宋海東 楊學(xué)聰

摘要：利用網(wǎng)絡(luò)的特性和資源，采用.NET軟件開發(fā)技術(shù)，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)基于Web的交互式教學(xué)平臺(tái)，不再受時(shí)間和空間的局限，滿足現(xiàn)代教育的需要。

Abstract： Use the characteristics and resources of the network and .NET software development technology to design and implement interactive teaching platform based on Web， which has no longer been subject to the limitations of time and space， and can meet the needs of modern education.

關(guān)鍵詞：.NET；網(wǎng)絡(luò)教育資源設(shè)計(jì)開發(fā)；交互平臺(tái)

Key words： .NET；design and development of network educational resources；interactive platform

中圖分類號(hào)：TP311.5 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2017）01-0063-03

1 研究背景

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)及多媒體技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)教育資源平臺(tái)為高校教學(xué)提供了一個(gè)全新的方式和手段。從某一層面來說，網(wǎng)絡(luò)教育資源平臺(tái)的應(yīng)用為高校教育注入了新鮮的血液。如今，各種各樣信息化教育資源的建立，為教師提供了豐富的教學(xué)資源，然而，這些資源庫(kù)設(shè)計(jì)者與使用者出現(xiàn)了矛盾，是因?yàn)橘Y源庫(kù)的設(shè)計(jì)者大多沒有一線教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，設(shè)計(jì)出來的資源不符合教師的實(shí)際授課需要，導(dǎo)致資源的浪費(fèi)。除此之外，教師先進(jìn)的育理念也不能充分的通過網(wǎng)絡(luò)傳授，同時(shí)難以從繁雜的資源庫(kù)中找到合適的教育資源應(yīng)用于教學(xué)研究。

2 國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀

隨著互聯(lián)網(wǎng)信息多媒體技術(shù)的發(fā)展，國(guó)外的網(wǎng)絡(luò)教育發(fā)展，相對(duì)于我國(guó)來說較為成熟，應(yīng)用廣泛。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在美國(guó)每年以300%的人數(shù)增長(zhǎng)速度，通過學(xué)習(xí)網(wǎng)站進(jìn)行學(xué)習(xí)，超過七千萬(wàn)人通過學(xué)習(xí)網(wǎng)站獲得知識(shí)和工作技能。企業(yè)通過學(xué)習(xí)網(wǎng)站進(jìn)行員工的培訓(xùn)和繼續(xù)教育達(dá)60%多。在1995年大學(xué)提供網(wǎng)上課程的僅有28%，但到1998年突增到了60%。目前，全球已有800多所大學(xué)通過Internet提供網(wǎng)上學(xué)位課程，像哈福大學(xué)、麻省理工學(xué)院、劍橋大學(xué)都已允許國(guó)外學(xué)生進(jìn)行網(wǎng)上注冊(cè)、異地學(xué)習(xí)學(xué)位課程。

國(guó)內(nèi)網(wǎng)絡(luò)資源庫(kù)建設(shè)方面，先后有68所試點(diǎn)高?？梢酝ㄟ^網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行學(xué)歷認(rèn)證教育，教育部組織建設(shè)了近 1500門國(guó)家精品課程并免費(fèi)開放。此外，各類院校開發(fā)了大量門類齊全，形式多樣的網(wǎng)絡(luò)課程，豐富了教學(xué)形式，滿足了學(xué)生個(gè)別化學(xué)習(xí)的需求。但在這些資源建設(shè)過程中存在著一些問題，主要表現(xiàn)在：資源缺乏統(tǒng)一有效的管理，使網(wǎng)絡(luò)資源庫(kù)管理混亂，最終無人應(yīng)用；資源平臺(tái)缺乏穩(wěn)定性、可擴(kuò)展及可維護(hù)性，往往在應(yīng)用過程中頻繁出現(xiàn)問題卻難以維護(hù)；資源庫(kù)缺乏統(tǒng)一的共享接口使各個(gè)資源庫(kù)之間成為了一個(gè)個(gè)的信息孤島。

3 設(shè)計(jì)的理念

網(wǎng)絡(luò)教育資源交互平臺(tái)的設(shè)計(jì)將科學(xué)的教學(xué)理念、教學(xué)理論和方法與實(shí)際教學(xué)對(duì)象有機(jī)地、非常緊密地相結(jié)合，力求要做到“以用戶中心”，充分體現(xiàn)“自主、個(gè)性、顯明”的指導(dǎo)思想。將網(wǎng)絡(luò)教育的課件庫(kù)、公共資源庫(kù)、試題庫(kù)、試卷庫(kù)、答疑庫(kù)、案例庫(kù)、習(xí)題庫(kù)及學(xué)生基本信息庫(kù)等資源進(jìn)行統(tǒng)一，使教學(xué)與自主學(xué)習(xí)統(tǒng)一，實(shí)現(xiàn)教與學(xué)的統(tǒng)一。應(yīng)用面向?qū)ο笕龑蛹軜?gòu)、Web Service、XML、多媒體、AJAX等多種先進(jìn)技術(shù)使平臺(tái)具有穩(wěn)定性、易操作性、高效率、高靈活性、高交互性及高可擴(kuò)展性。該平臺(tái)將為網(wǎng)絡(luò)教育提供高效的、穩(wěn)定的網(wǎng)絡(luò)基礎(chǔ)平臺(tái)。

4 平臺(tái)的建設(shè)依據(jù)及方案

4.1 平臺(tái)建設(shè)的依據(jù)

教學(xué)資源交互平臺(tái)是為網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的組織、學(xué)習(xí)管理、考試、評(píng)價(jià)以及提供支持服務(wù)，它是網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的重要基礎(chǔ)。一個(gè)設(shè)計(jì)良好的教學(xué)資源平臺(tái)有助于學(xué)習(xí)者的探索式的學(xué)習(xí)。構(gòu)建主義學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)，是通過教學(xué)資源交互平臺(tái)對(duì)各種教學(xué)資源進(jìn)行采集、存儲(chǔ)、檢索和利用。通過研究網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源交互平臺(tái)建設(shè)不僅能幫助我們深入了解網(wǎng)絡(luò)教學(xué)，而且更有助于我們進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源平臺(tái)的整體設(shè)計(jì)及規(guī)劃。

4.2 平臺(tái)設(shè)計(jì)方案

4.2.1 功能需求分析方案

網(wǎng)絡(luò)教育資源交互平臺(tái)建設(shè)的目的是提升教學(xué)質(zhì)量和學(xué)習(xí)效率，為師生提供一個(gè)快捷、靈活及高效一體的數(shù)字化網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái)。平臺(tái)的使用角度需滿足三類人群，即學(xué)生、教師和管理員。學(xué)生的需求是通過平臺(tái)進(jìn)行學(xué)習(xí)、提升能力和獲得資源；教師的需求是通過平臺(tái)豐富教學(xué)手段、教學(xué)內(nèi)容，提高教學(xué)質(zhì)量及效率；管理員的需求是通過對(duì)系統(tǒng)功能模塊的配置，為教師和學(xué)生提供便捷化的服務(wù)。通過以上分析，確定本系統(tǒng)研發(fā)目標(biāo)：實(shí)現(xiàn)一個(gè)集網(wǎng)絡(luò)課堂教學(xué)，以滿足教師的教學(xué)和學(xué)生的學(xué)習(xí)需求的資源共享體系、課件庫(kù)、試卷庫(kù)、習(xí)題庫(kù)、案例庫(kù)及答疑庫(kù)等功能于一體的數(shù)字化教學(xué)平臺(tái)。根據(jù)整個(gè)平臺(tái)使用對(duì)象劃分為四大功能模塊，安全管理系統(tǒng)、用戶管理系統(tǒng)、教師教學(xué)系統(tǒng)和學(xué)生學(xué)習(xí)系統(tǒng)，如圖1所示。

①安全管理系統(tǒng)：驗(yàn)證用戶信息確保系統(tǒng)安全訪問，是平臺(tái)運(yùn)行的基礎(chǔ)和保障。

②系統(tǒng)管理系統(tǒng)：是管理平臺(tái)的信息配置及系統(tǒng)公告發(fā)布；教師和學(xué)生的使用權(quán)限分配；展示信息管理等；是平臺(tái)穩(wěn)定運(yùn)行的基礎(chǔ)。

③教師教學(xué)系統(tǒng)：是教師對(duì)所授課程資源的建設(shè)，同時(shí)對(duì)教學(xué)環(huán)節(jié)的設(shè)置，并通過平臺(tái)組織教學(xué)活動(dòng)，開展互動(dòng)交流及相關(guān)發(fā)布教學(xué)信息、答疑等。

④ 學(xué)生學(xué)習(xí)系統(tǒng)：學(xué)生通過平臺(tái)進(jìn)行在線學(xué)習(xí)、在線測(cè)試及在線資源學(xué)習(xí)、個(gè)人信息管理等。

4.2.2 系統(tǒng)邏輯架構(gòu)方案

搭建一個(gè)結(jié)構(gòu)清晰穩(wěn)定、易于擴(kuò)展和高復(fù)用的網(wǎng)絡(luò)教育資源平臺(tái)，系統(tǒng)的架構(gòu)模式是至關(guān)重要的，分層架構(gòu)在分析復(fù)雜的應(yīng)用系統(tǒng)時(shí)，是一個(gè)非常有效的技術(shù)。在分層架構(gòu)模式中，把可能變化的封裝在不同的層次中，將劃分邏輯層次問題細(xì)化，最后將各層之間的聯(lián)系有機(jī)組合，降低系統(tǒng)設(shè)計(jì)難度，提高系統(tǒng)設(shè)計(jì)效率，從而逐一解決各層的復(fù)雜問題。同時(shí)，為了便于修改、擴(kuò)展和運(yùn)用，在劃分的邏輯層次中每一層都依托在下一層之上，層與層之間隱藏實(shí)現(xiàn)的細(xì)節(jié)，單獨(dú)層次的變化不會(huì)影響與其它層次的耦合。根據(jù)實(shí)際需求，本系統(tǒng)采用分層架構(gòu)的模式為：用戶表示層、業(yè)務(wù)邏輯層、數(shù)據(jù)訪問層和數(shù)據(jù)層，如圖2所示。

①用戶表示層：主要是給用戶提供用戶界面，用戶向系統(tǒng)輸入請(qǐng)求信息，經(jīng)服務(wù)器處理后呈現(xiàn)給用戶的數(shù)據(jù)。該平臺(tái)中，用戶表示層主要包括用戶管理、資源管理、信息管理等模塊的用戶界面實(shí)現(xiàn)與下一層的交互（業(yè)務(wù)邏輯層）等功能，滿足用戶高效、簡(jiǎn)便及穩(wěn)定的操作要求。

②業(yè)務(wù)邏輯層：主要用來實(shí)現(xiàn)系統(tǒng)的業(yè)務(wù)邏輯和控制。通過接收用戶表示層傳來的業(yè)務(wù)請(qǐng)求，經(jīng)業(yè)務(wù)邏輯組件邏輯處理與運(yùn)算，將結(jié)果返回給服務(wù)層。該平臺(tái)中，業(yè)務(wù)邏輯層主要包括課件庫(kù)管理、習(xí)題庫(kù)管理、測(cè)試庫(kù)管理、案例庫(kù)及資源庫(kù)管理等模塊的邏輯處理，滿足復(fù)雜及頻繁的處理要求。

③數(shù)據(jù)訪問層：主要實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)邏輯層對(duì)底層數(shù)據(jù)庫(kù)數(shù)據(jù)的檢索并把實(shí)體數(shù)據(jù)保存回?cái)?shù)據(jù)庫(kù)中。該系統(tǒng)中，后臺(tái)所有數(shù)據(jù)庫(kù)表的操作都被封裝在一個(gè)數(shù)據(jù)訪問組件（Microsoft Enterprise Library 5.0 Data Access Application Block）中，滿足數(shù)據(jù)庫(kù)無關(guān)性、操作高效性及易擴(kuò)展性的要求。

④數(shù)據(jù)層：主要由各種類型的數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)構(gòu)成，保存了網(wǎng)絡(luò)教育資源平臺(tái)所需要的所有數(shù)據(jù)，包括從開始登陸到學(xué)習(xí)結(jié)束等信息。在該系統(tǒng)中，各種各樣的數(shù)據(jù)庫(kù)信息，都主要儲(chǔ)存在SQL Sever或Oracle數(shù)據(jù)庫(kù)中。

4.2.3 系統(tǒng)技術(shù)架構(gòu)方案

①總體技術(shù)架構(gòu)概述。

從整體架構(gòu)來看，我們采用的是Visual studio.NET 2008為開發(fā)工具，采用Microsoft.NET3.5作為整個(gè)系統(tǒng)基礎(chǔ)開發(fā)平臺(tái)。為了有利于系統(tǒng)的開發(fā)、維護(hù)、部署和擴(kuò)展，本系統(tǒng)是以面向?qū)ο笕龑蛹軜?gòu)為基礎(chǔ)的解決方案，就是將整個(gè)業(yè)務(wù)由若干服務(wù)和業(yè)務(wù)邏輯組件組合構(gòu)成。同時(shí)，要滿足系統(tǒng)松散耦合的需求，我們對(duì)各層的具體實(shí)現(xiàn)進(jìn)行了封裝，如圖3所示。

②用戶表示層。

用戶表示層是用于顯示數(shù)據(jù)和接收用戶輸入的數(shù)據(jù)，是平臺(tái)與用戶交互的界面，它最接近用戶，位于最外層（最上層）。

用戶表示層是通過采用ASP.NET語(yǔ)言本平臺(tái)實(shí)現(xiàn)技術(shù)。根據(jù)平臺(tái)的特性，通過采用B/S架構(gòu)來降低部署和維護(hù)帶來的高成本。此外，在實(shí)現(xiàn)的技術(shù)中為了提高客戶端響應(yīng)速度和高體驗(yàn)度，我們采用了Ajax技術(shù)進(jìn)行數(shù)據(jù)交互。此外還在如下模塊中應(yīng)用相關(guān)技術(shù)：

1）用戶管理：用戶的密碼采用MD5單項(xiàng)加密技術(shù)使用戶信息更安全同時(shí)用戶的安全認(rèn)證采用ASP.NET安全問題Forms驗(yàn)證技術(shù)使系統(tǒng)安全可靠。

2）資源瀏覽：平臺(tái)資源分為視頻、音頻及文本，視頻資源采用FLV格式客戶端瀏覽器無需裝任何插件且讓視頻播放更流暢同時(shí)采用URL偽造技術(shù)防止迅雷嗅探盜取視頻資源；音頻采用MP3格式客戶端無需裝任何插件且音頻的質(zhì)量更高；文本采用FLV格式客戶端無需裝任何插件且防止惡意復(fù)制。

3）課件展播：課件視頻采用ASF格式滿足網(wǎng)絡(luò)傳輸要求及學(xué)生交互要求，實(shí)現(xiàn)分章節(jié)分時(shí)間選拔等功能同時(shí)客戶端瀏覽器無需裝任何插件，使學(xué)生用起來更加便捷。

③業(yè)務(wù)邏輯層。

業(yè)務(wù)邏輯層位于數(shù)據(jù)訪問層與業(yè)務(wù)邏輯層之間，是數(shù)據(jù)交換中承上啟下的作用，是整個(gè)系統(tǒng)架構(gòu)中核心價(jià)值的部分。因此，一個(gè)良好架構(gòu)的業(yè)務(wù)邏輯層，對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的功能發(fā)揮起著至關(guān)重要的作用。

在本平臺(tái)中，業(yè)務(wù)邏輯層實(shí)現(xiàn)了各個(gè)資源庫(kù)所有業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)的瀏覽和操作，都是以類庫(kù)（Class Library）的形式來體現(xiàn)的，對(duì)象與之對(duì)應(yīng)，所有的業(yè)務(wù)邏輯之間的交互。

④數(shù)據(jù)訪問層。

數(shù)據(jù)訪問層主要對(duì)業(yè)務(wù)邏輯層提供數(shù)據(jù)服務(wù)，是通過 ADO.NET來連接和訪問數(shù)據(jù)庫(kù)。它是通過Microsoft Enterprise Library 5.0 Data Access Application Block實(shí)現(xiàn)的，此組件是微軟發(fā)布的企業(yè)級(jí)框架，可擴(kuò)展性強(qiáng)，運(yùn)行高效穩(wěn)定并實(shí)現(xiàn)底層數(shù)據(jù)庫(kù)無關(guān)。

⑤數(shù)據(jù)層。

數(shù)據(jù)層主要是指數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)里記錄了系統(tǒng)所需要的所有數(shù)據(jù)，用來完成系統(tǒng)所有數(shù)據(jù)的管理數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。該層實(shí)現(xiàn)技術(shù)采用 Microsoft SQL Server 2005（也可用Oracle）。

4.2.4 系統(tǒng)部署架構(gòu)方案

在設(shè)計(jì)部署架構(gòu)時(shí)，著重考慮系統(tǒng)的安裝和部署需求，有多少獨(dú)立的運(yùn)行節(jié)點(diǎn)，以及功能分布和數(shù)據(jù)分布的情況。另外，還需要考慮是否具有獨(dú)立的服務(wù)注冊(cè)中心，運(yùn)行環(huán)境，以及各種服務(wù)進(jìn)行管理，如圖4所示。

5 結(jié)語(yǔ)

本平臺(tái)使用嚴(yán)格的管理措施和手段，支持基于廣域網(wǎng)的聯(lián)機(jī)教學(xué)和學(xué)習(xí)處理，功能覆蓋教學(xué)過程中各個(gè)主要環(huán)節(jié)，符合教學(xué)和自主學(xué)習(xí)系統(tǒng)的各種基本要求。在開發(fā)模式上采用了組件開發(fā)技術(shù)與B/S開發(fā)模式相結(jié)合的技術(shù)，并參考了數(shù)據(jù)模型標(biāo)準(zhǔn)ARTS，同時(shí)與多年從事教學(xué)一線的教師密切合作，使系統(tǒng)更具有實(shí)用性，將知識(shí)性、趣味性、科學(xué)性、系統(tǒng)性和靈活性結(jié)合為一體的體系結(jié)構(gòu)。以確保最終形成具有高可靠性和安全性的操作平臺(tái)。使網(wǎng)絡(luò)教育資源平臺(tái)更好地為教學(xué)服務(wù)。

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