WAP环境下的移动学习管理系统的设计与实现

摘要：移动学习是利用无线移动通信网络技术以及无线移动通信设备获取教育信息、教育资源和教育服务的一种新型学习形式。WAP环境下的移动学习管理系统原型主要由两大子系统组成，一是基于WML和ASP开发的应用在移动，设备端上的移动学习管理WAP网站；二是基于ASP开发的应用在PC端上的移动学习管理系统Web平台。文章详细介绍了该系统的总体结构、系统功能、数据库设计、服务器端和客户端等的实现技术。

关键词：移动学习；WAP网站；WML；ASP；管理系统

0　引言

近几年来，随着移动计算技术(mobile computing)的迅猛发展，一种全新的学习模式――移动学习(m-learning)悄然而生。移动学习在数字化学习的基础上通过有效结合移动计算技术带给学习者随时随地学习的全新感受。移动学习是指利用无线移动通信网络技术以及无线移动通信设备(如移动电话、个人数字助理PDA、PocketPC等)获取教育信息、教育资源和教育服务的一种新型学习形式。与其他形式的学习比较，移动学习具有学习便捷性、教学个性化、交互丰富性、情境相关性等特点。WAP是在数字移动电话、互联网或其它个人数字处理机(PDA)、计算机应用之间进行通信的开放全球标准。它由一系列协议组成，用来标准化无线通信设备，可用于Internet访问，包括收发电子邮件、访问WAP网站上的页面等。通过WAP技术，可以将Internet的大量信息及各种各样的业务引入到移动电话、PALM等无线终端之中，享受无穷无尽的网上资源。WAP业务充分考虑了移动网在无线传输和显示尺寸上的局限，将手机屏幕做成显示屏的微型浏览器。在移动手机的显示屏中以菜单形式显示项目，每次选一个菜单项目后，手机内置的浏览器即访问Internet上的一个支持WML语言的网页。因此，开发移动学习系统选择WAP技术是比较适合的。我们从继续教育移动学习系统的实际应用需求出发，在ASP及SQL Server数据库的开发环境下，以B/S结构作为系统结构，以WML作为置标语言设计开发了一个基于WAP的移动学习管理系统原型，实现了学生的成绩查询、在线提问及解答，教师的成绩登记及管理等功能。

1　WAP概述

WAP是一种技术标准，融合了计算机、网络和电信领域的诸多新技术，旨在使电信运营商、Internet内容提供商和各种专业在线服务供应商能够为移动通信用户提供一种全新的交互式服务。WAP支持绝大多数无线网络，包括GSM，CDMA,CDPD等等，而所有操作系统都支持WAP，其中专门为手持设备设计的有PalmOS、EPOC、Windows CE、FLEXOS.OS/9及JavaOS。在带宽方面，WAP优化现在的协议层对话，将无线手机接入Internet的带宽需求降到最低，保证了现有网络能够符合WAP规范。一些手持设备，如掌上电脑，安装微型浏览器后，可借助WAP接入Internet。WAP由以下六层组成：

(1)应用层(WAE:Wireless Application Environment，无线应用环境)。为WAP应用程序提供一个通用的运行平台，使用HTML。

(2)会话层(WSP:Wireless Session Protocol，无线会话协议)。为应用层提供两种会话方式：一种是面向连接的会话流程；另一种是采用数据流方式的会话方式，使用HTTP(HyperText Transfer Protocol，超文本传输协议)协议。

(3)事务处理层(WTP:Wireless Transafion Protocol，无线传输协议)。提供了三种事务处理的功能：①不可靠消息通信，无确认；②可靠消息通信，无确认；③可靠消息通信，确认。用户可以根据自己的需要采取不同的事务处理方式，采用HTTP协议。

(4)安全层(WTLS：Wireless Transpoa Layer Security，无线传输安全层)。提供安全校验功能，使用TLS-SSL(TransportLayer Security-Secure Sockets Layer，传输层安全一安全套接协议层)。

(5)传输层(WDP:Wireless Datagram Protocol，无线数据报文协议)和物理层。负责数据的封装和传输，使用TCP/IP(Transmission Control Protocol/Intemet Protocol，传输控制协谢因特网协议)协议。

WAP体系结构为移动通信设备提供了一个层次化的、可扩展的应用程序开发环境。这是通过协议栈的分层设计来实现的。WAP体系结构的每一层都为上一层提供接入点，而且还可以接入其它的服务和应用程序。通过WAP这种技术，就可以将Internet大量信息及各种各样的业务引入到移动电话。PALM等无线终端之中，无论何时何地，只要需要入信息，就可以打开WAP手机，享受无穷无尽的网上信息或者网上资源。

2　系统设计

2.1　系统结构

WAP的应用至少由3部分组成，即WAP网关、WAP手机和Web服务器。其中，WAP网关起着“翻译”协议的作用，是联系GSM网与Internet的桥梁；Web服务器可以存储大量信息，以供WAP手机用户来访问、浏览和查询等；WAP手机为用户提供了上网用的微浏览器及信息、命令的输入方式等。当用户从WAP手机键入想要访问的Web服务器的URL后，信号经过无线网络，以WAP协议方式发送请求至WAP网关，然后经过“翻译”处理，再以HTTP协议方式与Web服务器交互，最后WAP网关将服务器返回的内容压缩、处理成二进制流，并返回到客户的WAP手机屏幕上。本系统是一个基于WAP、移动传输网和数据库的应用系统，客户端通过手机WAP浏览器发出请求，并通过WAP网关的“翻译”与Web服务器交互；Web服务器通过ASP实现的数据库访问接口与数据库服务器联系。这种配置模式是典型的三层体系结构。

2.2　系统功能

系统主要由两大子系统组成。一是基于WML和ASP开发的移动学习管理WAP网站，该子系统应用在移动设备端上，其结构图如图1所示；二是基于ASP开发的移动学习管理系统Web平台，这个子系统则应用在PC端上，其结构图如图2所示。

基于WAP的移动学习管理WAP网站分六大功能模块：

登录模块　通过手机登录到该WAP网站。

修改密码模块　通过手机修改用户登录密码。

查看公告模块　通过手机查看最新学习信息。

成绩查询模块　通过手机查询自己在学校的考试成绩。

在线提问模块　通过手机向任课教师提出问题。

疑问解答模块　通过手机查看教师的回复。

而基于Web的移动学习管理系统平台又分三大功能模块：

学生模块拥有自己的学号和登录系统的初始密码，登录 系统后，可以修改密码，查询考试成绩及班里的名次，还可以在线向任课教师提问；

教师模块拥有自己的账号和登录系统的初始密码，登录系统后，可以修改密码，登记学生成绩，查看自己的任课记录，还可以在线回答学生的问题；

系统管理员模块拥有自己的账号和登录系统的初始密码及管理系统的权限，登录系统后，可以添加教师、学生、班级、年级、课程等内容。

2.3　数据库设计

数据库设计是系统设计的一个重要组成部分，我们根据系统的功能设计出数据库概念模型、数据字典及系统管理者、学生、教师、年级、班级、课程、成绩、提问等实体。给出了学生与教师之间的E-R图，课程与学生、教师之间的E-R图，成绩与学生、教师之间的E-R图以及系统管理员与学生、教师之间的E-R图等。如图3是学生与教师之间的E-R图。

根据上述的数据库概念模型，可以设计出该数据库的数据字典(略)。

3　系统实现

3.1　主要技术

在设计和实现基于WAP的移动学习管理系统的各模块功能时，使用了包括B/S系统结构、ASP+WML的WAP网页设计技术等。

开发工具：Macromedia Dreamweaver 8。

开发环境：Windows XP Professional SP2，Microsoft SQLServer 2000，IIS5.0。

运行环境：WindowsXP Professional,Windows 2000 Server，WAP手机模拟器。

开发和运行的环境配置，本文只着重介绍如何在IIS上建立WAP网站。默认的Web服务器是不支持WAP数据发送的，要想在Web服务器上建立WAP网站，具体的做法如下：

(1)先在Windows XP或Windows2000操作系统下安装Intemet信息服务(IIS)管理器；

(2)单击“开始”按钮，选择“管理工具”“Internet信息服务(IIS)管理器”命令，打开“Internet信息服务(IIS)管理器”对话框：

(3)单击“默认网站”，选取要建立成WAP网站的站点文件夹，用鼠标右键单击，在弹出菜单中找到“属性”项并点击，在弹出的属性窗口中选择“HTTP头”标签；

(4)点击“文件类型”按钮，在弹出的窗口中再点击“新类型”，并输入表1中的信息，添加支持WAP数据传输的文件类型；

(5)完成以后，点击“确定”以后，就可以将WAP网站内容加到站点文件夹中，若要显示网站内容，只要打开WAP手机模拟器，在其地址栏中输入“127.0.0.1/站点名”，按下回车键即可显示网站内容。

3.2　服务器端的实现

移动学习系统服务端，是―个能大量处理移动学习管理数据的系统平台，其中包含三大功能模块：学生模块、教师模块和系统管理者模块。下面介绍这三大功能模块，具体的实现代码略。

(1)学生模块的实现

学生模块具有四个功能：修改资料、成绩查询、在线提问和疑问解答。

修改资料当学生登录系统后点击“修改资料”链接时，如图4所示，浏览器就会将该学生的学号作为参数向服务器发送请求，当服务器接收到这个学号参数后，通过查询数据库中student表、class表和department表，将对应该学号的原始数据返回到浏览器中显示出来。其中班级、入学时间、在校状态和网上登记时间是不可修改的数据，在输入文本框中已用“disabled＝“disabled””方法，把输入功能屏蔽掉。然后，根据学生的需要修改学生的姓名和登录密码，修改完成后点击“修改”按钮，浏览器会将修改后的数据发送到服务器上。服务器接收了这些数据后先是检查数据的正确性与一致性，若没有错误，则用update方法更新数据表中的内容，否则返回错误信息。

成绩查询成绩的查询主要是对数据库操作。学生进入“成绩查询”页面时，如图5所示，有三个可查询项目：班级单科、总分成绩排名以及所有成绩。当学生选择了查询课程、学期和考试类型后，浏览器会这些数据作为参数向服务器发送请求。当服务器接收到这些参数后，通过查询数据库中bbs表和subject表，将对应该学号和符合查询条件数据进行排序后返回到浏览器中显示出来。

在线提问和疑问解答当学生进入“在线提问”页面时，如图6所示，服务器会返回所有任课教师的名字。选择其中一个教师，输入问题标题和内容后，按下“提交”按钮，浏览器会将这些数据发送到服务器上，而服务器则会将这些数据存储到数据库中。等到所选的教师回答这个问题，学生可以通过“疑问解答”页面浏览问题答案。

(2)教师模块的实现

教师模块同样具有四个功能：修改资料、任课记录、学生提问解答和成绩管理。教师模块中的前三个功能的实现方法都与学生模块的相似，在这里只介绍成绩管理模块的实现方法。

当教师登录系统进入到“成绩管理”页面后，可以根据需要按班登记成绩或按个人登记成绩。若按班登记成绩，浏览器向服务器发出请求后，服务器会把该教师所有任课的班级和课程返回到页面的下拉列表中。只要选择了要登记成绩的班级和课程，服务器就会返回所选班级的学生名单，教师只需依次输入成绩即可。若按个人登记成绩，则可以根据需要灵活设定要登记成绩的学生数，只需要输入学号和成绩即可，如图7所示。

(3)系统管理员模块的实现

系统管理员模块具有六大功能：修改密码、管理员帐号管理、教师管理、学生管理、班级管理和课程管理。其中大部分都是实现添加和删除数据操作。只要在设置好界面的基础上，用T-SQL中的insert、update、delete等语句操作数据库中的数据，就能实现这六大功能。

3.3　客户器端的实现

基于WAP的移动学习管理子系统是应用于手机等移动设备的子系统，由于这些移动设备存在着显示屏幕小、输入有限等弊端，虽然结合了WAP技术和ASP技术来共同开发，但在实现该子系统时，只能用于浏览和查询服务器中的内容，或者简单地修改一下用户密码。系统首页及用户登录后页面如图8和图9所示。

基于WAP的移动学习管理子系统具有登录、修改密码、成绩查询、查看公告、在线提问和疑问解答等六大功能模块。运行文件分两种：一种是在手机端运行的静态WAP网页；另一种是在服务器端运行的脚本文件，而且使用了ASP结合WML的混合技术。具体的实现代码略。

4　结束语

本文提出了移动学习管理系统的框架和功能模块，结合ASP技术与WAP开发技术，以WML作为置标语言设计开发了一个基于WAP的移动学习管理系统原型，实现了学生的成绩查询、在线提问及解答，教师的成绩登记及管理等功能，满足了继续教育移动学习系统的实际应用需求。