音乐远程教育学习系统的设计与实现

钱甜

(西安航空职业技术学院，西安 710089)

0 引言

计算机已经成为现代社会发展的载体，在信息存储、呈现以及计算方面都呈现出很大优势，为了顺应我国教育改革与素质教育的时代潮流，一定要打破传统的单一教学模式，发挥教师主要作用与以学生为主体的教学模式的探讨与研究，使得教育思想、观念、模式等都发生巨大变化。随着计算机网络的发展与普及，远程网络教学以教学资源丰富、教学方法多样化、教学形式灵活、教学效率高、学习过程独特等优势，越来越受到教育者的重视，作为传统教学模式的扩展与补充，远程网络教学必然会成为未来教育的主要发展趋势。

1 音乐远程教学系统设计原则

(1) 开放性原则：系统要支持学生通过各种网络在线获得有效的学习。教师可以通过系统进行在线管理学习资料以及作业。

(2) 简便性原则：对用户界面设计需要简化，易于熟悉及使用。对数据访问技术进行优化，用户在对所需信息进行访问时，可以通过优化技术将访问量降至最低。系统对相关数据资料的提取不能过于复杂，降低服务器负荷。

(3) 交互性原则：系统要能够提供丰富的内容交互，学生可以通过该系统对学习资料进行阅读，而且可以在线视听有关音乐，教师可以在线批阅学生作业，及时的向学生反馈有关结果。

2 系统功能需求分析

该音乐远程教育系统功能分析，如图1所示。

功能类别子功能用户管理音乐基础理论知识学习音乐常识学习音乐鉴赏作业管理用户登录用户管理密码设置音乐基础理论知识数据音乐常识数据音乐鉴赏视音频数据作业信息密码加密用户角色分配增加用户删除用户增加角色删除角色修改角色权限修改密码数据查询数据调阅数据查询数据调阅数据查询视听维护作业信息

图1 系统功能分析

通过音乐教学详细调查所得到的材料，对教学组织的管理状况进行分析处理，主要从音乐课在线教学全过程的角度进行分析，了解教学处理过程是否通畅，教与学在线数据是否完整，网上教学是否实现数据交互，处理过程与管理功能之间是否紧密联系等。

3 音乐远程教学系统模型设计

3.1 系统功能模型

音乐远程教学系统的功能模型主要是根据用户的具体需求所设计出来的能够反映系统的模型。通过问卷、调查等多种形式将用户的需求转换为正式的文档，该系统中，教师总体功能模块，如图2所示。

图2 教师功能模块

学员总体功能模块设计，如图3所示。

图3 学员功能模块

3.2 音乐远程教学系统行为模型设计

音乐远程教学系统主要由老师和学生两部分构成，老师和学生在系统中产生的行为都要遵循：登录—发出命令—显示操作结果—退出系统4个步骤，教师与学生操作系统，如图4所示。

当用户登录到系统之后，系统会对登陆信息进行审核。如果信息正确，用户会进入到已登录界面；如果信息错误，会返回到登录界面；如果多次登录失败，系统会将账户进行锁定。

4 音乐远程教学系统构架设计

4.1 系统构架设计

本文所设计的音乐远程教学系统属于B/S构架，与传统的模式相比，简化了系统的开发、维护以及使用，只要在客户端安装一个浏览器，在浏览器的地址栏输入系统的网址，便可以使用该系统，网络运行的架构图，如图5所示。

图5 网络运行构架图

在该构架设计中，使用一个Web服务器和一个数据库服务器，主要是考虑到系统的扩展性以及多个用户访问系统时对服务器产生巨大压力，让其各自承担不同的任务。

(1) Web Server，Web Server属于远程教学系统的核心服务器，主要对用户所发来的请求进行处理，根据请求来访问DB Server，从而与数据库进行数据交换，教学系统的所有业务往来都由它来完成，可以使用户得到更快的相应速度，并且将数据库操作有关的任务分给DB Server。

(2) 数据库服务器，主要将数据管理和处理工作从核心服务器中分离出来，进一步提高教学系统的性能，便于系统扩展。

4.2 系统构架分析

音乐远程教学系统采用MVC模式进行设计，主要由表示层、业务层、DAO层3个层次构成，如图6所示。

图6 系统构架

(1) Struts主要用于表示层。负责对用户的所有请求进行收集，根据不同的请求来做出相应的处理与交互，通过配置来决定业务处理后的转向，核心配置文件是Struts.xml，当Struts接收到用户请求并且做出相应的处理之后会根据文件中的配置来对页面进行更新。

(2) Spring业务层处理。在图6中，登录管理、学员管理、课程管理、考核管理、新闻管理、问答管理实际上是Struts被整合到Spring中的业务逻辑控制器Action的子类，这些子类中有相应DAO类的对象用来操作数据表，里面编写有对应的set方法，所以，Spring管理了系统类的生成，当需要那个类时，只要在applicationContext.xml中配置好便可，这样一来，程序之间的功能代码耦合是很小的，比较容易调试与维护。

(3) Hibernate数据库处理层，在该层中，数据库中所有表都要通过与之对应的文件与JavaBean关联起来，JavaBean中的每个属性都会对应数据表中的一个字段，通过对JavaBean的操作来实现相应的数据表操作。

4.3 系统构架的整体运行流程

在系统构架流程中，表示层运用JSP来编写，主要将页面展示给用户，实现与用户之间的交互，当用户发出请求时，会通过JSP页面发出，然后Struts按照文件中的配置，将接收到的请求转到相对应的类进行处理，在业务层中，Spring主要负责向action提供业务模型组件，并且提供统一的事物处理、在数据库持久层，Hibernate通过hbm.xml文件将数据库与JavaBean之间做自动映射，使得程序员可以通过操纵JavaBean来对数据库进行操作，并且将最终的结果反馈给业务层，当业务层智力之后反馈给控制层，最后通过JSP接收响应。具体流程，如图7所示。

图7 系统运行流程

5 音乐远程教学系统测试

5.1 测试方法

5.1.1 模块测试：该远程教学系统采用模块测试，使用黑盒测试法，输入预设值对音乐教学系统的数据查询以及编辑修改模块进行输入与输出测试验证，模块测试的部分例子，如表1所示。

表1 模块测试部分例子

5.1.2 组装模块测试：组装模块测试共20例，比较所测模块的输入参数与模块的形式参数在属性、个性以及顺序上是否匹配；调用标准函数的参数在个数、属性、顺序上是否正确。对路径测试采用白盒测试法，部分例子，如表2所示。

5.1.3 系统压力测试：在组装模块具体测试与系统功能具体测试过程中72名老师与3 200名学生在两天内分8各时间段同时登陆使用该系统，对各项功能进行在线测试，模拟网络高峰流量值时的系统运行情况。系统运行高峰时同时有400个以上终端并行在线工作。

5.1.4 容错处理测试：该部分测试主要在模块测试中进行，对整个系统的容错测试预设了20例各类错误值输入整个系统。

表2 组装模块部分例子

5.2 测试结果分析

1)70例测试中有63例输出正常，一例空值以及两例非正常数据格式值输入时发生异常，无法正常输出。对程序进行重新检查，确认是空值引起模块内的程序无法处理空值，非正常数据格式引起模块内的错误中止。针对这两个问题，需要增加程序条件处理空值，增强错误处理程序段的办法加以解决。

2)测试参数结果：通过20例的测试表明所测模块的输入参数与模块的形式参数在属性、个数、顺序上匹配，调用标准函数的参数在属性、个数、顺序上正确。

3)系统压力测试结果：在将使用人数提高到一定数量之后，系统仍然可以正常工作，证明服务器可以同时支持400个终端工作，满足学生公共音乐课的多人数使用。

4)容错处理测试结果：在20例测试中17例系统正常处理，3例系统处理出现异常，针对这种现象，对程序代码进行分析，发现程序对异常处理部分的不同条件覆盖不完整，于是增强了异常处理程序段的容错处理功能。

通过对远程音乐系统的高效测试，保障了音乐基础理论知识学习模块、音乐常识学习模块、音乐鉴赏模块以及用户管理模块等功能的实现，确保该程序在实际运用中稳定运行。

6 总结

本文所设计的音乐远程教学系统改变了传统的音乐课单一教学模式，为学习者提供丰富多彩的图文、音像并茂的交互式教学界面，有效的激发学生的学习兴趣，不仅能通过该系统来听教师讲音乐，而且可以动手找音乐、听音乐，通过多种感官的刺激来对音乐知识进行获取，提高学生对音乐知识学习的渴望，让学生能够主动体验音乐、欣赏音乐、创作音乐，为体验式、探索式、创作式的音乐学习创造条件。以学生

发展为中心，教师扮演引导者角色，帮助学生开展音乐理论学习、音乐研究，最大限度的发挥学生学习音乐的积极性与主动性。在实践教学中具有很大的应用价值。