基于Web的网络教学平台的设计和实现

　　一、引言

　　21世纪是知识和网络的时代，传统教学机制面临着前所未有的机遇和挑战：它的相对封闭性更加突出，学生所学不能满足社会灵活、多变的需求，这种“学”、“用”脱节的情况违背了“学以致用”的原则，成为我国高校人才培养一大障碍。改变传统的教学模式以适应社会发展的需要，是高校教育发展必须解决的问题。

　　网络教学平台借助先进的计算机网络和通讯技术，实时或非实时地传递多媒体的音频、视频或数据等信息，进行有选择、可视、交互的教学，为学生创造不受时间、空间限制的学习环境。Web方式由于其自身的灵活性、简便性、可靠性、兼容性等特点，己成为当前通过Internet开展网络教育活动的主要方式。基于Web的网络教学平台，就是用WWW（World Wide Web）作为教学媒体，传送教学内容，在网上实施教学、管理教学，并进行网上测试和网上交流。它可以克服传统教学的局限性，形成一种主动、协作和开放的学习模式。

　　二、网络教学平台的设计

　　（一）网络教学平台的模型

　　从教学活动的实际需求出发，网络教学平台是一个为教师、学生、管理员提供网络教学和管理的开放式平台。

　　学生登录网络教学网站，通过身份认证后，进入在线学习环境，选择要学习的课程开始学习。可进行的在线学习内容包括文本课程学习、视频课程学习、实时答疑、在线考试、BBS讨论和在线作业和测试等六个方面。其中，文本课程学习主要通过学生浏览网站上提供的教学大纲、教学实施方案和PPT课件进行学习；视频课程学习主要通过在线点播视频课程以及其他多媒体资源来进行；实时答疑以聊天室的形式提供一个实时交互的学习环境，使教师和学生、学生和学生之间充分进行交流讨论；BBS讨论提供的是非实时的交互学习，学生通过发表贴子进行提问和提出自己的观点，通过阅读贴子获得解答和了解其它学生的学习状况；在线测试给学生提供了进行自我测试的机会，学生通过在线测试可以了解自己对知识的掌握情况。

　　（二）网络教学平台的系统框架设计

　　网络教学平台在逻辑上的架构遵循MVC模式，将展示层，控制层，业务逻辑层，及持久层进行合理分离，每层的具体说明如下：

　　客户层：用于为用户提供可视化的用户界面，进行人机交互，本系统就是IE浏览器。在通信机制上以同步通信为主，在需要更新局部数据或处理一些简单的数据传递时则采用异步通信。

　　视图层：视图层是业务最直观的展现。它只负责表现逻辑而不应当包含业务逻辑，同时通过控制层发送用户的响应。在本框架中，视图层主要由HTML，JSP Struts 标签，ActionForm bean 构成。

　　控制层：控制层的作用非常大，不但要处理用户交互，还要调用业务层处理数据，同时要根据不同用户的请求展现不同的页面。控制层可以理解为一个分发器，负责将用户的请求传递给业务模型，告诉业务层该做什么，然后选择相应的视图返回给用户。因此，一个模型可能对应多个视图，一个视图可能对应多个模型。在本架构中，控制层功能主要由Struts的核心组件ActionServlet完成。它接收HTTP请求信息，根据配置文件Struts-config.xml的配置信息，把请求转发给适当的Action，然后由Action调用模型层的方法，更新模型的状态。

　　模型层：模型层处于控制层与持久层之间，负责应用系统的业务处理，是用例的外观实现，协调用例的真正实现者完成一次应用程序相关的功能。在本框架中，对于一些简单的业务逻辑，在Action内完成。对于一些复杂的业务逻辑，由Action根据用户请求调用相关的业务逻辑组件完成。

　　持久层：持久层的作用时保存业务模型状态和读取业务状态。对于数据库应用系统，持久层的功能是实现程序与数据库之间的数据存储与获取。在本架构中持久层由中间件Hibernate实现。

　　数据库层：用于数据的存储和组织、数据库的分布式管理、数据库的备份和同步等。

　　三、网络教学平台实现的主要技术

　　（一）持久层实现

　　持久层所使用的Hibernate框架将持久层与数据库交互的SQL语句完全封装起来，直到运行时才创建SQL。在客户端也只通过对象之间的操作来持久化数据。Hibernate框架的应用主要经过三个步骤：配置Hibernate；为每个实体创建对象――关系映射文件；声明管理Session对象的类。

　　（二）业务逻辑层的实现

　　业务逻辑组件代表应用的业务数据和业务逻辑，并负责访问和更新持久化数据，是应用中最重要的一部分。因此应该把所有的逻辑组件放在系统中的同一位置并使之与视图及控制器之间保持相对独立，这有利于维护数据的完整性，减少数据冗余，提高可重用性。本系统采用了DAO模式。

　　（三）控制层的实现

　　控制层主要通过Struts框架的ActionServlet，Action和相关配置文件来实现。当客户端向Web服务器发出请求，由配置文件把此请求映射至ActionServlet统一处理，ActionServlet将收到的参数传入ActionForm然后将请求映射到具体的Action类，由Action调用相应的业务逻辑组件来处理用户的请求。在业务逻辑执行后，控制器根据执行结果将系统转向到对应的JSP页面，将处理结果返回给客户端。

　　控制器Action实现

　　在本系统的实现中，所有的Action类都继承于自定义的BaseAction通用功能类。BaseAction类继承了org.apache.action.DispatchAction类，这样所有继承BaseAction的Action都能完成一组相关的业务操作，有利于代码重用和维护，减少Action的数量。在BaseAction中创建了Log4j的日记记录器，同样所有继承BaseAction的Action享有父类的日记功能。

　　（四）视图层的实现

　　视图层主要负责向客户展现动态网页内容。视图层主要由JSP网页构成。本系统主要利用了Struts标签库，JSTL标签库，DisplayTag标签库来创建JSP页面。在通信机制上以传统的同步通信为主，在需要更新局部数据或处理一些简单的数据传递时则采用异步通信。

　　四、结束语

　　鉴于网络教学平台可以克服传统教学的局限性，形成一种主动、协作和开放的学习模式。本文采用MVC开发模式，开发了一个基于WEB的网络教育平台。通过一个学期《JAVA程序设计》课程的教学实践结果表明，该平台不仅具有较强的交互性、通用性和可操作性，而且能为提高学生作为学习过程主体的主动性、积极性与创造性。

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