王東生

（銅陵學院，安徽 銅陵 244000）

1.引言

21世紀高等教育具有指導性、綜合性、社會性、終生性和創(chuàng)造性五大特征，其中教育的社會性就是指教育的開放性和網(wǎng)絡(luò)化，計算機技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展，為建設(shè)一個開放式學習環(huán)境創(chuàng)造了條件，為網(wǎng)絡(luò)教學提供了強有力的技術(shù)條件保障。網(wǎng)絡(luò)教學平臺具有交互性、共享性、開放性、協(xié)作性和自主性等特征[1,2]，在課程內(nèi)容的組織、知識的傳授等方面既保持了原課堂教學的特點，又擴充和拓展了課程教學；既有利于學生的學習，又方便師生交流，因此可以提升課堂教學、提高教學效果，有利于對學生學習的正確引導，增強學生學習的自主性、趣味性和對課程內(nèi)容的可接受性，進而實現(xiàn)提高教學質(zhì)量，促進高素質(zhì)應用型人才培養(yǎng)的目的[3,4]。

雖然經(jīng)過各方面的努力，近年來我國網(wǎng)絡(luò)教育取得了快速的發(fā)展，也獲得了一定的成果和經(jīng)驗，但在技術(shù)措施和體系結(jié)構(gòu)等許多方面還都存在一些問題，與先進國家相比更是有明顯的差距，普遍存在標準缺乏、交互性差、個性化差、系統(tǒng)的智能性不夠、系統(tǒng)能力弱及系統(tǒng)的資源庫內(nèi)容不豐富等缺點。一個理想的網(wǎng)絡(luò)教育系統(tǒng)不僅應該具有廣泛的覆蓋性、高度的交互性、良好的跨平臺性等特點，同時也要具有智能型、界面友好、個性化等特征[5]。目前基于系統(tǒng)工程的角度來建設(shè)網(wǎng)絡(luò)教育系統(tǒng)是研究熱點，同時迫切需要采用IEEE LTSC標準和JSP技術(shù)來促進網(wǎng)絡(luò)教學平臺設(shè)計的規(guī)范化和標準化。

《互換性與技術(shù)測量》課程是高等院校機械類、儀器儀表類和機電結(jié)合類各專業(yè)必修的一門重要的技術(shù)基礎(chǔ)課，是聯(lián)系設(shè)計系列和工藝系列課程的紐帶，也是架設(shè)在基礎(chǔ)課、實踐教學課和專業(yè)課之間的橋梁。課程顯著特點是：概念術(shù)語多、標準原則多、符號代碼多、涉及的知識面廣。在傳統(tǒng)的課堂教學過程中，老師普遍感到課程難上，而學生對知識也不易很好的掌握。為了充分利用教育資源，提高教學過程中的交互性和主動性，本文開發(fā)了基于JSP的《互換性與技術(shù)測量》課程網(wǎng)絡(luò)教學平臺，系統(tǒng)實現(xiàn)了老師和學生的雙向交流，具有動態(tài)交互功能，對提高教學效果和教學成績將起到極大的促進作用。

2.網(wǎng)絡(luò)教學平臺總體設(shè)計

2.1 網(wǎng)絡(luò)教學系統(tǒng)的設(shè)計思想

網(wǎng)絡(luò)教學平臺中的教學資源和用戶的管理、組織及協(xié)同配合是其需要解決的主要問題。系統(tǒng)最基本的功能是把教學資源放在網(wǎng)絡(luò)平臺上供學生學習，而在平臺上老師與學生以及學生與學生之間的便利溝通與交流，即良好的交互性，可以充分發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)教學系統(tǒng)的效果。因此，在平臺設(shè)計時要充分考慮系統(tǒng)界面的友好性以及動態(tài)交互性，另外在實現(xiàn)系統(tǒng)功能時也要同時考慮訪問系統(tǒng)數(shù)據(jù)的高速性、安全性和穩(wěn)定性。

根據(jù)網(wǎng)絡(luò)化教學模式的基本要求，本《互換性與技術(shù)測量》課程教學平臺要實現(xiàn)基于Web的既可適用于課堂教學，也能滿足遠程教學的要求，另外要能夠動態(tài)反饋學生的學習情況，同時要能夠支持windows可識別的一切媒體。就其應用特點而言，應以學生自主學習為主，而老師要主導貫穿始終。

2.2 網(wǎng)絡(luò)教學平臺的結(jié)構(gòu)模式

本網(wǎng)絡(luò)教學平臺采用瀏覽器/服務(wù)器(Browser/Server，簡稱B/S)結(jié)構(gòu)模式。B/S模式是由客戶機/服務(wù)器(Client/Server，簡稱C/S)計算模式和終端－主機計算模式發(fā)展而來的，具有跨平臺開發(fā)能力，同時具有費用低、擴展性強，界面友好等優(yōu)點[6]。在傳統(tǒng)的C/S結(jié)構(gòu)模式中，客戶機一方面要負責事件輸入和圖形顯示，另外還要把業(yè)務(wù)處理規(guī)則和應用邏輯一并（或部分）放在客戶機上，客戶端需要配置操作系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)協(xié)議軟件、客戶機軟件、開發(fā)工具、應用程序等幾層軟件，因而變得龐大臃腫[7]。而在B/S結(jié)構(gòu)模式中，客戶端只要安裝操作系統(tǒng)、瀏覽器和網(wǎng)絡(luò)協(xié)議軟件，而把業(yè)務(wù)處理規(guī)則和應用邏輯等放在服務(wù)器，因此，所有的應用軟件的開發(fā)和維護工作都集中在服務(wù)器一側(cè)，這樣客戶機就比較簡單[8]。B/S結(jié)構(gòu)模式具有終端－主機系統(tǒng)模式的特點，同時又具有C/S結(jié)構(gòu)模式分布式計算的優(yōu)點。B/S結(jié)構(gòu)模式是一種多層次的平面型網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，網(wǎng)絡(luò)用戶通過客戶機上的瀏覽器以動態(tài)交互式學習方式訪問服務(wù)器上的各種資源?，F(xiàn)階段在B/S結(jié)構(gòu)模式中的采用的主要語言有 Java、Html、VB、Delphi等。 網(wǎng)絡(luò)教學平臺的結(jié)構(gòu)模式如圖1所示，它主要有服務(wù)器、瀏覽器、數(shù)據(jù)庫以及教學資源等組成。

圖1 網(wǎng)絡(luò)教學平臺的結(jié)構(gòu)模式

2.3 網(wǎng)絡(luò)教學平臺的基本架構(gòu)

網(wǎng)絡(luò)遠程教學系統(tǒng)是以Web為載體，開展教學工作的軟件平臺。它利用Internet技術(shù)實現(xiàn)了分布式教學，在服務(wù)器上的教學平臺可以接受許多用戶同時訪問，從而極大的提高了教學資源的利用效率；同時，在這種網(wǎng)絡(luò)教育模式下，教學可以不受時間、空間或者地域的限制，為學生自主學習提供了良好的學習環(huán)境，同時也強有力的支撐了以學生為中心的教學模式。

網(wǎng)絡(luò)教學系統(tǒng)的主要作用是可以讓老師利用網(wǎng)絡(luò)教學平臺實現(xiàn)高效的教學資源傳播，促進高質(zhì)量的師生互動，從而形成開放、互動的教學模式，更好地培養(yǎng)學生的多方面學習能力、分析問題、解決問題以及創(chuàng)新能力；同時老師通過網(wǎng)絡(luò)教學平臺還能夠?qū)W生的學習進行有效的監(jiān)控和了解，提高教學資源的利用水平和管理水平。而對學生而言，通過該教學平臺可以充分利用學校的教學資源，培養(yǎng)自主學習和協(xié)作學習能力，提高學習效果。

網(wǎng)絡(luò)教學平臺總體設(shè)計框架如圖2所示。

圖2 網(wǎng)絡(luò)教學平臺總體功能

網(wǎng)絡(luò)教學系統(tǒng)各模塊主要功能如下：

（1）登錄/注冊模塊：主要是用來注冊不同的用戶，總體上用戶包括學生、老師、管理員等幾個級別，不同級別的用戶賦予不同的訪問權(quán)限。

（2）課程學習模塊：包括理論課學習、實驗指導、網(wǎng)上作業(yè)及網(wǎng)上考試四部分。

1）理論課學習：主要包括課程介紹，教學大綱，教學計劃，教學CAI課件，教學參考資料等內(nèi)容。

2）實驗指導：包括實驗大綱，實驗全部過程的視頻及動畫等，這樣在實驗之前學生可以預先觀看正確的操作演示，一方面可以提前了解實驗的內(nèi)容、要點和步驟，同時可以減少實驗過程中的盲目性，提高動手操作實驗的效率和實驗教學的效果。

3）網(wǎng)上作業(yè)：包括老師對作業(yè)的布置和分發(fā)，學生作業(yè)的提交，老師作業(yè)批改和反饋。

4）網(wǎng)上考試：在網(wǎng)上考試模塊中，對老師身份功能設(shè)計中主要包括：題庫管理，試卷管理，成績管理，考試監(jiān)控等，而學生身份功能包括：查看考試公告，在線考試，成績查詢等。網(wǎng)上考試的核心部分是學生的在線考試和老師的在線閱卷，整個過程如圖3所示。

圖3 網(wǎng)上考試工作流程圖

（3）師生交流：包括師生論壇和聊天室。讓每個師生都參與進來，讓網(wǎng)絡(luò)教學平臺互動起來，師生論壇包括學生提問模塊、老師答疑模塊。師生論壇界面采用BBS形式，學生提問與老師/學生回答是異步的，學生提出問題后，管理員把問題放在留言板或BBS論壇上，所有用戶都能對問題進行回復，學生彼此間也能看到老師或別的學生對這些問題的解答，真正做到了老師與學生之間的互動以及學生與學生之間的互動。另外，通過聊天室或即時通信工具，如MSN、QQ、ICQ、Skype、UC等，可以進行更方便的面對面的視頻和語音的實時交流或答疑。聊天室是一種實時的網(wǎng)上交流的方式，學生可以在聊天室內(nèi)對某一問題展開自由討論，相互交流、啟發(fā)。老師也可以加入到聊天室中進行答疑、指導等。

（4）網(wǎng)站管理：主要的功能是對教學平臺的用戶及系統(tǒng)資源進行管理。用戶管理分為學生、老師和管理員的管理，其中管理員具有最高的權(quán)限，其可以對所有用戶進行刪除、查詢、修改等操作(包括對老師“職稱”、學生“專業(yè)”及用戶名的模糊查詢)。資源管理主要是由管理員實現(xiàn)一些非教學資源的上傳、下載和刪除的管理；由老師將課程教學資源上傳到平臺，方便學生在線學習或下載后的學習，而學生能夠瀏覽并下載任課老師上傳的所有資料。

3.網(wǎng)絡(luò)教學平臺的實現(xiàn)

在網(wǎng)絡(luò)教學系統(tǒng)中，采用B/S計算機網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)，使用動態(tài)網(wǎng)頁技術(shù)JSP完成瀏覽器頁面設(shè)計。該結(jié)構(gòu)可將內(nèi)容的生成和顯示進行分離，使網(wǎng)絡(luò)開發(fā)人員能專注于應用邏輯的處理，從而加快開發(fā)速度，提高系統(tǒng)質(zhì)量，并降低開發(fā)難度[9,10]。通常教學平臺對可移植性、可管理性、易用性要求很高，同時系統(tǒng)成本不能太高，因此數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)采用常用的SQL Server 2000，而Web服務(wù)器使用Tomcat Server。

網(wǎng)絡(luò)教學平臺用戶界面是用戶和系統(tǒng)環(huán)境之間的接口。用戶界面主要提供友好、高效的工作環(huán)境，使操作輕便快捷。系統(tǒng)程序運行于服務(wù)器端，網(wǎng)頁視圖界面都采用技術(shù)實現(xiàn)，在設(shè)計中遵循網(wǎng)頁設(shè)計原則。

其中用戶登錄身份驗證主要通過判斷用戶名和密碼是否匹配。把輸入的用戶名和密碼與數(shù)據(jù)庫中的個人資料進行對比，如果存在相應的記錄，登錄有效，否則登錄錯誤，這樣可以有效的限制未注冊用戶進入網(wǎng)絡(luò)教學平臺的各個功能點。這個模塊的主要處理流程如圖4所示。

圖4 平臺登錄/注冊模塊處理流程

4.網(wǎng)絡(luò)教學平臺測試

網(wǎng)絡(luò)教學平臺測試是平臺開發(fā)過程中必不可少的一個重要環(huán)節(jié)，其可以保證系統(tǒng)運行的可靠性、安全性和穩(wěn)定性，通常測試工作始終貫穿于平臺開發(fā)的整個過程[11]。在系統(tǒng)的各個功能模塊設(shè)計完成之后，要根據(jù)實際需求，對各個子模塊分別進行測試。在整個網(wǎng)絡(luò)教學平臺開發(fā)結(jié)束之后，還要對系統(tǒng)的整體性能進行測試。教學平臺測試的主要目的包括：測試系統(tǒng)的功能，評價是否滿足具體的技術(shù)要求；測試平臺運行的穩(wěn)定性與可靠性，衡量系統(tǒng)的質(zhì)量；測試平臺的安全性；發(fā)現(xiàn)平臺中存在的不足與缺陷，并進行完善和解決；測試平臺的性能，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)性能的瓶頸，并提出應對措施。

在系統(tǒng)測試過程中通常采用自下而上，分步驗證的方法，通過單元、組合、確認、系統(tǒng)、驗收等測試階段，從不同的方向、不同的側(cè)重點對系統(tǒng)進行全面的測試[12]。本網(wǎng)絡(luò)教學平臺是基于Web的系統(tǒng)，其測試與傳統(tǒng)的系統(tǒng)測試有明顯的區(qū)別，它即需要檢查和驗證平臺能否達到設(shè)計的要求，測試平臺在不同等級用戶瀏覽器端的實際使用效果，也要從用戶的角度進行系統(tǒng)的安全性和可用性測試。

通過對該網(wǎng)絡(luò)教學平臺的頁面、鏈接、表單、功能性、安全性及壓力等多方面的測試和試用，證明該系統(tǒng)總體上功能比較完整、人機界面友好，使用方便，運行穩(wěn)定可靠，同時具有優(yōu)異的跨平臺性和良好的安全性，基本達到預期的目標，初步使用效果反映良好，可以交付使用。該網(wǎng)絡(luò)教學平臺的開發(fā)，立足于《互換性與技術(shù)測量》課程建設(shè)和教學改革的需要，可進一步激發(fā)學生的學習興趣和學習自主性，提高教學效果。但是在測試過程中也發(fā)現(xiàn)該網(wǎng)絡(luò)教學平臺存在一些問題，這將在后續(xù)的開發(fā)中進行逐步修改完善。

5.結(jié)論

本網(wǎng)絡(luò)教學平臺以JSP這一較為成熟的動態(tài)網(wǎng)頁技術(shù)為出發(fā)點，進行交互式的《互換性與技術(shù)測量》課程網(wǎng)絡(luò)教學系統(tǒng)開發(fā)，實現(xiàn)內(nèi)容的動態(tài)更新和維護，良好的交互性促進學生與老師之間的交流與溝通，提高教學的效果，實現(xiàn)資源的有效共享。同時，課件的設(shè)計以學生為主體，貫徹體現(xiàn)個性化主動學習和為學生服務(wù)的基本理念。通過在線學習使學生自主學習這門課程，通過課程學習欄目中的實驗指導，了解實驗練習的目的、要求、要準備的相關(guān)知識、實驗的步驟、注意事項等，通過在線答疑，老師可及時了解學生學習過程中遇到的困難，通過網(wǎng)絡(luò)快速的實現(xiàn)學生與老師在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的信息交流。

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