精品课程网站的设计与实现文档格式.docx
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The21stCenturyisthetimesofinformationhighlydevelopingandspeedingcirculation.Withthepopularizationofcomputersandthewidespreadapplicationofcomputernetwork,whichmakethemainonthestreethavetimetotouchmoreknowledgethaneven.Facingtothephenomenaabout“theinformationdetonation”intheinformationera,howtomaketheeducationtocatchthestepoftimes,atleastwillnotdropbyit?
Manyexpertsthinkthequestionthat“howcanwereloadtheeducationresourceontothewebsiteandmakemorepeoplebeabletohavetimetotakethesesource”allthewhile.Asaorganwithwhichdiffuseknowledgeasitsmainfunction,it’sverynecessarytobuildarefinementcourseforeachschool,itnotonlymakesmorepeopletogetclosetheeducationsourcebutalsohelpstheschooltoenhanceitswell-knowndegreeandthestudents’self-studyability.
ThedevelopmentofthisprojectisbasedonB/Sframe,whichusesofJavaprogramminglanguageandSqlServerdatabasetodevelop.Atfirst,thispapercarriesonademandanalysisaboutelaboratecoursewebsiteindetail.Secondly,thefunctionsofelaboratecoursewebsiteareprovided,andtheplanofelaboratecoursewebsiteisdiscussed.Finally,acomparativelydesignisprovided,andthestepsofconcreterealizationareproduced.Throughacarefullytestingandanalyzing,whichshowsthissystemisstable,reliable,andhascertainpracticalvalue.
KeyWords:
ElaborateCourse,Website,Database,Education,Resource,InformationShare
1绪论
1.1研究背景及意义
近年来,随着我国高等教育教学改革、高校扩招、课程设置调整以及新老教师交替等一系列新情况的产生和发展,高等学校教育教学质量成为全社会日益关注的一个热点话题。
2001年8月,教育部提出12条加强本科教学工作、提高教学质量的措施和意见,包括了教授要为本科生讲课等问题。
2003年4月,教育部提出了建设“高等学校教学质量和教学改革工程”的规划,并下发了《教育部关于启动高等学校教学质量与教学改革工程精品课程建设工作的通知》,其中“质量工程”包括两方面内容,一个是“教学名师”队伍的建设,另一个就是“精品课程建设计划”。
2004年2月10日教育部举行了关于国家精品课程建设工作的新闻发布会,教育部副部长吴启迪在会上通报了“高等学校教学质量和教学改革工程”取得的一项新进展——千门精品课程上网络,打造高等教育新质量。
在信息高速发展的今天,传统的教学模式、过时的形式已经越来越难以满足现代的教师教学与学生学习的需求。
网络的出现,给我们带来了良好的解决方式,为了可以适应现代教学的需求,就必须利用网络开发出符合现代社会的教学媒体。
而精品课程网,就是应运时代要求而出现的一种直观的教学方式,摒弃了传统的课堂授课、学生死记硬背的方式,采用学生通过网络来自主学习的这一方式。
精品课程网站的建设是精品课程建设的重要组成部分,国家教育部《国家精品课程建设工作实施办法》也对精品课程网站建设提出了明确要求和具体内容,明确提出,要利用现代教育信息技术将精品课程的教学资源、教学活动、教学管理等相关内容实现网路化建设和管理,真正实现优质教学资源共享,达到开放、共享、提高的目的。
因此为进一步推动学校教学改革,提高教学质量和人才培养质量,共享优质教学资源,我院启动了省级精品课程和校级精品课程的建设,积极为申报国家级精品课程奠定基础。
结合我院实际情况,建立一套完善的精品课程网站管理系统,不仅能够实现精品课程从申报、评审到维护应用的网络化统一管理,使精品课程教学资源在更大范围内得到共享,而且对改进学院育人环境,激发师生工作学习的积极性和创造性也有着重要的作用,并且对其他课程建设起到积极的推动意义。
1.2国内外研究现状
鉴于课程网站在精品课程建设中的重要作用,从2003年初开始我国各高校均投入了大量人力物力进行精品课程网站的开发。
为了提高网站开发效率,有些高校开发出与精品课程网站制作相关的支持软件,如“教师网上备课系统"
、“EduOffiee传奇电子教案制作与授课系统"
等。
面对精品课程网站制作的巨大市场,许多软件公司推出了一些精品课程开发系统,其中国内影响较广的是“天空教室网络教学系统’’、“天空教室精品课程开发系统’’。
国外有WebCT、Blackboard等。
这些系统提高了精品课程网站的速度,并且降低了精品课程网站的技术门槛,把精品课程建设者从复杂的网站技术开发中解脱出来,从而有更多的精力研究课程内容、教学手段、教学方法等的改进。
然而这些开发系统,虽然功能强大,但要集中布置、集中管理,灵活性和个性化不足,且购买价格较高,一般不提供源代码,给系统升级和二次开发造成困难。
因此,开发通用性强、可重用性高、易于定制和管理的精品课程网站开发系统是十分必要的。
当前国内外部分精品课程网站大体上遵循“三级管理”的模式进行资源建设,重视实用性和针对性的建设理念。
各高校精品课程网站开发一般都采取独立开发模式,没有统一的开发平台,在开发环境、运行环境、功能设计和界面设计等方面开发人员要进行大量的重复劳动。
各精品课程网站在内容、形式和风格等方面也存在着较大差异。
目前,精品课程网站开发存在的不足主要体现在以下几个方面:
(1)系统孤立,无法与其它信息管理系统进行深层次集成。
目前许多高校都在原有的各信息管理系统和教学资源之间进行整合,有的学校还构建了统一的信息门户,提供一站式服务。
整合的前提是各系统共享最基础的数据库,但现有的精品课程网站制作系统尚未考虑到这一现实需求,关于课程内容几乎全是以HTML页面的形式存储和显示,而现有的其它教学信息系统的数据大多用关系数据库存储,因此不利于数据共享。
(2)用户交互环节支持较弱。
大部分制作系统在课程网站内都提供测试题栏目,但通常只是提供简单的测试题的浏览,并不支持在线答题、智能打分、答案提示等功能。
另外,一些系统缺乏必要的师生、生生在线交流工具,学生在利用精品课程进行学习时,遇到的问题不能及时和老师或其他学习者交流,无法得到及时的解决,影响精品课程的使用效果。
(3)界面呆板、个性化程度不够。
大部分制作系统都是通过让用户选择系统提供的固有的模板来确定精品课程网站的界面和风格。
而这些模板为了方便技术上的实现,界面一般都比较简单,艺术性不强,不能满足不同学科的特色需求。
(4)课程内容的管理不善。
国内部分网站建设的统一性、规范性和可使用性不强,教学信息内容得不到及时更新,当教学资源不断丰富增加时,没有设置资源的分类查询功能。
精品课程网站建设和管理存在的这些问题,导致课程网站正成为精品课程建设的瓶颈,极大影响了精品课程的评定,严重制约了优质教学资源的传播和共享。
1.3本文工作
精品课程网站开发系统可以完成精品课程申报网站的管理与课程资源网站的管理功能,提高高校精品课程资源管理的效率,充分发挥各高校间的教学交流合作和学生自主化学习的作用。
本课题组主要负责精品课程资源网站模块的设计与实现。
网站资源管理功能十分重要,它完成精品课程有关的教学资源管理,用于网站资料上传共享,并为每一位任课教师设置了自己的专用空间,用于放置任课教师的相关资料。
要完成该模块的设计与实现,概括起来主要做以下几方面工作:
(1)系统需求分析
研究和分析精品课程资源管理功能模块,明确精品课程资源管理规范,了解现有的网站自动生成软件系统应用,听取广大教师和管理人员的意见,以提高系统平台的通用性为目标进行开发。
(2)系统的构架选择
本文首先针对项目的需求,对整个系统的架构进行了选择,采用基于B/S的三层设计结构,同时对各个模块的功能及任务进行了定义和划分。
(3)主要功能的设计
学生用户模块设计:
学生和其他浏览用户只能查看和下载相关资料,没有其他权限。
主要完成的功能包括:
查看各级精品课程,下载相关教学资料和评论教学内容。
教师用户模块设计:
教师主要负责自己教学资料的管理和更新,发布与自己教学有关的信息。
查看自己的课程表和各级精品课程,申报课程,教学录像、教学课件等教学资料的上传,教师用户个人信息设置。
审批专家模块设计:
审批专家主要负责预申精品课程的审核。
各级精品课程的审核,评审专家个人信息设置。
管理员模块设计:
为了更好地提高系统安全性,教师用户和审批专家用户不能自己注册及删除,都要通过管理员进行添加和删除。
管理员主要完成的功能包括:
课程信息管理,教师信息管理,公告信息管理,教学团队管理,个人信息设置。
(4)系统的实现
在完成系统功能需求和数据库设计的基础上,应用三层设计架构,实现了一套比较完整的高校精品课程网站管理系统。
(5)系统的测试
通过对系统进行黑盒测试(功能测试),保证系统的稳定性和安全性。
1.5论文组织结构
围绕以上内容,本文主要由以下七部分组成:
第1章绪论。
主要介绍本文的研究背景及意义、国内外研究现状和论文完成的主要工作。
第2章系统关键技术概述。
对于在系统开发过程中用到的工具和技术进行必要的分析。
第3章系统需求分析。
主要对系统的功能、系统的性能以及数据库进行详细的分析。
第4章系统设计。
在系统需求分析的基础上,对系统的构架、系统的功能和数据库进行设计。
第5章系统实现。
介绍系统中各界面的实现。
第6章系统测试。
对系统各个模块进行测试,保证系统功能的完善。
第7章总结与展望,对开发项目进行全文总结和进一步展望。
2系统关键技术概述
2.1JSP技术
JSP即JavaServerPages,它是由SunMicroSystem公司于1999年6月推出的新一代开发语言,是基于JavaServlet以及整个Java体系的Web开发技术。
它有如下优点:
(1)JSP是跨平台的,可以在Windows系列、Linux、Unix等上运行。
(2)JSP是由Sun公司倡导、多家公司参与一起建立的一种动态网页技术标准,获得了大多数厂商的支持。
(3)只需将JSP编译一次成为Servlet文件,当有相同的客户请求时,JSP服务器将产生一个该Servlet文件的一个线程来响应,而不是重新编译JSP文件,这样就大大提高了Web服务器端的响应速度。
(4)有多样化和功能强大的开发工具来支持。
如JBuilder,Eclipse,Ultraedit,Editplus,Dreamweaver等。
但也存在如下缺点:
1.因为JSP是建立在Java的基础上,没有一定的基础是很难短时间学会的。
2.Java的运行速度是用class常驻内存来完成的。
另一方面,它还需要硬盘空间来储存一系列的.java文件和.class文件以及对应的版本文件。
2.2Struts框架
2.2.1Struts框架简介
MVC模式的广泛使用催生了MvC框架的产生。
在所有的MVC框架中,出现最早,应用最广的就是Struts框架。
框架概念并不是很新了,伴随着软件开发方法的发展,在多层软件开发项目中,可重用、易扩展的且经过良好测试的软件组件越来越为人们所青睐。
这意味着人们可以将充裕的时间用在分析、构建业务逻辑的应用,而非繁杂的代码工程上。
于是人们将相同类型问题的解决途径进行抽象,抽取成一个应用框架。
这也就是我们所说的框架。
Struts是Apache软件基金组织Jakarta项目的一个子项目,Struts的前身是Craig.McClanahan编写的JSPModel2架构。
Struts在英文中是”支架、支撑”的意思,这表明了Struts在Web应用开发中的巨大作用,采用Struts可以更好地遵循MVC模式。
此外,Struts提供了一套完备的规范,以及基础类库,可以充分利用JSP/Servlet的优点,减轻程序员的工作量,具有很强的可扩展性。
Struts框架一经推出,立即引起了Java开发者的广泛兴趣,并在全世界推广开来,最终成为世界上应用最广泛的MVC框架。
2.2.2Struts框架具体实现
Struts作为MVC模式的典型实现,对Model、View和Controller都提供了对应的实现组件,其具体的实现如图2-5Struts框架结构图所示。
(1)Model部分
Struts的Model部分由ActionForm和JavaBean组成。
其中ActionForm用于封装用户请求参数,所有的用户请求参数由系统自动封装成ActionForm对象,该对象被ActionServlet转发给Action,然后Action根据ActionForm里的请求参数处理用户请求。
而JavaBean则封装了底层的业务逻辑,包括数据库访问等。
在更复杂的应用中,不仅是一个简单的JavaBean,还可能是EJB组件或者其他的业务逻辑组件。
图2-1Struts框架结构图
(2)View部分
Struts的View部分采用JSP实现。
Struts框架中JSP一般用于两个方面:
其一是为刚刚执行结束的Controller层的Action显示其结果,常常通过使用一系列用于循环或查询数据的标签来实现。
这种应用并不是Struts所特有的。
其二是为即将执行的Controller层的Action收集必要的数据信息,一般通过若干标签和ActionForm的实例共同完成,这是JSP在Struts中特殊的应用。
这种应用需要使用一些Struts特有的标签和类。
Struts提供了丰富的标签库,通过这些标签库可以最大限度地减少脚本的使用。
这些自定义的标签库可以实现与Model的有效交互,并增加了显示功能。
整个应用由客户端请求驱动,当客户端请求被ActionServlet接收时,ActionServlet根据请求决定是否需要调用Model处理用户请求,当用户请求处理完成后,其处理结果通过JSP呈现给用户。
在一个应用系统中,JSP页面与控制器之间表单数据的传递是比较频繁的。
在传统的JavaWeb开发过程中,开发人员需要编写许多代码来完成,而且重复性高。
然而在Struts框架中,JSP页面与控制器之间表单数据的传递在框架内部自动完成,开发人员不必关心实现细节。
用户输入表单的数据首先保存在ActionForm中,然后传递给控制器。
同时,控制器可以取出ActionForm中保存的数据并进行修改,然后再重新设置输出表单。
(3)Controller部分
Struts的Controller由两个部分组成:
系统核心控制器和业务逻辑控制器,分别对应ActionServlet类和Action类。
其中ActionServlet类由Struts框架提供,继承HttpServlet类。
它负责接收所有的HTTP请求信息,然后根据Struts-config.xml配置文件的配置信息,取得相应ActionForm中保存的表单数据,并把请求转发给不同功能处理的Action类,否则直接转向请求的JSP页面。
因此AetionServlet类担负Struts框架的中央控制器的角色。
Action类负责具体功能流程转发,并调用业务逻辑模型。
Struts-config.xml文件主要是定义了HTTP请求和ActionForm、Action类等组件之间的映射关系。
2.3Hibernate框架
2.3.1Hibernate框架简介
在系统的开发过程中,有很大精力要花费在业务逻辑的开发上面。
由于绝大多数业务模型都涉及到关系数据库,传统Web应用开发方法是直接用JDBC与数据库交互。
但是这个工作量很大,而且一旦业务逻辑稍微有一些变更,就要大量地更改这些JDBC中的SQL语句,因此不管是开发还是维护系统都很不方便。
考虑到Java的面向对象性和关系型数据库的关系型结构相差甚远,因此很有必要引入一种在对象与关系型数据库之阀的直接映射机制,这种映射应该是最大量地使用配置文档,以便今后业务逻辑更改后尽可能地修改映射文件而不是Java源代码,因此出现了对象/关系数据库映射模式。
Hibernate是一个面向Java环境的对象/关系数据库映射(Object/RelationalMapping,ORM)框架。
对象/关系数据库映射用来把对象模型表示的对象映射到基于SQL的关系模型数据结构中去。
它具有自我存储到关系数据库的能力,对象的改变能够直接存储到数据库而不用数据库存储的代码,这样就能形成相对独立的对象持久层,从而降低J2EE应用与数据库耦合度并简化程序的开发。
Hibernate可以将数据库资源映射为一个或者多个POJO(普通的JAVA对象),将面向数据疼资源的各种业务操作以POJO的属性和方法的形式出现,摆脱繁琐的JDBC代码,将精力更多地集中在业务方法的实现上。
为了把数据访问细节和业务逻辑分开,可以把数据访问作为单独的持久化层。
持久化层封装了数据访问细节,为业务逻辑层提供了面向对象的API。
完善的持久化层可以达到以下目标:
(1)代码可重用性高,能够完成所有的数据库访问操作。
(2)如果需要的话,能够支持多种数据库平台。
(3)具有相对独立性,当持久化层的实现发生变化,不会影响上层的实现。
Hibemate提供了强大、高性能的对象到关系数据库的持久化服务。
利用Hibernate,开发人员可以按照Java的基础语义(包括关联、继承、多态、组合以及Java的集合架构)进行持久层开发。
Hibernate能消除那些针对特定数据库厂商的SQL代码,并且把结果集由表格式的形式转换成值对象的形式。
Hibernate不仅管理Java类到数据库表的映射(包括Java数据类型到SQL数据类型的映射),还提供数据查询和获取数据的方法,可以大幅度地减少在开发时人工使用SQL和JDBC处理数据的时间。
Hibernate提供的HQL是面向对象的查询语言,它在对象型数据和关系型数据库之间构建了一条快速、高效、便捷的沟通渠道。
从图2—6可以很清楚地看出Hibernate的持久化服务在一个数据库应用中的作用:
应用程序通过Hibernate与数据库发生关系,对数据进行操作。
而Hibernate自身通过properties和类的映射文件(XMLMapping)将类映射到数据库的行。
从而,Application可以过持久化的对象类直接访问数据库,而不是必须使用JDBC和SQL进行数据的操作。
图2-2Hibernate体系结构图
2.3.2Hibernate的接口
Hibernate的核心接口一共有5个,分别为:
Session、SessionFactory、Configuration、Transaction、Query和Criteria。
这5个核心接口在任何开发中都会用到。
通过这些接口,不仅可以对持久化对象进行存取,还能够进行事务控制。
下面对这五个核心接口分别加以介绍:
(1)Session接口:
Session接口负责执行被持久化对象的CRUD操作。
但需要注意的是Session对象是非线程安全的。
同时,Hibemate的Session不同于JSP应用中的HttpSession。
(2)sessionFactory接口:
SessionFactroy接口负责初始化Hibernate。
它充当数据存储源的代理,并负责创建Session对象,这里用到了工厂模式。
需要注意的是SessionFactory并不是轻量级的,因为一般情况下,一个项目通常只需要一个SessionFactory就够了,当需要操作多个数据库时,可以为每个数据库指定一个SessionFactory。
(3)Configuration接口:
Configuration接口负责配置并启动Hibernate,创建SessionFactory对象。
在Hibernate的启动的过程中,Configuration类的实例首先定位映射文档位置、读取配置,然后创建SessionFactory对象。
(4)Transaction接口:
Transaction接口负责事务相关的操作。
它是可选的,可发人员也可以设计编写自己的底层事务处理代码。
(5)Query和Criteria接口:
Query和Cdteria接口负责执行各种数据库查询。
它可以使用HQL语言或SQL语句两种表达方式。
2.3.3系统采用Hibernate的优势
对持久层的实现存在多种方案,例如JDBC、EJB、JDO、ORM等。
在这些方案中用JDBC运行效率最高,但一般要建立数据库连接、输入SQL语句、建立Statement对
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