校内网络教学系统软件平台的设计与实现

引言

高职教育以社会需求和就业为导向，以技术应用能力为本位，以职业综合素质为主线，培养生产、建设、管理、服务第一线的高级技术应用型人才，面向民众、解决民生，是一种就业教育，而不是学术型教育。高职教育要依托行业，走产学研结合、校企合作之路，要适应岗位、职业需要，基础理论以够用为度，突出实用性、技能性，而不能追求学术渊博。高职教育要突出能力本位，强化“通用能力”，以此构建课程体系、理论实践教学体系。高职教育要学生在校期间完成职业化训练，实现与职业岗位群的“无缝对接”，上岗就能工作。为适应高职教育人才培养需要，实现高职教学的全面改革,利用校内网络进行教学是行之有效的教学手段，也是改变传统教学方式、优化教学模式、提高教学质量的必由之路。

1高职校内网络教学现状

高职校内网络教学指的是以网络为辅的网络教学，即利用校园网辅助校内教学。以网络为辅的网络教学指的是将网络作为教学活动的辅助手段之一，教学活动的中心依然是教师和学生之间直接面对面的交流，教学活动的进行环境仍然是学校，教师和学生共处同一空间，网络只是总体信息环境的积极补充部分。网络教学作为传统面授的补充，能够解决教学过程中学生课上埋头抄板书、自学资源匮乏、课后交流不方便等问题，更容易被老师和学生所接受。

当前，为了达到高职教育的教学要求，提高教学质量,适应大信息量的教学内容需求，虽然各校建立了校园网，并纷纷建立多媒体教室，采用教学软件进行教学，但仍然不能摆脱以教师讲课为主的学习模式。为适应21世纪社会经济和科技发展对高素质创造型人才的需要，必须创造一个在教师指导下的学生自主式学习的环境。当今，通信、网络和计算机技术的发展，为21世纪教育发展提供了技术支持，迅猛发展的现代教育技术提供了教学模式改革所必须的技术支持手段,这种新的技术手段就是将网络教学与智能CAI软件教学相结合，集网络教学与智能CAI软件教学优点于一体的基于Web的网络教学系统。

2校内网络教学系统软件平台的功能分析及总体设计

校内网络教学系统是在校园网的环境下开发的，设计采用B/S模式，即浏览器/服务器模式，又称3层C/S体系结构,即包括数据库系统、应用服务器和客户浏览器三部分。与传统的2层模型的C/S系统相比，由于用户是通过本地计算机上的浏览器浏览服务器中的主页，并接收用户的输入，作为后台服务的数据库与服务器进行信息交流，而不直接与客户端打交道，学生和教师只用浏览器就可以使用本系统，因此它简化了客户端软件的安装，简化了系统的开发和维护。

使用本系统的用户包括管理人员、教师和学生三类，这三种用户分别具有不同的权限。系统是采用B/S结构的，只要客户端能够访问互联网，就能登录使用本系统，因此系统的设计只针对Web服务器端及后台数据库服务器端的设计，它由前台用户页面和后台管理两大部分构成。

前台用户页面主要用于向用户展示教学系统所包含的相关内容，并根据自己的意愿向系统发送自己的指令，并接收系统的反应。它为用户提供一个友好的人机交互界面，是用户对系统进行各种使用操作的接口。

后台管理则主要负责教学系统中相应的用户管理、课件管理、备课工具管理、互动交流相关信息管理、作业管理、题库管理、成绩管理等教学系统所需的数据管理，维护系统的正确运行和实时更新。

教师、学生和系统管理员在登录界面通过用户名和密码进入前台用户页面，后台数据库管理则对用户在前台用户页面操作提供数据支持。

2.1需求分析

不同的用户具有不同的需求，其中教师是教学的主导者,在教学过程的每个环节（备课、上课、课后辅导及考试）都有教师的身影。教师应具有课件制作，教学课件上传与管理,课后辅导，作业上传与管理，收集和管理测试与练习的习题,与学生进行交流解答学生的疑难问题，并具有考题的录入与组织考试和管理个人信息的功能。

学生可下载或在线学习教师提供的课件、在线做教师布置的课后作业、在线测试与练习及对疑难问题向教师提问和查看教师对学生所提问题的回答，在教师规定的时间内进行在线考试（教师考查学生学习情况的需要）,查看、修改个人基本信息，浏览个人测试与练习的记录信息等。

而系统管理人员则可以对所有用户账户进行管理，并享有全部的后台数据管理功能，同时数据库的维护工作也由管理员完成。

2.2软件平台总体设计

本系统采用功能集合的组织方式应用于不同的用户，不同用户根据不同的权限使用不同的功能集合，通过权限设置来完成功能集合式组织的组合。根据功能集合的不同，将本系统划分为四个主模块以及若干子模块逐步进行设计。

登录模块用于完成用户类型的选择、用户名及密码的输入与验证。

学生模块具有下载所学课程的课件进行学习、在线做教师布置的作业、与教师在线交流解答疑难问题、进行课后练习及测试教师提供的测试与练习题、在线考试与查询成绩、个人信息与学习课程管理等功能。

教师模块则具有课件制作及课件管理、上传所教课程的课件并进行管理、布置作业及批改作业、与学生在线交流解答学生所提问题、提交课后练习与测试题、在线阅卷、成绩管理、题库管理、个人信息与教学课程管理等功能。

管理员模块是管理员登陆系统，包括系统维护和个人设置等子模块。

以学生身份登录系统时，进入的是学生模块，包括学生模块的所有功能，但是受权限的限制，只能显示和使用个人相关的信息，不能显示与自己无关的信息。

以教师身份登录系统时，进入的是教师模块，包括教师模块的所有功能，但同样受权限的限制，只能显示和使用个人相关的信息，不能看到与自己无关的信息。

以管理员身份登录系统时，进入的是管理员模块，包括管理员模块的所有功能。

图1所示是本系统的层次结构图。

3软件平台各功能的设计与实现

在教学系统软件平台的开发过程中，系统的主要功能包括登录模块、教学资源上传下载、作业的管理、测试与练习及在线考试等功能。下面分别介绍各功能的设计与具体实现。

3.1登录功能模块

系统登录模块是一个比较重要的模块，通过该模块来确定登录用户的身份和使用系统的功能权限。该页面的设计情况如图2所示。

3.2课件制作与教学课件管理功能的设计与实现

课件制作包括课件制作工具、课件设计模板、课件制作知识及我的课件管理。课件制作与教学课件管理各功能的实现，是为了更好地管理与教学有关的教学资源，采用的是上传和下载来实现。图3所示是课件制作与教学课件管理功能流程图。

3.3学习中心功能的设计与实现

学习中心包括学习资料管理、作业管理、测试与练习管理及师生交流园地。学习中心是一种完全以学生为主的学习方式，学生在教师的指导下进行自学。教师制定教学计划，制作学习材料，学生根据自己的具体情况，自主掌握学习进度，选择学习内容，查阅相关资料，完成练习与作业。在学习过程中，学生通过师生交流讨论区及时获得教师的辅导和帮助。

3.3.1作业管理

教师将作业提交到作业管理模块，学生完成教师布置的作业，完成后再按班级及课程进行存储供教师批改；教师改好的作业再存储回原来的位置，供学生查看。图4所示是作业管理流程图。

3.3.2课后测试与练习

课后测试与练习系统提供测试与练习题供学生自测,让学生了解自己的学习情况。在测试与练习系统中要实现按学生的学习水平抽取题目，即能够按学生的具体情况进行抽题，学习成绩好的学生做比较难的习题，成绩不好的学生做难度小的习题，抽题时能够按每个学生的具体情况抽取满足学生个性化特点的习题进行测试与练习。课后测试与练习系统流程图如图5所示。

3.3.3自动抽题技术的设计

如何保证生成的试卷能最大程度地满足学生的不同需要,并具有随机性、科学性、合理性，而选择一个高效、科学、强壮的算法是自动组卷的关键。校内网络教学系统采用的是多种算法相结合来实现测试与练习系统的自动抽题。

下面介绍自动抽题的实现方法：

(1)按题目难度分类

将题目按难度分类的情况及每种难度题目的抽取比例如表1所列。

2)按题目类型分类

将题目按类型分类的情况及每种类型题目的抽取数量如表2所列。

3.3.4测试与练习阅卷技术的设计与实现

按题目难度和题目类型来组卷，应满足以下两个条件：

按题目难度

刚开始录入的题目的难度是按教师的要求来确定的，在练习过程中，如果“学生在测试与练习过程中连续两次做对”,则“难度系数加一”，直到等于很难则不再增加；如果“学生在测试与练习过程中连续两次做错”，则“难度系数减一”，直到等于容易则不再减少。

如果题库中的其中一种难度的题目不够抽，则按以下条件进行抽题：

如果“难度系数＜3”，则所有抽完，不够的难度系数加一后再抽取;

如果“难度系数＞3”，则所有抽完，不够的难度系数减一后再抽取;

如果“难度系数=3”，则所有抽完，不够的难度系数加减一各抽取一半，如果还不够则再加减一各抽取一半。

按题目类型

抽取各种类型的题目数量可由学生自己填写。测试与练习系统的阅卷技术采用的是学生的答案与标准答案进行比较,比较结果一致则答案正确，否则答案错误。阅卷完后，学生可以直接查看正确答案。

3.4在线考试功能的设计与实现

在线考试是用于学生在线考试和成绩查询，以及教师进行试题录入、修改、删除，进行在线阅卷及成绩管理的考试系统。教师不仅可以轻松添加、修改和查询试题，还可在线进行阅卷，实现了真正的无纸化考试，满足任何授权考生随时随地考试，减轻了教师的工作量。

图6所示是其在线考试功能的设计流程。

3.4.1在线考试自动抽题技术的设计与实现

校内网络在线考试实现的自动抽题功能和测试与练习的自动抽题并不相同，是结合遗传算法的特点来设计的。在线考试实现的自动抽题必须满足：每个学生抽到的试卷结构相同，每种类型的题目成绩和题目数量相同，题目的难易比例相同，而且试卷要按教师的要求来组卷。下面介绍自动抽题的实现方法：

(1)按题目难度

将题目按难度区分情况及抽取比例如表3所列。

(2)按题目类型

将题目按类型分类情况及抽取题目数量和抽取题目分数如表4所列。

按题目难度和题目类型来组卷时，也要满足按题目难度和按题目类型这两个条件。一般的，题目的难度在教师录入题目时由教师填写，然后按比例值进行抽取；而抽取各种类型的题目数量及题目分数则由教师填写。

3.4.2在线考试阅卷技术的设计与实现

在线考试的阅卷技术采用的是自动阅卷与手动阅卷相结合的方法来实现的。客观题采用的是自动阅卷的方法来实现,即学生的答案与标准答案进行比较，比较结果一致则答案正确，否则答案错误。而主观题采用的是手动阅卷的方法来实现,即教师对照正确答案来判断成绩。

3.5系统维护功能的设计与实现

系统维护包括管理员账号维护、教师账号维护、学生账号维护、系名/专业维护、交流园地分类维护和系统数据库维护。系统维护功能只有管理员模块才有，学生模块与教师模块都不包含系统维护功能。

4结语

本系统不是普通的Web网站，它重在功能的实现，是计算机技术和校内网络教学的综合应用。作为一名计算机程序员，不但要有本专业的知识，还要与其他知识相结合。例如，做一个有关银行金融方面的软件，那么就必须了解相关的金融方面的知识；而做一个与建筑工程方面的软件，那么就必须了解相关的建筑工程方面的知识。本系统是一个有关校内网络教学的软件系统，因此必须对校内网络教学的相关知识了解得非常透彻，这样才能将系统做好。实际上，在今后的工作中，还需要从以下几个方面进行更深入的研究：

其一是系统功能的扩充。本系统目前只能实现备课、课后学习及考试的功能，因此还需要进一步完善系统。其二是要对系统开发过程中的技术难点进行进一步研究，以便找到更好的解决方法。

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