毕业设计网络教学辅助系统的开发

毕业设计说明书
作者：王妤学号：108397系：计算机科学与软件
专业：网络工程
题目：网络辅助教学系统的开发
指导者：吴清教授
评阅者：许智宏副教授
2015年6月15日
目录
1 绪论 (1)
1.1 开发目的 (1)
1.2 指导思想 (1)
2 项目规划 (2)
2.1 管理方法 (2)
2.2 完成周期 (2)
3. 项目需求分析 (3)
3.1 系统构架 (3)
3.2 系统各模块的功能 (4)
3.3 系统E-R图 (6)
4 系统设计 (7)
4.1 系统方案 (7)
4.2 系统开发环境 (8)
4.3 数据库设计 (8)
4.4 数据库的连接实现 (9)
5 系统实现 (11)
5.1 系统设计原则 (11)
5.2 系统工作流程 (12)
5.3 在线教学模块设计与实现 (13)
5.4 教学资源管理模块设计与实现 (15)
5.5 学习交流子系统设计与实现 (16)
5.6 辅助管理模块设计与实现 (18)
6 实现中的问题分析 (19)
6.1.资源管理问题 (19)
6.2系统维护与管理 (19)
结语 (20)
参考文献 (21)
致谢 (22)
1 绪论
在教育变革中，世界各国都在加快教学培养步伐，其信息化水平发展快慢成为权衡国家综合国力水平的标记。

可以说，信息时代是数字化世界。

信息技术使用到教育教学之后，构成了数字化的学习资源和学习方式，以及网络化的学习环境。

远程教学允许教师与学生间同步以及异步地以文本、图象、音频或视频等模式进行交互教学活动。

教师对基于Web的学习模式不断地进行探索与研究。

教学信息化是远程网络辅助教学系统的产物。

尽管远程网络教学辅助系统在国内仅仅使用几年时间，但是其发展前景广阔和速度之快，已经引起了各界重视。

1．1 开发目的
网络飞快充斥着我们的劳动、学习和生活，通过网络来获得知识学问已经演变成很常见的方式方法。

网络教育教学和课堂教学相比较优势巨多，它能够全面发挥数字化资源优势。

现社会，竞争变得越来越激烈，社会对每个人的知识水平要求更高。

越来越多的人需要提高自身素养，而诸多外在因素的不便，如时间地点等等，常常困扰着他们，网络教学做为新的教学模式，满足不同的学习人群。

当今社会，国内外都相当重视数字化教育教学的发展，网络学生的构成已经从单一群体扩大到多元化群体中。

各国增添试点院校，通过设立新的教育机构进行教学，对网络教学的资金加大资金投入，宣传力度，国内外各界进行广泛合作，取得了优异的成果。

在近年来的研究和开发后，中国的网络教学系统已经有了初步的规模了[2]。

1.2指导思想
以教学资源为基础，以开发项目技术为手段，以教学理论为导向，以教育需求为根据，构建一基于J2EE系统，并能实际应用到校园的网络建设中，形成有形态特征和网络技术的教学应用价值，网络教学系统的意义，网络辅助教学系统的更深层次的发展打下良好的铺垫。

2.项目规划
项目开发与管理是实施项目基础和项目实施的重要理论。

人们总结开发道路上的成功经验，吸取技术实践有价值的部分，反思失败教训，并将其应用于现有的软件过程管理，形成了现代管理方法。

在此网络系统的构建过程中，整体将现代软件项目管理，部分开发管理概念投入其中，进而能够将网络资源发挥到最大用处，灵活掌握进度，降低风险度，使系统更清晰的展现出来[3]。

2.1管理方法
选用迭代式作为整个系统的开发方法。

迭代开发的要求，建立初步模型图系统。

然后，在持续改进，提高系统的核心框架。

最后，设计和评估各模块所需功能，直到使不同用户与项目使用者，都能达成预期的目标，以及所需要的功能。

它强调的是系统的整体构成与发展，而不是个人需求，这样就可以降低项目的整体风险了。

2.2完成周期
根据迭代式方法，对项目的功能实现以及开发周期进行了划分。

本系统分为3
个阶段：第一个发展周期：对整个系统进行构思规划，进行需求分析；;第二个设计周期:设计各系统模块功能，构建系统模型，第三个开发周期：使系统正常运行，测试并修改程序，使系统进一步完善。

3.项目需求分析
开发一个系统的基础与前提就是项目需求分析，产品最终的质量价值和意义与他的完成程度息息相关。

需求分析就是要了解在这个应用系统中，用户需要查询、更新、删除和保留哪写数据，收集基本数据，数据结构以及数据处理的流程，组成一份详尽的数据字典，为后面的具体设计打下基础。

通过系统功能分析，针对网络教学辅助系
统的需求，总结出以下信息。

用户分三类，分别为学生老师和管理员。

老师可以担任一门或多门课程，每门课程有不同的教学资料
学生能选一门或者多门课程，学生每次选择的每门课程都要有选课记录。

每门课程可能要有公告，有课程资源，可能有课程作业。

管理员可以查看所有网站信息，删除无关信息，提供技术支持。

3.1.系统构架
在构建整个系统时，一项重要的工作就是确定系统的总体构架。

作为网络教学辅助系统来讲，其设计目的就是为教学双方搭建一个实用的教学平台，在此平台上可以进行教学交流和资源的共享。

因为系统采用B/S模式，系统的最终目标实现要靠服务器端的系统设计来完成。

它的构架不但决定了系统的完善程度，而且也决定了系统的最终性能。

系统所要实现的功能被系统构架划分为4个主要功能模块，图如下
图3.1系统构架图
3.2.系统各模块的功能
系统主要包括四个部分：在线教学子系统为主要的教学授课平台。

教学资源管理子系统，为学生提供教学资源下载，是教师提出的网络课程视频文件和课件的运行平台。

学习交流子系统，可以帮助学生通过邮件，在线互动交流等形式，及时交流学习经验。

辅助子系统，主要为客户提供技术支持，为系统管理员提供管理操作系统的使用平台。

其功能表如下
表3.2各模块功能表
3.3系统E-R图
图3.4系统E-R图
4系统设计
4.1系统方案
用户在网络一端通过使用JSP页面，把请求传递至服务器。

系统接收到客户请求后，首先对其中的程序段实行编译，由java的虚拟机执行所需任务。

在执行任务过程中，它将会访问Servlet程序或JavaBean内容，或根据需要的数据操作，调用所需服务内容，最后将最终的执行结果以JSP页面的方式返回给客户端，进而实现系统的功能[7][8]
4.1.1B/S简介
B/S (Browser/Server)模式，就是浏览器/服务器模式，对传统的C/s(Client/ Server)结构的一种改进及变化的结构。

在此种结构下，用户界面完全通过万维网浏览器实现，部分事务逻辑在前端实现，但主要事务逻辑在服务器端实现，形成3层结构。

B/S模式具有如下优点:不限制客户平台，可以方便的和其他业务系统连[5]。

在此系统中，通过以下3个层面进行传输数据:使用者通过客户端上传的基于WEB 的界面来访问教学系统，系统依据使用者的需求，通过数据的反馈上传改变用户显示界面的输出，为不同用户提供不同服务;当使用者有需求时，系统接受信息数据并作出判断，进行处理，将结果返回用户端。

[9]。

应用模型如下
客户端层业务层
信息层
4.1.2J2EE简介
J2EE简介，它具有”一次编写，到处运行”，JDBC API, CORBA技术以及能够在Internet应用中保护数据，它还提供了对EJB (Enterprise JavaBeans ), Java Servlets API,JSP (Java Server Pages)以及XML技术的全面支持。

其最终目的是更快的速度向市场推出创造性的客户解决方案，而且这种平台独立的、基于组件的J2EE 解决方案不会被束缚在任何一个厂商的产品和API上。

J2EE体系结构提供了中间层集成框架，从而满足了低费用，可用性高、可靠性高以及可扩展性应用的需求[6]。

4.2系统开发环境
在系统的开发过程中，下列工具软件作为开发环境的配置。

：
（1).应用服务器
程序的调用是通过JSP技术实现的，服务器必须选择支持JSP的。

系统采用Resin-3.0.0-beta.Resin的一个JSP引擎，和Tomcat功能一样，但此软件安装简便。

（2).JSP开发环境
JSP(JavaServer Pages)是由Sun态网页技术标准。

支持跨平台、跨Web服务器.它是由Sun Microsystems公司倡导、很多家公司一起合作建立的动态网页技术标准,在动态网页的建设中，功能强大且特别.JSP为Web应用提供了一个独特的开发环境,进而被更多人重视并使用.[10]
（3).JAVA语言编译环境
教学系统是基于J2EE技术构建的，所以应该率先考虑配置合适的语言编译环境。

JDK(Java Development Kit)是JAVA语言开发工具集，他对JAVA的支持较好，所以系统采用了j2sdk-1_ 4_1_ 02版本。

另外一点，安装后，对环境变量进行配置：（4）.数据库系统
系统进行日常数据的维护和管理都依靠数据库的支持。

本系统使用DB2数据库系统。

4.3数据库设计
数据库的设计最先应该满足用户需求，其次还需要考数据完整性，系统安全性等其他多方面的需求。

在此次研究的课题中，总体上将功能划分为四个模块。

需求分析过后，根据功能情况，将所有表格大体分成了三大类:系统管理类，教学资源类，以
及辅助应用类。

系统管理类：包括用户信息，系统新闻和系统发布的公告等等。

教学资源类：包含课件、文档、图片、视频等资源，及相关的信息数据。

辅助应用类：包括学科年级分类等，用于进行分类查询，还可以进行统计分析等功能。

[12]
4.4数据库的连接实现
为了保证各个模块功能顺利运行连接正常，需要构建以下数据库表:用户信息表，课程表，作业表，教学资源表，课程公告表，选课记录表[14]。

各数据表之间的关系如下表：
表4.1.1用户信息表t_user
表4.1.2课程表t_course
表4.1.4教学资源表t-resouce
5系统实现
5.1系统设计原则
根据以下原则构建网络教学辅助系统：
（1）.通用性，兼容性。

（2）.系统的结构深度适中:用户在使用过程中不会厌烦，多次操作找不到所需要的信息。

（3）.系统反馈时间短
（4）.系统可靠，管理员维护方便快捷
(5).在用户界面设计时要满足以下原则:
有良好的视觉效果，网页相对简洁明了，方便传输，各个使用界面风格统一。

如下图所示：
图5.1注册界面图
图5.1.1系统主界面
5.2系统工作流程
描述：用户成功进入系统后，根据自己所需选择相应模块，然后就可以进行对
应的操作。

用户管理
用户访问
网上教学系统
用户信息修改
用户注册
在线教学子系统
教学资源管理系统
网上交流子系统 辅助管理子系统
验证身份
5.3在线教学模块设计与实现
5.3.1流程分析
图4.3 在线教学系统工作流程
5.3.2工作流程描述
用户进入系统后，点击需要的模块。

(1)课程点播模块：用户选择要点播的课程，进行在线播放或者下载，同时还能够用查询到相应的资料信息。

(2)网上答疑模块：用户登录验证身份后，根据用户属性，班级课程的不同，转到不同的答疑平台。

(3)课程提交模块：教师可以提交新的课程资料，修改曾将上传过的资料以及个人信息。

(4)教师信息查询模块:学生可以查看教师个人信息，所教课程，著作等[13]
5.3.3功能实现分析
（1）.课程查询find. jsp
在对课程查询的时间过程中，主要运用到了数据库语言中的"SELECT*FROM数据库名WIRE字段LIKE‘关键词’”语句。

查询分类的实现是依靠index.jsp指定选择域来实现的，通过指定文本域输入查找关键词，之后系统把用户的请求发送给find.jsp页。

在此，网页通过下列代码将分类信息request.getParameter("SORT")赋予参数MMCoParam，将关键词输入信息(request.getParameter ("WORD”)赋予参数MuIColParaml 。

实现用户的查询就要利用上面提到的数据库语句。

（2）.网上答疑
在线学生需要登陆后看到网上的老师，教师也应能够看到他们的交流学生。

这个问题可以通过一个在线用户登记表设计解决。

成功登录的用户，系统会自动将其添加到表；在在线教师界面里，当学生选择老师后，系统会记录下来；系统将从数据库中检索此信息告知老师，学生问的什么问题；当一个在线的老师或同学的离开下线后，然后系统将删除其网上的信息。

这是基本jsp页面构架。

其中，Quit.jsp没有对应的显示界面，它只是为系统提供一个隐性的退出功能，同时，还要完成在线用户在系统在线用户表中的注销。

（3）.实时问题解答
实时解决问题，实际上是一个刷新页面显示相关问题。

实现刷新的方法很多，可通过利用JAVA, CGI, JavaScript等来实现。

（4).用户身份认证
为了便于系统管理员进行管理，防止外来因素干扰系统，所以必须进行身份验证。

常用的一种方法是:首先进行身份认证，再登陆成功。

5.4教学资源管理模块设计与实现
5.4.1工作流程分析
进入教学资源管理系统，通过资源管理，教师可以修改删除以往课件，显示出所有上传课件。

用户进入信息查询界面，通过搜索引擎，可使用分类查询，或者关键词查询两种搜索方式，进而显示出所需信息，然后下载。

资源下载是单纯的下载模块，所有用户都可以使用。

进入资源提交模块，验证身份后，可对旧课件进行修改删除，也可以增加新课件。

图4.6 教学资源管理系统工作流程图
5.4.2课件管理界面
教师登录个人信息，并且验证成功后，可以把编辑好的课件信息填入网站表格。

管理员可以对其课件进行管理维护，例如修改、添加，删除等等。

教师也能自行维护课件。

5.5学习交流子系统设计与实现
5.5.1工作流程
这个子系统是一个网络交流的平台。

有三种方式实现：在留言板留言沟通，论坛多人沟通，一对一实时会话。

除了通过留言板使用的列表外，论坛和在线交流都是系统用户的表之外的，另建用户表。

需要设计和使用表：用户信息，留言板；论坛的用户表，论坛栏目，论坛帖子，论坛规则表；在线用户表，实时会议记录表。

5.5.2
图5.5学习交流模块流程图
5.5.3学生提问界面
图5.5.3学生提问界面
5.6辅助管理模块设计与实现
5.6.1工作流程
为了使系统能够正常运行，因此要添加流程分4部分：
(1)网站管理系统：管理员成功登陆系统以后，验证身份后，界面会自动跳转到所需页面。

管理员可以对用户进行编辑管理：站点管理员可以再在网页插播公告以及新闻;还可以维护站内数据。

(2)help系统：管理员可填写帮助信息，修改站点不足以及帮助用户。

(3)帮助意见建议：用户登录后可以再留言板留下宝贵的意见建议，督促网站进步。

(4)联系方式：在网页尾部可以查看各部门电话，或者留言。

5.6.2流程图
图5.5.2辅助管理流程图
6.实现中的问题分析
6.1.资源管理问题
系统中教学资源管理是个大问题，因为教学资源的种类繁多，并且每一种源类型特点形式差异比较大，所以管理有难度。

因此，在建设系统的初期，对各种资源进行合理的分类，对常见的特征进行提取，对他们有个性的部分进行添加外键，和一个单独的列表。

6.2系统维护与管理
（1）访问权限管理：根据用户与功能需求，对于用户权限总共划分为三个等级，学生、教师、系统管理员。

(2)数据库维护：要及时对数据库进行备份，方法为:打开DB2控制中心;选择上需要要备份的数据库，右击选择“根据向导备份数据库”。

结语
本文介绍了基于struts为基础的的一种网络交互式辅助教学系统，以Struts 架构为基础，实现网上教学辅助系统的解决方法。

第一点.是对系统的一种探索。

从设计到使用再到实现，进行了与以往不同的尝试与改进。

第二点.是对目前数据库网络的一种研究。

使用B/S网络运行模式、J2EE技术,还有数据库技术，这些技术增强了系统的功能实现可靠性、方便性，安全性和可扩展性。

第三点.系统规划中运用了书本上项目管理的理论知识。

理论与实践相结合，强化了理论知识，对课题的理解也有所加深，为今后的工作积累经验。

系统中尚存在一定的不足：
1.功能还不够完善全面。

不够完善是指已经具备基本的功能，但运用的科学性，合理的设计性还需要进一步提高完善。

不全面是指网络教学辅助是一个结构及其复杂的网络系统，要想达到最终教学目的话，还需要引入大量的技术支持师资力量和功能支持。

2.缺乏大量检测。

系统的好与坏是需量化的测试和大量的实践分析来决定的。

由于本系统开发时间较短，仅仅通过少数人小范围的测试，缺乏系规范量化的以及系统化的测试结果。

3.页面设计以及数据库有待进一步提高改进。

所以，在下一步工作中，首先进一步加深对课题的认识与理解。

其次着眼发展，逐步完善系统。

再次不断提高系统的功能实现能力，对先进技术进行研究，使系统的功能得到增强提高。

还需加大系统的测试评估力量。

参考文献
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[2]孙兰，中外网络教育发展现状比较，电子工业出版社，2001.9
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[13]赵杰，李涛，朱慧，SQL Server数据库管理，设计与实现设计教程，清华大学出版社，2004
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[15]黄晓州，多媒体研究的教学与实践，教育与职业，2008,（32）;140-142
致谢
论文已经到了最后，我在完成过程中遇到了很多由于知识匮乏不能解决的难题，最后都在老师以及同学的帮助下克服了。

尤其感谢我的论文指导老师-吴清老师，不厌其烦的给我打电话，指出论文存在的问题。

同样感谢许智宏老师对我论文整改工作付出的辛苦，在此向帮助并且指导过我的各位老师表示诚挚的感谢！同样感谢文中涉及到学者，没有他们的研究成果，我很难完成这篇论文。

同样感谢我的同学和朋友，在我写论文的过程中提供很多信息素材，还在论文的撰写排版过程中提供热情的帮助。