用软件,用户的所有操作都通过浏览器进行。
该模式的核心部分是Web服务器,它负责接受（或本地）的http请求，然后根据查询的条件到数据库服务器获取相关的数据，再将结果翻译成html和各种页面描述语言,传送回提出查询请求的浏览器.同样，浏览器也会将更改、删除、新增数据记录的请求传送至Web服务器，由它与数据库服务器联系完成这些工作。
B/S模式可以看作是在C/S模式发展到一定阶段的产物,它以Web技术为基础，将传统C/S模式中的服务器部分细分为数据库服务器和Web服务器,从而变成3层结构。
B/S结构本质上也是C/S结构，但不同的是,在B/S模型中，在客户机上运行的应用程序是浏览器.客户机要访问数据库时，向Web服务器发出请求，Web服务器通过数据网关与数据库相连,负责与数据库的数据交换.
B/S模式层次结构如图1-2-1所示.处于第一层的是客户端，处于第二层的是应用层，由一台或多台服务器组成,该层具有良好的可扩充性，可以随着应用的需要增加服务器的数目.处于第三层的是数据层，由数据库系统组成［3]。
1.2.2ASP开发环境的简介
ASP是微软公司推出的一种服务器编程技术，其实也就是一套服务器端脚本运行环境。
通过ASP，我们可以建立动态的、交互的、高效的
图1-2—1B/S结构
Web服务器应用程序，如交互式的动态网页，包括使用HTML表单收集和处理信息,上传与下载等等.作为较早的动态网页技术，ASP在网络上得到广泛应用，其技术特点如下:
与一般的程序不同，ASP程序无需编译，ASP程序的控制部分，是使用JavascriPt、vBScriPt等脚本语言来设计的。
从软件的技术层面看，ASP有如下的特点ASP程序其实是以扩展名为。
asp的纯文本形式存在于网络服务器上的，可以用任何文本编辑器打开它。
ASP程序中可以包含纯文本、HTML标记以及脚本语言.只需将ASP程序放在Web服务器上，并进行简单设置，就可以通过WWW的方式访问ASP程序。
ASP文件是以“.asp”为扩展名的文本文件,创建“.asp”文件非常容易。
如果要在HTML文件中添加脚本，只需将该文件的扩展名“.htm”或“.html”替换为“.asp"就可以了.要应用这个“。
asp”文件，可将它保存在Web站点上的目录中.当用户查看该文件时,服务器将ASP处理后的结果,以HTML的形式返回给浏览器.使用任何文本编辑器都可以创建“。
asp”文件，如记事本等。
【5】
（1）无需编译ASP脚本集成于HTML当中，容易生成,无需编译或链接即可直接解释执行。
（2）易于生成使用常规文本编辑器（如WINDOWS下的记事本），即可进行＊.asp页面的设计。
若从工作效率来考虑，不妨选用具有可视化编辑能力的VisualInterDev.
（3）独立于浏览器用户端只要使用可解释常规HTML码的浏览器，即可浏览ASP所设计的主页.ASP脚本是在站点服务器端执行的，用户端的浏览器不需要支持它。
因此，若不通过从服务器下载来观察*.asp主页，在浏览器端就见不到正确的页面内容。
（4）面向对象在ASP脚本中可以方便地引用系统组件和ASP的内置组件，还能通过定制ActiveXServerComponent（ActiveX服务器组件）来扩充功能。
（5）与任何ActiveXseripting语言兼容除了可使用VBSeript和JSeript语言进行设计外，还可通过Plug一in的方式，使用由第三方所提供的其它Seripting语言.
（6）源程序码不会外漏ASP脚本在服务器上执行，传到用户浏览器的只是ASP执行结果所生成的常规HTML码，这样可保证辛辛苦苦编写出来的程序代码不会被他人盗取。
从应用的层面看，ASP有如下的功能:
（1）处理由浏览器传送到站点服务器的表单输入。
（2）访问和编辑服务器端的数据库表.使用浏览器即可输入、更新和删除站点服务器的数据库中的数据.
（3）读写站点服务器的文件，实现访客计数器、座右铭等功能.
（4）提供广告轮播器、取得浏览器信息、URL表管理等内置功能。
（5）由cookies读写用户端的硬盘文件,以记录用户的数据。
（6）可以实现在多个主页间共享信息,以开发复杂的商务站点应用程序。
（7）使用vBScriPt或JavascriPt等简易的脚本语言，结合HTML码，快速完成站点的应用程序。
通过站点服务器执行脚本语言，产生或更改在客户端执行的脚本语言。
（8）扩充功能的能力强，可通过使用VISualBasic、Java、visua1C++等多种程序语言制作Act1veXServerComponent以满足自己的特殊需要。
1。
2.3SQLServer简介
SQLServer是一个关系数据库管理系统，最初是由Microsoft、Sybase和Ashon—Tate三家公司共同开发的，于1988年推出了第一个OS/2版本。
在WindowsNT推出后，Microsoft与Sybase在SQLServer的开发上就分道扬镳了。
Microsoft将SQLServer移植到WindowsNT系统上,专注于开发、推广SQLServer的WindowsNT版本；Sybase则较专注于SQLServer在UNIX操作系统上的应用。
SQLServer2000是Microsoft公司推出的SQLServer数据库管理系统的最新版本，该版本继承了SQLServer7。
0版本的优点,同时又比它增加了许多更先进的功能，具有使用方便、可伸缩性好、与软件集成度高等优点，可跨越从运行MicrosoftWindows98的膝上型电脑到运行MicrosoftWindows2000的大型多处理器的服务器等多种平台使用。
SQLServer2000全面扩展了SQLServer7。
0的性能、可靠性和易用性，使它成为一个杰出的数据库平台，可用于大型联机事务处理、数据仓库以及电子商务等。
SQLServer特性主要有以下内容。
【6】
（1）XML（EnterpriseMarkupLanguage，扩展标识语言）支持
关系数据库引擎可以返回XML文档数据。
XML数据可用于插入、删除和更新数据。
XML是扩展标识语言的英文所写。
XML语言可用于描述一个数据集的内容,以及数据如何在Web页中显示或者输出到某个设备。
XML和HTML都源于SGML。
SGML是一个非常复杂、庞大的语言,在网络上发布数据有时很难完全使用它。
HTML比SGML简单的多，而且更专业化，但HTML所作用的数据有一定的数量限制.XML介于HTML和SGML之间，它比SGML简单但比HTML的功能强大得多。
因此,XML成为Web网络公司内部网络进行电子数据交换日益重要得语言。
（2）SQLServer中增加了3种数据类型：
BIGINT、SQL_VARIANT和TABLE。
（3）SQLServer2000扩展了Transact—SQL语言的可编程性.用户自定义函数可以返回一个数量值或表.
（4）分布式查询增强
SQLServer2000引入了一个名为OPENROWSET（）的函数，它可以指定在分布式查询中的一个特定的连接信息.分布式查询优化器的功能有了进一步的提高,授予了OLEDB数据源更多的SQL操作权。
（5）级联参考完整性约束
级联参考完整性约束可以控制在删除或更新有外键约束的数据时所采取的操作。
这种控制是通过在CREATETABLE或ALTERTABLE命令中的REFERENCES子句中加入ONDELETE或ONUPDATE子句来实现的。
此外，SQLServer2000还有桌面引擎（DesktopEngine）和WindowsCE版。
用户可以根据实际情况选择所要安装的SQLServer2000版本。
1.2.4JavaScript简介
JavaScript由Netscape公司开发，是一种基于对象（Object）和事件驱动（EventDriven）并具有安全性能的脚本语言.使用它的目的是与HTML超文本标记语言、Java脚本语言（Java小程序）一起实现在一个Web页面中链接多个对象，与Web客户实现交互。
它是通过在标准的HTML语言中嵌入或调入方式实现的，它的出现弥补了HTML语言的缺陷，它是Java与HTML折衷的选择，具有以下基本特点。
（1）JavaScript是一种脚本语言。
它采用小程序段的方式实现编程。
像其他脚本语言一样，JavaScript同样也是一种解释性语言,它提供了一个简易的开发过程。
它的基本结构形式与C、C＋＋、VB、Delphi十分类似。
但它不想这些语言一样，需要先编译，而是在程序运行过程中被逐行的解释.它与HTML标识结合在一起，从而方便用户的使用和操作。
（2）JavaScript是一种基于对象的语言。
这意味着它能运用自己已经创建的对象。
因此，许多功能来自于脚本环境中对象的方法和属性的调用。
（3）JavaScript的主要特征是实现网页的动态化。
它可以直接对用户或客户的输入做出响应，无须经过Web服务程序。
它对用户的响应，是采用以事件驱动的方式进行的。
所谓事件驱动，就是指在主页中执行了某种操作产生的动作，就称为“事件”.比如按下鼠标、移动窗口、选择菜单等都可以视为事件.当事件发生后，可能回引起相应的事件响应。
（4）JavaScript具有安全性。
它不允许访问本地硬盘，不能将数据存入到服务器上，不能允许对网络文档进行修改和删除,只能通过浏览器实现信息浏览或动态交互,从而有效的防止数据丢失.
（5）JavaScript具有简单性.首先，它是一种基于Java基本语句和控制流之上的简化语言,对于学习Java是非常好的过渡【6】。
第二章教学平台系统的设计
2。
1系统结构设计
本文采用目前流行的B/S结构进行平台的开发,这种结构对用户的系统要求不高,只要求计算机能够接入Internet客户端不需要任何附加软件,通过浏览器就能完成所有的操作。
在服务器端，系统信息全部保存在数据库中,便于维护和管理。
本文开发的教学平台从逻辑功能上分为3大功能模块:
管理员模块，教师模块,学生模块，如图2—2—1所示。
管理员模块：
供系统管理维护人员使用，用于服务器端对平台的维护管理；教师模块：
教师通过此模块开发个性化网络课程、组织讨论与答疑、批阅作业、主持考试等；学生模块：
学生通过此模块进行自学、参与答疑及讨论和参加考试等。
管理员模块
操作系统学习平台
教师模块
学生模块
人员公告管理
自主学习
课程设计
在线讨论
用户登录
用户登录
在线讨论
提交作业
批改作业
学科简介
用户登录
在线讨论
图2-1—1系统结构框图
2.2各模块功能分析
2.2.1管理员模块
（1）管理员登陆模块
该模块实现管理员登录时的身份验证，如果用户输入了不存在的用户名或者错误的密码，系统会给出相应的错误提示信息。
通过验证后用户便可以登录到考试管理系统并将用户的登录信息记录下来，同时也拥有了本考试系统的最大权限。
用户使用任何功能模块时,系统都要检查用户是否合法登录。
（2）管理员用户管理模块
该模块仅限管理员使用，本模块又包括学生管理、教师管理和管理员管理五个子模块。
教师管理模块，实现对教师信息（其中包括隶属于那个专业）的查询、添加、修改和删除功能。
学生管理模块，实现对考生信息（其中包括隶属于那个专业）的查询、添加、修改和删除功能.另外由于每年高校都会有毕业离去的考生，故系统需要实现根据考生的年级和专业信息进行大量信息的方便删除的功能。
（3）管理员公告管理模块
该模块仅限管理员发布公告信息，当有关于课程的信息要变动时，管理员可以执行相应的添加、删除、修改等操作,以达到对公告模块进行维护的目的.
2。
2.2学生模块
（1）学生登录模块
该模块实现考生登录时的身份验证，如果用户输入了不存在的用户名或者错误的密码，系统会给出相应的错误提示信息。
通过验证后用户便可以登录到考试系统并将用户的登录信息记录下来,考生便可进入系统进行考生或者自我测验等其他功能模块。
用户使用任何功能模块时，系统都要检查用户是否合法登录。
（2）考试模块
管理员发布试卷后，相关年级和专业的考生便可以进行相关科目的考试，考生登陆后首先看到自己的个人信息，确认无误后便可以进入考试;考试过程不允许中断，并且有严格的时间限制;考生在考试过程中后退和刷新都将被作为作弊处理。
试卷提交后,系统会将答卷的状态计为“试卷提交"。
（3）答疑讨论模块
学生遇到问题时，可以进入答疑子系统提出问题等待教师回答。
此外还可以进入讨论区，发表有关问题的帖子,由参加讨论的人实时地给出回答.
（4）作业提交模块
通过该模块,学生可以完成作业后直接提交给教师，提高了作业批阅的效率。
2.2。
3教师模块
（1）登录模块
该模块实现教师登录时的身份验证,如果用户输入了不存在的用户名或者错误的密码，系统会给出相应的错误提示信息。
通过验证后用户便可以登录到阅卷系统并将用户的登录信息记录下来，教师便可进入系统进行阅卷或者其他功能模块。
用户使用任何功能模块时，系统都要检查用户是否合法登录。
（2）课程设计模块
该模块仅限教师发布课程设计信息，当有关于课程的信息要变动时，教师可以执行相应的添加、删除、修改等操作,以达到对该模块进行维护的目的。
（3）作业提交模块
该模块显示毎位学生提交的作业信息。
当教师要批阅作业时，可以直接通过该模块下载学生提交的作业，进行批阅.
（4）答疑讨论模块
答疑模块显示了学生提出的有关课程的问题，教师通过该模块解答学生的问题；教师也可以通过讨论模块与参与人员进行交流。
2.3小结
划分的这些功能模块都是本教学平台系统不可或缺的一部分,但是其中的一些模块是整个系统的主体部分.课程管理模块和用户管理模块是系统的基础，其他的功能模块都是在这两个模块的基础上架构的；答疑和讨论模块是整个系统的核心。
第三章系统数据库设计
3。
1概念结构设计
数据库主要用来更方便地管理系统中存在的所有数据,对于一个教学平台系统而言，需要大量的课程信息的资源，这就要求系统一定要有一个大型的数据库来管理这些数据。
在此本文所设计的系统中，数据库用来存储用户信息、讨论区信息、作业信息、学生的提问信息、教师的回答信息、课程设计信息、公告信息等，因此本系统的E-R图如图3—1—1所示.
m
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参加
讨论区
批改
回答
问题
课程
作业
设计
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学生
参加
讨论区
提交
提出
问题
答案
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管理员
管理
讨论区
发布
管理
人员信息
课程信息
公告
提供
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图3—1-1系统局部E—R图
3.2逻辑结构设计
逻辑结构设计即将E－R图转变为关系模型.考虑到整个系统的需要，一共设计了以下几个数据库表：
学生表、教师表、管理员表、讨论区信息表、作业表、问题表、答案表等.如表3—1—-表3—7所示.
表3-1学生用户信息表：
表3-2管理员信息表：
表3—3教师信息表：
表3-4讨论区信息表:
表3—5提交作业路径表：
表3-6答疑教师问题表：
表3—7答疑教室回复表：
3。
3对数据库统一操作的实现
计算机的开发技术不断发展，数据库应用却是不变的。
对数据库的读写查询操作也正是ASP最关键的地方，当然，也是其他各种动态网页语言如JSP，PHP,CGI中很关键的部分.为了实现对数据库的同一操作，本文编写了cno.asp,提供对数据库的连接操作，实现了整个教学平台系统的所有有关数据库的操作，具体代码如下。
<%
dimcn
setcn=server.CreateObject（"ADODB。
Connection"）
cn.ConnectionString="DRIVER=｛SQLServer};Server=（local）；Database=Oss;"&”UID=sa；PWD=*＊＊＊＊”
cn。
Open
%〉
第四章系统模块功能的实现
4.1用户登陆模块
本系统的登陆模块有三部分组成，分别用来验证三种不同身份用户的登陆是否合法。
登陆用户的信息输入是用HTML语言的表单来实现的，根据用户的不同身份,表单将被提交到三个不同的ASP文件进行验证。
这些ASP文件分别对数据库中的stu表、tea表和adm表进行查询，查看是否有吻合的记录.若有相同的记录,则允许用户进入系统，并将用户的登陆信息写入session中。
之后系统的每一个页面都将对session进行查询，以防止避开身份验证的非法登陆。
当用户不通过登录而直接进入系统时，系统给出提示信息让其返回到登录界面这样便在一定程度上保证了系统的安全性。
另外在登录的过程中，当用户没有添写完整或者填写有误时，要能够要求用户重新填写，并且给用户以提示，如图4—1—1所示.登陆模块通过完成sql语句来完成相应的功能，主要语句如下：
……
〈%Dimrs
Setrs=Server.CreateObject（”ADODB.RecordSet”）
IfRequest（”username”）=""AndRequest（"password”）=""Then
%〉
alert（"请您输入登录信息!
”）
〈/script>
--#includefile=”loginb。
asp"——〉
〈％else
rs.Open"SELECT*FROMstuWHEREusername=’"＆Request（"username"）＆"’ANDpassword='”&Request（”password"）&"'”，cn
IfNotrs.EofThen
Session（”username”）=rs（"username"）
%>
这样对用户很方便，体现了系统的友好性，使用户感觉系统设计的人性化。
图4-1—1学生登陆界面
4。
2教学课件模块
在网上进行学习,强调以学为中心，强调学生的自主学习，本教学系统在教学课件模块的设计过程中设计了大量帮助学生进行自主学习的资源，比如语音教学，如图4—2—1所示。
本文所设计的平台能够促进学生的自主思维,促进学生的思维深度,促进学生学习的参与度。
图4-2—1教学课件界面
4.3课程设计模块
该模块主要对课程内容进行设计，便于学生对课程安排的了解。
学生通过该模块能够比较清楚的掌握学习操作系统这门课的难点重点，有利于学生进行自主学习.另外该模块还加入了提交作业功能，作业是评价学生学习效果的有效手段．学生在完成作业的过程中也加强了对内容的掌握。
学生可以通过该模块上交作业，省去了传统教育模式下作业收发的繁琐，提高了效率，系统提交作业的主要页面如图4—3-1所示。
其主要代码见附录Const。
asp，t_Char。
asp与t_clsUp.asp。
图4—3-1提交作业页面
4.4在线讨论模块
网络教学有良好的异步交互的优良特性,通过网络可以有效的对某一个论题进行深入的讨论，每个人都有过课堂讨论的体验，但课堂讨论由于时间有限、参与人数等讨论发言都很简要,一般都是几段话，这种时间有限的讨论往往浮于表面层次，感性成分居多而很难进行非常理性的思考，因为课堂讨论没有足够的时间进行充分的思考，难以深入。
该模块是以发表帖子,参与人员回复为基本的讨论交流形式，本文编写了Inste
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