在线学习系统的研究与设计

刘艳

摘 要： 随着网络技术和多媒体技术的迅速发展，通过网络远程在线学习的方式，已经成为现代教学的手段之一。本文介绍了在现代网络传输条件下，一个典型的在线学习系统的研究与设计。

关键词： 在线学习 多媒体 网络技术

1.研究背景和意义

隨着现代信息技术的发展，教学和学习方式已经发生了巨大变化，不再局限于传统的面对面的教学模式。媒体技术及网络技术的发展使得网上在线学习得到了很大发展。

在线学习不同于以往的传统学习方式，为学生提供了更加自由的学习空间及丰富的学习资源和信息环境。利用网络进行远程教育已经成为教育发展的一个方向，可以突破时空界限，节省教育资源，而且师生间可以实现互动，反馈和交流都比传统广播电视教学更方便、更有效率。

本文设计并实现了一个小型在线学习管理系统，实现了多媒体学习资源的共享、下载、上传，为学生提供了自学材料及考核方式；为教师提供了教学课件，加强了师生之间的沟通和交流，为学生营造了主动学习的氛围。

2.系统总体设计

在线学习系统需要符合学生的学习心理、认知心理，学习和教学环境的营造要与当前单机版教学课件环境匹配，外在的网络硬件环境和师生间内在的教学、学习活动必须整合起来，创造出协作学习的环境，为学习活动提供更广泛的支持和发挥空间，满足不同知识水平和认知风格的学习对象的需要。

根据教学过程的实际调查，教师与学生分别有不同的功能需求。教师需要进行身份认证，从而具有教师权限，能够发布最新公告，发布教学课件和习题等，能够对学生上传的内容进行检查，能够在论坛进行答疑，还能对所在班级的学生进行管理。对于学生，需要身份认证，具有学生操作权限，包括课堂学习、练习教师布置的作业、上传作业、与教师互动答疑、浏览最新的公告等。

本系统主要基于JSP和SQL Server数据库技术，分为五大模块：身份管理模块、班级管理模块、上传下载模块、答疑模块、后台管理模块。采用当下流行的B/S模式，可以让学生用浏览器从任何一台连接到互联网的计算机访问系统。本系统采用三层B/S模式进行设计，第一层为操作界面，在浏览器中键入URL即可访问在线学习系统网站，Web服务器为客户提供对应的操作界面。第二层为应用层，应用程序都存储在Web服务器上，用户请求通过服务器提交给应用程序，由应用程序访问数据库。第三层为数据库，是已经设计建立完成的数据库系统，处理用户对数据库的查询、增加、修改、筛选甚至删除等请求。

3.主要功能模块介绍

3.1身份管理模块

身份管理模块，主要包括新用户的注册，修改密码，修改基本资料，以及重新获得密码等子模块。主要用户类型分为教师、学生和后台管理员。不同用户通过身份验证后，具有不同的权限和操作界面。后台管理员具有最大权限，可以对各类资源和用户进行管理。

3.2班级管理模块

教师对自己所任教的班级进行管理，包括学生成员管理、学生作业管理、学生成绩管理等子模块。教师可以浏览或备注学生的信息，可以根据实际情况将学生从对应班级中添加或删除，可以对学生的作业进行归档、存储及统计等，给予相应的成绩并存档。

3.3上传下载模块

本模块包括上传、下载和搜索子模块。各种不同类型的用户可以选择资源的路径和类别进行上传，给予一定的标题和描述以方便搜索，并记录上传的资源个数和信息。各用户可以在自己有权限的下载页面上，点击下载需要的资源，并记录下载资源的个数和信息。在搜索资源页面上，各类用户输入所搜资源的关键字或者不同的资源类别，系统返回满足条件的资源综合信息，分页显示。

3.4答疑模块

答疑模块分为交流、提问和建议子模块。交流子模块主要是学生之间进行相关知识点的讨论，提问子模块主要提供学生向老师留言提问，老师进行回复的功能。学生的提问可以预先提交并存储，等待老师上线后进行回答。建议子模块由学生或教师向后台管理员提交留言，提出建议或其他问题，管理员进行回复。

3.5后台管理模块

后台管理模块分为资源管理、用户管理、公告管理和留言管理子模块。资源管理子模块，管理员根据一定原则对各类资源进行审核和浏览，删除不当资源，并通过公告或留言告知上传者。用户管理子模块，管理员审核用户的注册申请，并可以浏览各类用户的信息和学习情况，剔除不符合要求的用户。此外管理员还可以发布各类公告，浏览各类留言，并删除不当留言。

4.主要实现技术

4.1数据库设计

本系统采用SQL Server数据库开发。Microsoft SQL Server作为一种关系型数据库管理系统，是当前最受欢迎的数据存储和数据检索模型[1]。系统与SQLServer2000连接采用Microsoft SQL Server 2000 Driver for JDBC，非常灵活，易于使用，速度快，低内存支出并且占用磁盘空间较少。

本系统建立了用户表、用户附加信息表、资源信息表、用户上传信息表、用户下载信息表、文件类型表、留言信息表、公告信息表等。数据库中采用了存储过程及触发器，实现了SQL SERVER编程模型，减轻了网络负载，提高了传输处理效率，并提高了系统管理安全性。

4.2操作界面的设计

本系统利用交互式的动态Web页面现图文、视频、动画等浏览及管理。采用了flash、photoshop等综合技术，针对学生青春、活力的风格特征，界面设计需要具有流行元素，符合激情、充满朝气的特色。

4.3应用程序设计

应用程序主要采用JSP进行开发，实现用户管理、上传搜索下载资源、留言管理、后台管理等主要功能模块。JSP可以执行于所有平台，移植性非常高，JSP和JavaBean甚至不用重新编译。设计过程中利用AJAX技术，AJAX的核心技术是XMLHttpRequest对象，通过这个对象，JavaScript可在不重载页面的情况下与Web服务器交换数据[2]，利用此技术可以实现用户名重名检测、三级联动列表菜单等。

5.总结和展望

在线学习主要利用动态网页制作技术、数据库技术、JSP及JavaScript等技术实现，系统需要体现出一定的实时性、交互性和动态性等特点。本系统旨在建立一个多学科通用的模块化网上教学平台，为本学院的网上教育提供技术基础服务。对于本系统所涉及的模块和技术，仍有许多问题需要进一步探讨和提高，如可以增加聊天室，进行在线答疑问，以及可以增加在线考试功能，等等。网络在线学习系统是传统教学的延伸，随着网络技术和多媒体技术的发展，这种信息化的教学系统将会有更广阔的空间。

参考文献：

[1]王俊伟等. SQLServer 2000中文版数据库管理与应用[M].北京：清华大学出版社，2007.

[2] 王诚梅等. JSP案例开发集锦[M].北京：电子工业出版社，2005.