梁瑞仕++魏錚淑++陳光琳
摘 要:高校智能化在線教學與評測平臺是基于B/S架構(gòu)的教、學、測一體化的WEB系統(tǒng),主要實現(xiàn)了學生在線學習課程、在線提交作業(yè)、瀏覽多媒體文件、智能記錄學習狀態(tài)、在線評測與考試等功能,以及教師通過后臺進行在線課程管理、在線作業(yè)批閱與評分、自動監(jiān)控學生學習進度和狀態(tài)等功能。系統(tǒng)采用HTML5、CSS3、AJAX、Bootstrap等新穎的前端開發(fā)技術構(gòu)建和設計WEB頁面和交互功能,采用ASP.NET三層架構(gòu)和C#程序語言進行系統(tǒng)邏輯業(yè)務和后臺功能開發(fā)?;谠撔\浖こ滔档谋究平虒W實踐,此平臺為學生和教師提供了便捷高效的學習和評測方式,促進了師生之間學習過程中的交流與溝通,提升了教學效果。
關鍵詞:在線教學;在線評測;三層架構(gòu);ASP.NET;Bootstrap
中圖分類號:TP315 文獻標志碼:A 文章編號:1673-8454(2017)11-0082-03
一、引言
隨著互聯(lián)網(wǎng)的廣泛應用、信息技術的發(fā)展,傳統(tǒng)的“教材+黑板+試卷”的課堂模式已經(jīng)難以滿足高校工程學科的教學需要,不利于應用型人才的培養(yǎng)。利用互聯(lián)網(wǎng)和移動終端,快速獲取最新教學資源,掌握更多新知識、新技能,將學習過程在線記錄并進行在線交流與分享,已是當前高校教學的必然需求和發(fā)展趨勢。[1]
基于這種現(xiàn)狀,我們對高校在線教學進行了深入研究和分析,運用前沿的WEB前端開發(fā)技術和后臺服務器端開發(fā)理論,包括HTML5、CSS3、AJAX、Bootstrap等WEB前端技術[2],ASP.NET三層架構(gòu)[3],C#程序語言,ADO.NET與LINQ數(shù)據(jù)訪問框架[4]等后臺服務器端開發(fā)技術,構(gòu)建集教、學、測一體化的WEB在線教學與評測平臺,為高校的教學提供一種新的思路和解決方案。
二、ASP.NET三層體系架構(gòu)
三層體系架構(gòu)是指WEB項目開發(fā)的一種項目代碼組織方式,一般包括表現(xiàn)層、業(yè)務邏輯層和數(shù)據(jù)訪問層。圖1是ASP.NET 三層體系架構(gòu)示意圖。三層架構(gòu)層次清晰,功能上分工明確,需求上互不干涉,每層的主要功能和作用分別如下所述:
(1)表現(xiàn)層(UI)是把各個需求功能展現(xiàn)給用戶,同時接受來自用戶輸入操作的數(shù)據(jù),再將處理完的結(jié)果顯示給用戶。
(2)業(yè)務邏輯層(BLL)是連接表現(xiàn)層和數(shù)據(jù)訪問層的橋梁。實現(xiàn)業(yè)務邏輯——驗證、計算、業(yè)務規(guī)則等。
(3)數(shù)據(jù)訪問層(DAL)主要是對用戶輸入進來的數(shù)據(jù)進行處理,體現(xiàn)是增刪改等操作,同時將業(yè)務層處理的數(shù)據(jù)保存到數(shù)據(jù)庫。
本項目采用ASP.NET三層架構(gòu)進行開發(fā),在Visual Studio IDE中根據(jù)三層不同的功能分別創(chuàng)建了多個工程項目,極大地便利了開發(fā)過程及后期的維護。圖2是本項目在Visual Studio 2013中的解決方案視圖。
三、系統(tǒng)分析
1.平臺設計
本平臺分為四大模塊,分別包括基本數(shù)據(jù)維護模塊、基本業(yè)務模塊、數(shù)據(jù)管理模塊、信息查詢模塊。
2.系統(tǒng)功能需求
根據(jù)系統(tǒng)需求分析,系統(tǒng)的角色應該包括學生用戶、教師用戶、管理員三種角色。圖3是本項目的系統(tǒng)用例圖。
3.學生功能需求
根據(jù)對學生用戶的需求進行分析,學生用戶用例包括訂閱課程、課程學習、查看學習狀況、討論區(qū)提問、我的答案、我的筆記、提交作業(yè)、在線考試等功能。圖4是學生角色的用例圖。
學生用戶只有加入該門課程學習才可以擁有觀看課程視頻、查看課程教學PPT的功能,同時學生有瀏覽學習狀況的功能,可以進一步了解自己的學習情況。為了了解自己的學習效果學生還可以在線參加考試,此功能更能幫助學生清晰地掌握自己的學習情況。本系統(tǒng)提供討論區(qū)的開放功能,方便學生與教師、學生與學生的溝通,及時解決學生在學習過程中出現(xiàn)的問題。
4.教師功能需求
根據(jù)對教師用戶的需求進行分析,教師用戶用例包括新增課程功能、修改課程內(nèi)容、管理上傳資料,查看學生學習狀況、討論回復、查看作業(yè)等,教師可以根據(jù)自己的需求開課程供給學生學習,新開課程后可以上傳跟課程相關的視頻或者演示文件,也可以上傳作業(yè)的內(nèi)容以便學生在線提交作業(yè)。學生提交作業(yè)后,教師可在相應的作業(yè)功能區(qū)查看學生的作業(yè)提交情況并對其進行評分。教師可以在線編輯測試題目,在規(guī)定的時間內(nèi)提供給學生在線測試自己的學習情況,同時也可以對測試題目進行編輯,測試時間結(jié)束后,教師可以在線查閱學生的試卷和給出適當?shù)姆謹?shù)。教師有權(quán)限查看學生的學習狀況,更進一步了解學生的學習動態(tài)。圖5是教師角色的用例圖。
四、系統(tǒng)設計
在該系統(tǒng)中,需要用相關數(shù)據(jù)庫來存儲用戶相關數(shù)據(jù)信息,使用到的數(shù)據(jù)庫主要有 SQL Server 2012。用實體-關系圖(Entity- Relation Diagram,E-R 圖)進行數(shù)據(jù)庫設計,該設計模型提供屬性、實體性和實體型,用來描述相關概念模型。[5]圖6是本系統(tǒng)的高層E-R圖。
各個實體之間的關系有一對一、一對多、多對多三種。一對一實體關系是指實體間的關系是一對一;一對多是指第一個關系實體中從屬于第二個實體,然后第二個實體塔又包括第一個實體;多對多是指實體間的關系為多對多。
根據(jù)實體-關系概念,對學生用戶、教師用戶及用戶所操作的功能,在各個實體和實體間設計實體-關系圖,在數(shù)據(jù)庫中創(chuàng)建數(shù)據(jù)表。
數(shù)據(jù)庫表包括用戶登錄表、權(quán)限表、學生筆記表、課程表、課程章節(jié)表、課程評論表、課程分數(shù)表、課程子節(jié)表、課程視頻表、課程文件資源表、用戶關注表、學生作業(yè)表、學習狀況表等等。圖7是本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫部分表結(jié)構(gòu)示意圖。
五、WEB程序的具體實現(xiàn)
前臺WebUI與后臺數(shù)據(jù)庫間的交互:使用JQuery、AJAX和一般處理程序(ashx)的方法,將客戶端用戶提交的參數(shù)值以“Post”的方式回傳到服務器,服務器驗證邏輯或與數(shù)據(jù)庫交互后返回給客戶端的瀏覽器,最終以HTML形式呈現(xiàn)給用戶。
課程多媒體視頻的播放:PC端Web程序使用了HTML5技術來實現(xiàn)Flash視頻的播放。使用輕量級的
課程多媒體文件的瀏覽:PC端Web程序采用了來自GitHub的組件——“JS For PDF”配合后臺的PPT轉(zhuǎn)PDF技術來播放多媒體文件。此技術需服務器端安裝有MicroSoft的Office操作軟件。“JS For PDF”插件增強了用戶體驗感,同時提供了更多操作給客戶端的用戶。
六、結(jié)論
本平臺應用ASP.NET三層體系架構(gòu)進行項目開發(fā),使用Visual Studio IDE作為項目核心開發(fā)工具,使用SQL Server作為數(shù)據(jù)庫服務器,運用ADO.NET等技術進行數(shù)據(jù)庫存取訪問,使用HTML5、CSS3、AJAX和Bootstrap等前端技術進行界面設計,將頁面從復雜的服務器控件中解脫出來,運用輕量級的純HTML5控件,提升用戶體驗感的同時,讓數(shù)據(jù)的傳遞效率更高、更穩(wěn)定、更精確。
本平臺已經(jīng)在電子科技大學中山學院軟件工程系的《WEB應用開發(fā)》課程的教學過程中率先使用,基于我校的本科教學實踐和反饋,此平臺為學生和教師提供了便捷高效的學習和評測方式,促進了師生之間學習過程中的交流與溝通,提升了教學效果。本平臺既可為相關院校和機構(gòu)自主研發(fā)新型教學平臺提供參考,亦可為其他院?;蛘n程提供教學平臺的相關服務。
參考文獻:
[1]焦建利,王萍,慕課——互聯(lián)網(wǎng)+教育時代的學習革命[M].北京:機械工業(yè)出版社,2015.
[2](美)科克倫,(美)惠特利著;李松峰譯.BootStrap實戰(zhàn)[M].北京:人民郵電出版社,2015.
[3]李曉慧.ASP.NET三層架構(gòu)體系的分析與應用[J].計算機光盤軟件與應用,2012(18).
[4]趙志剛.ASP.NET中基于LINQ的數(shù)據(jù)訪問[J].沈陽師范大學學報(自然科學版), 2009(2).
[5](美)西爾伯沙茨等著,楊冬青等譯.數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)概念[M].北京:機械工業(yè)出版社,2013.
(編輯:王天鵬)
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