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数字化校园背景下网络教学平台的设计与实现

2019-11-11

电脑知识与技术 2019年27期
关键词:数字化校园网络教学平台信息化教学

摘要:网络教学平台是数字化校园中重要的一个分支,是对传统教学的有力补充。该文针对目前使用的网络教学平台进行分析,使用LAMP开源组合作为开发工具,使用MVC模式和Ajax技术设计了一个简捷实用的网络教学平台,具有广泛的应用性。

关键词: 数字化校园;网络教学平台;信息化教学

中图分类号:TP393        文献标识码:A

文章编号:1009-3044(2019)27-0047-03

1 数字化校园

“数字化校园”是以信息技术和网络技术为基础,实现学校的教科研管理和服务工作的信息化和网络化,使数字资源得到充分优化利用的一种虚拟教育环境。“数字化校园”的实现有利于学校的高速发展,为教育教学提高效率,为服务工作提供保障。

2 网络教学平台概述

相比传统教学形式而言,利用网络教学平台教学活动不再受时间和空间的限制,学生和教师可以在能够上网的任何地方登录系统进行相关学习,同时也便于教师运用信息化手段进行教学。此网络教学平台立足于实际需要,管理员、教师、学生是三个实际教学过程中涉及的重要角色;本文以这三个重要角色为主轴进行需求分析,管理员负责教师、学生以及课程的管理;教师负责所教授课程的管理,如上传课件、资料、发布作业、回答学生提问等;学生可以查看课程信息、上传作业以及向教师提问等。

本文所述数字化校园网络教学平台基于B/S模式,基于B/S的Web开发环境很多,如Microsoft前期的Asp以及当前的.NET、JSP、以及PHP等。本网络教学平台选择LAMP开源组合,即Linux+Apache+MySQL+PHP。LAMP网站架构是目前国际较为流行的Web框架,该框架包括:Linux操作系统,Apache网络服务器,MySQL数据库,Perl、PHP或者Python编程语言,所有组成产品均是开源软件,是国际上成熟的架构框架,众多流行的商业网站都是采取这个架构。LAMP无论是性能、质量还是价格都是企业搭建网站的首选平台。

3模块划分

网站总共分为3个模块,分别是学生用户模块、教师用户模块和管理员用户模块,每个模块都有自己的角色,实现自身的功能。本系统功能结构图如图1所示。

3.1 学生用户模块

学生用户使用第一次用自己的学号和初始密码登录网络教学平台系统,登录后必须立即完善个人信息,退出后重新登录方可对此系统进行作业查看,资料下载,在线提问等一系列相关操作。若学生用户首次登录后,没有完善个人信息则不能对此系统进行任何操作。

3.2 教师用户模块

教师用户使用第一次用自己的工号和初始密码登录此系统,登录后可进行个人信息完善,密码修改,资料上传,作业发布,成绩评定,在线答疑等操作。教师发布的作业自动添加到登录界面的公告栏里面,以便于学生及时关注到自己的作业信息。

3.3 管理员用户模块

管理员用自己的用户名和密码登录,对教师用户,学生用户,课程,开设课程等内容等进行统一管理。管理员的一系列操作是学生和教师用户使用本平台的前提。管理员模块从大的方面来讲包含课程管理、教师管理、学生管理、密码管理四个子模块。

1)学生管理子模块

管理员成功登录后,可以进行学生管理,学生管理包含添加班级、添加学生以及學生列表等三个部分。对于添加班级子模块部分,管理员在添加班级时只需输入班级的代号,如1807,还有班级人数,如34,则系统就会自动生成该班级所有同学的学号,相关信息还要学生初始登录后进行修改。

对于遗漏的学生或者追加进来的学生,管理员还可以单独添加,只需输入学生的学号和学生的姓名即可。管理员可以查看每一个班级的所有学生,包括学号和姓名,如有学生要转出,只要点击“删除”按钮就可以删除此学生。

2)教师管理子模块

教师管理子模块包含添加教师和教师列表两个部分。教师是由管理员统一添加的,包括添加教师的工号和姓名,点击“教师列表”就可以查看所有的教师,如有教师转出,只要点击“删除”按钮就可以删除此教师。

3)课程管理子模块

管理员成功添加教师以及班级以后,可以为老师开设相应的课程,显示相应的课程列表,对于开设错误的课程可以进行删除操作。在管理员添加完班级和教师信息后,可以添加科目,只需输入课程名,点击“添加”按钮即可。

当班级、教师和科目三者就添加完毕,可以开设课程了,管理员就只需在下拉框中选择三者之间的对应关系,即选择课程名称、开课班级、开课教师三个选项并点击“开课”按钮,课程开设操作就完成了。在开课列表中,管理员可以浏览所有的开课信息,包括课程名、开课班级和任课教师,如有变动,则只需点击“删除”按钮就可以取消该课程的开设。

4)密码管理子模块

在密码管理选项中,管理员可以修改教师密码、学生密码以及管理员密码。对于学生和教师,如果忘记密码,可以由管理员重新输入学号或工号重置密码;对于管理员自身,可以输入旧密码,重新修改新的密码,大大方便了学生和教师的使用,也提升了系统的安全性。

4 数据库设计

数据库设计是指对于一个给定的应用环境,构造优化的数据库逻辑模式和物理结构,并据此建立数据库及其应用系统,使之能够有效地存储和管理数据,满足各种用户的应用需求,包括信息管理要求和数据操作要求。

4.1 数据库中的表设计

本系统的数据库是studyplant,由9张表格构成。分别是admin(管理员表);teacher(教师表);student(学生表);course(课程表);files(资料表);homework(作业表);news(公告表);study(开课表);talk(留言表)。

5 系统关键模块实现

5.1 MVC模式

模型-视图-控制器(Model -View -Controller ,MVC)是一种软件设计模式,至今被广泛使用。MVC是一个设计模式,它强制性地使应用程序的输入、处理和输出分开。使用MVC应用程序被分成三个核心部件:模型、视图、控制器;它们各自处理自己的任务。

实现MVC架构,在PHP Web环境中体现通常为模板方式,在模板系统中HTML和显示层在一个模板内。应用程序代码不包括显示逻辑,但包括处理请求,执行和需要做的其他工作,以及传递数据及格式化数据,交给显示层。

比较著名的模板有Smarty、Smart、FastTemplate等,本网络教学平台采用的模板系统是Smart。在class目录中定义了系统中要使用到的类,如数据库操作类、分页类,在程序中涉及到这两个方面的操作,用包含语句包含过来,调用相应方法即可,大大减少了重复代码;在include目录中包含有一些系统基本配置信息如数据库连接用户名、密码,表单数据处理文件,另外include目录下的smarttemplate目录中的cache子目录保存的是模板执行后的文件,在没有更新的情况下,此文件不会发生变化,加快了访问的速度;在template目录中保存的是html文件,也就是显示部分;应用程序把参数传递给template下的相关文件,并显示。

5.2 Ajax技术的应用

Ajax(Asynchronous JavaScript and XML)技术并非一项新技术,它是多种较为成熟技术的整合以一种新的角色的应用,是一种用于开发交互式网页的新技术。Ajax技术集成了目前在浏览器中通过JavaScript脚本可以使用的所有技术。它的本质就是在客户的浏览器与服务器之间加了一个中间层,使用户的操作与服务器的响应异步化。

在本系统中,当用户选择教师或学生用户,输入用户名后,通过异步促发,系统会立即判断用户名是否存在,如果不存在,立即在登录页面显示错误提示信息,大大减轻了服务器的负担,提升了系统的访问速度,使得用户有良好的体验。

5.3 面向对象程序设计

本文网络教学平台的实现采用了面向对象程序设计,从本质上讲,访问一个对象中的数据只能通过对象的操作来实现,对象的操作也就是对象的接口。代码结构简洁,所有关于类的文件存放在class目录中,如数据库操作类,里面含有关于数据库的各个方法,使用起来很方便。

5.4 页面参数传递模块

HTTP协议没有一个内建机制来维护两个事物之间的状态,HTTP协议是一个“无状态”协议,协议对于事务处理没有记忆能力,服务器在相应客户端的当前请求时,不需要考虑与客户端当前请求的相关信息[1]。无状态使得HTTP协议看起来简单,同时服务器端可以有较快的相应速度,对于文件传输功能而言,服务器不需要记录先前的信息,因此无状态不影响该功能的實现,但是对于开发基于Web交互的动态应用而言,HTTP协议的无状态性使用不便,这些应用需要保留客户的状态;当前解决这个问题的方法是使用cookie和session。

页面参数进行传递可以使用 cookie 和 session 两种方式,cookie 在信息存储在客户机上由浏览器进行维护;而 session 将数据存储在服务器上并通过一个SESSION ID来传递客户端的信息。本系统在进行页面参数传递时使用的是session技术;需要注意的是在设置cookie或者启动会话时,浏览器不得有任何输出,否则将会出错[2]。

由于网络教学平台基于MVC技术进行开发,在会话传递时也更加简洁,通过smart的assign方面进行分配,在下一页面通过$SESSION超全局变量进行获取。

在系统开发过程中需要考虑安全性问题,如防止数据灌入,在登录时有验证码验证部分,验证码的实现有两种方式,文字方式和图片方式;文字方式实现比较简单,使用一个PHP中的一个rand()函数即可,图片方式实现比较麻烦,需要在系统装GD库模块,然后进行相应的配置才可以,本系统采用了简单的实现方式,即文字方式。

6 总结

本系统利用PHP技术,结合MySQL数据库在Linux环境下开发完成了网络教学平台系统。对于在需求分析中所提出应实现的各用户的功能也都得以实现。

本系统界面简洁,操作简单,完全能够满足教师与学生在日常教学中的各种需求,而且本系统适用性强,适合高校的任何一个院系,对中小学的数字化校园的建设也有很大的推动作用,管理员可以根据各使用单位的不同特性,对班级、教师和课程进行统一的规范化管理。

参考文献:

[1]  王继成,武港山.Web应用开发原理与技术[M].北京:机械工业出版社,2003:20-21.

[2]  杜江.PHP5与 MySQL 5 Web开发技术详解[M]. 北京:电子工业出版社,2007:33-44.

【通联编辑:代影】

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