讨论了采用Internet 标准协议和B row seröServer 框架结构以及利用W eb 技术和A SP 技术
设计网络化教学系统的有关方法和技术, 具体描述了一种基于校园网络平台的分布式教学系统的
体系结构、教学模式、网络设计、软件开发模型和实现方法, 并通过最小模式的原型系统的开发解决
了相关技术问题

林坤辉

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第 40 卷　第 1 期 厦门大学学报 (自然科学版) V o l. 40　N o. 1　2001 年 1 月 Jou rna l of X iam en U n iversity (N atu ra l Science) Jan. 2001　文章编号: 043820479 (2001) 0120024205基于校园网的分布式教学系统设计收稿日期: 2000205229作者简介: 林坤辉 (1961- ) , 男, 讲师.林　坤　辉(厦门大学计算机科学系, 福建 厦门　361005)摘 要: 讨论了采用 In ternet 标准协议和B row seröServer 框架结构以及利用W eb 技术和A SP 技术设计网络化教学系统的有关方法和技术, 具体描述了一种基于校园网络平台的分布式教学系统的体系结构、教学模式、网络设计、软件开发模型和实现方法, 并通过最小模式的原型系统的开发解决了相关技术问题.关键词: 校园网络; 分布式教学; B row seröServer 结构; A SP 技术中图分类号: T P393. 18 文献标识码: A 　　　　　　　　　　　　　　　21 世纪将是学校全面发展素质教育的时代. 采用先进的教学模式是提高教学质量, 培养高素质人才的关键. 利用校园网络资源和计算机软硬件的先进技术, 把传统的教学模式引向网络化、智能化、分布式是教学模式发展的必然趋势.1　分布式教学系统的体系结构基于校园网的分布式教学系统的体系结构如图 1 所示.　图 1　分布式教学系统的体系结构　F ig. 1　T he arch itectu re of distribu ted teach ing system© 1994-2006 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.    http://www.cnki.net基于校园网的分布式教学系统, 采用B row seröServer 框架结构和 In ternet 的标准协议H T T P、TCPöIP, R T PöUD P 进行通信, 利用W eb 技术进行系统开发[ 1 ]. 系统由W eb 浏览器、W eb 服务器、应用服务器、数据库服务器组成. 对于小型的应用系统可以把W eb 服务器、应用服务器、数据库服务器集成在单一服务器上.1. 1　W eb 浏览器客户端由任一在校园网环境中以局域网方式上网的计算机或者专用多媒体网络教室或实验室里的计算机担任, 可分为学生机、教师机和教学管理机. 客户端的机器上运行通用的W eb浏览器, 浏览器与W eb 服务器之间按H T T P 协议通信.1. 2　W eb 服务器W eb 服务器是普通W eb 服务器, 以 H T T P 协议向客户浏览器提供 H TM L 页面, 使用A SP 的ADO 技术访问数据库, 实现W eb 与数据库的连接.1. 3　应用服务器包括教学系统的各功能模块, 以各种服务对象接受客户及其他服务对象的请求并完成服务.1. 4　数据库服务器采用 SQL Server7. 0 数据库管理系统, 完成对课件和教学信息的存储、检索和管理.2　网络教室的网络设计网络教室的网络结构可以采取如图 2 所示的 3 种结构.　图 2　网络教室的网络结构　F ig. 2　T he netw o rk structu re of a netw o rk classroom网络教室的组建, 按 100BA SE2TX 原则组网, 网络拓扑采用星型以太网结构, 使用U T P(非屏蔽双绞线) 布线, 采用 10ö100 M 自适应以太交换机和 10ö100 M 自适应以太网卡, 这样既能适应 10 M 带宽又能无缝地过渡到 100 M 带宽[ 2 ]. 现校园网主干一般是百兆级的带宽, 所·52·第 1 期　　　　　　　　　　　林坤辉: 基于校园网的分布式教学系统设计　　　　　　　　　　　　　© 1994-2006 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.    http://www.cnki.net以网络教室中采用 10 M 共享或 10 M 交换到桌面; 由于千兆网的技术已经成熟, 网络设备的价格也较便宜, 组建千兆级带宽的校园主干网或把百兆级带宽的校园主干网升迁到千兆级已势在必行, 届时网络教室可以无缝地升迁到 100 M 共享或 100 M 交换到桌面的带宽, 此快速以太网方案性价比高且易于网络管理和扩充. 为了满足课件点播对带宽的需求, 对于 10 M 到桌面的带宽, 课件中尽量不用A öV (音频ö视频) 数据; 对于 100 M 到桌面的带宽, 课件中可以采用A öV 数据.3　教学系统软件开发模式3. 1　客户端客户机平台采用W indow s 98 , 客户端界面采用M icro soft In ternet Exp lo rer 浏览器或者N etscape N aviga to r 浏览器, 使用网页制作工具 (如M icro soft 的 F ron tPage 等) 编制纯W eb页面的用户界面. W eb 浏览器与W eb 服务器之间按 H T T P 协议进行通信, H T T P 是基于TCP 的, 而 TCP 不适于传输实时数据. 所以,W eb 客户与W eb 服务器之间在H T T PöTCP 上仅传输H TM L 页、控制信息以及检索课件中的A öV (音频ö视频) 数据的有关参数 (包括目录信息、数据编码和存放地址等) , 另外用V C+ + 设计一个基于R T PöUD P 的控件 (相当于浏览器插件) , 用它来传输及控制A öV 数据流的播放[ 3 ].3. 2　W eb 服务器W eb 服务器平台采用W indow s 2000 Server 或者N T 4 SP6+ IIS4. 使用M icro soft 的V i2sua l In terD ev6. 0 开发环境. 在M icro soft 的W eb 服务器 IIS 中, A SP (A ct ive Server Pages)是一个服务器端的动态页面编写环境, 使用A SP 可以方便地组合H TM L 页、脚本命令和A ctiveX 组件创建并执行动态的、交互式、高效率的站点服务器应用程序. ADO 是A ctive X 数据对象 (A ct ive D ata O b jects)的简称. ADO 控件提供高效率的ODBC 或OL E2DB 数据来源的连接功能, 利用VBScrip t 脚本语言和ADO 的基本对象技术开发访问数据库服务器的应用[ 4 ]. 在W indow s N T 4. 0 的Op tion Pack 中还包含有M icro soft Index Server, 可以用它来索引和搜索以H TM L 页、W o rd 文档、Excel 表格、Pow erPo in t 展示等静态文档组成的课件, 以及用它检索课件中的A öV 数据在服务器中的存放地址等参数.3. 3　应用服务器在应用服务器中包括分布式教学系统的各功能模块:1) 教师教学模块; 2) 学生自学模块; 3) 题库制作模块; 4) 教师协作备课模块; 5) 课件导入模块; 6) 教务管理模块.3. 4　数据库服务器采用M icro soft SQL Server7. 0 创建多媒体数据库, 存放课件、辅导资料、题库、学生档案、教务管理信息等. 文本类数据可以直接存储在数据表中, 对于多媒体数据, 如图片文件 (. g if) ,影像文件 (. avi) , 声音文件 (. w av) , 并不直接把数据存储在数据表的某个字段, 而是把多媒体数据的文件名及路径信息存放在数据表中, 在用户需要时通过数据库检索技术找到相应的多媒体数据. 使用VBScrip t 脚本语言和ADO 对象进行数据库应用程序开发[ 4 ]. 由于M icro softSQL 7. 0 中包含有 Fu ll2T ex t Search Service, 它的索引是专为处理复杂的搜索而设计的, 它支持模糊模式匹配和Boo lean 查询, 可以用它来设计功能强大的数据库表的索引和查询[ 5 ].·62·　　　　　　　　　　　　　　　　厦门大学学报 (自然科学版)　　　　　　　　　　　　　　2001 年© 1994-2006 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.    http://www.cnki.net4　基于W EB 的教学模式4. 1　超媒体技术和M CA I课件制作超媒体是指超文本与多媒体有机结合的产物. 超文本可以包含图文声像、动画等, 并以非线性的方式组织、存储和浏览其中的多媒体信息. 多媒体是利用计算机技术把图文声像、动画等多种媒体有机地集成在一起, 具有良好的用户界面、共享性和交互性. 超媒体技术是当今呈现知识的最佳方式. In ternet 上的W eb 页面采用超媒体技术呈现信息, 用户在浏览网页时, 只要通过鼠标的点击, 不仅可以查阅图文声像信息, 而且通过超链接可随意跳转到其他网页上浏览. 利用网页制作软件, 可以很方便地制作W eb 页面. 由于W eb 页面展现知识的形式符合人的认知规律和联想式思维特点, 采用W eb 页面呈现教学内容是一种理想的形式. 因此可以采用 F ron tPage、Pow erPo in t、A u tho rW are、方正奥思、图文H TM L 等多种工具制作图文声像并茂, 信息量大、表现力强, 高度交互、形式多样, 界面友好、操作简便的高质量点播课件. 这种M CA I课件的特点正好有效地弥补了传统教材在知识表现力方面的不足和时空方面的限制.可以开发如下类型的课件[ 6 ]:1) 基于W eb 的授课与辅导型课件: 体现一般化教育原则的广播式教学课件;2) 基于W eb 的自学与复习型课件: 体现个别化教育原则的交互式教学课件;3) 基于W eb 的练习与测试型课件: 体现活学活用原则的提高综合素质的课件.课件的设计应采用“以学生为主体”的交互式的新型教学模式, 以便改变传统授课模式中的学生被动地位.4. 2　课件导入系统的设计开发专用的教材录入界面供教师上载课件, 支持采用 F ron tPage、Pow erPo in t、A u tho r2W are 、方正奥思、图文H TM L 等多种工具制作的课件, 同时提供基于W eb 的课件管理功能.4. 3　网上论坛的设计设计网上论坛功能, 供教师之间、学生之间、师生之间可以就教学问题在网上交流信息、展开讨论.4. 4　教师的协同式工作师生之间可利用BBS 和 E2M A IL 进行多向信息交流, 使教师可以面向全校学生课外辅导、批改作业、答疑解难. 同时可以采用 CSCW (计算机支持的协同工作) 技术, 使教师可以通过校园网络合作备课、写作教材. 利用网络优势可以共享教师资源、发挥教师潜力、扩大教师的作用域.4. 5　建立网络化教学质量评估体系教学评估是一个教学循环的重要一环. 网络化教学是一种新型的教学模式, 如何评估其教学质量, 应遵循“素质型教学”的原则, 按不同的课程建立不同的教学评估标准. 并以此来指导课件开发、题库设计、考试形式和评分标准.5　最小模式的原型开发本系统的开发环境采用 10Base2T 的星型以太局域网结构: 服务器采用 P III 500, 128 MRAM , ID E 7200 转大容量硬盘, 10M ö100M PC I以太网卡, 把W eb 服务器、应用服务器和数据库服务器集成在同一台服务器上, 安装W indow s 2000 Server、V isua l In terD ev6. 0 W eb 应·72·第 1 期　　　　　　　　　　　林坤辉: 基于校园网的分布式教学系统设计　　　　　　　　　　　　　© 1994-2006 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.    http://www.cnki.net用程序开发环境、SQL Server 7. 0 数据库管理系统; 客户机采用 P200, 32M RAM , 10M PC I以太网卡,W indow s 98 和 IE4. 0 浏览器. 采用 10M 交换式HUB , 提供 10M 独立带宽到桌面.演示课件和其他的W eb 应用程序采用 F ron tPage2000、A SP2. 0、VBScrip t、SQL Server7. 0 和V C+ + 6. 0 开发. 通过最小模式的原型软件开发和借助校园网进行模拟运行, 已解决了相关技术问题, 一旦资金和设施到位, 最小模式的原型系统很快就可以扩充成能满足实际需求的实用系统. 本系统具有如下特点:1) 系统框架采用B row seröServer 结构, 能适用各种网络环境, 且易于进行软件开发.2) 基于W eb 页面的系统管理, 配置容易、操作方便、维护简单、系统功能扩展容易.3) 用户界面纯网页架构, 风格一致, 使用简单规范, 便于推广应用.4) 能方便教学状态的跟踪、教学信息的收集、储存、分析和统计.5) 可以实现按需学习、个别化教学、点播式教学, 改变传统教学在时空等方面的局限性.6　结束语随着网络技术和校园网的发展, 网络化教学正方兴未艾, 开发基于校园网平台的通用教学系统十分必要. 研究基于校园网的新的教学模式和教学管理方法, 将对深化教学改革和推行素质教育起到积极的促进作用.参考文献:[1 ]　贾军渭. 基于WWW 和分布对象技术的B row seröServer 结构[J ]. 计算机工程, 1998, (10) : 29- 31.[2 ]　肖文贵, 肖丹, 吴远珍. 交换式以太网和快速型以太网[M ]. 北京: 电子工业出版社, 1997.[3 ]　龙晓苑译. 多媒体通信协议与应用[M ]. 北京: 清华大学出版社, 1998.[4 ]　任伟, 郝水侠. V isual In terD ev6. 0 开发指南[M ]. 北京: 北京航空航天大学出版社, 1999.[5 ]　陈宗兴. SQL Server7. 0 程序设计[M ]. 北京: 中国铁道出版社, 1999.[6 ]　朱爱光. 多媒体CA I软件系统的设计与制作[M ]. 北京: 电子工业出版社, 1997.D esign of D ist ribu t ive T each ing System Basedon U n iversity Campu s N etw o rkL IN Kun2hu i(D ep t. of Com pu. Sci. X iam en U n iv. , X iam en 361005, Ch ina)Abstract: In o rder to rea lize m odern iza t ion of educa t ion, it is an efficien t app roach to u senetw o rk techno logy in netw o rk teach ing. In th is paper, the rela ted m ethods and techn iquesare d iscu ssed, w h ich in troduce in ternet standard p ro toco l and B row seröServer arch itectu reand em p loy W eb and A SP techno logy to design netw o rk teach ing system. T he arch itectu re,teach ing pat tern, netw o rk design, softw are develop ing model and imp lem en tat ion m ethod of a dis2t ribu ted teach ing system based on the un iversity campus netw o rk p latfo rm are described specially. T he relat2ed techn ical p rob lem s are so lved by develop ing a p ro to type system of the m in im um pattern.Key words: un iversity cam pu s netw o rk; d ist ribu ted teach ing; B row eröServer arch itectu re;A SP techno logy·82·　　　　　　　　　　　　　　　　厦门大学学报 (自然科学版)　　　　　　　　　　　　　　2001 年© 1994-2006 China Academic Journal Electronic Publishing House. All rights reserved.    http://www.cnki.net

基于校园网的分布式教学系统设计

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