王雪蓉

摘要：利用基于J2EE的Web開發(fā)應用系統(tǒng)作為數(shù)字化項目教學平臺是計算機專業(yè)教育教學研究中的一個熱點。本文從適應高校計算機專業(yè)教學模式改革的需要出發(fā)，介紹了基于J2EE的數(shù)字化項目教學平臺的主要功能、總體架構(gòu)、設(shè)計思路、主要實現(xiàn)技術(shù)，突出了Web B/S模式，Applet、Servlet等Web頁面技術(shù)、Socket通信機制和ASP應用技術(shù)在平臺開發(fā)中的核心地位，并以此為理論依據(jù)，設(shè)計與實現(xiàn)了平臺部分功能界面及代碼?？偨Y(jié)了基于J2EE Web開發(fā)應用技術(shù)的數(shù)字化項目教學案例平臺的優(yōu)點、不足之處及進一步的工作。

關(guān)鍵詞：J2EE 數(shù)字化 項目教學 平臺

中圖分類號：G424文獻標識碼：B 文章編號：1673-8454（2009）07-0045-03

高校計算機專業(yè)教學模式發(fā)展到項目化階段已成為計算機專業(yè)教育教學改革發(fā)展的必然趨勢，利用基于Web技術(shù)的數(shù)字化項目教學平臺已成為計算機專業(yè)教育教學研究中的一個熱點和重要環(huán)節(jié)。當前，基于Web技術(shù)的各類數(shù)字化、信息化、網(wǎng)絡(luò)化、項目化的教學案例平臺正在不斷開發(fā)和研究中。[1][2][3]

與傳統(tǒng)的Web應用程序模型相比，基于J2EE的Web應用平臺更具有數(shù)字化、面向?qū)ο笮?、平臺獨立性、兼容性、可擴展性和較強的交互性、系統(tǒng)性、開放性、靈活性、實時性等優(yōu)點，用戶可以將其移植到多種操作系統(tǒng)上運行。[3] 因此，為了更好地適應高校計算機專業(yè)教學模式改革的需要，本文設(shè)計與實現(xiàn)了一個基于J2EE Web開發(fā)應用技術(shù)、開放性的數(shù)字化項目教學案例平臺。

一、項目化教學平臺的主要功能

本平臺將傳統(tǒng)的教學內(nèi)容設(shè)計和過程控制等教育教學環(huán)節(jié)的實施方式提升到現(xiàn)代化、網(wǎng)絡(luò)化、無紙化的項目管理方式，將傳統(tǒng)的課程作業(yè)提交、批改、評分、提問、答疑、考試及學生自我測驗的方式改為不受時空限制的規(guī)范化Web形式。其在線答疑環(huán)節(jié)以一對多方式提高了老師和學生互動效率，運行時脫離網(wǎng)頁，學生在等待老師回答的同時，不影響瀏覽其他的網(wǎng)頁，使教學質(zhì)量和管理效率大為提高，在完成教學任務的同時使學生更好地掌握專業(yè)理論知識和相應的實踐技能。[4]

二、項目化教學平臺的總體架構(gòu)與設(shè)計思路

本項目教學平臺設(shè)計成教師-學生模塊（客戶端）、教學資源發(fā)布模塊（ＷｅｂＳｅｒｖｅｒ，即Ｗｅｂ服務器端）和后臺模塊(數(shù)據(jù)庫服務器端) 三層模式。平臺總體架構(gòu)如圖1所示，說明如下：客戶端通過互聯(lián)網(wǎng)和Web服務器端進行通信連接，主要提供交互使用的圖形用戶操作界面（如教師注冊登錄、布置作業(yè)、在線答疑、評分及錄入分數(shù)等，學生注冊、登錄、提交作業(yè)、在線答疑、成績查詢等）、數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換等功能，總體劃分為用戶登錄、編譯檢錯、邏輯檢錯等功能子模塊，因為大量的處理任務要交給服務器完成，操作界面過于復雜時導致服務器響應慢，所以設(shè)計客戶端時要簡潔。[5]

圖1平臺系統(tǒng)總體架

教學資源發(fā)布模塊用來動態(tài)發(fā)布教學過程中涉及的內(nèi)容（如響應并處理客戶端請求，發(fā)出訪問數(shù)據(jù)庫的信息，將處理結(jié)果返回客戶端），核心是Servlet，總體劃分為用戶管理服務、文件服務和邏輯檢錯服務等功能子模塊；后臺模塊也就是信息管理層，主要由管理員使用，包括用戶管理、數(shù)據(jù)庫管理等功能子模塊，用于存放教學過程中用到的數(shù)據(jù)（如系統(tǒng)初始化、信息查詢、數(shù)據(jù)庫備份及恢復等），包含用戶數(shù)據(jù)庫、用例數(shù)據(jù)庫、試題數(shù)據(jù)庫和成績查詢數(shù)據(jù)庫等幾個數(shù)據(jù)庫。服務器端和數(shù)據(jù)庫服務器端可以統(tǒng)稱為服務器模塊，數(shù)據(jù)庫統(tǒng)一由數(shù)據(jù)庫操作程序進行規(guī)范管理，按實際需要導入。

三、平臺設(shè)計的主要技術(shù)

本平臺采用Web B/S模式，以Applet、Servlet等Web頁面技術(shù)、Socket通信機制和ASP應用為理論依據(jù)，使用J2EE平臺設(shè)計底層架構(gòu)、數(shù)據(jù)格式及數(shù)據(jù)傳輸之間的連接，開發(fā)過程中只需關(guān)心業(yè)務邏輯，把設(shè)計的注意點從代碼編寫層次提高到抽象的建模層次。處理流程為：首先客戶端輸入賬號和口令進行登錄，向服務器發(fā)出請求信息，服務器接收到請求后進行查詢，驗證登錄信息是否有效，從數(shù)據(jù)庫獲得查詢結(jié)果后返回給客戶端。[6] 設(shè)計過程中涉及的主要技術(shù)如下：

1.數(shù)據(jù)庫訪問技術(shù)

即后臺數(shù)據(jù)庫層設(shè)計。采用SQL Server存儲數(shù)據(jù)，以JDBC-ODBC橋接方式連接數(shù)據(jù)庫。可以先建立SQL Server數(shù)據(jù)源，再用如下語句加載橋驅(qū)動程序：

Class.forName（"sun.jdbc.odbc.JdbcOdbcDriver"）然后使用java.sql包中的Connection類、Statement類、ResultSet類的相關(guān)方法建立數(shù)據(jù)庫連接、執(zhí)行SQL語句（包括查詢語句、更新語句、創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫語句等）和保存查詢所得結(jié)果。

2.數(shù)據(jù)通信處理與消息設(shè)計機制

B/S模式的應用必須向所有客戶端的瀏覽器發(fā)出請求，整個平臺是建立在消息基礎(chǔ)上的（例如交談、白板、向?qū)?、答疑、用戶登入和退出、試題庫訪問、登分、查分等消息）。服務器端和客戶端均承擔消息處理工作，但Web服務器與客戶端通信時采用HTTP協(xié)議傳送XML文件，通過部署的應用程序去獲取和處理數(shù)據(jù)，再把結(jié)果傳給相應的客戶端瀏覽器去顯示，服務器端只負責轉(zhuǎn)發(fā)，其他由客戶端進行處理，其中可能包含多種消息。而應用服務器主要解決實時交互處理。這可以參照TCP/IP數(shù)據(jù)包的格式，采用雙Socket通路的辦法來解決，即在服務器端設(shè)立兩個Socket端口，所有客戶端分別針對兩個端口來建立相應的Socket連接。

3.Web頁面設(shè)計技術(shù)

要進入項目平臺管理主頁面及了解平臺的普及和使用程度，必須用HTML網(wǎng)頁編碼技術(shù)開發(fā)一個用于登錄及跟蹤訪問平臺登錄次數(shù)的Web站點（每個用戶訪問平臺主頁時，點擊數(shù)加1），在J2EE服務器上部署Web頁面，教師和學生均使用賬號與口令從此Web站點登錄平臺，然后進入到交互性的教師-學生圖形界面。交互界面運行在基于J2EE的Applet中，使Web頁面由靜態(tài)轉(zhuǎn)向動態(tài)，加載到不同客戶端的瀏覽器中運行。[1] 不過，Applet通常運行在一個可訪問的資源有限的“沙箱”中，而且因為點擊次數(shù)的數(shù)據(jù)保存在客戶端上（這只能記錄某特定用戶登錄平臺的次數(shù)），為完整記錄平臺的完整訪問次數(shù)和存取“沙箱”之外的資源，該數(shù)據(jù)必須保存在服務器端。解決的辦法是在網(wǎng)頁的來源地另設(shè)一個存取數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)的Java應用程序，通過Socket和相應的Java Applet應用程序通信，使得Java Applet所需的數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)由Java應用程序轉(zhuǎn)發(fā)而來,而這是可以用基于J2EE Servlet技術(shù)來解決的，即在J2EE服務器上部署Servlet（譯為服務器小程序）。

為驗證登錄信息與存放在數(shù)據(jù)庫服務器中的數(shù)據(jù)是否一致，需要創(chuàng)建一個應用來查詢并驗證教師、學生輸入的賬號與口令,可以在J2EE服務器上部署ASP應用程序，利用若干會話實體JavaBean來同時構(gòu)造教師注冊登錄、布置作業(yè)，在線答疑、評分及錄入分數(shù)、學生注冊、登錄、提交作業(yè)、在線提問、成績查詢等靜態(tài)和動態(tài)頁面。

四、平臺部分功能界面及代碼的實現(xiàn)

教師-學生登錄頁面（見圖2）用HTML編碼和ASP應用程序來實現(xiàn)，當教師、學生在客戶端瀏覽器鍵入網(wǎng)址時，進入頁面，輸入教工號或?qū)W號，以及口令，點擊頁面上的登錄按鈕時，即向服務器端發(fā)送了一個請求，Servlet接收登錄信息，并執(zhí)行doPost（）方法。教師-學生交互界面，如圖3所示，也是一個Applet GUI界面。

圖2平臺登錄頁

圖3交互界面

創(chuàng)建一個Label對象l1，作為平臺的教師—學生交互界面的標題。創(chuàng)建TextArea對象t1、t2，作為交互內(nèi)容顯示的區(qū)域，然后創(chuàng)建 “課程性質(zhì)與目標”、“理論教學內(nèi)容”、“案例與實踐教學”、“作業(yè)布置”、“討論交流與答疑”、“測試”、“名單與成績錄入”七個Button對象。代碼段如下：

Label l1=new Label("基于J2EE的數(shù)字化項目教學平臺教師—學生交互界面",Label.CENTER)；

TextArea t1=new TextArea(10,10)；

TextArea t2=new TextArea(10,50)；

Button b1[]=new Button[7]；

String b2[]={"課程性質(zhì)與目標","理論教學內(nèi)容","案例與實踐教學","作業(yè)布置","討論交流與答疑","測試", "名單與成績錄入"}；

for(int i=0;i<=6;i++)

{b1[i]=new Button(b2[i])}；

GUI的各控件按BorderLayout方式布局，通過add()方法添加到Applet中，代碼段如下：

setLayout(new BorderLayout())；

Panel p1=new Panel()；Panel p2=new Panel()；

Panel p3=new Panel()；

p1.setLayout(new BorderLayout())；

p1.add("North",l1)；p1.add(l2)；p2.add(b1[i])；add ("North",p1)；add("South",p2)；p3.add("East",t1)；p3.add ("West",t2)；add("Center",p3)；

單擊這些按鈕，分別將后臺數(shù)據(jù)庫內(nèi)容顯示在文本區(qū)。對不同的課程，數(shù)據(jù)庫只需統(tǒng)一按數(shù)據(jù)庫操作程序進行規(guī)范管理，按實際需要導入，開放性很強。

最后是設(shè)置控件的字體、風格、字號、前景色、背景色等，代碼段如下：

l1.setFont(new Font("隸書",Font.BOLD,25))；

l1.setForeground(new Color(0,0,255))；

b1[i].setFont(new Font("黑體",Font.BOLD,13))；

b1[i].setForeground(new Color(0,0,255))；

b1[i].setBackground(new Color(0,255,255))；

五、結(jié)束語

本平臺具有跨平臺性，體現(xiàn)了典型的人機交互界面，討論交流環(huán)節(jié)使用TCP/IP數(shù)據(jù)包格式，采用雙Socket通路方法在服務器方設(shè)立兩個Socket端口。單擊不同的按鈕，分別將后臺數(shù)據(jù)庫內(nèi)容顯示在文本區(qū)，并且對不同的課程而言，數(shù)據(jù)庫只需統(tǒng)一按數(shù)據(jù)庫操作程序進行規(guī)范管理，按實際需要導入，兼容性、可擴展性和開放性得到了保證。

不足之處是：JavaBean的設(shè)計沒有較好體現(xiàn)靜態(tài)和動態(tài)頁面之間的切換，因此，今后的工作應對JavaBean的應用做進一步研究。

參考文獻：

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