信息化背景下多元网络教学平台的设计与实现

王雨阳

摘 要： 提出在教育信息化背景下设计并实现高校网络教学平台。首先，利用基于B/S模式的體系结构建立由Web浏览器、Web服务器和数据库服务器组成的网络教学平台，利用Struts框架的MVC三层结构原理在平台架构上设计出平台视图层、控制层、逻辑层，采用上述步骤初步完成网络教学平台的总体设计；其次，以B/S结构的数据库服务器为基础，将系统详细分为若干功能模块，平台功能模块设计系统主要依据对管理员子模块、教师子模块和学生子模块等主要功能进行设计来实现，即完成了在信息化背景下的多元网络教学平台设计。实验证明所提出的设计方案可以更优秀地完成网络教学互动过程。

关键词： B/S结构； 网络教学平台； 功能模块设计； 信息化技术

中图分类号： TN911?34； TP391 文献标识码： A 文章编号： 1004?373X（2017）19?0037?04

Design and implementation of multi?element network teaching platform

based on information technology

WANG Yuyang

（Changchun Guanghua University， Changchun 130033， China）

Abstract： The college network teaching platform based on information technology was designed and implemented. The architecture based on B/S mode is used to establish the network teaching platform composed of Web browser， Web server and database server， and then the MVC three?layer structure principle of Struts framework is used to design the view layer， control layer and logic layer in the platform architecture. According to the above steps， the overall design of network teaching platform was accomplished preliminarily. On the basis of the database server of B/S structure， the system is subdivided into several functional modules. The design system of the platform functional modules was implemented by means of the design of the main functions of the administrator submodule， teacher submodule and student submodule， which can accomplish the design of multi?element network teaching platform based on information technology. The experimental results show that the design scheme can realize the interactive process of network teaching perfectly.

Keywords： B/S structure； network teaching platform； function module design； information technology

0 引 言

随着无线网络技术的迅速发展，计算机、智能手机、iPad等通信设备日益成熟，应用广泛网络技术和4G无线网络技术，让人们在衣食住行等各个领域中受益，并享受着网络给人们带来的便捷生活方式，例如，网上购物、网上点餐、网上酒店票务预订以及实时在线地图更新等[1]。预示着人们的生活已进入了信息多元化时代，它改变了人们的生活方式、学习方式，因此教育方式也将不可避免地在信息化背景下发生巨变[2?4]。文献[5]将计算机技术、网络媒体技术与先进的教育理念相结合，建立以网络为基础的信息化教学平台，形成新教学模式并强烈冲击着传统的“粉笔+黑板”的授课教学模式，这种融入先进教学理念的信息化、网络化学习模式改变了老师以往的填鸭式授课方式[6]。

文献[7]中提出参与者的活动状态可以在网络教学平台上完整地记录下来，利用查看日志了解参与者的活动轨迹，可以对教学过程实现监督与管理，对规范教学、提高教学质量非常有利。平台提供教师备课、创设教学情境等多项功能，合理利用平台能够实现丰富教学内容与形式的目的。教师也可以通过该平台对学生进行问卷调查、布置作业及课业测试等功能，以便更好地了解学生对课程的掌握情况。

鉴于网络教学的优势，提出在信息化背景下对高校网络教学平台进行设计并实现。首先，通过B/S模式的体系结构建立网络教学平台，网络教学平台由Web浏览器、Web服务器和数据库服务器组成，以Struts框架的MVC三层结构原理为基础，在平台架构上完成平台视图层、控制层、逻辑层的设计，利用上述步骤完成网络教学平台的总体设计；其次，以B/S结构的数据库服务器为基础，将系统详细分成若干功能模块，根据对管理员子模块、教师子模块和学生子模块等主要功能的设计实现平台各功能模块系统的具体设计，从而实现信息化背景下多元网络教学平台的设计[8?9]。

1 多元网络教学平台设计与实现过程

1.1 基于B/S体系结构的平台框架设计

基于Web数据库系统的网络教学平台，如何充分发挥Internet技术优势，高效共享教学资源、实现动态管理，并使教学资源的利用率有效提升是该平台建立的根本目的。

通过系统需求设计多元网络教学平台的基本架构，将平台分成若干功能模块，各功能模块的具体内容要详细阐述。为使网络教学平台的可扩展性与可维护性得到更好地满足，网络教学平台的基本框架选择B/S体系结构。具体系统框架图如图1所示。

该框架设计结构的优势在于能够使网络教学平台拥有更加优良的开放性与扩展性，并且使外部用户无法通过浏览器对数据库服务器直接访问，要想查询访问相关后台数据库内容，只能通过访问Web服务器才能实现，系统安全性得到充分保护，且增强了网络教学平台与学生、教师间的交互性。

B/S结构是一种Web兴起后的新型网络结构模式，也就是浏览器/服务器模式，便于维护，并且适合与其他系统集成是其主要特点。B/S结构主要由客户机（一个装有浏览器的远程客户终端）、Web服务器（连接客户端与后台数据库服务的纽带，处理浏览器请求的应用程序）以及数据库服务器（安装有各类程序的服务器软件）三部分组成。所以客户机利用浏览器，通过Web服务器实现与后台数据库服务器的数据交互。

Web浏览器作为B/S结构中最主要的客户端应用软件，它能够利用B/S结构统一客户端，然后在服务器上聚集系统实现其功能的核心部分，在系统的开发和维护成本方面也较低，是实用性较强的系统。具体B/S结构体系图如图2所示。

分层设计原则作为B/S结构运用过程中必须遵循的一个关键原则，它指的是在逻辑上运用结构化方式完成系统设计与实现。文中运用该结构的网络教学平台，以Struts框架MVC三层结构原理为基础，实现体系分层设计。系统结构通过Struts框架MVC模式区分为数据访问层、业务控制层、系统表现层三个部分。具体三层间的关系如图3所示。

在系统设计中数据库至关重要，整个多元网络教学平台系统中它是最重要的部分之一，因此以B/S结构设计框架为基础对数据库设计进行了详细描述。

课程信息表、资源信息表、用户信息表等许多数据都存储在网络教学平台的数据库中。当多个用户同时读取与写入数据时，需遵循以下规则进行数据库设计：

（1） 数据库需求分析。为满足用户需求，需求分析是数据库设计的第一步；

（2） 数据信息的正确性、一致性原则。平台经常出现多个用户同时发送访问数据的情况，为保证数据的有效性，因此需要按照一定原则保证关联数据的一致性；

（3） 数据库安全性原则。课程资源、教学活动等网络教学平台中的主要数据如果被破坏，就会出现丢失数据的情况，造成不必要的损失，因此为保护数据库安全，要采用相应措施从数据库系统每个层次对数据进行保护；

（4） 数据库完整性原则。为确保数据库中的信息表在传递过程中数据不变，可以通过建立表间联系来实现；

（5） 可扩展性。由于存储在网络教学平台中的数据每年都会递增，因此在数据库设计时相应的伸缩性和扩容性必需考虑。

具体用户、课程相对应的数据结构如图4所示。

根据系统的需求分析，文中基于B/S结构对以信息化为背景的多元网络教学平台进行了初步的总体框架设计。

1.2 网络教学平台功能模块设计

为了进一步完善多元网络教学平台的整体功能系统，可将平台功能模块划分为管理员管理子模块、教师管理子模块、学生管理子模块三个子模块，具体模块功能流程图如图5所示。

1.2.1 管理员子模块

该模块为多元网络教育平台的管理负责者，它的主要责任就是平台维护及网站管理，确保系统的稳定运行和教师教学互动的有效开展，该模块是整个系统平台的核心部分，具体功能描述如下：

（1） 角色划分。初次利用浏览器登录网络教学平台时需提供新用户的E?mail等联系方式，根据用户提供的资料对新用户实现角色匹配及权限划分。例如新用户为教师，则新用户可以使用的权限包括申请添加或删除课程、向网络平台上传教学资源等；若新用户为学生，则该用户包括的权限为在线选课、在线测试、查看成绩等，同时管理员具有增减用户及管理用户等级权限的功能。

（2） 课程管理。在该功能内，管理员通过教学实际情况对系统内的功能类别进行添加或删除，同时也对各功能具有移动、修改或者导入新课程的权利，也具备恢复课程及备份课程的权限。

（3） 网络页面设置。网站管理员可选择安装不同皮肤插件使平台布局及外观设计实现更加美化的效果。

（4） 其他设置及信息查询。网站管理员可对用户在此平臺的在线时间、离线时间及选课听课等活动进行查看；可在平台内发布通知及公告等，利用该模块能够对多项信息实现准确管理。具体管理员子模块操作流程图如图6所示。

1.2.2 教师管理子模块

该网络教学平台的主要使用者之一为教师，通过该平台提供给教师各种权限及功能，可以较好地完成教学活动，利用网络平台的特点可以生动地设计教学过程，开展有效的互动活动，以实现寓教于乐的目的。具体功能描述如下：

（1） 申请课程。教师收到任课通知后，通过平台可申请增添新课程，并对新课程进行简单设计，同时能够实现添加、删除、修改、移动等功能。在管理员将学生实现批量导入系统后，可依据学生情况对其实现分组教学。

（2） 教学设计及组织活动。依据课程内容及各课程所具备的特性，教师可将教案、教学资料、教学动态视频及教学课件等资源上传至网络教学平台内，以方便教学过程。以上述教学资源为基础，达到预先设计好的教学目的，从而提高教学质量，促使学生有效获取知识。

（3） 在线测试管理。此功能模块内，教师可利用模块内具备的题库选题功能，在题库中采取随机抽取或者人工选择的方式对试题进行选择后形成测试卷，同时教师还可以设定试卷测试时间、能否重新答题及答题次数等，并对试题拥有删除、添加和改变顺序的权限。在学期教学课程结束后，还可以利用该网络平台准备期末考试卷，其中客观试题部分可通过该系统平台自行评判。

（4） 个人资料管理。教师可查看、更改个人信息，也拥有设置个人微博，传送个人消息等功能。具体教师管理子模块操作流程如图7所示。

1.2.3 學生管理子模块

在网络教学平台中，另一主要使用者为学生，为了方便学生浏览该网络平台，在学生管理子模块中增添了选择课程学习、课程互动活动、在线测试答题、设置个人资料等功能，具体功能描述如下：

（1） 课程学习。学生通过浏览器注册新用户成功后即可查看教学简介、课程及本学期内的全部学习课程等信息。

（2） 教学互动。在网络教学平台中，根据教师对课程设置的场景，学生可以与教师及其他学生进行相关问题的研讨，实现一系列的互动活动，从而提升学生的学习能力。

（3） 在线答题。为了方便了解学生对知识的掌握程度，在单元课程结束后，学生可根据教师提供的单元测试进行在线自我评测。在完成测试后也可进入平台实现成绩查询功能，该功能可以实现知识的巩固与复习。

（4） 个人资料管理。学生在网络教学平台中可更改个人基本信息，同时可根据兴趣爱好建立个人学习空间。具体学生管理子模块操作流程如图8所示。

综上所述，通过基于B/S结构采用MVC三层结构原理对多元网络教学平台的总体框架实现初步设计，在该框架的基础上分别对各功能模块进行详细的分析与设计。

2 仿真实验与结果分析

文中设计的多元网络教学平台是基于B/S结构，用户只需通过浏览器即可实现对教学平台的访问及操作，为验证该平台是否能有效实现其优良的教学功能，现对平台内的各功能模块进行测试实验，具体实验步骤如下：

管理员子模块测试：新注册用户需要提供注册的相关信息如账户名、登录密码、邮箱、姓名，填写完成后将以电子邮件的形式发送给管理员，在获取管理员同意后，新注册用户可登录至网络平台。实验给定100名新用户，其中包括85名学生用户和15名教师用户，分别利用文中多元网络教学平台及Moodle教学平台对100名用户进行角色准确划分，具体划分结果如表1所示。

由表1可观察出实验给出100名用户进行测试，运用文中多元网络教学平台可以成功地将100名用户进行角色准确划分；而Moodle教学平台则未能正确将用户角色实现准确分类，因此文中平台该模块为有效设计。

由表2数据可看出利用Moodle教育平台500名学生未能全部进行课程选择学习，其中只有230名实现了课程选择学习，200名学生实现了在线测试操作，表明该系统平台在线学习成功率较低；而利用文中多元网络教学平台进行的学生课程选择学习及在线测试，全部500名学生都实现了以上两个步骤操作，显然文中网络教学平台的设计可行性较高。

3 结 论

伴随网络技术的不断发展，传统教育方式已经不能满足现代化教育的需求，因此文中以信息化背景为前提，对多元网络教育平台进行设计并实现。首先，基于B/S结构，通过该结构中的Web浏览器、服务器及数据库服务器实现平台与数据库间的关联，并运用MVC三层结构原理对平台的总体框架进行初步设计；然后，在该系统框架内对各个功能模块进行划分，包括管理员子模块、教师管理子模块及学生管理子模块，并对以上模块分别进行详细分析设计。实验结果表明，本文设计的多元网络教学平台的可行性较高。

参考文献

[1] 王兴伟，李婕，谭振华，等.面向“互联网+”的网络技术发展现状与未来趋势[J].计算机研究与发展，2016，53（4）：729?741.

[2] 王爱菊.浅谈网络信息化时代实行病案与统计工作一体化管理的意义[J].世界最新医学信息文摘，2015，49（11）：112.

[3] 康健，张鹏.基于物流网络信息化的同城配送系统设计：以出租车同城配送为例[J].物流技术，2015，34（10）：219?221.

[4] 令狐新荣.多媒体网络负面信息分类方法研究与仿真[J].计算机仿真，2016，33（8）：260?263.

[5] 陈湘云.网络信息化教学对大学英语改革的实践研究[J].吉林工程技术师范学院学报，2015，31（1）：79?80.

[6] 张炳蔚，刘彩丽，刘艺，等.以团队为基础学习结合传统教学方法在神经病学教学中的应用[J].中华医学教育杂志，2015，35（3）：390?391.

[7] 张旭，张韵.普通高校公共音乐鉴赏网络教育平台建设的思考[J].电子科技大学学报（社会科学版），2016，18（3）：91?94.

[8] 许畅，嵇承栋，王伟民，等.基于B/S与C/S混合模式的医院科研管理信息系统应用与实践[J].医学信息学杂志，2016，37（9）：38?42.

[9] 陆亚波.基于MVC技术的高职院校科研项目管理网络平台设计与实现[J].宿州教育学院学报，2016，19（1）：156?157.