【正文】 工具，一方面它要考慮與數(shù)字校園的集成，另一方面它還要考慮平臺(tái)上各應(yīng)用子系統(tǒng)的集成。因此，必須建立一套完善的體系結(jié)構(gòu)，簡(jiǎn)化在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)上的應(yīng)用開發(fā)。 課題研究背景 數(shù)字化校園是一個(gè)與現(xiàn)實(shí)校園緊密相關(guān)的數(shù)字空間，它是現(xiàn)實(shí)校園空間的延伸 和擴(kuò)展。 “數(shù)字化校園” ，可以分為廣義和狹義兩個(gè)方面的認(rèn)識(shí)，從廣義的角度，數(shù)字校園是以網(wǎng)絡(luò)為基礎(chǔ)，利用先進(jìn)的信息化手段和工具，實(shí)現(xiàn)從環(huán)境(包括設(shè)備、教室等)、資源(如圖書、講義、課件等)到活動(dòng)(包括教學(xué)、管理、服務(wù)、辦公等) 的全部數(shù)字化，在傳統(tǒng)校園的基礎(chǔ)上，構(gòu)建一個(gè)數(shù)字空間，拓2展現(xiàn)實(shí)校園的時(shí)間和空間維度，提升傳統(tǒng)校園的效率，擴(kuò)展傳統(tǒng)校園的功能，最終實(shí)現(xiàn)教育過程的全面信息化，從而達(dá)到提高教學(xué)質(zhì)量、科研和管理水平的目的。 建設(shè)集教學(xué)、科研、學(xué)科建設(shè)、管理、服務(wù)等功能于一身的數(shù)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(shù)字校園建設(shè)應(yīng)該服務(wù)于如下四類應(yīng)用目的：科研信息化，教學(xué)信息化，管理信息化，學(xué)生數(shù)字化生活體驗(yàn)。 教學(xué)信息化是校園信息化建設(shè)最重要的應(yīng)用，但也是難度最大的任務(wù)。之所以最重要，是因?yàn)楫吘菇虒W(xué)、培養(yǎng)人是學(xué)校的主要任務(wù)；而教學(xué)信息化對(duì)于提高教學(xué)質(zhì)量、教學(xué)效率，對(duì)于提高學(xué)生的學(xué)習(xí)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?yàn)橐环矫鎸?shí)現(xiàn)教學(xué)信息化需要有很好的信息化教學(xué)環(huán)境，它包括很好的硬件基礎(chǔ)設(shè)施，例如足夠多的 PC、多媒體設(shè)備，很好的網(wǎng)絡(luò)，很好的教學(xué)平臺(tái)軟件，以及足夠豐富的多媒體素材、題庫(kù)等教學(xué)資源。另一方面，為了實(shí)現(xiàn)教學(xué)信息化，教師方面要改變傳統(tǒng)的教學(xué)方法，要學(xué)習(xí)信息化新技術(shù)，重新整合自己的課程，在開始時(shí)要花上比平常多出幾倍甚至十幾倍的時(shí)間進(jìn)行新的備課。 網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)是實(shí)現(xiàn)教學(xué)資源及教學(xué)過程的信息化和網(wǎng)絡(luò)化的基礎(chǔ)平臺(tái)，是數(shù)字校園的核心且最重要的應(yīng)用之一。 基于 J2EE 架構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)的研發(fā)是構(gòu)建數(shù)字化校園重要組成部分，是對(duì)傳統(tǒng)教育模式的改革和創(chuàng)新，其推廣使用對(duì)于教學(xué)的改革，實(shí)現(xiàn)開放式教育，擴(kuò)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(guó)都十分重視網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的發(fā)展，紛紛將其列入政府的教育發(fā)展規(guī)劃中，力爭(zhēng)在未來人才的培養(yǎng)中處于領(lǐng)先地位。 美國(guó)是當(dāng)今世界網(wǎng)絡(luò)教育規(guī)模最大的國(guó)家。在美國(guó)，網(wǎng)絡(luò)大學(xué)開設(shè)的學(xué)歷、學(xué)位課程達(dá)到 萬門，基本覆蓋了美國(guó)高等學(xué)校的所有學(xué)科和專業(yè)，44%的美國(guó)高校向全社會(huì)提供網(wǎng)絡(luò)教育，至少有 200 萬美國(guó)人接受網(wǎng)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(gòu)在 Inter 上，2022 年以前把每3一間教室和每一個(gè)圖書館，都聯(lián)到 Inter 上。1998 年美國(guó)更是投入 510 億美元的巨額預(yù)算用于實(shí)施該計(jì)劃，旨在使每個(gè)公民都能利用信息技術(shù)進(jìn)行終身學(xué)習(xí)。迄今為止，網(wǎng)絡(luò)教育己經(jīng)成為美國(guó)人才教育與培訓(xùn)中不可或缺的組成部分。據(jù) 2022 年 Registerd Rep 和波士頓金融協(xié)會(huì)對(duì) 52022 多投資專業(yè)人員所做的調(diào)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(wù)證書，其中近 52%的人員將通過在線學(xué)習(xí)的方式獲取注冊(cè)理財(cái)師證書。 在英國(guó)，政府在 1998 年就以立法形式規(guī)定，在政府投入的教育經(jīng)費(fèi)中 6%必須作為學(xué)校專款專用的計(jì)算機(jī)購(gòu)置費(fèi)，以保證英國(guó)中小學(xué)都能連接 Inter 網(wǎng)。1997 年，提出了“全國(guó)學(xué)習(xí)網(wǎng)”計(jì)劃:將英國(guó) 萬所中小學(xué)全部聯(lián)網(wǎng)，使 45 萬名中小學(xué)教師和 900 多萬名學(xué)生都有機(jī)會(huì)接觸和利用最先進(jìn)的信息技術(shù)。同時(shí)，要求全國(guó)大專院校、圖書館、博物館和研究機(jī)構(gòu)都要和“全國(guó)學(xué)習(xí)網(wǎng)”聯(lián)通，使該網(wǎng)成為繼續(xù)教育、職業(yè)培訓(xùn)的渠道，達(dá)到創(chuàng)建網(wǎng)絡(luò)化“知識(shí)社會(huì)”的目的。據(jù)報(bào)道，最近英國(guó)正預(yù)備投入大批資金致力于英聯(lián)邦共同體國(guó)家虛擬大學(xué)的建設(shè)。 在日本，郵政省和文部省用 400 億日元的資金，在中小學(xué)校彼此之間以及與社會(huì)各機(jī)構(gòu)之間建立大容量光纖通信網(wǎng)絡(luò)，并連接 Inter。政府從 2022年開始，把教師的培訓(xùn)“信息設(shè)備操作”課程列為教師培訓(xùn)學(xué)分制的計(jì)算機(jī)考核范圍中。 在新加坡，政府制定了計(jì)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(gòu)置電腦、為學(xué)校建立全面的網(wǎng)絡(luò)、開發(fā)軟件及教材和教師培訓(xùn)等。 我國(guó)在 1998 年 9 月由教育部批準(zhǔn)清華大學(xué)、湖南大學(xué)、浙江大學(xué)、北京郵電大學(xué)作為現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育首批試點(diǎn)高校，開始了真正意義上的網(wǎng)絡(luò)遠(yuǎn)程教育。目前全國(guó)網(wǎng)絡(luò)教育 68 所試點(diǎn)院校所開設(shè)的專業(yè)已達(dá)到 9 大類 153 個(gè)專業(yè)，在學(xué)人數(shù)近 250 萬人。網(wǎng)絡(luò)學(xué)生的構(gòu)成已逐步擴(kuò)大到白領(lǐng)、工薪族、需要申請(qǐng)雙學(xué)歷的在校大學(xué)生、教師、軍人等多層次多元化群體。這些試點(diǎn)院校通過設(shè)立專門教學(xué)機(jī)構(gòu)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)教學(xué)，加大對(duì)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的宣傳力度和資金投入，與國(guó)內(nèi)外社會(huì)各界進(jìn)行廣泛合作，取得了很好的效果。 經(jīng)過近幾年的發(fā)展，我國(guó)的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)已經(jīng)初具規(guī)模。除了經(jīng)國(guó)家批準(zhǔn)的 684家教育試點(diǎn)高校之外。經(jīng) Google 搜索引擎在網(wǎng)上搜索，在“網(wǎng)上教育”目錄下，共列出網(wǎng)上教育公司 62 家，網(wǎng)上教學(xué)門戶站點(diǎn) 89 個(gè)，各類遠(yuǎn)程培訓(xùn)和職業(yè)教育機(jī)構(gòu) 46 家，網(wǎng)上教學(xué)管理系統(tǒng) 115 個(gè)。 本文研究?jī)?nèi)容及結(jié)構(gòu)安排本文基于數(shù)字化校園建設(shè)的背景下，從網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)的整體設(shè)計(jì)出發(fā)，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)的主流模式和國(guó)內(nèi)外的最新理論成果，研究系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)特點(diǎn)，突出創(chuàng)新點(diǎn)。本文主要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)在兩方面體現(xiàn)：一、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)以 J2EE 技術(shù)、MVC 模式的思想為基礎(chǔ) ,采用 B/S 多層體系結(jié)構(gòu)分析并設(shè)計(jì)了網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)，最終提出一個(gè)新型網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)解決方案。二、在網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)環(huán)境中實(shí)現(xiàn)了教師備課、課件制作、授課、批改作業(yè)、學(xué)生自主學(xué)習(xí)、在線考試、師生交流、答疑等教學(xué)環(huán)節(jié)。 本文的結(jié)構(gòu)如下：第一章主要介紹了數(shù)字化校園的概念、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)的作用，國(guó)內(nèi)外網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)研究情況以及論文的主要研究?jī)?nèi)容，本章對(duì)全文有總體的概括。第二章是系統(tǒng)相關(guān)理論與技術(shù)分析，主要介紹了該網(wǎng)絡(luò)教學(xué)軟件開發(fā)所使用的體系架構(gòu)以及 J2EE 技術(shù)的主要特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì)。第三章是網(wǎng)上教學(xué)軟件的設(shè)計(jì)，主要介紹了軟件的體系結(jié)構(gòu)、各組成部分的設(shè)計(jì)等；第四章是網(wǎng)上教學(xué)軟件的實(shí)現(xiàn)，根據(jù)上一章的設(shè)計(jì)結(jié)果，利用集成化軟件開發(fā)工具實(shí)現(xiàn)了網(wǎng)上教學(xué)軟件的部分功能； 第五章對(duì)本文做出了總結(jié)，講述了系統(tǒng)的優(yōu)勢(shì)以及系統(tǒng)存在的問題，并指出了需要進(jìn)一步要研究的工作。5第二章 系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)及相關(guān)技術(shù)分析 B/S 三層體系結(jié)構(gòu)分析在 20 世紀(jì) 80 年代后期和 90 年代早期，幾乎所有新的企業(yè)應(yīng)用采納二層體系結(jié)構(gòu)（也稱為客戶/服務(wù)器結(jié)構(gòu)） ；后來企業(yè)應(yīng)用體系結(jié)構(gòu)發(fā)展到三層結(jié)構(gòu)；然后是基于 Web 的體系結(jié)構(gòu)；目前，出現(xiàn)了一種新的四層體系結(jié)構(gòu)。2． 兩層應(yīng)用體系結(jié)構(gòu)兩層應(yīng)用體系結(jié)構(gòu)在應(yīng)用系統(tǒng)開發(fā)的早期，基本上采用客戶/服務(wù)器模式，從體系結(jié)構(gòu)上講，一般采用二層體系結(jié)構(gòu)。這種體系把應(yīng)用程序分為兩部分：客戶和數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器?？蛻舳颂峁┯脩舨僮鹘缑?，接受數(shù)據(jù)輸入，向數(shù)據(jù)服務(wù)器發(fā)出數(shù)據(jù)請(qǐng)求并接受返回的數(shù)據(jù)結(jié)果；數(shù)據(jù)服務(wù)層接受客戶端的數(shù)據(jù)請(qǐng)求，做出相關(guān)處理，并將數(shù)據(jù)集或處理結(jié)果返回給客戶端。體系結(jié)構(gòu)如圖 所示。圖 體系結(jié)構(gòu)圖 傳統(tǒng)的三層應(yīng)用體系結(jié)構(gòu)隨著網(wǎng)絡(luò)應(yīng)用系統(tǒng)規(guī)模的不斷擴(kuò)大和軟件結(jié)構(gòu)的日趨復(fù)雜，系統(tǒng)中客戶端和服務(wù)器端的負(fù)擔(dān)也日益繁重，傳統(tǒng)兩層結(jié)構(gòu)中軟件的運(yùn)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(jié)構(gòu)（如圖 所示） ，在客戶端和服務(wù)器端之間增加了一個(gè)新的邏輯層――應(yīng)用層，把客戶端的業(yè)務(wù)邏輯獨(dú)立出來，并與數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)過程合并在一起，構(gòu)成了應(yīng)用層，以提供計(jì)算能力，實(shí)現(xiàn)靈活性。6圖 三層體系結(jié)構(gòu)圖 基于 Web 的三層體系結(jié)構(gòu)隨著因特網(wǎng)的高速發(fā)展，傳統(tǒng)的三層體系結(jié)構(gòu)的局限越來越明顯，這時(shí)基于 Web 的三層體系結(jié)構(gòu)得到了廣泛的發(fā)展。基于 Web 應(yīng)用的 B/S 三層結(jié)構(gòu)模型由以下三部分組成：客戶端瀏覽器，Web 服務(wù)器和應(yīng)用服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫(kù)服務(wù)器。體系結(jié)構(gòu)如圖 所示。圖 體系結(jié)構(gòu)圖B/S 三層體系結(jié)構(gòu)采用三層客戶/服務(wù)器結(jié)構(gòu)，在數(shù)據(jù)管理層和用戶界面層增加了一層結(jié)構(gòu)，稱為中間件(Middleware)，使整個(gè)體系結(jié)構(gòu)成為三層。三層結(jié)構(gòu)是伴隨著中間件技術(shù)的成熟而興起的，核心概念是利用中間件將應(yīng)用分為表示層、業(yè)務(wù)邏輯層和數(shù)據(jù)存儲(chǔ)層三個(gè)不同的處理層次。三個(gè)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(gòu)造三層結(jié)構(gòu)應(yīng)用系統(tǒng)的基礎(chǔ)平臺(tái)，提供了以下主要功能：負(fù)責(zé)客戶機(jī)與服務(wù)器、服務(wù)器與服務(wù)器間的連接和通信；實(shí)現(xiàn)應(yīng) 用與數(shù)據(jù)庫(kù)的高效連接；提供一個(gè)三層結(jié)構(gòu)應(yīng)用的開發(fā)、 運(yùn)行、 部署和管理的平臺(tái)。這種三層結(jié)構(gòu)在層與層之間相互獨(dú)立，任何一層的改變不會(huì)影響其它層的功能。在 B/S 體系結(jié)構(gòu)系統(tǒng)中，用戶通過瀏覽器向分布在網(wǎng)絡(luò)上的許多服務(wù)器發(fā)出請(qǐng)求，服務(wù)器對(duì)瀏覽器的請(qǐng)求進(jìn)行處理，將用戶所需信息返回到瀏覽器。而其余如數(shù)據(jù)請(qǐng)求、加工、結(jié)果返回以及動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁(yè)生成、對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的訪問和應(yīng)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(shù)植入操作系統(tǒng)內(nèi)部，這種結(jié)構(gòu)已成為當(dāng)今應(yīng)用軟件的首選體系結(jié)構(gòu)。顯然 B/S 結(jié)構(gòu)應(yīng)用程序相對(duì)于傳統(tǒng)的 C/S 結(jié)構(gòu)應(yīng)用程序是一個(gè)非常大的進(jìn)步。 MVC 設(shè)計(jì)模式MVC 英文即 ModelViewController，即把一個(gè)應(yīng)用的輸入、處理、輸出流程按照 Model、View、Controller 的方式進(jìn)行分離，這樣一個(gè)應(yīng)用被分成三個(gè)層——模型層、視圖層、控制層。視圖(View)代表用戶交互界面，對(duì)于 Web 應(yīng)用來說，可以概括為 HTML 界面，但有可能為 XHTML、XML 和 Applet。隨著應(yīng)用的復(fù)雜性和規(guī)模性，界面的處理也變得具有挑戰(zhàn)性。一個(gè)應(yīng)用可能有很多不同的視圖，MVC 設(shè)計(jì)模式對(duì)于視圖的處理僅限于視圖上數(shù)據(jù)的采集和處理，以及用戶的請(qǐng)求，而不包括在視圖上的業(yè)務(wù)流程的處理。業(yè)務(wù)流程的處理交予模型(Model)處理。比如一個(gè)訂單的視圖只接受來自模型的數(shù)據(jù)并顯示給用戶，以及將用戶界面的輸入數(shù)據(jù)和請(qǐng)求傳遞給控制和模型。模型(Model)：就是業(yè)務(wù)流程/狀態(tài)的處理以及業(yè)務(wù)規(guī)則的制定。業(yè)務(wù)流程的處理過程對(duì)其它層來說是黑箱操作，模型接受視圖請(qǐng)求的數(shù)據(jù)，并返回最終的處理結(jié)果。業(yè)務(wù)模型的設(shè)計(jì)可以說是 MVC 最主要的核心。目前流行的 EJB 模型就是一個(gè)典型的應(yīng)用例子，它從應(yīng)用技術(shù)實(shí)現(xiàn)的角度對(duì)模型做了進(jìn)一步的劃分，以便充分利用現(xiàn)有的組件，但它不能作為應(yīng)用設(shè)計(jì)模型的框架。它僅僅告訴你按這種模型設(shè)計(jì)就可以利用某些技術(shù)組件，從而減少了技術(shù)上的困難。對(duì)一個(gè)開發(fā)者來說，就可以專注于業(yè)務(wù)模型的設(shè)計(jì)。MVC 設(shè)計(jì)模式告訴我們，把應(yīng)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(shè)計(jì)依據(jù)。抽象與具體不能隔得太遠(yuǎn)，也不能太近。MVC 并沒有提供模型的設(shè)計(jì)方法，而只告訴你應(yīng)該組織管理這些模型，以便于模型的重構(gòu)和提高重用性。我們可以用對(duì)象編程來做比喻，MVC 定義了一個(gè)頂級(jí)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(diǎn)對(duì)編程的開發(fā)人員非常重要。業(yè)務(wù)模型還有一個(gè)很重要的模型那就是數(shù)據(jù)模型。數(shù)據(jù)模型主要指實(shí)體對(duì)象的數(shù)據(jù)保存（持續(xù)化） 。比如將一張訂單保存到數(shù)據(jù)庫(kù)，從數(shù)據(jù)庫(kù)獲取訂單。我們可以將這個(gè)模型單獨(dú)列出，所有有關(guān)數(shù)據(jù)庫(kù)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(qǐng)求, 將模型與視圖匹配在一起，共同完成用戶的請(qǐng)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(gè)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(qǐng)求?？刂茖硬⒉蛔鋈魏蔚臄?shù)據(jù)處理。例如，用戶點(diǎn)擊一個(gè)連接，控制層接受請(qǐng)求后, 并不 處理業(yè)務(wù)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(gè)模型可能對(duì)應(yīng)多個(gè)視圖，一個(gè)視圖可能對(duì)應(yīng)多個(gè)模型。 MVC 是一種目前廣泛流行的軟件設(shè)計(jì)模式，早在 70 年代，IBM 就推出了 Sanfronscisico 項(xiàng)