基于J2EE平臺的網絡輔助教學系統(tǒng)的設計與實現的研究論文
1 引言
隨著互聯網技術和多媒體技術的發(fā)展，網絡教學作為一種全新的教學手段越來越受到人們的關注。網絡教學打破了傳統(tǒng)的教學模式，充分利用現代化的教學手段和多種教學資源，為學生提供良好的自主學習環(huán)境，教學效果和教學效率得到了較大的提高。大學計算機基礎課程如計算機文化基礎、程序設計基礎等覆蓋面廣，對這些課程采取網絡輔助教學手段將大大減輕教師和學生的負擔，提高效率，使教學活動走上一個新臺階。因此，結合我們目前正在開展的”程序設計基礎(C)“精品課程建設，我們開發(fā)了網絡輔助教學系統(tǒng)。該系統(tǒng)實現了信息發(fā)布與瀏覽、學習資源、自動答疑、作業(yè)發(fā)布與批閱、學生自測練習等功能。
J2EE平臺已經成為使用最廣泛的Web程序設計技術，J2EE Web程序的開發(fā)已成為信息系統(tǒng)的關鍵。J2EE具備平臺無關性、可移植性、多層架構體系、高效的開發(fā)、可伸縮性、穩(wěn)定的可用性等諸多優(yōu)點,從而成為構建基于Web的企業(yè)應用系統(tǒng)的首選平臺。本網絡輔助教學系統(tǒng)的開發(fā)就基于J2EE平臺,采用了J2EE技術規(guī)范。Web應用服務器采用了功能強大、安全可靠的WebLogic服務器軟件。數據庫服務器采用SQL SERVER。本系統(tǒng)已經在”程序設計基礎(C)“的教學中試用，系統(tǒng)運行良好，取得了較好的教學效果。
2 J2EE平臺及其體系結構
J2EE采用多層的分布式應用模型，可以有效地分離數據層、邏輯層和表示層。多層結構的設計帶來的最大好處是優(yōu)秀的擴展能力和負載均衡能力，各層之間禍合度低。J2EE架構允許開發(fā)人員將精力集中在應用的業(yè)務邏輯上因此，利用J2EE平臺可以構建一個易于擴展的系統(tǒng)。
客戶端通常采用Web方式，即Web客戶端一個Web客戶端由兩部分組成：由運行在Web，層的Web組件生成的包含各種標記語言(HTML.XML等)的動態(tài)web頁面；從服務器傳送來的靜態(tài)Web頁面，Web層組件包括Java Servlet、和JavaServer Pages(JSP)。Web層組件運行Web容器的過程中，Web容器管理JSP頁而和Servlet組件的執(zhí)行，它主要由Web服務器來實現，如Tomcat、Apache、Weblogic、Websphere等業(yè)務邏輯層組件是Enterprise Java Beans(EJB)。Web層組件和業(yè)務邏輯層組件都運行在J2EE服務器上。一個J2EE服務器提供EJB容器和Web容器。
J2EE平臺通過JDBC (Java Database Connectivity，簡稱JDBC)訪問數據庫JDBC是一個獨立于特定數據庫管理系統(tǒng)的開發(fā)接口，JDBC API為訪問不同的數據庫提供了一種統(tǒng)一的途徑。Web組件和E.TB組件都可以訪問數據庫。
3 網絡輔助教學系統(tǒng)的總體結構
網絡輔助教學系統(tǒng)是網絡教學中的網絡課堂之外必需的輔助教學環(huán)節(jié)，也可以作為傳統(tǒng)課堂教學之外的輔助教學手段。網絡輔助教學系統(tǒng)是一個集成平臺，它包含了信息發(fā)布與瀏覽、學習資源、在線交流、作業(yè)發(fā)布與批閱、自動答疑、自測練習等功能模塊。
在網絡輔助教學系統(tǒng)中有三種角色:教師、學生、教務管理員。教師具有發(fā)布教學信息、上傳教學資源、發(fā)布作業(yè)、批閱作業(yè)、解答問題、管理問題庫、管理自測練習題庫等權限。學生具有瀏覽與下載公告信息和教學資源、下載教師發(fā)布的作業(yè)、遞交已完成的作業(yè)、查詢自己的作業(yè)成績和點評信息、瀏覽問題庫、提問、進行自測練習等權限。教務管理員具有發(fā)布教學信息、管理教師/學生信息、設置和修改系統(tǒng)密碼等功能。
�。�1）信息發(fā)布與瀏覽教師和教務員發(fā)布教學安排信息，主要是有關上課、考試時間安排及教學計劃等信息。老師可以隨時根據實際情況發(fā)布信息，學生可以及時了解有關課程的教學安排。
�。�2）課程信息管理課程相關的信息資源包括電子講義、教學大綱、實驗指導書、軟件、參考資料等，對這些資源可以瀏覽、上傳、下載和打印。教學資源由教師上傳到網絡服務器的指定目錄中。教學資源可以為學生課前預習和課后復習提供幫助。
�。�3）作業(yè)發(fā)布與批閱教師發(fā)布作業(yè)，并規(guī)定學生交作業(yè)的最后期限。作業(yè)內容可以包含文本、圖像、動畫等多媒體信息，作業(yè)上傳到Web服務器的制定目錄中。學生下載作業(yè)信息，完成作業(yè)后將其遞交給系統(tǒng)，系統(tǒng)將其存放到Wet，服務器的指定目錄中教師批閱其作業(yè)后，對作業(yè)進行點評，并給出作業(yè)成績，該成績自動登入學生記錄。最后，統(tǒng)計學生完成作業(yè)的情況，給出學生一學期的作業(yè)總評成績
�。�4）自動答疑學生在學習過程遇到問題時，可隨時訪問該系統(tǒng)中的自動答疑子系統(tǒng)。自動答疑是一個適應性的知識庫系統(tǒng)，它分自動答疑與人工答疑兩大部分。在教學設訓一階段，教師將本學科最常見的疑難問題及答案按一定的組織方式存放到該課程的知識庫中。當學生在遇到疑難問題時，通過網絡遠程提交問題的描述，系統(tǒng)將根據學生提交的問題描述對知識庫進行搜索，按照檢索內容相關程度的`高低，將對該問題的解答呈現給學生。當在知識庫中沒有檢索到對該問題的解答時，系統(tǒng)將通知學生，并將該問題放入待解答的問題區(qū)，由負責答疑的教師來解答，并將該問題及答案添加到該課程的知識庫中。
�。�5）自測練習自測練習提供一個練習題庫，學生通過自測練習可以檢驗自己對所學內容的掌握程度。學生根據自己的情況選擇要練習的章節(jié)或內容，完成練習后，系統(tǒng)自動給出測試結果，對于做錯的題目給出正確答案。
4 EJB組件的設計與實現
自動答疑子系統(tǒng)的EJB組件主要包括以下幾個部分：
�。�1）KnowledgeBean：實體Bean，主鍵是Know ledgePK，它代表了知識庫中一條記錄。
�。�2）KeywordsBean：實體Bean，主鍵是KeywordsPK，它代表了關鍵詞庫的一條記錄。
�。�3）NoAnswerQuestionBean：實體Bean，主鍵是NoArrsw QuestionPK，是用來封裝未得到解答的問題的一個實體Bean。
�。�4）AutoReplyBean：有狀態(tài)會話Bean，負責自動回答學生提問的工作流的會話Bean，它封裝了完成對一條問題自動解答的過程它定義了replyQ uestion（）方法完成對問題的回答，該方法接受被提問題的標題和內容描述；然后使用分析工具類AnalyzeTool的getKeywords（）方法對問題進行分詞處理，分離出問題中包含的關鍵詞；再使用搜索工具類Searc；hT ool的、arth（）方法，搜索與該問題匹配的答案
（5）ManualReplyBean：有狀態(tài)的會話Bean，負責人工解答已放入待解答問題表中的問題。通過NoAnswer QuestionBean的listQuestions（）方法可以得到待解答問題的列表。對問題解答完成后，使用KnowledgeBean的addQuestionAnswer（）方法將此問題、答案及相關信息添加到知識庫中。
開發(fā)一個EJB組件，需要編寫EJB Bean類、EJB Home接口、EJB Remote接口。下而就以AutoReplyBean為例，介紹EJB組件的開發(fā)過程。
5 結束語
網絡輔助教學系統(tǒng)涵蓋了信息展示、課后答疑、作業(yè)管理、自測練習等功能。該系統(tǒng)的使用打破了傳統(tǒng)教學的時空限制，增進了師生的交流，節(jié)省了教學成本，規(guī)范了教學過程，提高了教學質量和教學效果，受到了廣大教師和學生的好評。尤其是自動答疑功能的實現改變了學生不能及時得到解疑幫助的狀況，使教學手段得到較大的改進本系統(tǒng)采用了符合J2EE規(guī)范的體系結構，以及完全支持J2E E規(guī)范的WebLogic應用服務器，具有良好的跨平臺性、安全性、可擴展性，能夠滿足各類高校開展網絡教學的需求。
下一步我們將繼續(xù)改進、完善、擴充本系統(tǒng)的功能，如實現網絡課堂、語音答疑、網絡考試系統(tǒng)等，從而為網絡教學提供更好的支持。應該在上述處理的基礎上建立學生學習情況記錄表，跟蹤學生的學習進度，記錄學生問答歷史，進一步挖掘學生的學習模式，從而真正做到因材施教。
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