詳解基于JSP網(wǎng)絡(luò)技術(shù)教學(xué)平臺的設(shè)計
隨著計算機技術(shù)的飛速發(fā)展，信息網(wǎng)絡(luò)已成為社會發(fā)展的重要保證。如何以網(wǎng)絡(luò)為紐帶快速、高效、方便地實現(xiàn)知識傳遞，以現(xiàn)代化手段促進(jìn)教學(xué)改革，將傳統(tǒng)的課堂教學(xué)轉(zhuǎn)變?yōu)檎n堂+電腦+網(wǎng)絡(luò)課堂+internet等多種學(xué)習(xí)方式，是教育工作者應(yīng)當(dāng)為之努力的方向?；贘SP網(wǎng)絡(luò)技術(shù)教學(xué)平臺是依托校園網(wǎng)的優(yōu)勢設(shè)計和開發(fā)的，通過此平臺，學(xué)生可以不受時間、空間、地域的限制，實現(xiàn)網(wǎng)上瀏覽教學(xué)內(nèi)容、完成作業(yè)，參加測試等功能，教師也可借助此平臺，發(fā)布公告信息，發(fā)布試題，實現(xiàn)課件上傳下載，組織討論答疑等功能。
系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)
網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺按照Browser/Server模式，將傳統(tǒng)的瀏覽器/WEB服務(wù)器的兩層體系結(jié)構(gòu)擴展成瀏覽器—Web服務(wù)器+應(yīng)用服務(wù)器—數(shù)據(jù)庫服務(wù)器三層體系結(jié)構(gòu)，這種模式采用多種標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)議和技術(shù)，適合于任何硬件平臺和軟件環(huán)境。
系統(tǒng)采用JSP與SQL Server 2000 數(shù)據(jù)庫相結(jié)合，其實現(xiàn)的基本原理是利用SQL Server 2000 作為數(shù)據(jù)倉庫，用Servlet等高性能服務(wù)器端程序作為后臺總控程序，JSP程序在前臺運行，Servelet接受用戶的輸入，分別調(diào)用不同的JSP網(wǎng)絡(luò)程序向客戶端反饋信息，JSP/Servlet通過HTTP連接在服務(wù)器端和客戶端傳遞數(shù)據(jù)，其體系結(jié)構(gòu)如圖1所示。
圖1 系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)
系統(tǒng)功能分析
網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺由教師教學(xué)系統(tǒng)、學(xué)生學(xué)習(xí)系統(tǒng)和教學(xué)管理系統(tǒng)三大模塊組成，這些模塊之間相互聯(lián)系，相互配合，構(gòu)成一個完整的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)。系統(tǒng)功能框圖如圖2所示。
圖2 系統(tǒng)功能框圖
1、教師教學(xué)系統(tǒng)與學(xué)生學(xué)習(xí)系統(tǒng)
教師教學(xué)系統(tǒng)與學(xué)生學(xué)習(xí)系統(tǒng)的功能相對應(yīng)，主要包含以下幾個模塊:
(1) 網(wǎng)絡(luò)課堂:網(wǎng)絡(luò)課堂是實施網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的主要場所，教師和學(xué)生可以通過此模塊實現(xiàn)實時和非實時的網(wǎng)上交流。教師可以實現(xiàn)課程添加、修改，將課件上傳等功能，而學(xué)生可以瀏覽教學(xué)大綱，教學(xué)計劃，教學(xué)參考資料，教學(xué)課件等內(nèi)容，也可以下載這些資料，觀看優(yōu)秀教師教學(xué)錄像，通過此平臺學(xué)生可以自主預(yù)復(fù)習(xí)，把傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)過程變得更加方便靈活。
(2) 網(wǎng)上作業(yè):作業(yè)環(huán)節(jié)是對所學(xué)知識理解和鞏固的過程。教師可以在網(wǎng)上發(fā)布、批改、刪除作業(yè)，學(xué)生可以在線或下載完成作業(yè)，完成后可以將作業(yè)上傳，還可以通過此環(huán)節(jié)查看自己完成作業(yè)的情況，查看教師評語等內(nèi)容。
(3) 網(wǎng)上測試:教師可以完成試題添加，試題管理，可以調(diào)用網(wǎng)絡(luò)試題庫按章、節(jié)或綜合應(yīng)用自動、手動組卷，進(jìn)行成績分析;學(xué)生除了可以參加網(wǎng)上測試外，還可查詢測試結(jié)果。
(4) 討論答疑 :在界面上采用了BBS形式，提問與回答的過程是異步的， 學(xué)生將學(xué)習(xí)中遇到的問題用留言的形式公布在網(wǎng)上，教師通過此模塊進(jìn)行答疑。教師也可以在網(wǎng)上發(fā)布討論題，引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行學(xué)術(shù)研究和討論
(5) 網(wǎng)上交流:本模塊類似于網(wǎng)絡(luò)聊天室，教師與學(xué)生、學(xué)生與學(xué)生之間可進(jìn)行實時的網(wǎng)上交流，網(wǎng)上討論，通過此模塊可以解決個別學(xué)生的概念模糊，解題思路混亂等問題。
(6) 實驗指導(dǎo):教師把學(xué)生在實驗中遇到的問題和易犯的錯誤以回答問題的形式表現(xiàn)出來，以交互的形式輔導(dǎo)學(xué)生順利完成實驗;學(xué)生可以在計算機上撰寫、提交實驗報告，教師可以瀏覽、批閱。
2、教學(xué)管理系統(tǒng)
系統(tǒng)分為人員管理、課程管理、作業(yè)管理、考試管理和討論交流管理。
(1) 人員管理:包括系統(tǒng)管理員、教師和學(xué)生管理。其中管理員可以對所有人員進(jìn)行添加、修改、刪除和查詢，同時還可以對教師的所有權(quán)限進(jìn)行分配。
(2) 課程管理:包括課程添加、課程查詢和課件管理。
(3) 作業(yè)管理:可以查看、修改和刪除作業(yè)。
(4) 考試管理:試題添加、修改、審核和刪除。
(5) 討論交流管理:包括BBS版主管理、帖子管理。
JSP網(wǎng)絡(luò)開發(fā)技術(shù)
系統(tǒng)采用目前流行的JSP技術(shù)開發(fā)Web應(yīng)用程序，采用XML技術(shù)對教學(xué)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，通過JSP/Servlet和XML進(jìn)行數(shù)據(jù)交互，同時也采用了計算機網(wǎng)絡(luò)中的許多成熟技術(shù)，如流媒體技術(shù)，客戶/服務(wù)器技術(shù)，數(shù)據(jù)庫技術(shù)。
(1) JSP網(wǎng)絡(luò)技術(shù):JSP是一種卓越的Java技術(shù)，它基于強大的Java語言，可在任何Web或應(yīng)用服務(wù)器上運行，與Java Enterprise API(Java 企業(yè)應(yīng)用編程接口)緊密結(jié)合，可快速創(chuàng)建高性能的Web應(yīng)用程序。它將內(nèi)容的生成和顯示進(jìn)行分離，使Web開發(fā)人員能專注于應(yīng)用邏輯的處理;利用可重用的組件(Java BTens\EJB),加快了總體開發(fā)速度，并提高了系統(tǒng)質(zhì)量，采用標(biāo)識簡化頁面編程，降低了開發(fā)人員的難度。
(2) XML與HTML技術(shù):XML和HTML一樣屬于標(biāo)記語言，可以通過標(biāo)記來描述數(shù)據(jù)的結(jié)構(gòu)，并且它允許用戶自行視描述數(shù)據(jù)的需要，隨意地制定不同的標(biāo)記，這和HTML有著極大的差別，除此之外，XML不同于HTML對于所有的標(biāo)記都已經(jīng)定義了顯示格式的意義，對于XML而言，顯示格式并不是最重要的，相對地，數(shù)據(jù)所代表的意義才是最重要的，因此，XML并不負(fù)責(zé)標(biāo)記顯示的格式。不過，XML卻允許通過較復(fù)雜且靈活性的方式顯示數(shù)據(jù)，如通過XSL、CSS、HTML+XML Island以及編寫程序并通過DOM取出數(shù)據(jù)再顯示;XML具有跨平臺、與語言和應(yīng)用程序等無關(guān)的特性;XML除了可以使用標(biāo)記與屬性來描述數(shù)據(jù)的意義之外，另外還提供了可用來描述文件結(jié)構(gòu)的DTD與XML Schema。
(3) 基于連接池的數(shù)據(jù)庫技術(shù):系統(tǒng)采用DB Connection Manager的Java類管理連接池對象，其中每一個連接池保持一組JDBC數(shù)據(jù)庫連接對象，可以為任何Servlet所使用。連接池具有以下功能:裝載和注冊JDBC驅(qū)動程序;根據(jù)在屬性文件中定義的屬性創(chuàng)建連接池對象;實現(xiàn)連接池名字與其實例之間的映射;跟蹤客戶程序?qū)B接池的引用，保證在最后一個客戶程序結(jié)束后安全關(guān)閉所有連接池。
(4) 流媒體技術(shù):采用流媒體技術(shù)實現(xiàn)視頻音頻數(shù)據(jù)傳輸。在網(wǎng)絡(luò)上傳輸音/視頻等多媒體信息主要有下載和流式傳輸兩種。下載時用戶必須將既耗費時間又耗費磁盤空間的整個文件復(fù)制到自己的計算機中,然后才能播放.因為整個文件必須在下載之后才能播放,所以下載不能用于實況流。同時，下載也不能高效地使用可用帶寬，當(dāng)客戶端開始下載數(shù)字媒體文件時，所有可用網(wǎng)絡(luò)帶寬都用于盡可能快地傳輸數(shù)據(jù)，其他網(wǎng)絡(luò)功能可能會減慢或被中斷。流式傳輸只以客戶端正確呈現(xiàn)的速度通過網(wǎng)絡(luò)發(fā)送數(shù)據(jù)，所以它比下載更高效地使用帶寬。因此，流式傳輸有助于防止網(wǎng)絡(luò)過載并能維持系統(tǒng)的可靠性。在流式傳輸?shù)膶崿F(xiàn)方案中，采用HTTP/TCP來傳輸控制信息，而用RTP/UDP來傳輸音視頻數(shù)據(jù)。
(5) 客戶/服務(wù)器技術(shù) :聯(lián)入校園網(wǎng)的計算機從功能上來說，可以分成服務(wù)器和客戶機兩種，不論哪種服務(wù)器，如文件服務(wù)器，F(xiàn)tp服務(wù)器，數(shù)據(jù)服務(wù)器，郵件服務(wù)器，數(shù)據(jù)服務(wù)器，代理服務(wù)器等都成天候運行，提供各種服務(wù)，為學(xué)生服務(wù)。
基于JSP網(wǎng)絡(luò)技術(shù)教學(xué)平臺的設(shè)計結(jié)論
相對于封閉的傳統(tǒng)教學(xué)模式而言，網(wǎng)絡(luò)化教學(xué)做到了信息渠道的暢通無阻，它突破了時間、空間、地域的限制，體現(xiàn)了以學(xué)生為本，因材施教的思想，促進(jìn)了學(xué)生創(chuàng)新意識和創(chuàng)新能力的培養(yǎng)，為學(xué)生向多方向，全方位發(fā)展起到了推波助瀾的作用。
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