基于J2EE平臺的網(wǎng)絡(luò )輔助教學(xué)系統的設計與實(shí)現的研究論文
1 引言
隨著(zhù)互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)和多媒體技術(shù)的發(fā)展，網(wǎng)絡(luò )教學(xué)作為一種全新的教學(xué)手段越來(lái)越受到人們的關(guān)注。網(wǎng)絡(luò )教學(xué)打破了傳統的教學(xué)模式，充分利用現代化的教學(xué)手段和多種教學(xué)資源，為學(xué)生提供良好的自主學(xué)習環(huán)境，教學(xué)效果和教學(xué)效率得到了較大的提高。大學(xué)計算機基礎課程如計算機文化基礎、程序設計基礎等覆蓋面廣，對這些課程采取網(wǎng)絡(luò )輔助教學(xué)手段將大大減輕教師和學(xué)生的負擔，提高效率，使教學(xué)活動(dòng)走上一個(gè)新臺階。因此，結合我們目前正在開(kāi)展的”程序設計基礎(C)“精品課程建設，我們開(kāi)發(fā)了網(wǎng)絡(luò )輔助教學(xué)系統。該系統實(shí)現了信息發(fā)布與瀏覽、學(xué)習資源、自動(dòng)答疑、作業(yè)發(fā)布與批閱、學(xué)生自測練習等功能。
J2EE平臺已經(jīng)成為使用最廣泛的Web程序設計技術(shù)，J2EE Web程序的開(kāi)發(fā)已成為信息系統的關(guān)鍵。J2EE具備平臺無(wú)關(guān)性、可移植性、多層架構體系、高效的開(kāi)發(fā)、可伸縮性、穩定的可用性等諸多優(yōu)點(diǎn),從而成為構建基于Web的企業(yè)應用系統的首選平臺。本網(wǎng)絡(luò )輔助教學(xué)系統的開(kāi)發(fā)就基于J2EE平臺,采用了J2EE技術(shù)規范。Web應用服務(wù)器采用了功能強大、安全可靠的WebLogic服務(wù)器軟件。數據庫服務(wù)器采用SQL SERVER。本系統已經(jīng)在”程序設計基礎(C)“的教學(xué)中試用，系統運行良好，取得了較好的教學(xué)效果。
2 J2EE平臺及其體系結構
J2EE采用多層的分布式應用模型，可以有效地分離數據層、邏輯層和表示層。多層結構的設計帶來(lái)的最大好處是優(yōu)秀的擴展能力和負載均衡能力，各層之間禍合度低。J2EE架構允許開(kāi)發(fā)人員將精力集中在應用的業(yè)務(wù)邏輯上因此，利用J2EE平臺可以構建一個(gè)易于擴展的系統。
客戶(hù)端通常采用Web方式，即Web客戶(hù)端一個(gè)Web客戶(hù)端由兩部分組成：由運行在Web，層的Web組件生成的包含各種標記語(yǔ)言(HTML.XML等)的動(dòng)態(tài)web頁(yè)面；從服務(wù)器傳送來(lái)的靜態(tài)Web頁(yè)面，Web層組件包括Java Servlet、和JavaServer Pages(JSP)。Web層組件運行Web容器的過(guò)程中，Web容器管理JSP頁(yè)而和Servlet組件的執行，它主要由Web服務(wù)器來(lái)實(shí)現，如Tomcat、Apache、Weblogic、Websphere等業(yè)務(wù)邏輯層組件是Enterprise Java Beans(EJB)。Web層組件和業(yè)務(wù)邏輯層組件都運行在J2EE服務(wù)器上。一個(gè)J2EE服務(wù)器提供EJB容器和Web容器。
J2EE平臺通過(guò)JDBC (Java Database Connectivity，簡(jiǎn)稱(chēng)JDBC)訪(fǎng)問(wèn)數據庫JDBC是一個(gè)獨立于特定數據庫管理系統的開(kāi)發(fā)接口，JDBC API為訪(fǎng)問(wèn)不同的數據庫提供了一種統一的途徑。Web組件和E.TB組件都可以訪(fǎng)問(wèn)數據庫。
3 網(wǎng)絡(luò )輔助教學(xué)系統的總體結構
網(wǎng)絡(luò )輔助教學(xué)系統是網(wǎng)絡(luò )教學(xué)中的網(wǎng)絡(luò )課堂之外必需的輔助教學(xué)環(huán)節，也可以作為傳統課堂教學(xué)之外的輔助教學(xué)手段。網(wǎng)絡(luò )輔助教學(xué)系統是一個(gè)集成平臺，它包含了信息發(fā)布與瀏覽、學(xué)習資源、在線(xiàn)交流、作業(yè)發(fā)布與批閱、自動(dòng)答疑、自測練習等功能模塊。
在網(wǎng)絡(luò )輔助教學(xué)系統中有三種角色:教師、學(xué)生、教務(wù)管理員。教師具有發(fā)布教學(xué)信息、上傳教學(xué)資源、發(fā)布作業(yè)、批閱作業(yè)、解答問(wèn)題、管理問(wèn)題庫、管理自測練習題庫等權限。學(xué)生具有瀏覽與下載公告信息和教學(xué)資源、下載教師發(fā)布的作業(yè)、遞交已完成的作業(yè)、查詢(xún)自己的作業(yè)成績(jì)和點(diǎn)評信息、瀏覽問(wèn)題庫、提問(wèn)、進(jìn)行自測練習等權限。教務(wù)管理員具有發(fā)布教學(xué)信息、管理教師/學(xué)生信息、設置和修改系統密碼等功能。
�。�1）信息發(fā)布與瀏覽教師和教務(wù)員發(fā)布教學(xué)安排信息，主要是有關(guān)上課、考試時(shí)間安排及教學(xué)計劃等信息。老師可以隨時(shí)根據實(shí)際情況發(fā)布信息，學(xué)生可以及時(shí)了解有關(guān)課程的教學(xué)安排。
�。�2）課程信息管理課程相關(guān)的信息資源包括電子講義、教學(xué)大綱、實(shí)驗指導書(shū)、軟件、參考資料等，對這些資源可以瀏覽、上傳、下載和打印。教學(xué)資源由教師上傳到網(wǎng)絡(luò )服務(wù)器的指定目錄中。教學(xué)資源可以為學(xué)生課前預習和課后復習提供幫助。
�。�3）作業(yè)發(fā)布與批閱教師發(fā)布作業(yè)，并規定學(xué)生交作業(yè)的最后期限。作業(yè)內容可以包含文本、圖像、動(dòng)畫(huà)等多媒體信息，作業(yè)上傳到Web服務(wù)器的制定目錄中。學(xué)生下載作業(yè)信息，完成作業(yè)后將其遞交給系統，系統將其存放到Wet，服務(wù)器的指定目錄中教師批閱其作業(yè)后，對作業(yè)進(jìn)行點(diǎn)評，并給出作業(yè)成績(jì)，該成績(jì)自動(dòng)登入學(xué)生記錄。最后，統計學(xué)生完成作業(yè)的情況，給出學(xué)生一學(xué)期的作業(yè)總評成績(jì)
�。�4）自動(dòng)答疑學(xué)生在學(xué)習過(guò)程遇到問(wèn)題時(shí)，可隨時(shí)訪(fǎng)問(wèn)該系統中的自動(dòng)答疑子系統。自動(dòng)答疑是一個(gè)適應性的知識庫系統，它分自動(dòng)答疑與人工答疑兩大部分。在教學(xué)設訓一階段，教師將本學(xué)科最常見(jiàn)的疑難問(wèn)題及答案按一定的組織方式存放到該課程的知識庫中。當學(xué)生在遇到疑難問(wèn)題時(shí)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò )遠程提交問(wèn)題的描述，系統將根據學(xué)生提交的問(wèn)題描述對知識庫進(jìn)行搜索，按照檢索內容相關(guān)程度的`高低，將對該問(wèn)題的解答呈現給學(xué)生。當在知識庫中沒(méi)有檢索到對該問(wèn)題的解答時(shí)，系統將通知學(xué)生，并將該問(wèn)題放入待解答的問(wèn)題區，由負責答疑的教師來(lái)解答，并將該問(wèn)題及答案添加到該課程的知識庫中。
�。�5）自測練習自測練習提供一個(gè)練習題庫，學(xué)生通過(guò)自測練習可以檢驗自己對所學(xué)內容的掌握程度。學(xué)生根據自己的情況選擇要練習的章節或內容，完成練習后，系統自動(dòng)給出測試結果，對于做錯的題目給出正確答案。
4 EJB組件的設計與實(shí)現
自動(dòng)答疑子系統的EJB組件主要包括以下幾個(gè)部分：
�。�1）KnowledgeBean：實(shí)體Bean，主鍵是Know ledgePK，它代表了知識庫中一條記錄。
�。�2）KeywordsBean：實(shí)體Bean，主鍵是KeywordsPK，它代表了關(guān)鍵詞庫的一條記錄。
�。�3）NoAnswerQuestionBean：實(shí)體Bean，主鍵是NoArrsw QuestionPK，是用來(lái)封裝未得到解答的問(wèn)題的一個(gè)實(shí)體Bean。
�。�4）AutoReplyBean：有狀態(tài)會(huì )話(huà)Bean，負責自動(dòng)回答學(xué)生提問(wèn)的工作流的會(huì )話(huà)Bean，它封裝了完成對一條問(wèn)題自動(dòng)解答的過(guò)程它定義了replyQ uestion（）方法完成對問(wèn)題的回答，該方法接受被提問(wèn)題的標題和內容描述；然后使用分析工具類(lèi)AnalyzeTool的getKeywords（）方法對問(wèn)題進(jìn)行分詞處理，分離出問(wèn)題中包含的關(guān)鍵詞；再使用搜索工具類(lèi)Searc；hT ool的、arth（）方法，搜索與該問(wèn)題匹配的答案
�。�5）ManualReplyBean：有狀態(tài)的會(huì )話(huà)Bean，負責人工解答已放入待解答問(wèn)題表中的問(wèn)題。通過(guò)NoAnswer QuestionBean的listQuestions（）方法可以得到待解答問(wèn)題的列表。對問(wèn)題解答完成后，使用KnowledgeBean的addQuestionAnswer（）方法將此問(wèn)題、答案及相關(guān)信息添加到知識庫中。
開(kāi)發(fā)一個(gè)EJB組件，需要編寫(xiě)EJB Bean類(lèi)、EJB Home接口、EJB Remote接口。下而就以AutoReplyBean為例，介紹EJB組件的開(kāi)發(fā)過(guò)程。
5 結束語(yǔ)
網(wǎng)絡(luò )輔助教學(xué)系統涵蓋了信息展示、課后答疑、作業(yè)管理、自測練習等功能。該系統的使用打破了傳統教學(xué)的時(shí)空限制，增進(jìn)了師生的交流，節省了教學(xué)成本，規范了教學(xué)過(guò)程，提高了教學(xué)質(zhì)量和教學(xué)效果，受到了廣大教師和學(xué)生的好評。尤其是自動(dòng)答疑功能的實(shí)現改變了學(xué)生不能及時(shí)得到解疑幫助的狀況，使教學(xué)手段得到較大的改進(jìn)本系統采用了符合J2EE規范的體系結構，以及完全支持J2E E規范的WebLogic應用服務(wù)器，具有良好的跨平臺性、安全性、可擴展性，能夠滿(mǎn)足各類(lèi)高校開(kāi)展網(wǎng)絡(luò )教學(xué)的需求。
下一步我們將繼續改進(jìn)、完善、擴充本系統的功能，如實(shí)現網(wǎng)絡(luò )課堂、語(yǔ)音答疑、網(wǎng)絡(luò )考試系統等，從而為網(wǎng)絡(luò )教學(xué)提供更好的支持。應該在上述處理的基礎上建立學(xué)生學(xué)習情況記錄表，跟蹤學(xué)生的學(xué)習進(jìn)度，記錄學(xué)生問(wèn)答歷史，進(jìn)一步挖掘學(xué)生的學(xué)習模式，從而真正做到因材施教。
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