唐紅杰

（遼寧警官高等?？茖W(xué)校 遼寧 116036）

1 網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的現(xiàn)狀及發(fā)展

1.1 國內(nèi)外現(xiàn)狀

隨著計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)的普及，數(shù)字技術(shù)正在改變?nèi)祟愃囈陨娴纳鐣h(huán)境，使人類的生活及工作環(huán)境具備了更多的數(shù)字化特征，也帶來了人類生活和工作方式的巨大變化。在此基礎(chǔ)上誕生了數(shù)字化校園的概念?！皵?shù)字化校園”是以校園網(wǎng)為背景集教學(xué)、管理、娛樂為一體的新型數(shù)字化的工作、學(xué)習(xí)、生活環(huán)境。它利用計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)通訊技術(shù)對學(xué)校的教學(xué)、科研、管理、生活服務(wù)等各方面信息資源進(jìn)行全方位數(shù)字化，并科學(xué)規(guī)范地對這些信息資源進(jìn)行整合集成，以構(gòu)成統(tǒng)一的用戶管理、統(tǒng)一的資源管理和統(tǒng)一的權(quán)限控制；通過組織和業(yè)務(wù)流程再造，推動學(xué)校進(jìn)行制度創(chuàng)新、管理創(chuàng)新，最終實(shí)現(xiàn)教育信息化、決策科學(xué)化、管理規(guī)范化。1990 年， 由美國克萊蒙特大學(xué)教授凱尼斯·格林（Kenneth Green）發(fā)起并主持的一項(xiàng)大型科研項(xiàng)目“信息化校園計(jì)劃”（The Campus Computing Project），是數(shù)字化校園概念的最早出現(xiàn)。十幾年來，數(shù)字化校園在全球得到了飛速發(fā)展。目前在美國，據(jù)統(tǒng)計(jì)3000余所公立、私立的大學(xué)和學(xué)院中，都已經(jīng)建立了正式網(wǎng)站，有近95%的學(xué)校建立了無線網(wǎng)絡(luò)，在網(wǎng)上為學(xué)生提供的服務(wù)有網(wǎng)上課程、在線課程注冊、網(wǎng)上雜志和參考資料等，已經(jīng)基本上完成了由傳統(tǒng)教育向數(shù)字平臺教育的轉(zhuǎn)變。國內(nèi)的校園數(shù)字化建設(shè)近年來也有迅猛發(fā)展，清華大學(xué)和北京大學(xué)等著名高校的校園網(wǎng)絡(luò)化建設(shè)始于90 年代初，經(jīng)過近十多年的建設(shè)，現(xiàn)已基本建成了以高速校園網(wǎng)為核心，包括以學(xué)術(shù)研究、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)、信息資源、社區(qū)服務(wù)和辦公管理為功能，以開展遠(yuǎn)程教育為輻射功能的數(shù)字化教育系統(tǒng)。

1.2 發(fā)展趨勢

網(wǎng)絡(luò)教學(xué)管理平臺正是基于Internet 開展的現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育支撐平臺， 為遠(yuǎn)程教學(xué)的學(xué)習(xí)者和教育者提供了授課、學(xué)習(xí)、答疑、討論以及作業(yè)處理等教學(xué)過程的支持工具。它采用支持共享、具備互操作性、能提供質(zhì)量保證并符合統(tǒng)一開放性的標(biāo)準(zhǔn)，它是開展現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育必備的教學(xué)支撐環(huán)境。類似的平臺最早產(chǎn)生在信息基礎(chǔ)設(shè)施比較發(fā)達(dá)、信息化程度比較高的國家，歐美國家在這一方面走在了世界的最前沿。目前市場上的多數(shù)產(chǎn)品能夠提供相對完整的解決方案，如英屬哥倫比亞大學(xué)計(jì)算機(jī)科學(xué)系開發(fā)的Web CT （Web Course Tools）、加拿大Simon Fraser 大學(xué)開發(fā)的Virtual -U、Lotus 公司的Learning Space 以及Smart force、Digital Think、IACKBOARD、SYBA 等。國內(nèi)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)管理平臺主要是以公司參與開發(fā)為主，應(yīng)用比較廣泛的有天空教室網(wǎng)絡(luò)教學(xué)管理平臺、清華網(wǎng)絡(luò)教學(xué)管理平臺、北京遠(yuǎn)方盛世平臺等。這些產(chǎn)品支持自主學(xué)習(xí)、實(shí)時學(xué)習(xí)，大都具有課程發(fā)布能力以及跟蹤和管理能力，部分產(chǎn)品還具有集成的課程內(nèi)容與編創(chuàng)工具，使教師能專注于整合教學(xué)內(nèi)容，也為使用者提供了靈活豐富的學(xué)習(xí)體驗(yàn)。與此同時，這些網(wǎng)絡(luò)教學(xué)管理平臺也或多或少地存在以下一些問題：①教學(xué)環(huán)境的動態(tài)交互功能不強(qiáng)；②缺乏對多學(xué)科體系的支持；③網(wǎng)上測試系統(tǒng)欠缺；④智能性較低或沒有智能；⑤對網(wǎng)絡(luò)協(xié)作的支持不夠等。

鑒于以上分析，可以看出對于網(wǎng)絡(luò)教學(xué)管理平臺的開發(fā)，尚未形成一套公認(rèn)的模型體系。所以，研究并嘗試建立適合高校網(wǎng)絡(luò)教學(xué)管理平臺的模型體系，對于推動教育信息化以及教學(xué)評估等方面具有現(xiàn)實(shí)的意義。

2 網(wǎng)絡(luò)教學(xué)管理平臺模型的分析與設(shè)計(jì)

本文主要研究并嘗試建立適合高等院校網(wǎng)絡(luò)教學(xué)管理平臺的模型體系。

具體研究過程中，采用UML的建模機(jī)制，把面向?qū)ο蟮姆治鲈O(shè)計(jì)方法運(yùn)用于網(wǎng)絡(luò)教學(xué)管理平臺的開發(fā)中，利用Rational Rose工具完成該平臺的UML建模。

（1）面向?qū)ο蟮姆治雠c設(shè)計(jì)方法

面向?qū)ο笫钱?dāng)前計(jì)算機(jī)界關(guān)心的重點(diǎn)，它是90年代軟件開發(fā)方法的主流。面向?qū)ο蟮母拍詈蛻?yīng)用已超越了程序設(shè)計(jì)和軟件開發(fā)，擴(kuò)展到很寬的范圍。如數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、交互式界面、應(yīng)用結(jié)構(gòu)、應(yīng)用平臺、分布式系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)管理結(jié)構(gòu)、CAD技術(shù)、人工智能等領(lǐng)域[4]。面向?qū)ο箝_發(fā)方法有Coad方法、Booch方法和OMT方法等。

（2）UML技術(shù)和方法

UML(Unified Modeling Language，統(tǒng)一建模語言)是面向?qū)ο蠹夹g(shù)領(lǐng)域內(nèi)占主導(dǎo)地位的標(biāo)準(zhǔn)建模語言。UML不僅統(tǒng)一了Booch方法、OMT方法、OOSE方法的表示方法，而且對其作了進(jìn)一步的發(fā)展，最終統(tǒng)一為大眾接受的標(biāo)準(zhǔn)建模語言。UML是一種定義良好、易于表達(dá)、功能強(qiáng)大且普遍適用的建模語言。它融入了軟件工程領(lǐng)域的新思想、新方法和新技術(shù)。它的作用域不限于支持面向?qū)ο蟮姆治雠c設(shè)計(jì)，還支持從需求分析開始的軟件開發(fā)全過程[5]。

本文主要闡述如何采用UML的建模機(jī)制，從網(wǎng)絡(luò)教學(xué)管理平臺的需求分析入手，逐步建立其用例模型、靜態(tài)模型、動態(tài)模型。在用例建模階段，重點(diǎn)解決如何識別網(wǎng)絡(luò)教學(xué)管理平臺涉及到的參與者、用例及其關(guān)系。在靜態(tài)建模階段，重點(diǎn)解決如何識別網(wǎng)絡(luò)教學(xué)管理平臺涉及到的事物及其關(guān)系。在動態(tài)建模階段，對于交互方面重點(diǎn)解決如何識別網(wǎng)絡(luò)教學(xué)管理平臺涉及到的對象、消息；對于行為方面，重點(diǎn)解決如何識別狀態(tài)序列、引起狀態(tài)轉(zhuǎn)移的事件，以及因狀態(tài)轉(zhuǎn)移而伴隨的動作。

2.1 整體解決方案

（1）分析階段

從網(wǎng)絡(luò)管理平臺的需求入手，獲取該系統(tǒng)中涉及到的參與者、用例、參與者之間的關(guān)系、參與者和用例之間的關(guān)系、用例之間的關(guān)系，并借助Rational Rose工具建立用例圖。

（2）設(shè)計(jì)階段

以分析階段建立的用例模型為基礎(chǔ)，獲取網(wǎng)絡(luò)教學(xué)管理平臺涉及到的類、接口、類之間的關(guān)系、類和接口之間的關(guān)系，并借助Rational Rose工具建立類圖；獲取網(wǎng)絡(luò)教學(xué)管理平臺涉及到的對象、消息等要素，并借助Rational Rose工具建立時序圖或協(xié)作圖；獲取網(wǎng)絡(luò)教學(xué)管理平臺中重要對象的狀態(tài)序列或活動序列、引起狀態(tài)轉(zhuǎn)移或活動轉(zhuǎn)移的事件，以及因狀態(tài)轉(zhuǎn)移或活動轉(zhuǎn)移而伴隨的動作，并借助Rational Rose工具建立狀態(tài)圖或活動圖。

2.2 UML模型的建立

（1）用例模型

用例模型主要由多個用例圖構(gòu)成。而創(chuàng)建用例圖首先就需要確定其參與者。在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)管理平臺中，參與者包括學(xué)生、教師和管理員。學(xué)生借助平臺進(jìn)行瀏覽和查詢操作，如瀏覽課程信息、教學(xué)計(jì)劃、學(xué)習(xí)方法等方面的內(nèi)容，同時還可以根據(jù)關(guān)鍵字進(jìn)行相關(guān)的查詢。另外，學(xué)生還可以從平臺下載教學(xué)課件。教師作為教學(xué)的主導(dǎo)，可以借助此平臺發(fā)布教學(xué)重點(diǎn)、學(xué)法指導(dǎo)等與教學(xué)相關(guān)的內(nèi)容，同時還可以上傳所授課程的教學(xué)課件。眾所周知，所有網(wǎng)站幾乎都需要一個專門的管理者，以便進(jìn)行日常維護(hù)和管理，所以本平臺還需要有系統(tǒng)管理員的參與。

綜上分析，平臺中的所有參與者及其相關(guān)的用例可用圖1和圖2加以描述。

圖1 教師和學(xué)生用例圖

圖2 系統(tǒng)管理員用例圖

（2）靜態(tài)模型

靜態(tài)模型主要借助類圖描述。而類往往不是單獨(dú)出現(xiàn)的，各個類之間通常存在一定的聯(lián)系。例如，教師和課程之間、學(xué)生和課程之間存在著必然的聯(lián)系。所以，將網(wǎng)絡(luò)教學(xué)管理平臺的靜態(tài)模型描述為如圖3和圖4所示的類圖。

圖3 從參與者抽象出的類

圖4 類之間的關(guān)系

（3）動態(tài)模型

動態(tài)模型的交互性主要以時序圖的形式體現(xiàn)，而對于網(wǎng)絡(luò)教學(xué)管理平臺中的各個場景，也無需逐一為其建立時序圖。所以只選取主要場景，如用戶登錄和學(xué)生下載文件，對其進(jìn)行時序圖的描述。

用戶要登錄到平臺，首先需要進(jìn)入登錄界面，然后輸入用戶名和密碼。登錄界面負(fù)責(zé)與后臺服務(wù)器聯(lián)系，將用戶名和密碼轉(zhuǎn)送給后臺服務(wù)器，最終服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫進(jìn)行交互，從而驗(yàn)證用戶名和密碼是否正確，如果成功，則給用戶反饋成功的信息，否則反饋失敗信息。時序圖如圖5所示。

圖5 用戶登錄時序圖

學(xué)生在下載文件時，首先需要在下載界面中輸入下載資源的信息，然后信息被傳遞到后臺服務(wù)器，繼而服務(wù)器和數(shù)據(jù)庫進(jìn)行交互以便來獲得學(xué)生的身份認(rèn)證，認(rèn)證透過后便可下載文件。時序圖如圖6所示。

3 總結(jié)與展望

（1）采用UML技術(shù)和方法進(jìn)行迭代開發(fā)

網(wǎng)絡(luò)教學(xué)管理平臺在規(guī)劃與開發(fā)的整個過程都使用了UML技術(shù)和方法。在迭代漸近式流程的實(shí)現(xiàn)中，UML本身就隱含著迭代式、漸進(jìn)式的流程。由于UML為用例驅(qū)動，因此可以依照用例來規(guī)劃軟件系統(tǒng)的執(zhí)行周期，比如讓難度較高的用例在較早執(zhí)行的周期就完成，以便盡早設(shè)計(jì)出軟件系統(tǒng)的主結(jié)構(gòu)。

圖6 學(xué)生下載文件時序圖

（2）系統(tǒng)性強(qiáng)

雖然重點(diǎn)是對網(wǎng)絡(luò)教學(xué)管理平臺這個系統(tǒng)的研究，但該研究是放在教育信息化這個環(huán)境下進(jìn)行的，對于環(huán)境中影響系統(tǒng)的方方面面因素也進(jìn)行考慮，因此更加符合教育信息化的發(fā)展需求。

（3）理論與實(shí)踐尚需結(jié)合

本文搭建了網(wǎng)絡(luò)教學(xué)管理平臺的模型，下一步就應(yīng)該深入探討該模型在實(shí)際開發(fā)過程中的應(yīng)用?？梢钥闯?，這是一項(xiàng)理論與實(shí)踐結(jié)合非常緊密的工作，仍需要進(jìn)行深入的分析和研究。

[1] 羅健文.加強(qiáng)信息化建設(shè)，營造數(shù)字化校園— —高職高專教育信息化建設(shè)淺議[J].廣東廣播電視大學(xué)學(xué)報.2005,7.

[2] 李靜,王清團(tuán).論數(shù)字化校園建設(shè)[J].黃河科技大學(xué)學(xué)報.2006,8.

[3] 寇媛媛.網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺的發(fā)展現(xiàn)狀及趨勢[J].電子設(shè)計(jì)工程.2011,8.

[4]Joseph Schmuller.UML基礎(chǔ)教程[M].李虎，王美英，萬里威.北京：人民郵電出版社，2002.

[5]麻志毅，邵維忠.面向?qū)ο蠓椒ɑA(chǔ)教程[M].北京：高等教育出版社，2004.