网络教学平台的设计与实现

摘要：针对传统的网络教学平台存在的缺陷，提出了一个网络教学平台的设计方案，首先介绍了系统的用户需求，然后，重点介绍了系统的设计方案，最后，介绍了网上答疑及在线测试模块的实现。

关键词：教学平台；网络教学；网上答疑；在线测试

中图分类号：G642文献标识码：A文章编号：1009-3044(2011)24-6051-03

Design and Implementation of Network Teaching Platform

LIU Yan-qing

(Center of Computer Network, Ningxia University, Yinchuan 750021, China)

Abstract: Aiming at the deficiency of the traditional network teaching platform, a new design scheme of network teaching platform is proposed，Firstly, In this paper it introduced the user Needs of the system，Secondly, it emphasized widely the design scheme of network teaching platform，In the end ，it analyzed the implementation of net answer module and On-line Test module.

Key words: teaching platform; network teaching; net answer; net answer

随着网络技术的飞速发展，高校校园信息化建设的不断推进及完善，越来越多的学校开展了网络教学，网络教学作为一种新的教学手段，越来越受到广大师生的青睐，大量网络教学平台被应用到实际教学中并取得较好成果，但人们在使用过程中发现，这些教学系统或多或少都存在缺陷，如：系统不够稳定，教学方式不够灵活，网络教学过程不够协调，运行效率较低，灵活性不足，实际达不到期望效果等等，这些缺陷在一定程度上限制了其广泛的使用，基于此，开发了一个基于网络的教学平台，为教学管理人员、教师和学生提供了一个教学互动、教学资源共享、教学管理方式多样化和沟通传播快速化的教学环境，从而提高教学效果。

1 系统的需求分析

通过深入的调查研究，系统必须满足先进性、易用性、系统稳定与安全、客户端配置要求较低、伸缩性能好等设计要求，此外还要满足系统用户即教师,学生及系统管理员的业务需求。

1.1 系统管理员

1）管理员可以对各个院系、专业、班级和课程名称等各种信息进行追加、修改和删除的管理，只有课程设置完成，可以向数据库导入各班级和老师的课程信息。

2）浏览网络资源信息和公告栏里的信息，上传委托需要上传的资源，对不在需要的资源进行删除，且可以对不再有用公告进行删除。

3）超级管理员、一般管理员都可以修改自己密码，进入到论坛管理和聊天室管理。

4）可以对学生的基本信息进行浏览和基本的维护，只有学生的信息设置好了之后，学生才能凭自己的用户名和密码进行登录，进入到自主学习的模块。

5）可以对教师信息进行浏览、追加、修改和删除的操作，可以浏览各班级及个老师的课程信息，且可以修改和删除课程信息，而教师是没有任何权力进行任何修改的。

1.2 教师需求

1）浏览个人的日程安排，如：课程安排，行程安排，且可以编辑个人日程安排和调出各班级的学生花名册；

2）可对所教专业的各班级下达该班所需完成的作业，浏览所教专业各班的学生作业，教师可以对学生作业进行批改，可以对学生上传的作业进行下载、批阅和删除，还可以浏览评改后有学生反馈意见的学生作业，可以对学生的反馈进行回复；

3）教师可以进行题库的管理，可以浏览题库里的各知识点的题库信息，且可以对不再需要的题库信息进行删除；

4）教师可以进行章、节和课程内容的设置，可以对这些内容进行追加、修改和删除的操作，可以浏览网络资源信息，对不在需要的资源进行下载或删除，或是需要的资源进行上传。

5）教师可以在聊天室里进行新用户注册并进入到聊天室与学生随时进行交流，随时对学生提出的问题进行答疑，同时也方便了其它学生讨论与掌握该问题。

6）教师可以在论坛上信息，可以浏览没回答的学生提出的问题及各同学之间对该问题的讨论，可以对学生提问的问题进行解答及参与学生的讨论。

7）根据教学的需要，教师可以进行考试管理，比如考试时间、考试用时的设定，考题数量和每题分值的设置，还可以查看考试的设置，进行学生考试的成绩查询。

1.3 学生需求

1）学生注册登录后可以对个人资料进行维护；

2）浏览自己该班的课程安排，可以对学习的课程进行选择，每个学生可以进行多门课程的学习，但每次只能选择一门课程；

3）查看各任课老师布置的作业，将已经做完的作业进行上传，如果上传后的作业还没被老师编辑批改，则可以对其已进行编辑，再次上交；

4）可以与老师和同学进行在线交流，方便同学对所学问题的讨论与学习，对于不明白的知识点进行公布，供老师答复及同学讨论；

5）可以查看老师的信息，如关于作业的布置，关于某些问题的答疑等，浏览提过的问题及老师的点评和同学对于该问题的讨论，阅览其他同学提出的问题，且可以对该问题进行回复；

6）可根据用户对各知识点的掌握情况，向题库里提取该知识点的题目进行在线考试，但必须是在老师设定的考试日期才能进行考试，其余时间仅能做模拟题及联系，不能够进行考试；

7）可以在课程学习部分，观看教师做的课件，方便学生进行课程的学习。

2 系统设计

2.1 系统架构

系统使用Jsp技术开发了一个基于B/S 模式的网络教学平台，使用了Spring，Struts， Hibernate等软件框架，选择 SQL Server 2008作为后台数据库，整个网站Windows2000 server下运行，实现了教学资源共享、在线自测、师生互动、网络课堂、作业管理和网上答疑等功能。

系统采用MVC 模式，MVC 模式分为表示层、业务层、持久层，且这三层相互独立，并保证客户层、应用逻辑层和持久层之间的协调工作，关系如图1所示。

1）客户端IE浏览器接受用户输入的数据，并向服务器提交 HTTP 请求；

2）控制器接收到客户端的请求，首先将请求交给MVC模型，然后MVC模型把处理请求交给应用逻辑层处理；

3）应用逻辑层处理完成后，再把处理结果交给持久层，持久层进行持久对象的持久化操作，最终完成响应HTTP 请求的业务逻辑操作;

4）在完成业务逻辑操作后，通过控制器返回处理结果到客户端IE浏览器显示。

2.2 系统功能模块

通过对教师、学生和系统管理员需求结果的分析,系统模块如图2所示。

1）管理功能模块。

系统管理员拥有最高的权限,管理模块主要具有下面功能: 管理员设置、基础信息设置、教师设置和学生设置等。

2）教学功能模块。

主要设置了下面几个功能模块:课程公告、课程管理、课程制作、辅导答疑、练习评价、题库管理等。

3）学习功能模块。

本模块主要提供学习者在学习平台上的全部学习功能。学习者在登录系统后，就可查看浏览所有的课程列表，之后可以根据个人的需要自主的选择课程、进行课程学习、完成练习等。

2.3 数据库设计

后台数据库采用 SQL Server 2008进行创建和管理，该系统中涉及到的核心数据按用户分类主要有三类用户，即：系统管理人员、教师、学生，该系统建立的数据表格有：管理员信息表，教师信息表，学生信息表，部门信息，选课表，课程信息，课程节点表，学习资源信息表，教学内容信息，视频资源表,教学课件信息，课程类型表，作业总表，在线作业信息，标准型作业表，标准型作业完成表，考试型作业表，主论坛信息表，在线试题库信息、在线测试记录信息、题目表，填空题目表，选择题目表，判断题目表，自动答疑信息表，在线答疑信息表、答疑表、待答疑表、短消息表.，讨论回复表，学生学习记录信息、论坛主题信息表等。

3 系统实现

由于篇幅有限，下面仅介绍自动答疑功能及在线测试功能的实现。

3.1 网上答疑功能的实现（如图3）

网上答疑是网络教学平台的核心功能之一，通过网上答疑系统，师生之间可以互相交流，教师可以在网上答疑，教师首先将一些常见的经典的问题、答案及其关键字放到答疑库中，这样一来，学生可以通过关键字匹配直接查询到自己所遇到问题及其答案，可以及时为学生解决问题及节省大量讨论时间，若是答疑库中没有学生提出的问题，则他可以提出问题，若教师在线，则教师即时给出解答，并把结果反馈给学生，若教师不在线，系统则自动将此问题保存到待答疑数据库中，并显示在教师页面，等到教师或学生讨论完成后，系统再将讨论结果反馈给学生；如果学生觉得答案正确满意后，学生的问题及师生讨论后的答案将同时被存储到答疑库中，这样，如果其他学生再次遇到同样的问题时，系统就能够自动给出参考答案，避免了教师的重复劳动及解决了学生的学习时间，从实现的角度出发，网上答疑模块实际上就是应用了关键字匹配技术，其难点在于关键字检索算法，关键字检索的难点在于分词算法，常用的分词算法主要有：最大概率法、逆向最大匹配法、最少切分分词法、正向最大匹配法，本系统采用逆向最大匹配法。

3.2 在线测试功能的实现

在线测试可以检验学习者对知识的掌握情况，本平台设计了在线测试子系统，学习者可以根据自己的情况，选择试题难度或者按照单元进行网上测试，辅助课堂上的学习内容，在该模块的设计中，组卷算法的设计是重点及难点所在。

3.2.1 常用的组卷算法

组卷问题实质上就是从试题库中选择出满足要求的试题集合。

1）试卷的组卷数学模型：

，

上式中，第1列为试题的编号，第2列为试题的题型，第3列为试题的分数，第4列为试题的难度系数，第5列为试题的答案，第6列为试题的备注，i表示为整份试卷的题目数量；

2）约束条件。

上面的目标数学模型，必须满足试卷的业务约束，即需满足以下约束条件：

① 总分；② 难度系数，F 是试卷的总分值；

3）难度系数的计算。

针对不同的专业，不同的考试方式，试题的难度系数应不同，难度系数的计算方法如下，

客观题目的难度系数s=a/b,( b是测试人数总和，a是答对人数总和)，主观题的难度系数s= x/y,( y是该题目的数目，x是该题得分的平均分)。

4 结束语

系统采用的是Browser/Server模式，采用JSP技术撰写编码，数据库管理采用的是SQL Server 2008,，系统融合多媒体教学的方式，实现教师的网络化教学及教师的无纸化办公、教学行为人性化、繁杂任务化，人机通讯自然化，使教师上课更加生动、多样，提高学生学习兴趣，该系统适应了现代教育的需要，体现以学生为主体、教师为主导的现代教育思想，对教师的教学改革及促进学生的自主学习有较大的意义。

参考文献：

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[2] 薛调.网络教学平台的发展定位及服务设计[J].图书馆工作与研究,2010(1).

[3] 郭迅.浅析现代电子技术实验网络教学平台设计与实现[J].实验技术与管理,2010(2).

[4] 黄烽.坚浅谈网络教学平台在医院教学实践中的作用[J].重庆医学,2011(4).

注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文