基于B/S的大學(xué)物理網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與完成

李廷會(huì)麥冬潘江洪

1、廣西師范大學(xué)電子工程學(xué)院 5410042、廣西賀州市第二高中 5428003、廣西師范大學(xué)物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 541004

基于B/S的大學(xué)物理網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與完成

李廷會(huì)1麥冬2潘江洪3

1、廣西師范大學(xué)電子工程學(xué)院 5410042、廣西賀州市第二高中 5428003、廣西師范大學(xué)物理科學(xué)與技術(shù)學(xué)院 541004

網(wǎng)絡(luò)教學(xué)由于克服了傳統(tǒng)教學(xué)受時(shí)空限制的弊端，實(shí)現(xiàn)了教學(xué)資源的最大范圍的整合和共享，使教師的教與學(xué)生的學(xué)更加靈活。本文采用基于B/S的網(wǎng)絡(luò)三層體系結(jié)構(gòu)、應(yīng)用Apache Web服務(wù)器軟件、MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)和PHP編程語(yǔ)言等技術(shù)設(shè)計(jì)了大學(xué)物理網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)，為大學(xué)物理搭建了一個(gè)智能、實(shí)用的教學(xué)平臺(tái)，有效地提高教師的教學(xué)效率和學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。

大學(xué)物理；網(wǎng)絡(luò)教學(xué)；設(shè)計(jì)；PHP語(yǔ)言

引 言

隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)應(yīng)用的不斷普及和深入以及各大高校校園網(wǎng)的普遍建立，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)(Web-Based Instruction，即WBI)作為一種新型的教學(xué)模式越來(lái)越被大家所接受。本文根據(jù)大學(xué)物理的學(xué)科特點(diǎn)及利用豐富且共享的教學(xué)資源，并按教學(xué)活動(dòng)中師生關(guān)聯(lián)的同步性和異步性分類(lèi)，設(shè)計(jì)了一套包括文章閱讀、教學(xué)資源管理、模擬實(shí)驗(yàn)演示系統(tǒng)、教學(xué)視頻點(diǎn)播、在線(xiàn)答疑、師生交流論壇、教學(xué)評(píng)價(jià)調(diào)查等多功能的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)。該系統(tǒng)采用層次化結(jié)構(gòu)，通過(guò)利用各類(lèi)CMS（Content Management System即網(wǎng)站內(nèi)容管理系統(tǒng)）和一系列的開(kāi)發(fā)工具，將相互獨(dú)立的內(nèi)容模塊整合起來(lái)，為師生提供統(tǒng)一的、個(gè)性化的教學(xué)服務(wù)環(huán)境。

1、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)的必要性和必然性

網(wǎng)絡(luò)教學(xué)以現(xiàn)代教育思想為理論基石，以現(xiàn)代信息技術(shù)為技術(shù)手段，以多媒體為表現(xiàn)形式，它與傳統(tǒng)教學(xué)相比較，它具有如下四個(gè)特點(diǎn)。(1).教學(xué)資源的開(kāi)放性；網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)消除了時(shí)間和空間的限制。(2).交互性強(qiáng)；學(xué)生可以按照學(xué)習(xí)興趣來(lái)選擇內(nèi)容，根據(jù)知識(shí)和能力層次較自由地去探索、發(fā)現(xiàn)和解決問(wèn)題，改變了傳統(tǒng)教學(xué)以老師和課本為中心的教學(xué)模式。通過(guò)網(wǎng)絡(luò)師生間的在線(xiàn)討論和答疑輔導(dǎo)，更使教師及時(shí)地修改和調(diào)整教學(xué)內(nèi)容及相應(yīng)的教學(xué)策略。(3).知識(shí)表示多樣性；網(wǎng)絡(luò)教學(xué)提供了文本、圖像、動(dòng)畫(huà)、視頻等信息, 通過(guò)多種感官的刺激所獲取的信息量,對(duì)于知識(shí)的獲取和保持, 都是非常重要的。(4).資源豐富與共享；網(wǎng)絡(luò)教學(xué)可以利用各種課件、試題及電子書(shū)等，更大范圍地實(shí)現(xiàn)了資源共享。這些優(yōu)勢(shì)可以彌補(bǔ)傳統(tǒng)課堂教學(xué)的不足, 將網(wǎng)絡(luò)教學(xué)與傳統(tǒng)教學(xué)相輔相成，是教學(xué)改革和教育手段現(xiàn)代化的一條行之有效的途徑。

圖1 基于B/S的網(wǎng)絡(luò)三層體系結(jié)構(gòu)

2、大學(xué)物理網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)系統(tǒng)分析與設(shè)計(jì)

2.1 體系結(jié)構(gòu)

本文中所設(shè)計(jì)的大學(xué)物理網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)采用了基于B/S的網(wǎng)絡(luò)三層體系結(jié)構(gòu)，即表示層、業(yè)務(wù)層和數(shù)據(jù)層，如圖1表示。Browser/Server模式正是基于三層架構(gòu)體系。第一層為客戶(hù)端表示層，只保留一個(gè)WEB瀏覽器，不存放任何應(yīng)用程序，其運(yùn)行代碼可以從第二層的WEB服務(wù)器下載到本地的瀏覽器中執(zhí)行。表示層提供用戶(hù)與系統(tǒng)的友好訪(fǎng)問(wèn)，實(shí)現(xiàn)在客戶(hù)端瀏覽器中顯示的用戶(hù)界面。第二層是應(yīng)用服務(wù)器層，處理應(yīng)用中的所有業(yè)務(wù)邏輯，對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的訪(fǎng)問(wèn)等工作。第三層是數(shù)據(jù)中心層，是整個(gè)分層模型的最下層，主要由數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)組成，負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)信息的存儲(chǔ)、訪(fǎng)問(wèn)以及優(yōu)化。Browser/Server技術(shù)綜合了瀏覽器、信息服務(wù)和WEB等多項(xiàng)技術(shù)，通過(guò)一個(gè)Browser便可以訪(fǎng)問(wèn)多個(gè)應(yīng)用服務(wù)器，形成點(diǎn)到多點(diǎn)、多點(diǎn)到多點(diǎn)的結(jié)構(gòu)模型，使用戶(hù)操作的復(fù)雜程度有所下降，逐漸成為Internet/Intranet環(huán)境中重要的應(yīng)用模式。

2.2 系統(tǒng)開(kāi)發(fā)技術(shù)與環(huán)境

系統(tǒng)采用PHP作為開(kāi)發(fā)語(yǔ)言，在數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)中所鏈接的是 MySQL 數(shù)據(jù)庫(kù)，并使用 Dreamweaver 和 Photoshop 制作 Web 頁(yè)面。系統(tǒng)需要運(yùn)行于正確安裝配置了Apache 服務(wù)和 MySQL 服務(wù)的服務(wù)器上。

2.3 系統(tǒng)功能設(shè)計(jì)

大學(xué)物理網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)提供了一個(gè)師生互動(dòng)、學(xué)生的自主學(xué)習(xí)的平臺(tái)。系統(tǒng)主要功能模塊結(jié)構(gòu)如圖2，大體設(shè)計(jì)兩大模塊:教師端與學(xué)生端（前臺(tái)與后臺(tái)），這兩大模塊中有分別設(shè)置了不同的子模塊。

一、教師端

(一).公告管理。發(fā)布、添加、修改或刪除教學(xué)動(dòng)態(tài)、信息等相關(guān)內(nèi)容。

(二).學(xué)習(xí)內(nèi)容管理。教師可對(duì)系統(tǒng)提供的文本、圖像、動(dòng)畫(huà)、視頻等信息進(jìn)行添加、刪除和修改。

(三).學(xué)生用戶(hù)管理?？刹榭吹顷憣W(xué)習(xí)的情況和設(shè)置學(xué)生的權(quán)限。

(四).在線(xiàn)答疑?？蛇M(jìn)行解答和發(fā)表評(píng)論。

(五).論壇管理。學(xué)生可自由的組成學(xué)習(xí)小組進(jìn)行學(xué)習(xí)交流。教師進(jìn)行管理。

(六).教學(xué)評(píng)價(jià)管理。對(duì)教學(xué)進(jìn)行的反思，從而改善教學(xué)。

二、學(xué)生端

(一).用戶(hù)管理。學(xué)生登錄后可以與教師或其他同學(xué)進(jìn)行交流，學(xué)生擁有一個(gè)屬于自己的博客系統(tǒng)，可以發(fā)表文章、上傳資料等，給學(xué)生提供了一個(gè)彰顯個(gè)性，自由交流的平臺(tái)。

圖2 系統(tǒng)功能模塊圖

圖4 前臺(tái)操作功能圖

圖3后臺(tái)操作功能圖

圖5 數(shù)據(jù)表結(jié)構(gòu)

(二).進(jìn)行教學(xué)評(píng)價(jià)。教學(xué)評(píng)估可針對(duì)每一科目，每一科任老師而展開(kāi)。評(píng)價(jià)內(nèi)容根據(jù)大學(xué)物理的課程特點(diǎn)分十項(xiàng)進(jìn)行評(píng)價(jià)。其中包括了是否掌握課程標(biāo)準(zhǔn)，教材處理、師生互動(dòng)、板書(shū)、課堂情境設(shè)置等等。

(三).在線(xiàn)學(xué)習(xí)。

包括文章閱讀、教學(xué)資料在線(xiàn)閱讀與下載、演示實(shí)驗(yàn)及教學(xué)視頻點(diǎn)播等功能

(四).在線(xiàn)答疑?；卮饐?wèn)題可不限于教師回答，可多人回答。答案一經(jīng)解答會(huì)提醒提問(wèn)者進(jìn)行正確答案的選定。

(五).論壇交流。這是一個(gè)主要交互模塊，它為師生之間、學(xué)生之間開(kāi)辟了一個(gè)討論空間，提供非實(shí)時(shí)交流的平臺(tái)。

本文設(shè)計(jì)的大學(xué)物理網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)界面友好，數(shù)據(jù)組織結(jié)構(gòu)清晰，使得數(shù)據(jù)管理具有層次性，后臺(tái)管理也非常方便，后臺(tái)操作程序如圖3。

前臺(tái)使用對(duì)象主要是學(xué)生，界面簡(jiǎn)潔，直觀(guān)、方便。學(xué)生注冊(cè)會(huì)員之后登錄系統(tǒng)即可使用系統(tǒng)的各項(xiàng)功能，各模塊各具特色，整體關(guān)聯(lián)使用，前臺(tái)操作如圖4。

2.4 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)

一個(gè)設(shè)計(jì)得好的數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)能體現(xiàn)出系統(tǒng)的效率和實(shí)現(xiàn)的效果，提高數(shù)據(jù)存儲(chǔ)的效率保證數(shù)據(jù)的完整和統(tǒng)一。根據(jù)大學(xué)物理網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)的需求，建立了用戶(hù)信息表、文章信息表、資料信息表、媒體信息表、問(wèn)答系統(tǒng)表和論壇系統(tǒng)表等六個(gè)表結(jié)構(gòu)，確立了表之間的關(guān)聯(lián)。如圖5為資料信息數(shù)據(jù)庫(kù)結(jié)構(gòu)，其他略。

圖6 系統(tǒng)數(shù)據(jù)備份原理圖

圖7 大學(xué)物理網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)主頁(yè)面

3、系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)

3.1 用戶(hù)身份驗(yàn)證的實(shí)現(xiàn)

系統(tǒng)的使用對(duì)象是教師和學(xué)生，教師作為管理者，學(xué)生作為學(xué)習(xí)者，各應(yīng)進(jìn)入不同的界面。后臺(tái)是一個(gè)獨(dú)立的系統(tǒng)，只讓教師登錄后臺(tái)。因?yàn)閮煞N用戶(hù)用的是同一個(gè)數(shù)據(jù)表，必須根據(jù)權(quán)限的不同進(jìn)行控制登錄。驗(yàn)證用戶(hù)信息時(shí)，依據(jù)用戶(hù)登錄表單所提交的用戶(hù)名和密碼對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中的用戶(hù)信息表進(jìn)行搜索和核對(duì)，若登錄者的信息中所屬權(quán)限并非管理員，則該登錄請(qǐng)求不被接受，彈出提示信息后退回到登錄界面；反之，可進(jìn)入后臺(tái)界面并可進(jìn)行管理。核心代碼如下：

//success

if($res==1) //管理員的參數(shù) 為1

{$cuserLogin->keepUser();

if(!empty($gotopage))

else

{ShowMsg('成功登錄，正在轉(zhuǎn)向管理管理主頁(yè)！',"index.php");

exit();}}

//error

else if($res==-1) //非管理員的參數(shù) 為-1

{ShowMsg('你不是管理員，請(qǐng)到前臺(tái)登錄!','');}

3.2 文檔無(wú)組件上傳的實(shí)現(xiàn)

資料文檔的在線(xiàn)閱讀的功能是將課件（ppt文件）、試題（doc文件）和電子書(shū)（pdf文件）嵌入到網(wǎng)頁(yè)中，支持在線(xiàn)閱讀，不用下載到本地電腦就能夠閱讀。由于系統(tǒng)所在的服務(wù)器配置達(dá)不到要求，因此可以應(yīng)用DocIn API豆丁-文檔播放應(yīng)用工具來(lái)實(shí)現(xiàn)。代碼如下：

(1).插入頁(yè)面代碼：

(2).上傳文檔到豆丁服務(wù)器代碼：

應(yīng)用該工具輕松的實(shí)現(xiàn)了文檔的在線(xiàn)閱讀功能，把原本對(duì)服務(wù)器的超高要求交給豆?。╳ww.docin.com）去幫我們實(shí)現(xiàn)，大大降低了系統(tǒng)的成本，而且把文檔上傳到豆丁，由此又對(duì)系統(tǒng)的資料進(jìn)行了備份。

3.3 系統(tǒng)數(shù)據(jù)的備份

系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了數(shù)據(jù)的備份與還原，此功能是非常重要的，如果服務(wù)器的遷移或者更換更顯示出它的重要性，它設(shè)計(jì)原理如圖12。還原數(shù)據(jù)時(shí)將SQL文件上傳后執(zhí)行SQL還原命令即可還原數(shù)據(jù)。

備份MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)的命令：mysqldump -hhostname -uusername -ppassword databasename > backupfile.sql

還原MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)的命令：mysql -hhostname -uusername -ppassword databasename < backupfile.sql

4、結(jié)束語(yǔ)

基于B/S模式的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)有著廣闊的前景，必將對(duì)傳統(tǒng)的教學(xué)模式產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)的開(kāi)發(fā),滿(mǎn)足了高等院校廣大師生的迫切需求,從傳統(tǒng)的教師“以教為主”轉(zhuǎn)變?yōu)閷W(xué)生“以學(xué)為主”,滿(mǎn)足學(xué)生個(gè)性化學(xué)習(xí)的要求。筆者設(shè)計(jì)的大學(xué)物理網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)經(jīng)調(diào)試，測(cè)試結(jié)果表明:系統(tǒng)界面友好、使用簡(jiǎn)單,運(yùn)行安全可靠。主頁(yè)面見(jiàn)圖7。該教學(xué)系統(tǒng)的設(shè)計(jì),立足于實(shí)際課程教學(xué)和教學(xué)改革的需要,使得網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與大學(xué)物理課程內(nèi)容、課程結(jié)構(gòu)、課程資源以及課程實(shí)施等有機(jī)地融合在一起,成為一個(gè)和諧互動(dòng)的課程整體,獲得了良好的教學(xué)效果。

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10.3969/j.issn.1001-8972.2010.21.119