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基于Web的交互式实验教师培训系统设计与实现

2017-09-29仇玉斌甄海胜谭相柱

软件导刊 2017年9期

仇玉斌 甄海胜 谭相柱

摘 要:以往实验教师培训缺少专业学习平台。从实验教学和实验教师队伍现状出发,利用互联网技术和教师培训成功模式,开发一套适用于实验教师培训的学习系统。利用微软先进的开发环境和工具在.NET平台上构建基于Web的实验教师培训系统,系统功能较为完善。平台以互联网“快速、分享”精神为指导,结合自主探究学习理念帮助实验教师完成系统化培训,有效提高了实验教师培训质量和效率。

关键词:Web;.NET;实验教师培训;自主探究式学习

DOI:10.11907/rjdk.172545

中图分类号:TP319 文献标识码:A 文章编号:1672-7800(2017)009-0130-04

Abstract:in order to change the status quo of previous experimental teacher training lack of professional learning platform, from the experimental teaching and teachers current situation, using the successful model of Internet technology and the current teacher training, to develop a suitable learning system in our school of economic management professional experiment teacher training is an important measure to strengthen the construction of experiment teaching team. According to the actual needs of the experimental teachers, a more perfect system function is designed. With the advanced development environment and tools of Microsoft, an experimental teacher training system based on Web has been successfully constructed on the.NET platform. The platform, with the spirit of “fast and sharing”, combines the concept of independent inquiry learning, helps experimental teachers to complete systematic training, and effectively improves the quality and efficiency of experimental teacher training.

Key Words:Web; .Net; experimental teacher; independent inquiry learning

0 引言

实验教学是高校培养学生创新能力、实践能力的重要途径。提升实验教学水平需要培养一支爱岗敬业、理念先进、教学能力突出的实验教师队伍[1]。实验教师队伍是学校师资队伍的重要组成部分,是创建有特色高水平开放式大学的重要人才保障。加强实验教学培训是高校做好实验教学的重要基础。山东工商学院是一所以经济管理专业为主的地方普通高校,现已建成省级实验教学示范中心——商学实验中心。实验中心设施齐全、理念先进,硬件条件位居省内高校前列,但是实验教师的质量和实验教学水平与其它高校相比还有一定差距,在一定程度上影响了学生创新能力和实践能力的培养。加快实验教师队伍建设,为实验教师队伍提供科学、专业化的培训,建设一套实用的实验教师培训系统迫在眉睫。

1 系统总体设计

1.1 系统设计

1.1.1 服务教学

培训是为了更好地教学,系统功能设计必须围绕实验教学的各个环节展开。基于Web的实验教师培训系统特色在于模拟经济管理专业实验流程,通过创设仿真的学习情境,引导学员积极参与到培训活动中去。

1.1.2 操作简洁

平台界面应简洁,操作简单。平台的UI设计风格简洁大方,功能设计符合人机交互原理,每步操作都有详尽提示。

1.1.3 可扩展性强

培训系统是一个开放的平台,应具备良好的可扩展性。培训过程中需要为调用专用实验教学软件预留接口,方便不同系统对接[2]。

1.2 系统架构

培训系统采用基于“瘦客户端,胖服务器端”的Web模式,即浏览器/服务器架构方式[3]。用户端电脑只通过浏览器就能完成服务器与后台数据库的信息交互。B/S结构的最大优点就是可以在任何联网电脑上直接运行程序而不用安装专门软件,系统管理维护工作量大大减少。

培训平台的体系结构包含用户层、应用程序层、数据服务层[4],见图1。用户层指电脑客户端部分,应用程序层和数据服务层则指位于服务器端的部分。用户层是直接交互的浏览器界面,所有操作都要通過装有浏览器的客户端完成。应用程序层是整个平台体系的中间层,作用是接受客户端请求并作出相应的事件处理,是整个系统的关键层。数据服务层主要通过数据库系统实现对各种数据的管理。三层机制确保了数据在客户端与服务器端的正常流转。

1.3 主要业务流程

根据平台的设计原则并参照培训教学模型要求,将业务流程分为教师课程发布、学员自主学习两个阶段,见图2。指导教师在培训开始前制定培训任务并发布到平台,学员启动自主探究式学习流程,观看典型案例的微视频和文本材料,与其他学员交流,分享学习过程,最后提交学习结果,由指导教师给予评价。endprint

1.4 主要数据流程

基于Web的培训系统依靠后台强大的数据库支持,保证了业务流程的顺畅。指导教师发布培训任务,明确实训要求。学员按照实验项目要求进行角色扮演,学习系统记录每个人的决策。学员学习结束后,系统自动将学习结果提交给指导教师,由教师评判给出评价结果,学员可在个人学习空间实时查询结果。

2 系统功能设计

2.1 实验教师培训需求分析

经过对培训内容、培训方式以及个性需求调查,认真分析教师个体和实验教学管理中心需求,结合经济管理专业实验教学特点,归纳出重点培训内容:

(1)实验教学相关理论培训:包括实验教学与理论教学比较、互联網思维在教学中的运用、当代大学生学习心理培训。

(2)信息技术培训:主要指与实验教学密切相关的互联网技术。

(3)经典案例学习:包括经济管理专业实验实训的组织和实施案例、优秀实验教师经验介绍等。

培训内容应集中在教学理论培训、信息技术能力培训、教学经验培训以及如何利用信息技术手段开展探究式学习等方面,培训系统模块应围绕以上重点内容展开设计,各模块相互独立又相互依存,作为一个有机整体。为便于后期管理和维护,各模块必须具有“高内聚、低耦合”的特性[5]。

2.2 培训模块

培训组织模块是培训平台的主体模块,包含培训组织和学员自主探究学习两个子模块。该模块面向指导教师和学员,完成培训的组织与实施。自主探究学习子模块是培训平台的核心,也是学员开展自主学习的主要环节,功能包括维护个人基本信息、上传、修改、删除、分享资源、记录和查询学习过程等,学员具有建立、管理和注销学习圈(群组)的权限。模块功能如图2所示。

2.3 交流模块

交流模块是培训平台的特色模块,充分体现了互联网“协作、快速、分享”的精神。学习交流模块主要完成信息发布、转发、评论、关注、私信等功能。学员间的交流与使用微博、微信等工具一样,可以发布学习信息,也可以转发、评论自己喜欢的内容到个人空间。转发成功后,所有好友都可见并可相互转发,实现了知识的快速聚合与传播[6]。本模块功能如图3所示。

2.4 系统管理模块

系统管理模块主要完成各类用户角色设置、系统基本参数和权限设置、安全访问机制设置等功能[7]。用户管理模块用于管理Web平台的所有使用者,包含培训组织机构、指导教师、学员和系统管理员等,各类角色的权限都不相同。指导教师承担培训的组织实施、监督和考核工作。系统基本参数管理提供平台基本运行、维护基础参数功能,如数据库备份、内容版块的显示与隐藏、IP访问限制等。系统参数管理实现了可视化、智能化,降低了系统管理难度,有利于平台的推广使用。本模块功能如图4所示。

3 培训平台实现

为增强系统的兼容性,本系统开发环境采用Windows7+IIS7.0+IE11.0+SQL Server2008的组合,使用ASP.NET框架,选择C#作为开发工具。

3.1 数据库设计

数据库设计是软件系统开发的重要组成部分。培训系统用到的数据均存放在名为Train_Data的数据库中,不同业务的信息存放在不同数据表中。以下为本系统用到的几个基础数据表。

(1)学员信息表(User):用于存放学员的个人信息,如表1所示。

(2)培训组织信息表:用于存放培训项目以及课程发布有关信息,如表2、表3所示。

(3)好友群(Blog圈):学员创建的好友群,有相同的爱好和学习关注点,可以进行学术和情感上的交流,由群信息表和群成员表组成,主要用来存放群和群内好友交流的有关信息,如表4和表5所示。

(4)自主学习表:存放学员自主学习和参与交流学习的信息,包括自主学习主题表和参与交流主题表,如表6所示。

为方便调用数据库,对web.config文件中的 标签和标签添加了链接,这样配置好数据库链接就可在其它程序代码中获取连接字符串,代码如下:

3.2 主要功能实现

3.2.1 培训组织

(1)教师课程管理。教师登录后设置培训计划、培训时间、培训课程。课程资料包括音频、视频、文本等形式,上传后每个学员在个人空间中可见。培训教程以微视频为主,单个文件容量较大,为了顺利上传需要在web.config文件中添加一句:

这样,最大允许上传的文件大小为200M,基本能保证视频文件上传。

(2)学员管理。以列表或图标方式查看所有学员个人信息,并进行分组管理。学员分组后自动建立学习小组,每人可设定角色如总经理、财务总监、销售总监等,便于角色扮演,开展ERP模拟实训。

(3)通知公告。发布培训活动所有通知,学员可在个人空间查看。

3.2.2 个人自主学习

系统为每位学员都设置独立的学习空间,空间为学员提供个人信息管理、学习过程管理、学习资源管理等功能。

(1)个人信息管理。空间包含学员的个人信息、学习资料、资源分享情况以及个人的学习进程和学习记录等。像微博空间一样,每个人都可以安全、快捷地管理自己的空间。

(2)课程学习。学员可以浏览培训活动有关信息,包括培训计划、培训目标、培训要求以及课程资源。学员自行浏览微视频教程,完成指定的作业。与小组其他学员按照角色分工模拟ERP实验流程。

3.2.3 互动交流

学员个人空间导航栏中包含“首页、圈子、分享、空间、关注”等标签,点击标签就可遍历各个版块[8]。“分享”功能不仅能让学员分享到所有可见的资源和信息,还能通过相同分享资料定位,标识有相同爱好的人,实现与其快速建立“好友圈”的功能。endprint

3.2.4 系统管理

(1)基本参数设置。管理员对平台的运行参数、人员信息、资源上传位置、数据库备份和服务器环境等有关设置统一管理。数据库安全涉及系统平稳运行,需要及时备份数据库,数据库备份代码如下:

try

{ if (dataPath.Text != "" && dataName.Text != "")

{ getSqlConnection geCon = new getSqlConnection();

SqlConnection con = geCon.GetCon();

string strBacl = "backup database Train_data to disk='" + dataPath.Text.Trim() + "\\" + txtdataName.Text.Trim() + ".bak'";

SqlCommand Cmd = new SqlCommand(strBacl, con);

if (Cmd.ExecuteNonQuery() != 0)

{ MessageBox.Show("數据库备份成功!","提示框", MessageBoxButtons.OK, MessageBoxIcon.Information);

this.Close();

}

else

{ MessageBox.Show("数据备份失败!", "提示框",MessageBoxButtons.OK, MessageBoxIcon.Information);

}

}

else

{ MessageBox.Show("请填写正确位置及文件名!", "提示框", MessageBoxButtons.OK, MessageBoxIcon.Information);

}// end

}

catch (Exception ee)

{

MessageBox.Show(ee.Message.ToString());

(2)权限分配。设置系统管理员、培训主管、指导教师、学员等不同角色并赋予相应权限,后台用Session方式详细记录各角色的操作[9],代码如下:

List list = null;

if (Session["track"] == null)

{ list = new List(); }

else

{ list = (List)Session["track"]; }

if (list.Contains(pid))

list.Remove(pid);

if (list.Count == 10)

list.RemoveAt(0);

list.Add(pid);

Session["track"] = list; // 把list更新到Session

if (list.Count > 0)

{ List proList = new List();

for (int i = list.Count - 1; i >= 0; i--)

{ string proId = list[i];

proList.Add(proBLL.GetModel(int.Parse(proId)));

}

RptLastProductList.DataSource = proList;

RptLastProductList.DataBind();

}

(3)IP访问限制。设置IP访问限制机制,拒绝非指定IP范围内的用户进入系统,提高系统安全性[10]。在限制访问页面中获取来访IP地址并与数据库中的留存信息进行比对,如果一致则允许访问,否则就返回。获取客户端ip地址代码如下:

HttpRequest request = HttpContext.Current.Request;

string result = request.ServerVariables["HTTP_X_FORWARDED_FOR"];

if (string.IsNullOrEmpty(result))

{ result = request.ServerVariables["REMOTE_ADDR"]; }

if (string.IsNullOrEmpty(result))

{result = request.UserHostAddress;}

if (string.IsNullOrEmpty(result))

{ result = "0.0.0.0"; }

lblIPAddress.Text = result;

4 结语

基于Web的实验教师培训平台秉承“快速、分享”的互联网精神和自主探究学习理念,从技术手段上帮助实验教师提升教学水平,以更好地培养出具有实践创新能力的人才。

参考文献:

[1] 仇玉斌,甄海胜.文科跨专业实验教学师资队伍建设研究[J].中国成人教育,2017(13):70-73.

[2] 郭荣.浅谈软件设计模式中的设计原则[J].信息安全与技术,2014,11(5):93-94.

[3] 樊搏,逄卉一.基于 Web的经管综合专业实验教学管理系统的设计与实现——以山东工商学院为例[J].软件导刊,2011,10(4):56-57.

[4] 杜文龙,刘万辉.基于B/S结构和Web2.0的高职教师培训系统的设计与实现[J].科技信息,2012(11):33-34.

[5] 程春蕊,刘万军.高内聚低耦合软件架构的构建[J].计算机系统应用,2009(7):19-22.

[6] 互联网精神[EB/OL].https://baike.baidu.com/item/互联网精神/9867749?fr=aladdin.

[7] 刘新阳.WebQuest学习管理系统LMS设计与实现[D].济南:山东师范大学,2005.

[8] 仇玉斌.基于Web2.0的CETS教师培训模式的设计研究[D].济南:山东师范大学,2008.

[9] 姜志红,须德.基于Web的信息系统用户权限设置策略[J].北方交通大学学报,2001,25(2):45-49.

[10] 王金幻.IP安全策略过滤客户端[J].网管员世界,2012(19):75-76.

(责任编辑:杜能钢)endprint