淺析個性化網絡教學系統設計與實現
論文關鍵詞:SSH;AJAX;B/S模式;網絡教學論文摘要:Internet技術的迅速發展以及學校信息化程度的不斷提高,使得網絡教育資源日益豐富;基于Internet的教學方式已經深入人心,推動了我國教育改革的進程,改變了人們的學習觀念。個性化網絡教學系統充分利用網絡資源,強調學生自主個性學習,并采用AJAX、Struts、Spring、Hibernate等框架技術,使得項目開發過程簡捷、結構清晰,并且系統具備很好的可擴展性和可維護性,提高了軟件系統項目的可重用性。
一、網絡教學的現狀
隨著Internet技術的日益普及, 計算機網絡教學已成為現代教育技術發展的熱點。在網絡教學環境下, 可以最大限度地發揮學習者的主動性、積極性, 實現傳統教育無法做到的“個性化教育”。但在目前的網絡教學中, 以教師為主體的教學模式實質上并沒有改變。對網絡教學的理解也只是停留在教學手段和教學形式的改變上,同時系統開發一般采用Web技術,不能適應網絡發展與內容更新帶來的變化。為此我們采用ASSH框架技術研究并設計擴展性良好的網絡教學系統,讓學生根據自我水平進行個性化的學習,調用各種學習資源,自我設計學習進度直至達到學習目的。
二、系統框架技術
在程序開發時,我們選擇已有的優秀架構可以集中精力處理業務邏輯。在開發網絡教學系統時,我們選擇了當前流行的J2EE Web 應用框架。它整合了AJAX、Struts、Spring、Hibernate4四個架構(簡稱ASSH 框架)。
AJAX全稱為“Asynchronous JavaScript and XML”,在瀏覽器與 Web 服務器之間使用異步數據傳輸,這樣就可使網頁從服務器請求少量的信息,而不是整個頁面。AJAX 可使因特網應用程序更小、更快、更友好。[1]
Struts中模型是一個Action類,開發者通過其實現商業邏輯。視圖是由與Servlet配合工作的一整套JSP定制標簽構成,利用它們可以快速建立應用系統的界面。控制器ActionServlet是模型與視圖的聯系紐帶。[2]
Spring提供了輕量級管理業務組件的IoC容器。Spring通過依賴注入機制,可以在運行期間為組件配置所需要的資源,而無需在編寫組件代碼時指定,從而在相當程度上降低了組件之間的耦合,實現組件的即插即用。[3]
Hibernate實現對關系數據庫的對象化。Hibernate不僅能夠管理JavaBean(或者稱之為POJO)到RDBMS 表的映射,還能夠供應用查詢和獲取數據庫中的數據。Hibernate事實上是標準的O/R 映射技術。[4]
三、系統分析與設計
系統基本形式為一個交互式動態網站。用戶必須登錄后才能訪問系統,并且不同身份登錄后,所擁有的權限是不同的。用戶身份有:教師、管理員和已注冊過的學生等。每個身份可以注冊多個用戶,用戶可以操作自己權限內的模塊。整個系統劃分為網絡教學模塊、智能推薦模塊、網上交流模塊、答疑模塊、網絡測評模塊、后臺管理模塊等。
1.網絡教學模塊
該模塊主要有“課程選擇”、“課件閱覽”、“視頻點播”等部分, 提供相關課程的在線教學內容, 如HTML 網頁、PPT電子教案、DOC 教學文檔、RM、ASF教學錄像等,這部分是網絡教學系統的主要部分,學生可以根據自己的需要進行選擇性學習。
2.智能推薦模塊
學習內容的選擇上,系統根據學習歷史記錄和能力估計,選擇學生沒有掌握或是沒有學習過的教學內容,這些學習內容是與當前學生能力最接近的。在學習內容的組織上,系統將根據對學生估測的能力和學生的認知風格,選擇最適合學習者的內容呈現方式。
3.網上交流模塊
該模塊主要是通過“網絡論壇”來實現,給老師和學生提供一個在線交流的平臺。學生可以通過網絡論壇充分發揮自主權和發言權,對課程的某些主題可以在網上展開討論,發表各自見解,探討學習心得、交流學習經驗等。對疑難問題將設立專門的網頁,分專題進行深入、系統、理性的探討,為學生提供一個更為廣闊的學習平臺。同時該模塊接受來自各方面對教學的反饋信息,如教學問卷、學習要求及期望等。
4.答疑模塊
該模塊分為自動答疑和人工答疑兩種方式。系統自動答疑是指當學生遇到疑難問題時,通過網絡遠程提交問題的描述,系統將根據學生提交的問題描述,對問題庫和領域知識庫進行智能搜索,將對該問題的解答呈現給學生。當沒有檢索到對該問題的解答時,自動將問題發送到學科教師的留言信箱中,當教師對該問題進行回答后,系統通過發送留言通知該學生。之后,系統將對該問題的解答歸納到領域知識庫中,以便其他學生遇到類似問題時,能給予自動應答。人工答疑則是學生將問題直接針對某個老師發送,老師一旦上線給出解答后即反饋給學生。
5.網絡測評模塊
該模塊支持網上自測和正式考試兩種類型。學生可以登錄后進行網絡自測,選擇課程及內容進行測試, 可以自己設定章節、題型和難度系數等因素, 然后由系統隨機生成測驗卷, 自測完成后, 自動閱卷并給出正確答案; 教師以合法身份登錄后可以對試題庫中試題進行添加、刪除、修改,同時通過人工或智能組卷方式, 生成試卷對學生進行在線考試。系統可以自動生成并發布考試試卷, 并且能夠對考試結果進行批改、統計和分析。
6.后臺管理模塊
該模塊是網絡教學系統中不可缺少的重要組成部分,主要包括:人員管理、課程管理、試題管理、論壇管理、成績管理等。
四、系統關鍵技術的實現
1.頁面設計
主要采用JSP和部分Servlet定制的標簽來表現。為了加強用戶體驗與交互能力,在網頁設計大量采用AJAX技術來實現,如自動完成、在線提示等功能。
2.課程信息錄入流程實現
本系統采用ASSH框架進行開發實現,下面以課程信息錄入為例闡述系統的實現。在響應新增課程數據頁面請求時,通過導入課程管理模塊的配置文件struts-course-config.xml來完成業務流程的部署。當點擊course_add.jsp上的保存按鈕時,將輸入數據用set方法存入到courseForm中,然后根據struts-course-config.xml調用courseSave.do進行業務處理。在courseSave.do 中頁面數據將從courseForm中讀取。courseSave.do執行成功后將顯示頁面(course_save_success.jsp)。courseSave.do對應的CourseSaveAction在導入課程管理模塊的Spring配置文件中指定,也要定義名字為”/coursesave”的受管Bean。同時,CourseSaveAction 使用到CourseService。要使用CourseService,需要在CourseSaveAction 中生成csService 的get、set方法,并且courseContext.xml中對“/courseSave”進行CourseService 的依賴注入。
Spring和Hibernate 從dbContext.xml 中讀取和數據庫有關的信息。數據庫信息包括數據庫連接、與數據庫結構相對應的映射文件,把它封裝在dataSource中。然后將dataSource注入到sessionFactory中,sessionFactory同時還對課程信息表CourseInfo,所對應的映射文件CourseInfo.hbm.xml以及Hibernate相關操作然后將sessionFactory注入到數據訪問類CourseInfoDAO中。CourseInfoDAO中是對CourseInfo 表進行保存\查詢\刪除等基本數據操作,在CourseContext.xml中需要CourseService進行CourseInfoDAO及其代理的依賴注入。這樣做,使得當CourseInfoDAO變化時,只需修改CourseContext.xml 給CourseService 實現新的注入就可以了,由此解除了數據訪問層和業務層的緊密耦合。
3.事務控制
為了對系統中的事務進行統一管理和控制,采用了Spring的聲明式事務管理機制。聲明式事務最大的優點就是不需要通過編程的方式管理事務,只需在配置文件中做相關的事務規則聲明(或通過等價的基于標注的方式),便可以將事務規則應用到業務邏輯中。因為事務管理本身就是一個典型的橫切邏輯,這正是 AOP 的用武之地。
五、結束語
成功的網絡教學平臺可以為學習者提供圖文音像并茂、豐富多彩的人機交互界面, 讓學習者樂于學習,能為學習者提供一個自我發現、自主選擇的智能型個性化學習環境,同時創設一個多人在線、互相幫助、協作式學習環境。本文采用框架技術設計的個性化網絡教學系統旨在構建一個性能優良、適合網絡發展的智能型教學平臺。
參考文獻:
[1]百度百科.http://baike.baidu.com/view/1641.htm.[EB/OL].
[2]孫衛琴.精通Struts:基于MVC 的JavaWeb 設計與開發[M].北京:電子工業出版社,2005:383-403.
[3]羅時飛.精通Spring [M].北京:電子工業出版社, 2005:29-48,191-224,303-309.
[4]孫衛琴.精通Hibernate:Java 對象持久化技術詳解[M].北京:電子工業出版社,2005:1-42.
[5]郭鋒等.Spring 從入門到精通[M].北京:清華大學出版社.2006(8):10-250.
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