基于Web的高校网络教学系统的设计与实现

摘 要：随着计算机和网络技术的发展，高校的教育体制和教学模式正在发生着重大的变化。针对传统教学模式存在的局限性，采用技术和Web技术，设计了一个基于Web的高校网络教学系统。阐述了网络教学系统的设计思路，介绍了系统的开发模式和功能模块，并给出了系统主要功能模块实现的详细说明。

关键词：网络教学系统；Web；B/S模式

中图分类号：TP311.52

随着计算机技术和网络通信技术的飞速发展，基于Web的网络教学成为互联网的一个重要的应用领域[1]。基于Web的网络教学以学生为主体，以学生自主学习为主导，改变了传统的“以教为主”的模式，体现出“以学为主，师生互动”的新教学思想[2]。国内外很多高校都对网络教学平台的体系结构和实现技术进行相关的研究和开发，也出现许多新的成果[3-6]。

本文采用技术，以校园网为依托，基于B/S三层体系架构设计并实现一个基于Web的网络教学系统，与目前社会上广泛使用的同类系统相比较，具有教学功能齐全、教学手段独特和教学资源动态管理等特点。该系统为学生提供了灵活、开放、不受时间和地域限制的学习形式，改变了传统教育的局限性，使教与学更加灵活，有利于学生能力的培养，同时也为师生的交流提供了新的途径。

1 系统的分析与设计

1.1 系统主要设计思路

系统采用三层B/S结构，采用和ActiveX作为开发技术，使用SQL Server2005作为后台数据库，服务器系统采用Windows 2000服务器，Web服务器采用其内置的IIS 5.0，系统前台界面则采用当前最为流行的网页制作软件Dreamweaver MX 2004来设计，客户端只需使用浏览器就可以访问服务器资源。由于采用了三层B/S结构，应用服务器与数据库服务器在逻辑上是独立的，用户访问服务器，系统在服务器端进行用户审核，并利用SQL Server 2005的安全机制，对不同用户应用和数据的存取权限进行分层设定，最大限度地保证了系统数据的安全。系统允许学生用户、教师用户和管理员用户访问。其中管理员拥有最高权限，负责服务器端的维护与管理，同时也拥有直接访问数据库的权限；其次是教师用户，拥有部分管理权限和对数据库访问的部分权限；最后是学生用户，拥有访问Web服务的权限以及系统设计好的从数据库获取数据的权限。

1.2 系统的体系结构

系统采用基于B/S模式的三层体系结构，如图1所示。第一层是客户端浏览器，浏览器作为用户与整个系统的接口，用于发送请求和显示信息等，实现交互功能。第二层是web服务器，用来响应客户端的请求，利用可以动态生成HTML代码，并将结果嵌入其中，返回给客户端的浏览器。第三层是数据库服务器，用于实现数据库管理。当客户端提交的请求包含数据库的存取时，Web服务器便与数据库服务器一起工作。该模式实现了开发环境和应用环境的分离，用户端用相对统一的浏览器代替了客户端软件，实现了跨平台的应用。

1.3 系统的功能模块

根据高校网络教学系统的应用需求，本文设计的系统分为学生模块、教师模块和管理员模块三个部分，其功能模块图如图2所示。

学生具有课程学习、作业管理、在线自测和网上答疑功能。课程学习模块主要向学生提供丰富的课程知识，使学生能够在课外学习和复习课程的主要知识点。学生通过作业管理模块可以查询作业题目、提交作业以及查询已交作业的批阅情况等。在线自测模块主要实现在线测试功能，可以根据学生的需求按照知识点、章节及难易度自动进行试题的组织，学生完成自测以后系统可以自动评分并给出标准答案，该模块支持多种题型的选择。网上答疑模块可以实现学生与学生、学生与老师之间的在线交流。

教师具有自己所教课程的制作和管理的功能，包括网上答疑、作业布置与批改、教学资源管理和自测管理。网上答疑可以在线解决学生在课程学习过程中遇到的问题。教师可以在线布置作业、批改作业和查询学生所交作业的情况。教学资源管理模块包括课程教学计划、课程的教学内容和课程的辅助教学资源等。自测管理包括题库建设、成绩管理和考试评估等功能。

管理员负责对学生信息和教师信息的批量处理以及系统的配置与维护。

2 系统主要功能模块的实现

2.1 用户管理模块

用户管理模块主要实现用户登录验证、用户信息管理以及用户登录系统后的操作权限的管理等功能。不同的用户拥有不同的权限，同时还需要防止用户不经过登录就进入本应该登录后才能进入的页面。用户登录部分相对来说是本系统非常重要的部分，这部分直接关系到系统的安全。SQL 注入式攻击是一种常规性的攻击，可以允许一些不法用户检索他人的数据，改变服务器的设置，或者在他人不小心时破坏其服务器。要防范SQL注入式攻击，应该注意以下几点[7]：首先需要检查输入的SQL语句的内容，如果包含敏感字符，则删除敏感字符，常用的敏感字符包括'、>、

2.2 在线测试模块

在线测试模块中应用了Ajax无刷新环境，如从数据库中检测试卷名称时实现的是无刷新效果，另外，测试时间倒计时功能的实现应用了Ajax中的Time控件。在考试试卷页面中可提供单选题、多选题、判断题、填空题和简答题5种题型。学生答完题提交试卷后，教师对学生所答试卷进行评阅，简答题需要教师根据学生答题情况酌情给分，其他4种题型是系统自动评分，这样设计使得本测试模块更加贴近实际、更为人性化。

学生自测的试卷是由计算机自动组成的，为了保证组成的试卷具有一定的科学性，能够测试出学生的实际水平和能力，达到测试的目的，本系统在试卷组成的时候综合考虑到每个试题的难度、题型、题量以及整个试卷的平均难度，采用二项分布算法模型，实现题目的随机抽取，并且可以避免题目的重复出现。

2.3 网上答疑模块

本模块的实现主要是基于XML技术。XML是一种类似于HTML语言的标记语言，它最大的优点是简单易用。.NET Framework提供了处理丰富的操作XML文档的类和组件。

学生可以在答疑板块中提出问题，教师可以在该板块中根据提问予以回答，数据库中保留师生之间的对话内容可以供其他同学查看，以便了解问题的求解。同时，其他同学和教师也可以针对该问题进行回复。该模块类似于BBS功能。

2.4 数据库的连接

在网站开发项目中通常以类的形式来组织、封装一些常用的方法和事件，公共类的编写可以减少重复代码的编写，提高开发效率，还可以方便以后对程序的维护。本系统中数据库的连接操作主要编写在公共类DataBase中，在该公共类中编写了Open（）和Close（）两个方法，这两个方法分别用来打开数据库连接和关闭数据库连接。具体代码如下：

private void Open（） //保护方法，打开数据库连接

{ //判断数据库连接是否存在

if（Connection==null） //不存在，新建并打开数据库连接

{

Connection=new SqlConnection（ConnectionString）；

Connection.Open；

}

else //存在，判断是否处于关闭状态

{

if（Connection.State.Equals（ConnectionState.Closed）） //连接处于关闭状态，重新打开

Connection.Open（）；

}

}

public void Close（） //公有方法，关闭数据库连接

{

if（Connection.State.Equals（ConnectionState.Open）） //连接处于打开状态，关闭连接

{

Connection.Close（）；

}

}

3 结束语

本系统借鉴了目前国内外主流的网络教学系统的设计思路，以Visual Studio 2008为开发平台，以C#为开发语言，以SQL Server 2005为后台数据库，采用B/S模式进行开发，实现了一个基于校园网的网络教学系统。该系统的用户界面设计友好，内容丰富，交互性强。它的建成将极大地促进高校网络教学资源的丰富和课程教学网站的普及，具有较强的实用价值。

参考文献：

[1]谭春茂，孙修东.基于Web的网络教学系统设计与实现[J].计算机技术与发展，2007，17（7）：219-222.

[2]任剑洪.基于Web的网络智能教学系统设计与实现[D].华南理工大学，2011.

[3]房大伟，庞娅娟开发典型模块大全（修订版）[M].北京：人民邮电出版社，2010.

[4]卢鸣.基于.NET的网络教学系统的的设计与实现[J].福建电脑，2011，8：104-106.

[5]李晓明.基于.NET技术网络教学系统的设计与实现[J].科技信息，2011，33：121-122.

[6]王文莉，侯丽敏.基于.NET远程网络教学系统设计与实现[J].实验技术与管理，2011，28（7）：94-96.

[7]李相海，李海波.基于技术的网络教学系统设计与实现[J].软件导刊，2011，10（2）：129-131.

作者简介：伍海波（1982-），男，湖南邵阳人，硕士，讲师，研究方向：计算机网络和信息安全。

作者单位：湖南第一师范学院，长沙 410205

基金项目：湖南第一师范学院院级科研项目资助（XYS12N05）。