吳國芳

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基于J2EE架構(gòu)及MVC模式的在線開放課程系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

吳國芳

紹興職業(yè)技術(shù)學(xué)院，浙江 紹興 312000

隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步和發(fā)展，網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在現(xiàn)代生活中的地位也日漸重要。隨著我國教育制度的改變和教育理念的升級(jí)，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)也正在不斷地升級(jí)與發(fā)展。主要介紹了基于J2EE架構(gòu)及MVC模式的在線開放課程系統(tǒng)的分析、設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)并提出互聯(lián)網(wǎng)教學(xué)的相關(guān)問題與建議。

J2EE架構(gòu)；MVC模式；課程系統(tǒng)

引言

隨著信息技術(shù)的進(jìn)步，大多數(shù)個(gè)性化學(xué)習(xí)系統(tǒng)和學(xué)習(xí)資料已經(jīng)設(shè)計(jì)用于個(gè)人在線學(xué)習(xí)?；诰W(wǎng)絡(luò)的在線學(xué)習(xí)在教學(xué)和學(xué)習(xí)中發(fā)揮了重要作用，不僅在各級(jí)學(xué)校，而且在世界各地的各種成人教育機(jī)構(gòu)中越來越受歡迎。因此，制作了大量不同科學(xué)領(lǐng)域的電子學(xué)習(xí)資料。但與此同時(shí)，學(xué)習(xí)者如何從大規(guī)模的電子學(xué)習(xí)選項(xiàng)數(shù)據(jù)集中有效地選擇合適的學(xué)習(xí)課件，這是令人困惑的。

為了提高學(xué)習(xí)者的自主學(xué)習(xí)能力，提高學(xué)習(xí)者在電子學(xué)習(xí)中的表現(xiàn)，已經(jīng)進(jìn)行了大量的研究。這些研究的一個(gè)重要方面是提高學(xué)習(xí)材料的質(zhì)量。例如，在學(xué)習(xí)材料中應(yīng)用豐富的多媒體元素會(huì)使學(xué)習(xí)更容易、更愉快。研究熱點(diǎn)的其他方面?zhèn)戎赜诟纳平虒W(xué)與學(xué)習(xí)之間的在線互動(dòng)和指導(dǎo)。例如，大多數(shù)研究人員使用各種評(píng)估方法來確定和評(píng)估影響因素和電子學(xué)習(xí)效果。此外，人工智能和數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)也提供了提高在線教育效率的新方法。

盡管人們越來越關(guān)注在線課程的質(zhì)量改進(jìn)，但很少有工作討論如何幫助學(xué)習(xí)者從眾多的在線學(xué)習(xí)材料中選擇更合適的課程。隨著電子學(xué)習(xí)的發(fā)展，越來越多的教育者致力于開發(fā)在線課程。學(xué)習(xí)者可以獲得許多具有不同教學(xué)風(fēng)格和相似主題策略的電子學(xué)習(xí)資料。顯然，并非每一個(gè)在線課程都適用于所有學(xué)習(xí)者。根據(jù)文獻(xiàn)，電子學(xué)習(xí)的效果應(yīng)受到學(xué)習(xí)者特征的顯著影響，如學(xué)習(xí)風(fēng)格、學(xué)習(xí)動(dòng)機(jī)、學(xué)習(xí)行為類型和先驗(yàn)知識(shí)。換句話說，如果選擇的電子學(xué)習(xí)課程的教學(xué)風(fēng)格和策略與學(xué)習(xí)者的特征相匹配，那么學(xué)習(xí)者將提高他們的學(xué)習(xí)成績。

基于J2EE的在線學(xué)習(xí)中心可以借助internet技術(shù)進(jìn)行，既可以保證師生在校園網(wǎng)內(nèi)使用，又能夠支持師生在外網(wǎng)訪問使用，這樣拓展了教學(xué)的靈活性。相對(duì)目前的形勢來說，建設(shè)基于J2EE的在線學(xué)習(xí)中心具有幾個(gè)方面的意義。

（1）從學(xué)生角度出發(fā)

學(xué)生通過在校園網(wǎng)或互聯(lián)網(wǎng)上訪問該系統(tǒng)，可以在線學(xué)習(xí)所學(xué)的課程，包括PPT、課后作業(yè)等，同時(shí)也能夠按照教師的建議或各自的計(jì)劃對(duì)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行自我測驗(yàn)。在學(xué)習(xí)的同時(shí)，學(xué)生還能查閱課程的教學(xué)大綱和教學(xué)計(jì)劃，便于學(xué)生自己做好預(yù)習(xí)和準(zhǔn)備工作。學(xué)生遇到疑難問題時(shí)，可以通過在線交流互動(dòng)平臺(tái)，跟老師或者其他同學(xué)進(jìn)行交流，以便解決疑難問題。

（2）從教師角度出發(fā)

第一，教師可以通過在線學(xué)習(xí)中心提供的相關(guān)功能對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況進(jìn)行動(dòng)態(tài)管理，并依據(jù)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況對(duì)每一位學(xué)生平時(shí)學(xué)習(xí)情況進(jìn)行客觀的綜合評(píng)價(jià)。第二，教師能夠在線批閱學(xué)生提交的作業(yè)，把學(xué)生作業(yè)的情況及時(shí)反饋給學(xué)生，幫助學(xué)生更好地學(xué)習(xí)。第三，通過在線交流互動(dòng)平臺(tái)，教師可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)學(xué)生的不足，為下一次課堂教學(xué)做好準(zhǔn)備工作，保證學(xué)生能夠更全面的掌握課程內(nèi)容。第四，在線考試模塊能夠減輕教師的工作負(fù)擔(dān)，提高教師的工作效率，提升考試質(zhì)量，從而使考試趨于公正、客觀，進(jìn)一步激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣。

1 總體模型架構(gòu)

1.1 基于J2EE架構(gòu)及MVC模式的在線開放課程系統(tǒng)開發(fā)環(huán)境

在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下構(gòu)建在線課程教學(xué)系統(tǒng)，首先構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)體系結(jié)構(gòu)模型，在物聯(lián)網(wǎng)和嵌入式開發(fā)環(huán)境下進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)，對(duì)教學(xué)系統(tǒng)的頂層設(shè)計(jì)進(jìn)行全局性描述。在物聯(lián)網(wǎng)環(huán)境下，網(wǎng)絡(luò)在線課程教學(xué)系統(tǒng)分為三層體系結(jié)構(gòu)，分別為感知控制層、網(wǎng)絡(luò)傳輸層及應(yīng)用服務(wù)層。其中，感知控制層是通過傳感器設(shè)備、無線射頻識(shí)別和多媒體感知技術(shù)進(jìn)行教學(xué)資源信息采集，采用無線自組網(wǎng)技術(shù)和協(xié)同信息處理技術(shù)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)控制，構(gòu)建在線網(wǎng)絡(luò)控制的中間件，通過低速和中高速的網(wǎng)絡(luò)傳輸技術(shù)構(gòu)建物聯(lián)網(wǎng)體系結(jié)構(gòu)，為開放的服務(wù)訪問接口與網(wǎng)絡(luò)控制接口提供信息管理。在網(wǎng)絡(luò)傳輸層，建立異構(gòu)網(wǎng)、移動(dòng)通信網(wǎng)以及校園網(wǎng)絡(luò)，通過網(wǎng)絡(luò)支撐層實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)傳輸，實(shí)現(xiàn)高能效、精準(zhǔn)、可靠的在線課程教學(xué)資源傳輸和控制。

1.2 系統(tǒng)功能模塊構(gòu)建

在線課程教學(xué)系統(tǒng)由網(wǎng)絡(luò)通信模塊、數(shù)據(jù)采集模塊、總線傳輸模塊及應(yīng)用程序加載模塊等構(gòu)成。其中，數(shù)據(jù)采集模塊是進(jìn)行原始的教學(xué)資源信息感知，通過海量數(shù)據(jù)信息采集技術(shù)上傳在線課程教學(xué)資源。教學(xué)范圍分為若干單元，在教學(xué)資源上傳和下載過程中根據(jù)單元分布和節(jié)點(diǎn)的重要程度和位置，把節(jié)點(diǎn)分為骨干節(jié)點(diǎn)、一般節(jié)點(diǎn)和接口節(jié)點(diǎn)，采用無線射頻技術(shù)提高網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的實(shí)時(shí)性和資源互通性。

網(wǎng)絡(luò)通信模塊是實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)信息傳輸和在線通信功能。網(wǎng)絡(luò)通信采用的是4G通信和互聯(lián)網(wǎng)通信技術(shù)，通過internet將分布在各個(gè)教學(xué)目標(biāo)區(qū)域的信息串聯(lián)起來，建立通信設(shè)備和控制設(shè)備等基礎(chǔ)設(shè)施。利用Open?Stack云計(jì)算平臺(tái)建立信息傳感網(wǎng)，采用Web技術(shù)進(jìn)行在線課程教學(xué)系統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)組網(wǎng)設(shè)計(jì)，實(shí)現(xiàn)在線課程教學(xué)資源信息的對(duì)象存儲(chǔ)、數(shù)據(jù)挖掘、資源信息服務(wù)以及遠(yuǎn)程調(diào)用和教學(xué)質(zhì)量反饋等。

在接口訪問的服務(wù)能力層（Service Capacity Layer，SCL）架構(gòu)下，教學(xué)系統(tǒng)主要由信息采集單元、教學(xué)資源信息存儲(chǔ)數(shù)據(jù)庫、組織架構(gòu)和網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用服務(wù)器單元組成，通過異構(gòu)、層次化結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)體系構(gòu)架和接口訪問控制，實(shí)現(xiàn)QoS管理和網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)陌踩u(píng)估。利用物聯(lián)網(wǎng)構(gòu)建網(wǎng)絡(luò)適配層中間件技術(shù)，在線課程教學(xué)資源檢索單元利用WGIS瀏覽器進(jìn)行信息傳輸和共享服務(wù)，在GPRS數(shù)據(jù)傳輸模塊層，通過云計(jì)算模塊的分布式計(jì)算，提高對(duì)遠(yuǎn)程教學(xué)信息處理和加工能力。

1.3 在線課程教學(xué)的層次化設(shè)計(jì)

在VME總線構(gòu)架體系下進(jìn)行在線課程教學(xué)系統(tǒng)的模塊連接和功能控制，以Eclipse作為開發(fā)環(huán)境，構(gòu)建在線課程教學(xué)的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層、用戶分析層及日志挖掘?qū)?。網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下的在線課程教學(xué)系統(tǒng)層次化設(shè)計(jì)主要分為用戶子系統(tǒng)和后臺(tái)管理子系統(tǒng)。后臺(tái)管理子系統(tǒng)分為資源分類管理模塊、網(wǎng)絡(luò)控制模塊、用戶管理模塊和總線數(shù)據(jù)傳輸模塊，通過對(duì)來自外部數(shù)據(jù)源服務(wù)器上的用戶行為進(jìn)行教學(xué)過程中的教學(xué)進(jìn)度、教學(xué)內(nèi)容和教學(xué)對(duì)象測評(píng)，挖掘有用的教學(xué)資源信息。教學(xué)系統(tǒng)的后臺(tái)子系統(tǒng)與其他智能終端設(shè)備連接，根據(jù)用戶的服務(wù)需求、功能架構(gòu)進(jìn)行信息通信與交流。

網(wǎng)關(guān)與網(wǎng)絡(luò)域MID接口設(shè)計(jì)，根據(jù)信息運(yùn)行的狀態(tài)，進(jìn)行在線課程教學(xué)的資源數(shù)據(jù)加載和程序加載。在管理域子系統(tǒng)的架構(gòu)中，在物聯(lián)網(wǎng)模式下實(shí)現(xiàn)在線課程教學(xué)的感知信息服務(wù)、感知信息管理、控制信息服務(wù)及控制信息管理，構(gòu)建用戶交互組件，通過公共服務(wù)平臺(tái)在互聯(lián)網(wǎng)和物聯(lián)網(wǎng)下實(shí)現(xiàn)教學(xué)在線信息評(píng)估和資源共享，完成在線課程教學(xué)層次化設(shè)計(jì)。

2 互聯(lián)網(wǎng)教學(xué)存在的問題及展望

網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)包括支持網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的硬件設(shè)施和軟件系統(tǒng)。隨著計(jì)算機(jī)的發(fā)展和普及，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的基礎(chǔ)設(shè)施方面有了很大的改善，但是帶寬和傳輸質(zhì)量仍然是影響網(wǎng)絡(luò)教育的瓶頸?；诠饫w技術(shù)的地面寬帶網(wǎng)（地網(wǎng)），雖然能解決帶寬的問題，但地面寬帶網(wǎng)高昂的成本令許多教學(xué)單位，尤其是欠發(fā)達(dá)地區(qū)的教育單位望而卻步，況且我國還有2/3的土地不適合鋪設(shè)光纖。如果不能做到覆蓋廣大地區(qū)，發(fā)展網(wǎng)絡(luò)教育就失去了意義，同時(shí)還存在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源質(zhì)量不高、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)手段不完善、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的質(zhì)量評(píng)價(jià)不力等問題。我們應(yīng)加快網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)建設(shè)及多媒體網(wǎng)絡(luò)課件的開發(fā)，加大力度投入建設(shè)精品課程，加快網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程教育技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施，建立較完備的質(zhì)量監(jiān)控體系。

3 總結(jié)

本文簡要介紹了基于J2EE架構(gòu)及MVC模式的在線開放課程系統(tǒng)的分析、設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)并提出互聯(lián)網(wǎng)教學(xué)的相關(guān)問題與建議，主要對(duì)當(dāng)前MOOC平臺(tái)進(jìn)行深入研究分析，找出其缺點(diǎn)與不足，通過基于J2EE架構(gòu)和MVC模式，設(shè)計(jì)出魯棒性和互動(dòng)性較好的在線課程系統(tǒng)。

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Design of Online Open Course System Based on J2EE Architecture and MVC Mode

Wu Guofang

Shaoxing Vocational and Technical College, Zhejiang Shaoxing 312000

With the continuous progress and development of science and technology, the position of network technology in modern life is becoming more and more important. With the change of China’s education system and the upgrading of educational philosophy, network teaching is constantly upgrading and developing. The paper mainly introduces the analysis, design and implementation of the online open course system based on J2EE architecture and MVC mode, and puts forward some related problems and suggestions on internet teaching.

J2EE architecture; MVC model; course system

TP311.5

A

基于J2EE架構(gòu)及MVC模式的在線開放課程的建設(shè)與應(yīng)用研究（全國教育信息技術(shù)研究課題，立項(xiàng)號(hào)：176140020）。