基於J2EE平臺的網路輔助教學系統的設計與實現的研究論文
基於J2EE平臺的網路輔助教學系統的設計與實現的研究論文
1 引言
隨著網際網路技術和多媒體技術的發展，網路教學作為一種全新的教學手段越來越受到人們的關注。網路教學打破了傳統的教學模式，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、程式設計基礎等覆蓋面廣，對這些課程採取網路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”程式設計基礎(C)“精品課程建設，我們開發了網路輔助教學系統。該系統實現了資訊釋出與瀏覽、學習資源、自動答疑、作業釋出與批閱、學生自測練習等功能。
J2EE平臺已經成為使用最廣泛的Web程式設計技術，J2EE Web程式的開發已成為資訊系統的關鍵。J2EE具備平臺無關性、可移植性、多層架構體系、高效的開發、可伸縮性、穩定的可用性等諸多優點,從而成為構建基於Web的企業應用系統的首選平臺。本網路輔助教學系統的開發就基於J2EE平臺,採用了J2EE技術規範。Web應用伺服器採用了功能強大、安全可靠的WebLogic伺服器軟體。資料庫伺服器採用SQL SERVER。本系統已經在”程式設計基礎(C)“的教學中試用，系統執行良好，取得了較好的教學效果。
2 J2EE平臺及其體系結構
J2EE採用多層的分散式應用模型，可以有效地分離資料層、邏輯層和表示層。多層結構的設計帶來的最大好處是優秀的擴充套件能力和負載均衡能力，各層之間禍合度低。J2EE架構允許開發人員將精力集中在應用的業務邏輯上因此，利用J2EE平臺可以構建一個易於擴充套件的系統。
客戶端通常採用Web方式，即Web客戶端一個Web客戶端由兩部分組成：由執行在Web，層的Web元件生成的包含各種標記語言(HTML.XML等)的動態web頁面；從伺服器傳送來的靜態Web頁面，Web層元件包括Java Servlet、和JavaServer Pages(JSP)。Web層元件執行Web容器的過程中，Web容器管理JSP頁而和Servlet元件的執行，它主要由Web伺服器來實現，如Tomcat、Apache、Weblogic、Websphere等業務邏輯層元件是Enterprise Java Beans(EJB)。Web層元件和業務邏輯層元件都執行在J2EE伺服器上。一個J2EE伺服器提供EJB容器和Web容器。
J2EE平臺透過JDBC (Java Database Connectivity，簡稱JDBC)訪問資料庫JDBC是一個獨立於特定資料庫管理系統的開發介面，JDBC API為訪問不同的資料庫提供了一種統一的途徑。Web元件和E.TB元件都可以訪問資料庫。
3 網路輔助教學系統的總體結構
網路輔助教學系統是網路教學中的網路課堂之外必需的輔助教學環節，也可以作為傳統課堂教學之外的輔助教學手段。網路輔助教學系統是一個整合平臺，它包含了資訊釋出與瀏覽、學習資源、線上交流、作業釋出與批閱、自動答疑、自測練習等功能模組。
在網路輔助教學系統中有三種角色:教師、學生、教務管理員。教師具有釋出教學資訊、上傳教學資源、釋出作業、批閱作業、解答問題、管理問題庫、管理自測練習題庫等許可權。學生具有瀏覽與下載公告資訊和教學資源、下載教師釋出的作業、遞交已完成的作業、查詢自己的作業成績和點評資訊、瀏覽問題庫、提問、進行自測練習等許可權。教務管理員具有釋出教學資訊、管理教師/學生資訊、設定和修改系統密碼等功能。
（1）資訊釋出與瀏覽教師和教務員釋出教學安排資訊，主要是有關上課、考試時間安排及教學計劃等資訊。老師可以隨時根據實際情況釋出資訊，學生可以及時瞭解有關課程的教學安排。
（2）課程資訊管理課程相關的資訊資源包括電子講義、教學大綱、實驗指導書、軟體、參考資料等，對這些資源可以瀏覽、上傳、下載和列印。教學資源由教師上傳到網路伺服器的指定目錄中。教學資源可以為學生課前預習和課後複習提供幫助。
（3）作業釋出與批閱教師釋出作業，並規定學生交作業的最後期限。作業內容可以包含文字、影象、動畫等多媒體資訊，作業上傳到Web伺服器的制定目錄中。學生下載作業資訊，完成作業後將其遞交給系統，系統將其存放到Wet，伺服器的指定目錄中教師批閱其作業後，對作業進行點評，並給出作業成績，該成績自動登入學生記錄。最後，統計學生完成作業的情況，給出學生一學期的作業總評成績
（4）自動答疑學生在學習過程遇到問題時，可隨時訪問該系統中的自動答疑子系統。自動答疑是一個適應性的知識庫系統，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，透過網路遠端提交問題的描述，系統將根據學生提交的問題描述對知識庫進行搜尋，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，系統將通知學生，並將該問題放入待解答的問題區，由負責答疑的教師來解答，並將該問題及答案新增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，學生透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或內容，完成練習後，系統自動給出測試結果，對於做錯的題目給出正確答案。
4 EJB元件的設計與實現
自動答疑子系統的EJB元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；然後使用分析工具類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，搜尋與該問題匹配的答案
（5）ManualReplyBean：有狀態的會話Bean，負責人工解答已放入待解答問題表中的問題。透過NoAnswer QuestionBean的listQuestions（）方法可以得到待解答問題的列表。對問題解答完成後，使用KnowledgeBean的addQuestionAnswer（）方法將此問題、答案及相關資訊新增到知識庫中。
開發一個EJB元件，需要編寫EJB Bean類、EJB Home介面、EJB Remote介面。下而就以AutoReplyBean為例，介紹EJB元件的開發過程。
5 結束語
網路輔助教學系統涵蓋了資訊展示、課後答疑、作業管理、自測練習等功能。該系統的使用打破了傳統教學的時空限制，增進了師生的交流，節省了教學成本，規範了教學過程，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採用了符合J2EE規範的體系結構，以及完全支援J2E E規範的WebLogic應用伺服器，具有良好的跨平臺性、安全性、可擴充套件性，能夠滿足各類高校開展網路教學的需求。
下一步我們將繼續改進、完善、擴充本系統的功能，如實現網路課堂、語音答疑、網路考試系統等，從而為網路教學提供更好的支援。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。
參考文獻
[1]馮博，朱穗輝：J2EE 1.4程式設計教程[M]，北京：清華人學出版社.2005.
[2]BEA WebLogic Enterprise Platform and Application infrastrueture[LB/ OL].bttp: //www.bea.com/producks/weblogic/server/index. shtml，2005-11.
[3]劉梅彥：動態網頁製作教程[M]，北京：清華人學出版社，2004.
[4]鄒華，方衛寧，鄒榮：Servlet/ JSP程式設計技術與例項[M].北京:人民郵電出版社.2001.
[5]鄭實福，劉挺，秦兵：自動問答綜述[J].中文資訊學報.2002, 16( 6):47-53.
[6]毛一梅.網路教學模式研究與實施對策[J].教育技術通訊.2001.(5).