薛淑敏

（寶雞文理學(xué)院 計(jì)算機(jī)科學(xué)系，陜西 寶雞 721016）

智能化網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)的探究

薛淑敏

（寶雞文理學(xué)院 計(jì)算機(jī)科學(xué)系，陜西 寶雞 721016）

實(shí)驗(yàn)教學(xué)是理工科教學(xué)中的重要環(huán)節(jié)之一，相對(duì)于理論教學(xué)更具有直觀性、實(shí)踐性以及創(chuàng)新性。針對(duì)實(shí)驗(yàn)教學(xué)過程中存在的教學(xué)大綱制定、實(shí)驗(yàn)內(nèi)容安排以及實(shí)驗(yàn)環(huán)境搭配等方面問題，提出了智能化網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)的構(gòu)建。采用Struts和MVC技術(shù)結(jié)構(gòu)，并采用SQL Server 2005進(jìn)行后臺(tái)數(shù)據(jù)庫管理，為平臺(tái)今后的功能擴(kuò)展、數(shù)據(jù)維護(hù)等方面做好了充分的準(zhǔn)備。網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室的出現(xiàn)能很好地解決傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)受時(shí)間、地點(diǎn)、設(shè)備制約的現(xiàn)狀，為用戶提供了一個(gè)自主化的實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)。

智能化；實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)；Struts架構(gòu)；MVC模式

網(wǎng)絡(luò)教學(xué)實(shí)現(xiàn)了教學(xué)資源最大范圍的整合與共享，增進(jìn)了學(xué)校、教師和學(xué)生之間的聯(lián)系與溝通，彌補(bǔ)了傳統(tǒng)課堂教學(xué)過程中存在的空白，有效地提高了教學(xué)質(zhì)量，建立網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)己成為一種必然的趨勢(shì)。實(shí)驗(yàn)教學(xué)與理論教學(xué)具有同等重要的地位，是高校人才培養(yǎng)的重要組成部分，相對(duì)理論教學(xué)，實(shí)踐驗(yàn)教學(xué)更具有直觀性、實(shí)踐性、綜合性和創(chuàng)新性。因此，智能化的網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)體系應(yīng)與理論教學(xué)平行而又相互協(xié)調(diào)相輔相成，應(yīng)盡可能為學(xué)生提供開放的以及綜合性、設(shè)計(jì)性、創(chuàng)新性比較強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)環(huán)境。同時(shí)，網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)室對(duì)學(xué)生開放，能夠最大限度地發(fā)揮實(shí)驗(yàn)教學(xué)資源效益，給學(xué)生一個(gè)自主發(fā)展和鍛煉的空間，有利于培養(yǎng)學(xué)生實(shí)踐能力和創(chuàng)新精神，培養(yǎng)學(xué)生嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)作風(fēng)[1]。網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)基于數(shù)據(jù)庫和服務(wù)器，具有很好的安全性、穩(wěn)定性、可維護(hù)性和可擴(kuò)充性。另外，網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)基于網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)共享，使教師備課和上課更加靈活，通過有效的虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)設(shè)計(jì)提高學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性和主動(dòng)性，從而達(dá)到提高實(shí)驗(yàn)教學(xué)的效率和質(zhì)量。

1 Struts框架概述

Struts是基于MVC模式的框架[2]，主要是為了節(jié)約開發(fā)時(shí)間；它繼承了MVC設(shè)計(jì)模式的各種特性，提供了對(duì)開發(fā)MVC系統(tǒng)的底層支持以及對(duì)應(yīng)用系統(tǒng)的用戶界面顯示和數(shù)據(jù)的后端業(yè)務(wù)邏輯代碼進(jìn)行了抽象，并且整合了Servlet與JSP在Web應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)上的優(yōu)勢(shì)。在Struts框架中，視圖層由JSP構(gòu)成，模型層由實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)邏輯的JavaBean和EJB組件構(gòu)成，而控制層由ActionServlet和Action來實(shí)現(xiàn)。對(duì)基于Struts框架開發(fā)的Web應(yīng)用程序來說，在應(yīng)用程序啟動(dòng)時(shí)自動(dòng)加載、初始化Action Servlet組件，并直接從struts-config.xml中讀取配置信息存放到請(qǐng)求的配置對(duì)象中。

2 教學(xué)策略研究

本網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)采用協(xié)作教學(xué)和探究教學(xué)相結(jié)合的策略。協(xié)作教學(xué)策略要求多個(gè)學(xué)生提供對(duì)同一問題用多種不同觀點(diǎn)進(jìn)行觀察比較和分析綜合的機(jī)會(huì)，以便集思廣益。探究教學(xué)策略要求在教學(xué)過程中使學(xué)生始終處于積極主動(dòng)的地位，它能有效激發(fā)學(xué)生學(xué)習(xí)興趣和積極的創(chuàng)造性。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)中的實(shí)驗(yàn)課程，很多與實(shí)驗(yàn)相關(guān)的資料是需要學(xué)生自己尋找的，學(xué)生根據(jù)自己的需要主動(dòng)獲取知識(shí)，從而使學(xué)生的學(xué)習(xí)個(gè)性化、主動(dòng)化[3]。還有一些實(shí)驗(yàn)需要小組成員之間的合作交流，因此，團(tuán)結(jié)協(xié)作的團(tuán)隊(duì)意識(shí)顯得比較重要，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)中提供的交互討論功能，就體現(xiàn)了協(xié)作教學(xué)策略。

在實(shí)驗(yàn)教學(xué)中所需的信息資源有與實(shí)驗(yàn)相關(guān)資料、實(shí)驗(yàn)設(shè)備、仿真實(shí)驗(yàn)、系統(tǒng)資料等等。這些信息資源在學(xué)生實(shí)驗(yàn)課的預(yù)習(xí)和復(fù)習(xí)過程中起到輔助的作用。如表1所示。

表1 教學(xué)資料表Tab.1 Teaching data sheet

3 平臺(tái)主要功能

1）教學(xué)公告板：在教學(xué)過程中，經(jīng)常需要發(fā)布相關(guān)教學(xué)公告。在本網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)中這部分內(nèi)容大致分為4部分：教學(xué)通知、實(shí)驗(yàn)室信息、學(xué)習(xí)園地、作業(yè)專區(qū)。各部分內(nèi)容主要包括：教學(xué)通知主要有一些與實(shí)驗(yàn)相關(guān)的教學(xué)信息，比如選課須知、實(shí)驗(yàn)安排、時(shí)間更改、考試通知等等；實(shí)驗(yàn)室信息主要有對(duì)學(xué)生缺課或缺交實(shí)驗(yàn)報(bào)告的警告、失物招領(lǐng)等等；學(xué)習(xí)園地主要有一些實(shí)驗(yàn)講義的上傳消息、與實(shí)驗(yàn)相關(guān)的資料、趣味實(shí)驗(yàn)相關(guān)讀物或一些科學(xué)故事等等[4]；作業(yè)專區(qū)主要有學(xué)生實(shí)驗(yàn)報(bào)告中一些普遍問題的分析、實(shí)驗(yàn)后需要思考的問題等等。所有的文章均設(shè)為可以回復(fù)（評(píng)論），且分為普通文章和推薦文章。學(xué)生的權(quán)限只有瀏覽和評(píng)論。如圖1所示。

圖1 教學(xué)公告板結(jié)構(gòu)圖Fig.1 Teaching bulletin board structure

2）實(shí)驗(yàn)預(yù)約與成績(jī)、實(shí)驗(yàn)資料管理：教師在設(shè)定實(shí)驗(yàn)信息時(shí)包括該實(shí)驗(yàn)的指導(dǎo)教師、實(shí)驗(yàn)名稱、實(shí)驗(yàn)類型、實(shí)驗(yàn)地點(diǎn)、學(xué)生數(shù)目以及實(shí)驗(yàn)的具體開放時(shí)間。而學(xué)生在選擇實(shí)驗(yàn)時(shí)也只能在該實(shí)驗(yàn)容納的人數(shù)未滿時(shí)才能選擇，還限制學(xué)生不能夠在一天內(nèi)選擇多個(gè)實(shí)驗(yàn)，如果學(xué)生選擇的實(shí)驗(yàn)不合理或是教師發(fā)現(xiàn)學(xué)生多次選擇重復(fù)實(shí)驗(yàn)，教師有權(quán)刪除學(xué)生選擇的實(shí)驗(yàn)。學(xué)生在實(shí)驗(yàn)未做以前發(fā)現(xiàn)錯(cuò)選實(shí)驗(yàn)也可進(jìn)行修改。在成績(jī)管理部分，學(xué)生可以查詢自己所做的每個(gè)實(shí)驗(yàn)成績(jī)以及期末教師給出的總評(píng)成績(jī)[5]，而教師在給出學(xué)生的每個(gè)實(shí)驗(yàn)成績(jī)后，期末系統(tǒng)自動(dòng)計(jì)算實(shí)驗(yàn)的平均成績(jī)，以方便教師給出最后的總評(píng)成績(jī)。在實(shí)驗(yàn)資料管理部分，學(xué)生只有上傳和下載的權(quán)限。

4 實(shí)現(xiàn)平臺(tái)的關(guān)鍵技術(shù)

4.1 隨機(jī)驗(yàn)證碼技術(shù)

后臺(tái)在登錄的時(shí)候提供一個(gè)隨機(jī)數(shù)字，用戶通過輸入正確的隨機(jī)數(shù)才能進(jìn)入自己的操作權(quán)限，然后通信時(shí)就進(jìn)行此隨機(jī)數(shù)的驗(yàn)證傳遞就不會(huì)出現(xiàn)復(fù)制地址欄信息就能在別的地方不用登錄就能進(jìn)入登錄用戶的頁面了。

考慮用戶權(quán)限的安全，將教師信息和學(xué)生信息分開為兩張表單：教師信息表和學(xué)生信息表。教師信息表中又加入類型列以確定此教師是管理員權(quán)限還是普通權(quán)限，當(dāng)系統(tǒng)進(jìn)行教師登錄時(shí)，就在教師信息表中查詢數(shù)據(jù)；學(xué)生登錄時(shí)就在學(xué)生信息表中查詢數(shù)據(jù)，這樣兩種用戶分開管理增強(qiáng)了權(quán)限的安全管理，簡(jiǎn)化了后臺(tái)程序的復(fù)雜度，也方便了教務(wù)管理模塊的編寫工作。

4.2 數(shù)據(jù)安全性

由于教師上傳的數(shù)據(jù)包括實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)、實(shí)驗(yàn)大綱、演示程序等大型數(shù)據(jù)，所以必須建立數(shù)據(jù)庫來存儲(chǔ)這些數(shù)據(jù)。然而這些數(shù)據(jù)總的能夠歸納為兩種：文本型數(shù)據(jù)和非文本型數(shù)據(jù)兩類。文本型數(shù)據(jù)就是教師上傳的實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)、實(shí)驗(yàn)大綱還有教學(xué)通知等文字圖片性質(zhì)的數(shù)據(jù)，在存入這類數(shù)據(jù)時(shí)會(huì)把一些標(biāo)點(diǎn)符號(hào)視為數(shù)據(jù)庫操作字符進(jìn)行相關(guān)操作，從而使得數(shù)據(jù)存入不完整的問題[6]。為了解決這一問題，可以將存入數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)先進(jìn)行二進(jìn)制轉(zhuǎn)換后存入數(shù)據(jù)庫，讀出時(shí)將二進(jìn)制轉(zhuǎn)換回來顯示既解決了數(shù)據(jù)入庫問題，又增強(qiáng)了數(shù)據(jù)的安全性。非文本數(shù)據(jù)是教師上傳的實(shí)驗(yàn)演示程序，由于數(shù)據(jù)量比較大，可以直接上傳到服務(wù)器的硬盤，然后在數(shù)據(jù)庫中寫入數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的具體位置。但是對(duì)于存儲(chǔ)位置又會(huì)出現(xiàn)相對(duì)地址和絕對(duì)地址沖突的問題，因此，數(shù)據(jù)入庫時(shí)用相對(duì)地址，修改時(shí)由后臺(tái)程序?qū)⑵湎鄬?duì)地址改寫為絕對(duì)地址輸出就可以解決此問題。

5 結(jié)束語

通過近年來的實(shí)踐與探索，以教師灌輸，學(xué)生接受的教學(xué)模式已經(jīng)被以教師輔助，以學(xué)生探索為主體的教學(xué)模式所取代。因此，智能化網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)[7]有力地推動(dòng)了學(xué)生自主學(xué)習(xí)、協(xié)作學(xué)習(xí)、探究創(chuàng)新性學(xué)習(xí)，鍛煉了學(xué)生創(chuàng)新思維和實(shí)踐能力，真正體現(xiàn)出以人為本、重在人才培養(yǎng)的高等教育核心內(nèi)涵。

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Study of intelligent network experimental teaching platform

XUE Shu-min
（Department of Computer Science， Baoji University of Arts and Sciences， Baoji 721016， China）

Experiment teaching is one of the important link of teaching in science and engineering，Compared with the theoretical teaching is more intuitive，practical and innobative.In view of the existed in the course of the experiment teaching syllabus formulation，experimental content and experimental environment collocation，Put forward the construction of intelligent network experimental teaching platform.Using Struts and MVC structure technology，And carries on the backend database management using SQL Server 2005，Platform for the future of the functional extension，be ready to take data maintenance，etc.The emergence of network laboratory can well solve the traditional experiment is conditioned by time，place，equipment status，Provides users with a customized experimental teaching platform.

intelligent； experiment teaching platform； struts structure； MVC mode

TN 710.9

A

1674-6236（2014）15-0057-02

2013-12-18 稿件編號(hào)：201312140

寶雞文理學(xué)院碩士啟動(dòng)項(xiàng)目（ZK14086）

薛淑敏（1984—），女，陜西興平人，碩士，講師。研究方向：計(jì)算機(jī)應(yīng)用。

book=109,ebook=540