基于Web的教学系统设计与实现

摘 要：针对传统教学模式的弊端，借助于网络技术对基于Web的教学系统进行了研究。分析了网络教学系统的优势，详细设计了系统的功能模块和结构框架，给出了系统的实现方案；在此基础上重点针对网络教学系统设计了数据操作逻辑流程，并进行了多媒体交互功能的设计与实现，丰富了网络教学系统的多媒体功能。对进一步提高网络技术在现代教学系统设计中的应用水平具有较好的指导意义。

关键词：网络教学；Web；教学系统

中图分类号：TP301 文献标识码：A 文章编号：16727800（2013）002001303

0 引言

传统的教学采用以课堂教学为主的教学模式，在这种教学模式下，课堂教学往往了无生趣，教师也多采用“填鸭式”或“满堂灌”的教学方式，这样的教学效果很难得到保证。随着计算机技术和网络通讯技术的迅猛发展，人们的教育理念和教育方式都在发生着深刻的变化，其中利用网络Web将所有教学资源进行整合，利用网络实现教育的网络化和信息化，则是目前教学模式正在发生的变革。

基于Web网络技术的教学系统，其实质是以课堂教学所需要的课件为核心资源，将课件上传到网络数据库中，并结合其它教学资源，如多媒体教学资源、网络教学资源等，能够实现教学资源利用的最大化和有效性，因而成为目前主流的网络教学模式之一。

本文在此背景下建立基于Web技术的网络教学系统，以期能够为网络教学的探索提供可供借鉴的教学系统设计与应用模式，并以此和广大同行分享。

1 系统总体设计

1.1 系统优势分析

与传统教学模式相比，基于Web的网上教学系统具有以下优点：

（1）实时的交互性。极大地增强了教师和学生、学生和学生之间的交互性，这种交互性是近乎实时的。

（2）教学方式的灵活性。学生可以选择自己喜欢的最好的学习方式，教学由学生控制。

（3）学习资源的共享性。网络是巨大的教育资源库，并且能够实现资源的共享。

（4）学习的异步性。每个学生都可以根据自己的实际情况来确定学习时间、内容和进度，在网上下载相关学习内容或向教师和同学请教。

（5）时空的随意性。只要有Internet终端，人人都可上网学习。

（6）表现形式的多样性。可集声音、文字、图像、视频等于一体。

（7）学习环境的平等性。在网络教学中，教师与学生更加平等，学生在获取知识的条件上也更加平等。

（8）教学对象的广泛性。网络促使教育社会化，网络教学面向所有人，而不仅仅是学生。

1.2 系统功能模块设计

网络教学系统的主要任务是：由管理员通过管理后台来管理各种资源，而教师和学生分别通过各自的空间来达到教与学的目的。整个系统的教学和管理工作可以分为3条主线：学生、教师、系统管理员。

（1）学生主线。学生通过自己的登录用户名和密码进入学员空间，通过创建自己的课程目录，加入到不同的课程班级，从而有利于参加课堂讨论，完成课程作业以及实现对课程考核的相关复习和试卷库的学习。

（2）教师主线.教师通过系统分配的用户名和密码进入教学系统，可以创建自己的教学科目，并在该科目下上传课件、作业、图片、视频、声频等教学资源，以供学生下载学习。并通过系统内部的交互平台实现和学生的互动，包括答疑互动、作业互动以及其它类型的互动。并且，教师还需要负责对系统内的教学资源进行维护和更新，以确保整个系统内部教学资源的可用性。

（3）管理员主线.管理员是整个网络教学系统的管理者，在通过了身份验证之后，管理员可以对系统内部的资源进行整合，对相关教学进程进行干预和管理，从而为教学质量和教学效果提供可靠保障。具体来说，系统管理员可以分别对教师和学生，以及教学资源进行查询、添加和删除等管理功能。

1.3 系统框架结构设计

基于Web的网络教学系统，其结构框架的开发必须建立在合适的结构模式之上，这样系统的网络整合功能才能够得到最大化的利用。对于分布式网络教学系统，目前常用的开发模式有B/S和C/S之分。

过去传统的开发模式是C/S模式，这种模式最大的优点是数据的处理和存储在一个相对集中的范围内进行，但这对于大规模数据容量的系统而言，无疑会增加系统数据库服务器的负担，因此，近几年逐渐出现了更加科学合理的B/S开发模式。所谓B/S开发模式，就是将整个分布式系统的数据处理和存储分别赋予不同的服务器去完成，实现整个系统负载的平衡，同时只需要安装普通的浏览器，即可实现对整个系统资源的浏览和访问，而无需单独开发专用的客户端软件，大大降低了系统开发的工作量和开发难度。

鉴于此，本文所设计的基于Web的网络教学系统将采用B/S的结构进行开发。采用的四层B/S结构分别为客户端浏览器、Web服务器、应用程序服务器和数据库服务器。

出于简化设计任务的目的，并且实现独立运行操作，这里并没有实现四层架构，而是采用简化后的两层架构，即客户端（前台的信息浏览）――数据库（后台的信息管理）。这样的信息管理模式同样能够实现教学资源的添加、删除等功能，并且这样的设计结构其最大优势在于简化了整个软件系统的设计流程，同时增强了系统软件的独立性和对网站的依赖性。

2 基于Web的教学系统功能设计与实现

2.1 系统数据操作逻辑流的设计

对于基于Web的分布式网络教学系统而言，如何实现系统内的数据操作至关重要。而要实现可靠的数据操作，首先要为数据操作设计好相应的操作逻辑流程，即通常所说的数据操作逻辑流。具体细化时可将该路径上的数据操作逻辑细分为以下几类分别进行管理。

（1）数据修改或查询请求。对于数据的查询或者修改，首先是用户提出数据查询或者修改请求，系统将根据该请求寻找到数据库中的相应数据节点，并将结果返回给用户或者提供数据修改的接口，当数据修改成功之后重新存入数据库中的相应数据节点。

（2）格式化后的数据请求。当系统接收到来自用户的数据操作指令，首先要对数据操作指令进行格式化，之后才能够响应该数据请求，而数据操作指令的格式化是指分析数据操作指令的类型、对象、接口、路径等基本信息，从而为完成该数据操作指令提供基本信息。

（3）错误提示信息。当用户的合法性或者数据操作指令的正确性被系统验证后拒绝，系统就会返回给用户一个错误提示信息，该提示信息将帮助用户进一步完善系统的功能。

（4）数据操作的命令。当服务器在收到来自用户的数据操作命令之后，经过数据操作的格式化，并确认没有错误信息反馈，则将该指令传递给ADO控件，ADO控件通过数据接口将数据句柄授予ASP或者JSP等开发语言，从而完成数据操作的命令。

2.2 教学系统互动功能的设计与实现

2.2.1 教学视频点播功能的实现

本CAI系统最大的特点就是能够从服务器上读取视频课件资源，利用基于B/S结构的JSP技术，实现视频点播的功能。

本文设计的基于Web交互式视频点播系统为三层客户端/服务器端体系结构。该VOD 系统的主干接入网是混合光纤同轴接入网，采用100MHz 以太网技术。客户端为普通的PC 机，并装有Realplay8.0（或以上）和IE5.0（或以上）。系统基本工作方式如下：

（1）用户由Web 浏览器访问点播系统主页面，通过Web 服务器提出点播申请后，媒体播放器划分缓存，等待数据。

（2）流媒体服务器接到申请后查询数据库，得到用户播放许可认证后，流媒体服务器为该用户生成媒体描述文件，文件中包含流媒体服务器地址、其它一些重要信息和节目信息，并把节目信息发送给客户端。

（3）客户端收到节目信息后，激活播放器，用户端播放器使用媒体描述文件中的信息作为参数进行初始化，获取流媒体服务器地址信息和用户点播的节目在流媒体服务器上的全路径名。

（4）客户端播放器完成初始化后，在客户端播放器与流媒体服务器之间建立连接。

（5）连接建立后，流媒体服务器开始向播放器传送节目数据流，播放器开始播放。

（6）在点播交互过程中，用户对节目播放进程进行操作，包括正常播放、快进、快退、暂停、继续、停止等。

2.2.2 教学答疑功能的实现

当使用者在使用网络教学系统进行学习时，不可避免地会遇到疑难问题，这时就需要别人的帮助，与其他人进行交流，网络教学系统的交互性充分体现在这里。本系统考虑的交互有两个方面：①使用者与教授者的交互，使用者通过页面提交问题，教授者在解答问题后再在页面上解答并出来；②使用者与其他人的交互，使用该系统的人可以相互交流，达到解决问题的目的。

问题与解答的数据存储依靠表help来完成。

当使用者提出疑难问题时，用insert语句将内容写进数据库即可。首先要获得页面传递的一系列参数，比如当前问题的所属分类、提问者的姓名、提问时间等。

3 结语

随着现代教育技术的发展，基于Web的网络教学系统已经逐渐显现出巨大的生命力和潜力，目前全国各个教育系统都在进行教学系统的网络化和信息化改革。在构建基于Web的网络教学系统时，本文从结构框架和功能模块两个角度详细探讨了系统的设计方案与实现方案，并就其中的多媒体交互功能进行了深入探讨与设计，这对于进一步提高网络技术在现代教学系统设计中的应用水平具有很好的指导和借鉴意义。

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