基于XML的网络教学信息管理系统设计与实现

基于XML的网络教学信息管理系统设计与实现
摘要：基于XML的高校教学信息管理系统，主要由素材类教学资源、网络课程库、教学资源管理系统、远程教学系统支持平台组成。

把XML标记语言用于教学资源的发布和管理，实现教育资源的标准化，进而开发了一个高性能的高校教学信息管理系统。

关键词：XML；网络教学；信息管理
0引言
随着Web技术的飞速发展，网络远程教学已经成为我国现代教育的一个非常重要的组成部分。

网络教学克服了传统教学模式运用于单机的局限性，教学资源和学习可以不受时空限制，随时、随地为受教育者提供教育服务。

网络远程教学系统主要由各种网络教学资料组成，目前许多计算机工作者和教育工作者都在致力于网络教学系统的研发[1]。

XML是W3C发布的语言标准，得到业界（如微软、IBM、SUN等）的广泛支持，是一种用于网络数据交换的语言，用其描述数据具有结构良好、易于交换、显示灵活和跨平台等优点[2]。

1系统需求
随着现代信息技术的不断进步以及教学信息化进程的日益推进，教学管理信息系统的应用范围也相应扩大，网络技术的迅猛发展为教育模式的革新带来了一次全新的机遇，使教育能够集中各种教学资源，提供更加丰富更加直观的教学内容，方便教师根据教学目的及学生的具体情况选择适当的教育资源，因此从教学管理实际需求出发，
开发具有较强实用性的计算机网络教学管理系统具有重要的现实意义，开发一个高性能的高校教学信息管理系统已是当前的发展趋势。

基于XML的高校教学信息管理系统，主要由素材类教学资源、网络课程库、教学资源管理系统、远程教学系统支持平台组成。

教学资源管理系统主要由管理员进行管理，包括系统评价、安全管理、故障管理、信息发布、数据分析、课程管理等；教学系统支持平台包括辅导答疑、远程考试、虚拟实验、作业评阅等；素材教学管理包括课件库、题库和案例库等。

系统除了实现上述功能外，还必须能实现各种不同的数据源在系统中的应用，也就是异构数据源的集成。

系统采用一种基于XML的中间件技术实现异构数据的集成，把各种不同的数据源转换成一种数据源，供用户使用[3]。

基于XML的系统是一个开放的系统，是向公众开放的，所以要求系统有很高的安全性。

因此，系统从Web应用程序和数据两方面着手，采用身份验证、存取控制等方式保证系统的数据安全。

系统设计应遵循以下原则：①增强系统数据的可移植性；
②系统安全性要高，通过数据加密和口令加密以及权限控制，保证用户数据安全不受侵害。

2系统功能结构设计
网络教学信息管理系统包括题库、案例库、课件库、媒体素材库和网络课程建设内容，以及适合多种教学模式的教学支撑系统。

教学支撑系统由一系列支持多种教学模式的教学工具构成，主要包括学习系统（非实时/实时）、授课系统（非实时/实时）、教学资源编辑制作
系统、辅导答疑系统、作业评阅系统、考试系统、评价系统、交流讨论工具、虚拟实验系统等。

学习系统、授课系统、教学资源编辑和制作系统都可能要与多媒体素材库、题库、课件库、案例库和网络课程发生关联，考试系统要与题库系统发生关联，评价系统则涉及教学资源的各个部分。

该系统教学资源体系结构如图1所示。

2.1教学管理系统
教学管理系统是整个系统的一个重要内容，将协调和组织各部的教学工作有序正常进行。

这个模块主要有以下几个功能：（1）用户管理。

系统中主要有3种用户，分别是管理员、教师和学生。

登录时要根据他们的身份认证来赋予不同的权限。

管理员可以管理整个系统资源；教师可以查询自己的课程信息、上传课件、布置作业等；学生可以实现网上学习，与教师交流和在线考试等。

（2）系统管理。

可以实现信息的发布、数据的分析、查询等相关操作。

（3）课程管理。

主要包括开课情况，并分配相关的信息资源，例如课件、作业下载、在线答疑等，并辅助相应的统计信息。

（4）学习管理。

要记录学生的注册信息，每个学生选修的课程及成绩。

（5）软件下载。

提供学习软件、素材、课件的下载。

（6）评价系统。

在每学期末以电子邮件或其它方式对学生进行问卷调查，内容涉及网络课程教学内容、教学进度、教学难点和教学方法，以获得真实的教学信息反馈。

2.2网络课程库建设
网络课程库不是“堆放”教学信息的场所，而应成为利用包括多媒体和网络在内的信息技术开展教学活动，成为促进学生学习的平台[4]。

网络课程库主要以网络技术来支撑，进而体现出网络学习的特点。

网络课程库的管理从两个方面进行，分别是内容管理和传输管理。

内容管理确保内容的科学性、系统性和先进性，传输管理支持多媒体上传和下载的功能，保证多媒体传输的安全性、稳定性和保密性。

2.3教学支持平台
这个平台是以网络课件为核心的软件，它给学生和教师提供了一个良好的互动平台，主要包括以下内容：
（1）师生交流工具。

师生交流工具主要有：网上答疑、电子邮件、留言公告。

学生在线学习时，可能会有部分的知识点理解不透，那么在课余时可以通过以上3种方式向科任老师咨询相关的问题，前者较适用于教师在线，后都适用于教师不在线时。

（2）在线考试。

针对远程教学的教学方式，检验学习情况的常用方法之一就是利用在线考试系统。

考试的试卷是从题库中随机抽取的，考生必须在规定的时间内答完题，题目答案自动存档，记录所有学生的成绩和答题信息，不允许重复考试。

交卷后学生可以查询自己的考试成绩和查看正确答案。

在批改主观题时可以采用手工评卷方式。

（3）作业管理。

上课后教师可以在网上给学生发布作业，学生可
以查看教师布置的作业、写作业，完成提交后可以查看教师的评语、与教师取得联系等。

（4）课件管理。

提供课件信息管理、课件浏览等。

科任老师在上课前将自己的课件上传到网站，供学生学习。

2.4教学资源建设
教学资源库主要包括题库、素材库、课件库、案例库及其它。

系统提供的资源类型主要有文字，例如教材、参考资料和指导实验书等；有著名专家学者主讲的视频等；教学辅助软件。

3数据库设计
对系统进行研究分析，依据数据库设计原则，对该系统的数据库进行设计。

例如以系统中的教学支撑平台中的课件管理为例，可以从中抽象出3个实体：学生、教师、课件。

学生实体的属性有学生的学号、姓名、性别、班级、专业等；教师实体的属性有教师工号、姓名、性别、照片、职称等；课件实体的属性有课件编号、课件名称、课件制作者、课件简述等。

系统相应的E-R模型（略）；根据系统的功能可抽取出如下实体：学生、教师、课件、教学计划、教学任务、成绩、课表、校历等，由实体与实体之间的联系，可设计数据表：学生基本信息表、教师基本信息表、学籍变更表、教学计划表、教学任务表、教学课程表、选课表、成绩表、专业代码表、校历表、学位表等。

教师教学评价管理数据库由下列字段组成：编号、职称、年龄、学位、教学态度、课堂教学、课后辅导、总评等。

教师科研情况管理数据库由下列字段组成：编号、姓名、部门、
年龄、论文信息、著作信息、项目信息等。

教师课程情况管理数据库由下列字段组成：编号、姓名、部门、所授课程、专业、课程分值、考核方式等。

教师基本情况管理数据库由下列字段组成：编号、姓名、部门、年龄、职称、专业、研究方向、联系方式、学习经历、工作经历等。

学生基本情况管理数据库由下列字段组成：学号、姓名、性别、年龄、班级、专业、家庭住址、入学年份等。

学生成绩管理数据库由下列字段组成：学号、姓名、班级、专业等。

4结语
基于XML对教学管理系统进行了总体设计，系统由教学管理、教学支撑、网络课程库、教学资源库组成，且对各个功能模块进行了详细的说明。

对教学系统中存在的
数据安全问题进行了讨论。

数据库设计中涉及的表因数量较多未一一详述。

参考文献：
[1]王楠.基于XML的远程教学技术研究与应用[D].长春：长春理工大学，2006.
[2]娄卫华，巫世晶，殷勇.高校教学管理信息系统的设计与实现[J].武汉大学学报：工学版，2002（8）.
[3]康玲.基于.NET组件技术的远程教学系统的设计与实现[D].乌鲁木齐：新疆大学，2002.
[4]邱杨.高校特色专业网络课程库建设初探[J].江苏教育学院学报，2012（5）.。