基于ASP.NET的辅助教学系统的设计与实现
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摘要:为减轻教师工作量,提高教学效率,本文结合个人多年的教学经验,探讨利用技术开发基于客户端脚本的B/S结构的网络辅助教学系统,集留言信箱、批阅作业、自动考勤、在线测试等功能于一体。数据库设计灵活,可推广到多门课程。
关键词:B/S;;辅助教学;在线测试;数据库
中图分类号:G642 文献标识码:A
1引言
作为传统课堂教学之外的辅助环节,网络辅助教学已作为一种全新的教学手段受到人们的关注。随着近几年高校的扩招,教师的任教班级人数明显增多,答疑、批改作业及评阅试卷等工作负担愈加繁重。为了提高教学效果和教学效率,保证教学质量,结合目前开展的“计算机应用基础”精品课程建设以及计算机公共课程教学改革,我们开发了一套基于的网络辅助教学系统。该系统集信息与浏览、等级考试专栏、自我评测、作业提交与批阅、成绩管理、试题库管理、试卷管理以及考试管理等功能于一体,使得任课教师随时随地可通过网络批阅学生作业,了解学生学习进度,回答学生的疑问等,增强了教师与学生之间的交流;丰富的课外阅读资料开阔了学生的知识视野,生动的课件帮助学生进一步巩固所学内容;同时,在线测试功能实现了无纸化考试,客观题自动阅卷,降低了教学成本,使教学活动走上了一个新台阶。
2系统结构设计
网络辅助教学系统采用“客户端浏览器/Web应用服务器/数据库”3层架构(如图1所示)。在客户端,用户通过浏览器与Web应用服务器进行交互。Web应用服务器负责接收和处理用户的请求,采用功能强大的数据访问接口访问数据库。数据的存储选择关系型数据库SQL Server 2000和Access2003两种,主要存储与教学相关的各类数据,包括教师和学生的基本信息、学生作业、试题库、成绩单等相关资料,是整个系统的核心部分。
3系统功能设计
在网络辅助教学系统中,用户角色有5种,分别是教研室主任、教务秘书、题库管理员、任课教师和学生。在登录时,用户选择不同类别、输入用户名和密码进入系统,将会拥有不同的权限。
3.1教研室主任权限
(1) 个人信息:修改个人密码和资料(如E-mail、电话等)。
(2) 教师名单:管理任课教师、题库管理员和教务秘书的姓名和密码信息。
(3) 学院名单:添加或删除学院名称信息。
(4) 课程名称:管理各课程的名称信息。
(5) 教学文件:上传教学相关文件(如教学进度安排)供任课教师下载。
(6) 信息:面向全校学生的教学公告以及面向任课教师的内部通知。
(7) 留言信箱:接收/回复任课教师留言。
3.2教务秘书权限
(1) 个人信息:修改个人密码和资料(如E-mail、电话等)。
(2) 信息:向任课教师教学信息。
(3) 留言信箱:接收/回复任课教师留言。
3.3题库管理员权限
(1) 个人信息:修改个人密码和资料(如E-mail、电话等)。
(2) 知识点管理:编辑各门课程的知识点内容。
(3) 题目管理:为各课程各知识点添加题目。题目类型包括单选题、填空题、判断题以及操作题。每道题目包含答案、难度系数(0-5)、是否公开等属性。难度系数供任课教师组卷时作参考。设置为“公开”的题目,将自动作为学生自由测试的练习题。另外,在单选、填空和判断题的题干中还可包含图片、数学公式等信息。
3.4任课教师权限
(1) 个人信息:修改个人密码和资料(如E-mail、电话等)、管理个人网络空间。
(2) 浏览课表:根据学期、学院名称、课程名称、任课教师或上课时间查询课表信息。
(3) 班级管理:编辑班级信息,包括班级名称、所属学院、课程名称、班级人数、上课和上机的时间地点等。
(4) 学生名单:根据班级名称查看任课教师所教班级的学生注册信息、初始化学生密码、删除学生信息等。
(5) 考勤记录:按照日期查看学生课内上机次数、时间以及使用机器的IP地址等。学生课外上机记录不予登记。
(6) 批阅作业:删除或下载查看学生提交的作业文件,并登记作业成绩以及作业评语。任课教师可依据作业数据库大小决定是否进行压缩或备份数据库操作。
(7) 上传中心:上传资料文件如讲稿、作业内容、复习资料等供所教班级学生下载。
(8) 师生交流:接收/回复其他教师或学生的留言,留言可带附件。
(9) 试卷管理:按照课程名称和题目类型,从题库管理员编辑的题目中人工或随机抽取若干条题目并设置分值后组成试卷。设置为“公开”的题目不能选为考试用题。试卷有两种:正式试卷和模拟试卷。只有“正式试卷”才能在上机考试时采用。
(10) 考试管理:设置禁止或允许考试以及考试时间,指定或随机分发试卷,查看学生在线状态和考试结果提交情况等。对于单选、填空和判断题,学生提交后即刻登记得分,而操作题需要任课教师人工批阅。
(11) 成绩管理:录入学生平时、期中、实验及期末成绩,根据各成绩所占比例自动计算总成绩,并汇总出考试质量分析表,包括最高分、最低分、平均分以及各分数段人数。
3.5学生权限
学生首次使用时,需根据实际情况选择学院、班级和课程名称,输入学号和密码等信息进行注册。注册成功并登录后,可享有以下功能:
(1) 提交作业:提交新作业,查看已提交作业成绩及评语。
(2) 师生交流:查看留言信箱,给任课教师留言。
(3) 上机考试:在允许考试的情况下,打开任课教师分发的试卷并完成相关试题后提交答案。
(4) 查看成绩:包括查看作业成绩、平时成绩、期中成绩、实验成绩、期末成绩以及总成绩。
3.6未登录用户权限
在网络辅助教学系统的首页,为未登录用户提供了以下功能区:
(1) 自由测试:通过选择课程名称、题目类型、知识点内容及难易系数进行在线自我测试,提交后给出正确答案,对于错题,以醒目红色标注。
(2) 等级考试:提供与等级考试相关的复习资料、例题分析、解题技巧等。
(3) 在线答疑:按课程名称划分答疑区,为学生提供一个讨论平台。
(4) 网络课堂:提供各课程的学习视频、课外阅读材料等。
4数据库设计
由于网络辅助教学系统面向全校近万名师生,涉及大量的数据存储和处理,因此数据库结构设计至关重要。考虑到公共课程科目较多,经过实践和权衡利弊,后台数据库最终选用了SQL Server 2000和Access 2003两种数据库。
每位任课教师拥有一个独立的Access数据库,在教师首次登录时自动创建,数据库名称为教师姓名,专门用以存放所任教班级学生的作业压缩包和考试文件压缩包(占用空间较大),目的是方便教师下载或删除文件以及压缩或备份数据库,提高数据库访问效率。该数据库中包含作业文件信息(Homework)和考试文件信息(Test)两张表。Homework的表结构如图2所示。
学院信息、课程信息、教师信息、课表安排、试题信息、试卷信息以及学生注册信息、留言等则存放于SQL Server 2000数据中。由于数据表很多,关系也很复杂,图3仅给出部分表之间的关系图。关系图清楚地显示了表与表之间的联系,关系属性设置了关系的索引、CHECK约束以及在执行Insert或Update语句时是否级联更新相关的字段或级联删除相关的记录。图3中,Teacher表存放所有教师信息,包括教研室主任、教务秘书、题库管理员以及任课教师,TeacherID是该表的关键词段。ShareFile和TeacherFile表分别存放共享教学文件和教师个人文件。任课教师添加的课表存放在Plans表中,学期、学院以及课程信息分别存放在Term、College以及Course表中。另外还有试卷信息表、学生信息表以及各种题目信息表等,在此不再一一列出。
5实现方案
目前,Web服务器应用程序开发平台有J2EE和.NET两大类,开发技术则包括CGI、PHP、ASP、以及JSP等。本系统采用的是.NET开发平台和开发技术,编程语言选用的是。由于是一次编译多次执行,这就使得ASPX页面至少比同样功能的ASP页面快两倍以上。另外,引入了Ccodebehind技术,将程序代码以单独的文件存储,实现了程序代码与页面构架的分离,使得结构更加清晰,降低了系统的开发与维护的复杂度。本系统的开发环境是VS2005,所有动态页面为ASPX文件。
前面提到,由于实际需要,本系统采用了两种数据库形式存储数据。Web服务器端应用程序通过SQL 数据提供程序与SQL Server 2000数据库交互,通过OLE 数据提供程序与Access 2003数据库交互。访问数据库的过程是:(1)导入相应的命名空间;(2)使用SqlConnection或OleDbConnection对象建立与数据库的连接;(3)使用SqlCommand或OleDbCommand对象或DataAdapter对象执行SQL的Select、Insert、Update或Delete命令,对数据库进行查询、插入、更新或删除操作;(4)将SQL处理命令的返回数据存入DataSet或DataReader中,并通过GridView或DetailsView控件在页面上显示。
在实现上传中心的网络硬盘功能时,使用了人工动态绑定技术,将文件系统的树型目录结构通过GridView控件呈现。绑定子程序关键代码如下:
Private Sub DataTableBind(ByVal CurPath As String)
Dim dt As Data.DataTable = New Data.DataTable()
Dim dr As Data.DataRow
'首先创建数据表结构
dt.Columns.Add(New Data.DataColumn("name", System.Type.GetType("System.String")))'名称
dt.Columns.Add(New Data.DataColumn("type", System.Type.GetType("System.String")))'类型
dt.Columns.Add(New Data.DataColumn("size", System.Type.GetType("System.String")))'大小
dt.Columns.Add(New Data.DataColumn("action1", System.Type.GetType("System.String")))
dt.Columns.Add(New Data.DataColumn("action2", System.Type.GetType("System.String")))
'先查找当前路径下的文件夹名称
Do While 当前路径下有文件夹
dr = dt.NewRow()
dr(0) = 文件夹名称
dr(1) = "文件夹"
dr(2) = ""
dr(3) = "进入"
dr(4) = "删除"
dt.Rows.Add(dr)
Loop
'再查找当前路径下的文件名称
Do While 当前路径下有文件
dr(0) = 文件名称
dr(1) = "文件"
dr(2) = 文件大小
dr(3) = "下载"
dr(4) = "删除"
dt.Rows.Add(dr)
Loop
GridView1.DataSource = dt
GridView1.DataBind()
End Sub
为了提高系统的安全性,本系统还采用了数据库加密、身份验证以及数据验证等方式。
6结束语
经过一年多时间的使用,基于的网络辅助教学系统运行状态良好,目前已成为我校从事计算机公共教学的教师的得力助手,同时也是学生的好帮手,对于提高教学质量、增强师生之间的互动具有积极的推广意义。
参考文献:
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[3] 郑阿奇. 程序设计教程[M]. 北京:机械工业出版社,2006.
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[5] 田 珍,游 智,李战怀. 基于.NET的网络辅助教学系统的设计与实现[J]. 计算机工程与设计,2006,27(18):3460-3462.
Design and Implementation of Auxiliary System for Education Based on
JIANG Yin-zhen
(Computer Science and Technology School of Soochow University, Suzhou 215006, China)
Abstract: Combined with the teaching experience,Expected lightening the teacher’a work and increasing the efficiency, An auxiliary system for education was implemented using technology. Browser/Server is its structure and messagebox、reading homework、auto checking attendance and test online are its functions, it’s database is flexible to many courses.
Key words: B/S; ; auxiliary teaching; test online; database