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【摘 要】现代远程教育作为一种全新的教育方式和手段,是传统教育与现代信息技术的完美结合,随着信息科学技术的飞速发展,计算机互联网络、多媒体、数据库等技术为现代远程教育注入了新的活力,基于网络的多媒体远程教学系统成为了远程教育的最佳载 体。本文主要讲述了系统的需求分析、系统设计和系统实现,并以课程学习模块的设计为例进行讲述。该系统贯彻易用性原则,实效性,信息充分原则,给广大学生和教师、提供了即时、方便的远程教学服务。
【关键词】远程教育 多媒体远程教学系统 教学管理
【中图分类号】G4 【文献标识码】A 【文章编号】1009-9646(2008)06-0075-02
现代远程教育是利用网络技术、多媒体技术等现代信息技术手段,进行异地或非异地、实时或非时实、交互或非交互式教学的一种教育形式,它是集教育、计算机、网络和通信传输等知识和技术为一体的全新的教育模式,发展现代远程教育是扩大教育规模、提高教育质量、增强办学效益、建立终身教育体系、办好大教育的重大战略措施。随着现代远程教育的飞速发展,开发一套支持实时教学授课系统,课后辅导、答疑、考试辅助系统,多媒体课件制作系统,教务管理系统和学籍资格认证系统的远程教学系统便成为了学校的一个重要课题[1]。
1 系统需求分析
本系统主要是从以下四个方面进行需求分析的:
1.1 成人教育需求
针对目前社会上知识浪潮的兴起,越来越多的人要求重新回到学校就学。各大院校也为这些学生提供了众多的学习机会,但同时也为传统的成人教育带来了压力。成人教育上课时间的过于集中造成学校教室资源的紧张,也大大限制了学院的招生人数,加上学生本身的许多不确定因素,造成学习的不连续性。另外,人们的文化层次,个性特点,职业需求及其所处的环境和条件都有很大的差别。所有这些都要求成人教育的形式,内容和方法多样化,要求摆脱固定的时间和空间的束缚。
1.2 在校学生自学需求
作为当代大学生要想在现在越来越严重的就业压力环境中占据优势地位,就必须不断的提高个人能力,掌握更多的知识。然而学校的资源是有限的,不可能为所有的学生都提供充足的师资力量完成所需学习的课程。为了解决这一问题,学生可通过使用本系统,可以选择自己想要学习的内容,方便的完成专业课程外的其他课程的自学。
1.3 学校教职工培训需求
教师在教学的过程中本身也必须要提高自身的素质,这需要一个方便快捷的途径为在校教职工提供培训,基于Web的远程教学系统无疑可以很好的解决这个问题,通过这一系统教师可以选择自己需要参加的培训,并自行安排时间参加学习及考试。
1.4 技术目标需求
该系统需要一个稳定运行在局域网、校园网、互联网上,通过共享通道、文件下载、网页协同浏览,为各院系的所有老师和同学提供一个全方位的网络多媒体教学及内部培训的远程教育系统,通过该系统可以在网络上构建多个虚拟教室,营造师生互动的网络环境,为学员提供时间上更灵活,没有地域限制,更高效率、更省费用的培训课程。
也可以将老师的教案以多媒体的形式表现出来,增加学生对学习的兴趣。通过课件点播系统,学生可以在任何时间根据自己所需学习课程。学生可以根据自己对这门课的掌握程度,有的放矢的学习,这是传统教育方式不可能达到的效果。
2 系统设计
根据系统架构设计,系统被划分为四个部分,学生课程学习系统、任课教师管理系统、管理员系统和通用模块系统,所有系统共用数据库访问层接口[3],该接口定义了访问数据层的公有接口及相关实现。各系统的详细模块划分见图1所示。本文主要以课程学习模块的设计为例进行讲述。
2.1 课程学习模块
此模块用以支持学生学习课程,学生选择好要学习的课室、课程,章节后开始课程的学习,系统将引导学员开始课程学习,除了以Web形式展示的文本、图片及动画资料外,还直接支持视频课件的播放,并支持视频课件的快慢放,暂停,全屏播放等媒体播放的常用功能,用户还可以下载课程提供的资料附件帮助学习。
为了描述本模块的详细设计,这里给出了此模块的类图及对应功能流程的序列图。
(1)本模块类图见图2,其中CStudyLess-onUI对应课程学习的界面;CStudyLesson-AppLayer 为应用层封装类,支持所有UI类完成数据获取及数据提交;CUserDatabase-Interface为数据库访问接口封装类。
(1)进入课程学习协作图见图3,详细描述了进入课程学习的类动作,主要包括获取课程数据,显示课程学习数据给学生等功能。当用户选择课程学习功能之后,系统完成CStudy-LessonUI,CUserAppLayer,CUserData-baseInterface类的初始化 ,并调用Display()显示UI界面,在显示UI界面的过程中需调用CUserAppLayer的GetLessonData( ) 函数从数据库中获取课室列表信息。
(2)系统在课程学习模块主要提供了Web内容学习功能,视频内容学习功能及资料下载功能,相关功能间转换的状态图见图4,详细描述了各种学习功能间的相互转换。系统根据不同的状态迁移事件在Web内容学习,视频内容学习及资料下载三种状态间进行切换。
3 系统实现
系统功能的实现是指把软件设计转换成计算机可以接受的程序的过程,即以某一种程序设计语言将系统实现为源程序代码,远程教学系统是在NET技术平台上,采用层次式模块化开发技术开发。
3.1 数据库连接
系统采用Sql Server 2005为系统数据库,数据访问层采用C#开发。数据库连接的实现采用如下设计思路:
(1)建立指向数据库的连接:
建立连接要用到System.Data.OleDb名称空间中的类—OleDbConnection[4]。通过以下语句可以完成对本地数据库的连接工作:
string strConnect = " Provider=SQLOLEDB.1 ; Persist Security Info=False ; User ID = sa ; Initial Catalog=xsgl ; Data Source = czdy1 " ;
OleDbConnection aConnection = new OleDbConnection ( strConnect ) ;
其中第一句中的"Provider"是表明数据库引擎的类型。"Data Source"是指向的数据库名称。
(2)在此数据连接上,建立一个SQL语句,用来返回所需用的数据集。
建立SQL语句来得到数据集,要用到System.Data.OleDb名称空间中的类--OleDbCommand。通过以下语句可完成此项工作。
OleDbConnection aConnection = new OleDbConnection ( strConnect ) ;
(3)打开数据连接,执行SQL语句,返回所需的数据集。
要完成此项操作,需用到OleDbConn-ection类中的Open方法,和OleDbCommand类中的ExecuteReader方法。返回的数据集要用的System.Data.OleDb名称空间中的另一个类--OleDbDataReader。这个类就像是一个容器,提供要访问的数据集。主要语句如下:
aConnection.Open ( ) ;
OleDbDataReader aReader = aCommand.ExecuteReader ( );
(4)关闭数据集,关闭数据连接。
要关闭数据集要用到OleDbDataReader类中的Close方法,要关闭数据连接要用到OleDbConnection类中的Close方法。注意,最好先关闭返回的数据集,再关闭指向数据库的连接。具体程序如下:
aReader.Close ( ) ;
aConnection.Close ( ) ;
(5)在程序中,还设计了一个例外处理。
在出现例外的时候,显示错误信息。错误信息的捕获是通过System.Data.OleDb名称空间中的类--OleDbException来实现的。具体如下:
try
{
…….
}
catch ( OleDbException e )
{
Console.WriteLine ( "错误类型:", e.Errors[0].Message ) ;
}
4 结语
本系统前台采用VisualStudio 2005进行页面制作,后台由SQL Server2005数据库支持,通过使用ASP.NET和C#语言的配合实现动态网页的效果,从而完成使用者的功能和数据的要求。
系统的主要特点有以下4个方面:
(1)在经过充分的需求分析和需求开发之后,提出新颖的课室及课程组织方式可以很好的涵盖多种不同的用户需求
(2)系统采用了面向对象的分析与设计方法,“面向对象”的思想融入了系统的分析和设计全过程,并采用UML工具进行用例建模和逻辑建模。
(3)系统采用多层体系结构进行设计,并根据需求定义的功能流程和设计了系统的逻辑功能模块,增强的系统的可扩展性和可移植性。
(4)提供了文字、图片、动画及视频等多种手段保证教学质量。同时加强了老师与学生之间的交流,改善信息渠道。
参考文献
[1] 葛晓春.基于Internet的远程学习模式与网络信息资源的开发利用.中国电化教育.2001,11(11):29-32.
[2] Ivar Jacobson,Grady Booch. The Unified Software Development Process. 周伯生,冯学民,樊东平译.北京:机械工业出版社,2003.
[3] Chris Payne.ASP.NET从入门到精通. 赵斌,张滨义,董清波译.北京:人民邮电出版社,2002.
【关键词】远程教育 多媒体远程教学系统 教学管理
【中图分类号】G4 【文献标识码】A 【文章编号】1009-9646(2008)06-0075-02
现代远程教育是利用网络技术、多媒体技术等现代信息技术手段,进行异地或非异地、实时或非时实、交互或非交互式教学的一种教育形式,它是集教育、计算机、网络和通信传输等知识和技术为一体的全新的教育模式,发展现代远程教育是扩大教育规模、提高教育质量、增强办学效益、建立终身教育体系、办好大教育的重大战略措施。随着现代远程教育的飞速发展,开发一套支持实时教学授课系统,课后辅导、答疑、考试辅助系统,多媒体课件制作系统,教务管理系统和学籍资格认证系统的远程教学系统便成为了学校的一个重要课题[1]。
1 系统需求分析
本系统主要是从以下四个方面进行需求分析的:
1.1 成人教育需求
针对目前社会上知识浪潮的兴起,越来越多的人要求重新回到学校就学。各大院校也为这些学生提供了众多的学习机会,但同时也为传统的成人教育带来了压力。成人教育上课时间的过于集中造成学校教室资源的紧张,也大大限制了学院的招生人数,加上学生本身的许多不确定因素,造成学习的不连续性。另外,人们的文化层次,个性特点,职业需求及其所处的环境和条件都有很大的差别。所有这些都要求成人教育的形式,内容和方法多样化,要求摆脱固定的时间和空间的束缚。
1.2 在校学生自学需求
作为当代大学生要想在现在越来越严重的就业压力环境中占据优势地位,就必须不断的提高个人能力,掌握更多的知识。然而学校的资源是有限的,不可能为所有的学生都提供充足的师资力量完成所需学习的课程。为了解决这一问题,学生可通过使用本系统,可以选择自己想要学习的内容,方便的完成专业课程外的其他课程的自学。
1.3 学校教职工培训需求
教师在教学的过程中本身也必须要提高自身的素质,这需要一个方便快捷的途径为在校教职工提供培训,基于Web的远程教学系统无疑可以很好的解决这个问题,通过这一系统教师可以选择自己需要参加的培训,并自行安排时间参加学习及考试。
1.4 技术目标需求
该系统需要一个稳定运行在局域网、校园网、互联网上,通过共享通道、文件下载、网页协同浏览,为各院系的所有老师和同学提供一个全方位的网络多媒体教学及内部培训的远程教育系统,通过该系统可以在网络上构建多个虚拟教室,营造师生互动的网络环境,为学员提供时间上更灵活,没有地域限制,更高效率、更省费用的培训课程。
也可以将老师的教案以多媒体的形式表现出来,增加学生对学习的兴趣。通过课件点播系统,学生可以在任何时间根据自己所需学习课程。学生可以根据自己对这门课的掌握程度,有的放矢的学习,这是传统教育方式不可能达到的效果。
2 系统设计
根据系统架构设计,系统被划分为四个部分,学生课程学习系统、任课教师管理系统、管理员系统和通用模块系统,所有系统共用数据库访问层接口[3],该接口定义了访问数据层的公有接口及相关实现。各系统的详细模块划分见图1所示。本文主要以课程学习模块的设计为例进行讲述。
2.1 课程学习模块
此模块用以支持学生学习课程,学生选择好要学习的课室、课程,章节后开始课程的学习,系统将引导学员开始课程学习,除了以Web形式展示的文本、图片及动画资料外,还直接支持视频课件的播放,并支持视频课件的快慢放,暂停,全屏播放等媒体播放的常用功能,用户还可以下载课程提供的资料附件帮助学习。
为了描述本模块的详细设计,这里给出了此模块的类图及对应功能流程的序列图。
(1)本模块类图见图2,其中CStudyLess-onUI对应课程学习的界面;CStudyLesson-AppLayer 为应用层封装类,支持所有UI类完成数据获取及数据提交;CUserDatabase-Interface为数据库访问接口封装类。
(1)进入课程学习协作图见图3,详细描述了进入课程学习的类动作,主要包括获取课程数据,显示课程学习数据给学生等功能。当用户选择课程学习功能之后,系统完成CStudy-LessonUI,CUserAppLayer,CUserData-baseInterface类的初始化 ,并调用Display()显示UI界面,在显示UI界面的过程中需调用CUserAppLayer的GetLessonData( ) 函数从数据库中获取课室列表信息。
(2)系统在课程学习模块主要提供了Web内容学习功能,视频内容学习功能及资料下载功能,相关功能间转换的状态图见图4,详细描述了各种学习功能间的相互转换。系统根据不同的状态迁移事件在Web内容学习,视频内容学习及资料下载三种状态间进行切换。
3 系统实现
系统功能的实现是指把软件设计转换成计算机可以接受的程序的过程,即以某一种程序设计语言将系统实现为源程序代码,远程教学系统是在NET技术平台上,采用层次式模块化开发技术开发。
3.1 数据库连接
系统采用Sql Server 2005为系统数据库,数据访问层采用C#开发。数据库连接的实现采用如下设计思路:
(1)建立指向数据库的连接:
建立连接要用到System.Data.OleDb名称空间中的类—OleDbConnection[4]。通过以下语句可以完成对本地数据库的连接工作:
string strConnect = " Provider=SQLOLEDB.1 ; Persist Security Info=False ; User ID = sa ; Initial Catalog=xsgl ; Data Source = czdy1 " ;
OleDbConnection aConnection = new OleDbConnection ( strConnect ) ;
其中第一句中的"Provider"是表明数据库引擎的类型。"Data Source"是指向的数据库名称。
(2)在此数据连接上,建立一个SQL语句,用来返回所需用的数据集。
建立SQL语句来得到数据集,要用到System.Data.OleDb名称空间中的类--OleDbCommand。通过以下语句可完成此项工作。
OleDbConnection aConnection = new OleDbConnection ( strConnect ) ;
(3)打开数据连接,执行SQL语句,返回所需的数据集。
要完成此项操作,需用到OleDbConn-ection类中的Open方法,和OleDbCommand类中的ExecuteReader方法。返回的数据集要用的System.Data.OleDb名称空间中的另一个类--OleDbDataReader。这个类就像是一个容器,提供要访问的数据集。主要语句如下:
aConnection.Open ( ) ;
OleDbDataReader aReader = aCommand.ExecuteReader ( );
(4)关闭数据集,关闭数据连接。
要关闭数据集要用到OleDbDataReader类中的Close方法,要关闭数据连接要用到OleDbConnection类中的Close方法。注意,最好先关闭返回的数据集,再关闭指向数据库的连接。具体程序如下:
aReader.Close ( ) ;
aConnection.Close ( ) ;
(5)在程序中,还设计了一个例外处理。
在出现例外的时候,显示错误信息。错误信息的捕获是通过System.Data.OleDb名称空间中的类--OleDbException来实现的。具体如下:
try
{
…….
}
catch ( OleDbException e )
{
Console.WriteLine ( "错误类型:", e.Errors[0].Message ) ;
}
4 结语
本系统前台采用VisualStudio 2005进行页面制作,后台由SQL Server2005数据库支持,通过使用ASP.NET和C#语言的配合实现动态网页的效果,从而完成使用者的功能和数据的要求。
系统的主要特点有以下4个方面:
(1)在经过充分的需求分析和需求开发之后,提出新颖的课室及课程组织方式可以很好的涵盖多种不同的用户需求
(2)系统采用了面向对象的分析与设计方法,“面向对象”的思想融入了系统的分析和设计全过程,并采用UML工具进行用例建模和逻辑建模。
(3)系统采用多层体系结构进行设计,并根据需求定义的功能流程和设计了系统的逻辑功能模块,增强的系统的可扩展性和可移植性。
(4)提供了文字、图片、动画及视频等多种手段保证教学质量。同时加强了老师与学生之间的交流,改善信息渠道。
参考文献
[1] 葛晓春.基于Internet的远程学习模式与网络信息资源的开发利用.中国电化教育.2001,11(11):29-32.
[2] Ivar Jacobson,Grady Booch. The Unified Software Development Process. 周伯生,冯学民,樊东平译.北京:机械工业出版社,2003.
[3] Chris Payne.ASP.NET从入门到精通. 赵斌,张滨义,董清波译.北京:人民邮电出版社,2002.