【正文】 工具，一方面它要考慮與數字校園的集成，另一方面它還要考慮平臺上各應用子系統(tǒng)的集成。因此，必須建立一套完善的體系結構，簡化在網絡教學平臺上的應用開發(fā)。 課題研究背景 數字化校園是一個與現(xiàn)實校園緊密相關的數字空間，它是現(xiàn)實校園空間的延伸 和擴展。 “數字化校園” ，可以分為廣義和狹義兩個方面的認識，從廣義的角度，數字校園是以網絡為基礎，利用先進的信息化手段和工具，實現(xiàn)從環(huán)境(包括設備、教室等)、資源(如圖書、講義、課件等)到活動(包括教學、管理、服務、辦公等) 的全部數字化，在傳統(tǒng)校園的基礎上，構建一個數字空間，拓2展現(xiàn)實校園的時間和空間維度，提升傳統(tǒng)校園的效率，擴展傳統(tǒng)校園的功能，最終實現(xiàn)教育過程的全面信息化，從而達到提高教學質量、科研和管理水平的目的。 建設集教學、科研、學科建設、管理、服務等功能于一身的數字化校園，是各 大高校發(fā)展道路上的必須途徑和必然選擇。數字校園建設應該服務于如下四類應用目的：科研信息化，教學信息化，管理信息化，學生數字化生活體驗。 教學信息化是校園信息化建設最重要的應用，但也是難度最大的任務。之所以最重要，是因為畢竟教學、培養(yǎng)人是學校的主要任務；而教學信息化對于提高教學質量、教學效率，對于提高學生的學習能力、創(chuàng)新能力，都將有不可估量的影響。之所以說難度最大，是因為一方面實現(xiàn)教學信息化需要有很好的信息化教學環(huán)境，它包括很好的硬件基礎設施，例如足夠多的 PC、多媒體設備，很好的網絡，很好的教學平臺軟件，以及足夠豐富的多媒體素材、題庫等教學資源。另一方面，為了實現(xiàn)教學信息化，教師方面要改變傳統(tǒng)的教學方法，要學習信息化新技術，重新整合自己的課程，在開始時要花上比平常多出幾倍甚至十幾倍的時間進行新的備課。 網絡教學平臺是實現(xiàn)教學資源及教學過程的信息化和網絡化的基礎平臺，是數字校園的核心且最重要的應用之一。 基于 J2EE 架構的網絡教學系統(tǒng)的研發(fā)是構建數字化校園重要組成部分，是對傳統(tǒng)教育模式的改革和創(chuàng)新，其推廣使用對于教學的改革，實現(xiàn)開放式教育，擴大受教育面，有限的師資發(fā)揮更大的作用具有重要的意義。 目前研究現(xiàn)狀 目前，世界各國都十分重視網絡教學的發(fā)展，紛紛將其列入政府的教育發(fā)展規(guī)劃中，力爭在未來人才的培養(yǎng)中處于領先地位。 美國是當今世界網絡教育規(guī)模最大的國家。在美國，網絡大學開設的學歷、學位課程達到 萬門，基本覆蓋了美國高等學校的所有學科和專業(yè)，44%的美國高校向全社會提供網絡教育，至少有 200 萬美國人接受網上課程教育。早在1996 年克林頓政府就宣布要把教育廣泛架構在 Inter 上，2022 年以前把每3一間教室和每一個圖書館，都聯(lián)到 Inter 上。1998 年美國更是投入 510 億美元的巨額預算用于實施該計劃，旨在使每個公民都能利用信息技術進行終身學習。迄今為止，網絡教育己經成為美國人才教育與培訓中不可或缺的組成部分。據 2022 年 Registerd Rep 和波士頓金融協(xié)會對 52022 多投資專業(yè)人員所做的調查表明：約 60%的金融顧問和投資專業(yè)人員正在尋求某種形式的金融服務證書，其中近 52%的人員將通過在線學習的方式獲取注冊理財師證書。 在英國，政府在 1998 年就以立法形式規(guī)定，在政府投入的教育經費中 6%必須作為學校?？顚Ｓ玫挠嬎銠C購置費，以保證英國中小學都能連接 Inter 網。1997 年，提出了“全國學習網”計劃:將英國 萬所中小學全部聯(lián)網，使 45 萬名中小學教師和 900 多萬名學生都有機會接觸和利用最先進的信息技術。同時，要求全國大專院校、圖書館、博物館和研究機構都要和“全國學習網”聯(lián)通，使該網成為繼續(xù)教育、職業(yè)培訓的渠道，達到創(chuàng)建網絡化“知識社會”的目的。據報道，最近英國正預備投入大批資金致力于英聯(lián)邦共同體國家虛擬大學的建設。 在日本，郵政省和文部省用 400 億日元的資金，在中小學校彼此之間以及與社會各機構之間建立大容量光纖通信網絡，并連接 Inter。政府從 2022年開始，把教師的培訓“信息設備操作”課程列為教師培訓學分制的計算機考核范圍中。 在新加坡，政府制定了計劃，在 1997 至 2022 年的 MTI 總體教育信息化規(guī)劃中，投資 20 億新元用來購置電腦、為學校建立全面的網絡、開發(fā)軟件及教材和教師培訓等。 我國在 1998 年 9 月由教育部批準清華大學、湖南大學、浙江大學、北京郵電大學作為現(xiàn)代遠程教育首批試點高校，開始了真正意義上的網絡遠程教育。目前全國網絡教育 68 所試點院校所開設的專業(yè)已達到 9 大類 153 個專業(yè)，在學人數近 250 萬人。網絡學生的構成已逐步擴大到白領、工薪族、需要申請雙學歷的在校大學生、教師、軍人等多層次多元化群體。這些試點院校通過設立專門教學機構進行網絡教學，加大對網絡教學的宣傳力度和資金投入，與國內外社會各界進行廣泛合作，取得了很好的效果。 經過近幾年的發(fā)展，我國的網絡教學已經初具規(guī)模。除了經國家批準的 684家教育試點高校之外。經 Google 搜索引擎在網上搜索，在“網上教育”目錄下，共列出網上教育公司 62 家，網上教學門戶站點 89 個，各類遠程培訓和職業(yè)教育機構 46 家，網上教學管理系統(tǒng) 115 個。 本文研究內容及結構安排本文基于數字化校園建設的背景下，從網絡教學系統(tǒng)的整體設計出發(fā)，結合網絡教學系統(tǒng)的主流模式和國內外的最新理論成果，研究系統(tǒng)實現(xiàn)特點，突出創(chuàng)新點。本文主要創(chuàng)新點在兩方面體現(xiàn)：一、網絡教學系統(tǒng)以 J2EE 技術、MVC 模式的思想為基礎 ,采用 B/S 多層體系結構分析并設計了網絡教學系統(tǒng)，最終提出一個新型網絡教學系統(tǒng)解決方案。二、在網絡系統(tǒng)環(huán)境中實現(xiàn)了教師備課、課件制作、授課、批改作業(yè)、學生自主學習、在線考試、師生交流、答疑等教學環(huán)節(jié)。 本文的結構如下：第一章主要介紹了數字化校園的概念、網絡教學系統(tǒng)的作用，國內外網絡教學系統(tǒng)研究情況以及論文的主要研究內容，本章對全文有總體的概括。第二章是系統(tǒng)相關理論與技術分析，主要介紹了該網絡教學軟件開發(fā)所使用的體系架構以及 J2EE 技術的主要特點和優(yōu)勢。第三章是網上教學軟件的設計，主要介紹了軟件的體系結構、各組成部分的設計等；第四章是網上教學軟件的實現(xiàn)，根據上一章的設計結果，利用集成化軟件開發(fā)工具實現(xiàn)了網上教學軟件的部分功能； 第五章對本文做出了總結，講述了系統(tǒng)的優(yōu)勢以及系統(tǒng)存在的問題，并指出了需要進一步要研究的工作。5第二章 系統(tǒng)體系結構及相關技術分析 B/S 三層體系結構分析在 20 世紀 80 年代后期和 90 年代早期，幾乎所有新的企業(yè)應用采納二層體系結構（也稱為客戶/服務器結構） ；后來企業(yè)應用體系結構發(fā)展到三層結構；然后是基于 Web 的體系結構；目前，出現(xiàn)了一種新的四層體系結構。2． 兩層應用體系結構兩層應用體系結構在應用系統(tǒng)開發(fā)的早期，基本上采用客戶/服務器模式，從體系結構上講，一般采用二層體系結構。這種體系把應用程序分為兩部分：客戶和數據庫服務器?？蛻舳颂峁┯脩舨僮鹘缑?，接受數據輸入，向數據服務器發(fā)出數據請求并接受返回的數據結果；數據服務層接受客戶端的數據請求，做出相關處理，并將數據集或處理結果返回給客戶端。體系結構如圖 所示。圖 體系結構圖 傳統(tǒng)的三層應用體系結構隨著網絡應用系統(tǒng)規(guī)模的不斷擴大和軟件結構的日趨復雜，系統(tǒng)中客戶端和服務器端的負擔也日益繁重，傳統(tǒng)兩層結構中軟件的運行效率、可移植性、互操作性和可重用性等也都難以滿足新的需求，為此人們提出了三層結構（如圖 所示） ，在客戶端和服務器端之間增加了一個新的邏輯層――應用層，把客戶端的業(yè)務邏輯獨立出來，并與數據庫中存儲過程合并在一起，構成了應用層，以提供計算能力，實現(xiàn)靈活性。6圖 三層體系結構圖 基于 Web 的三層體系結構隨著因特網的高速發(fā)展，傳統(tǒng)的三層體系結構的局限越來越明顯，這時基于 Web 的三層體系結構得到了廣泛的發(fā)展?；?Web 應用的 B/S 三層結構模型由以下三部分組成：客戶端瀏覽器，Web 服務器和應用服務器、數據庫服務器。體系結構如圖 所示。圖 體系結構圖B/S 三層體系結構采用三層客戶/服務器結構，在數據管理層和用戶界面層增加了一層結構，稱為中間件(Middleware)，使整個體系結構成為三層。三層結構是伴隨著中間件技術的成熟而興起的，核心概念是利用中間件將應用分為表示層、業(yè)務邏輯層和數據存儲層三個不同的處理層次。三個層次的劃分是從邏輯上分的，具體的物理分法可以有多種組合。中間件作為構造三層結構應用系統(tǒng)的基礎平臺，提供了以下主要功能：負責客戶機與服務器、服務器與服務器間的連接和通信；實現(xiàn)應 用與數據庫的高效連接；提供一個三層結構應用的開發(fā)、 運行、 部署和管理的平臺。這種三層結構在層與層之間相互獨立，任何一層的改變不會影響其它層的功能。在 B/S 體系結構系統(tǒng)中，用戶通過瀏覽器向分布在網絡上的許多服務器發(fā)出請求，服務器對瀏覽器的請求進行處理，將用戶所需信息返回到瀏覽器。而其余如數據請求、加工、結果返回以及動態(tài)網頁生成、對數據庫的訪問和應用程序的執(zhí)行等工作全部由 Web Server 完成。7隨著 Windows 將瀏覽器技術植入操作系統(tǒng)內部，這種結構已成為當今應用軟件的首選體系結構。顯然 B/S 結構應用程序相對于傳統(tǒng)的 C/S 結構應用程序是一個非常大的進步。 MVC 設計模式MVC 英文即 ModelViewController，即把一個應用的輸入、處理、輸出流程按照 Model、View、Controller 的方式進行分離，這樣一個應用被分成三個層——模型層、視圖層、控制層。視圖(View)代表用戶交互界面，對于 Web 應用來說，可以概括為 HTML 界面，但有可能為 XHTML、XML 和 Applet。隨著應用的復雜性和規(guī)模性，界面的處理也變得具有挑戰(zhàn)性。一個應用可能有很多不同的視圖，MVC 設計模式對于視圖的處理僅限于視圖上數據的采集和處理，以及用戶的請求，而不包括在視圖上的業(yè)務流程的處理。業(yè)務流程的處理交予模型(Model)處理。比如一個訂單的視圖只接受來自模型的數據并顯示給用戶，以及將用戶界面的輸入數據和請求傳遞給控制和模型。模型(Model)：就是業(yè)務流程/狀態(tài)的處理以及業(yè)務規(guī)則的制定。業(yè)務流程的處理過程對其它層來說是黑箱操作，模型接受視圖請求的數據，并返回最終的處理結果。業(yè)務模型的設計可以說是 MVC 最主要的核心。目前流行的 EJB 模型就是一個典型的應用例子，它從應用技術實現(xiàn)的角度對模型做了進一步的劃分，以便充分利用現(xiàn)有的組件，但它不能作為應用設計模型的框架。它僅僅告訴你按這種模型設計就可以利用某些技術組件，從而減少了技術上的困難。對一個開發(fā)者來說，就可以專注于業(yè)務模型的設計。MVC 設計模式告訴我們，把應用的模型按一定的規(guī)則抽取出來，抽取的層次很重要，這也是判斷開發(fā)人員是否優(yōu)秀的設計依據。抽象與具體不能隔得太遠，也不能太近。MVC 并沒有提供模型的設計方法，而只告訴你應該組織管理這些模型，以便于模型的重構和提高重用性。我們可以用對象編程來做比喻，MVC 定義了一個頂級類，告訴它的子類你只能做這些，但沒法限制你能做這些。這點對編程的開發(fā)人員非常重要。業(yè)務模型還有一個很重要的模型那就是數據模型。數據模型主要指實體對象的數據保存（持續(xù)化） 。比如將一張訂單保存到數據庫，從數據庫獲取訂單。我們可以將這個模型單獨列出，所有有關數據庫的操作只限制在該模型中。 控制 (Controller)可以理解為從用8戶接收請求, 將模型與視圖匹配在一起，共同完成用戶的請求。劃分控制層的作用也很明顯，它清楚地告訴你，它就是一個分發(fā)器，選擇什么樣的模型，選擇什么樣的視圖，可以完成什么樣的用戶請求?？刂茖硬⒉蛔鋈魏蔚臄祿幚怼＠?，用戶點擊一個連接，控制層接受請求后, 并不 處理業(yè)務信息，它只把用戶的信息傳遞給模型，告訴模型做什么，選擇符合要求的視圖返回給用戶。 因此，一個模型可能對應多個視圖，一個視圖可能對應多個模型。 MVC 是一種目前廣泛流行的軟件設計模式，早在 70 年代，IBM 就推出了 Sanfronscisico 項