基于版權(quán)保護(hù)的軟件工程雙語教學(xué)平臺(tái)制作研究

劉 爽，李錫祚，常洪強(qiáng)

（大連民族學(xué)院 計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院，吉林 大連 116600）

軟件工程課程是我校計(jì)算機(jī)科學(xué)與工程學(xué)院計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)專業(yè)、網(wǎng)絡(luò)工程專業(yè)、軟件工程專業(yè)的專業(yè)必修課及2009培養(yǎng)方案中的通識(shí)課程[1]，有效的雙語教學(xué)能及時(shí)提升學(xué)生的專業(yè)能力和語言能力，適應(yīng)應(yīng)用型、復(fù)合型的專業(yè)雙語國際性IT人才的培養(yǎng)需求[2]。但是課程內(nèi)容理論闡述較多，要求學(xué)生掌握的知識(shí)點(diǎn)較多，學(xué)生上課時(shí)感覺枯燥，采用雙語教學(xué)會(huì)進(jìn)一步增大課程的難度。為此在有限的課堂理論教學(xué)基礎(chǔ)上，必須借助網(wǎng)絡(luò)自主學(xué)習(xí)平臺(tái)，提供集聲音、視頻、圖像、文字、動(dòng)畫于一體的課件和教學(xué)資料，激發(fā)學(xué)生自主學(xué)習(xí)的興趣，同時(shí)支持同步測試與在線或離線答疑，為師生提供溝通交流的平臺(tái)，實(shí)現(xiàn)專業(yè)課程教學(xué)和雙語教學(xué)的最佳教學(xué)效果。

1 版權(quán)保護(hù)技術(shù)

數(shù)字教學(xué)資源可以無損地任意復(fù)制和傳播，這給人們的學(xué)習(xí)生活帶來了極大的便利。然而，無償下載、任意復(fù)制和隨意傳播數(shù)字教學(xué)資源也使數(shù)字教學(xué)資源所有者的版權(quán)利益受到損害。這樣會(huì)挫傷版權(quán)所有者的積極性，使其不愿公開數(shù)字教學(xué)資源，影響整個(gè)數(shù)字教學(xué)資源共享的發(fā)展，因此，在現(xiàn)代教育中迫切需要先進(jìn)的技術(shù)手段來保護(hù)數(shù)字教學(xué)資源的版權(quán)。

目前我校BB平臺(tái)[3]或精品課網(wǎng)站中大部分課件資源是ppt格式的課件，用戶下載后可以任意修改，在其他場合使用時(shí)可以不引著原作者，原作者的版權(quán)不能受到保護(hù)。

在課程平臺(tái)制作過程中開發(fā)了教學(xué)資源格式轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，用戶可以上傳可編輯格式的ppt、word、excel之類的數(shù)字教學(xué)資源文件，調(diào)用iSpring軟件[4]或是Macromedia Flash Paper軟件[5]轉(zhuǎn)換為不可編輯具有版權(quán)保護(hù)的flash格式文件，之后可以再發(fā)給學(xué)生或是共享資源。轉(zhuǎn)換完的flash格式文件較小，只需標(biāo)準(zhǔn)IE瀏覽器即可查看，不需要客戶端支持ppt播放或是word、excel辦公軟件。視頻課件部分可以采用屏幕錄播軟件，同時(shí)錄制音頻的方式生成，方便學(xué)生查看自學(xué)。

2 國際化技術(shù)

國際化技術(shù)簡稱為 I18N[6]，來源為“internationlization”單詞的首末字符“i”和“n”之間的字符數(shù)為18。由于是雙語教學(xué)平臺(tái)，因此需要開發(fā)出支持至少兩種語言、國際化的教學(xué)網(wǎng)站。這里采用Struts2框架開發(fā)實(shí)現(xiàn)應(yīng)用的國際化，即服務(wù)器端應(yīng)用程序在運(yùn)行時(shí)能夠根據(jù)客戶端請(qǐng)求的語言來選擇頁面顯示的語言及用戶提示、錯(cuò)誤信息提示等。Struts2對(duì)國際化的支持通過資源文件來實(shí)現(xiàn)，本例中使用的資源文件包括：

1）中文資源文件：applicationResource_zh_CN.properties

2）英文資源文件：applicationResource_en.properties

中英文資源包中定義了所有的頁面顯示元素、驗(yàn)證信息、錯(cuò)誤提示等所有語言元素的鍵值對(duì)（key，value）內(nèi)容。由于資源文件中內(nèi)容較多，這里僅以用戶名、密碼為例說明：

表1 中英文資源文件內(nèi)容Tab.1 Content of Chinese and English resource files

其中頁面元素的國際化采用如下代碼實(shí)現(xiàn)：

驗(yàn)證信息在配置文件中實(shí)現(xiàn)：

3 系統(tǒng)構(gòu)建與實(shí)現(xiàn)運(yùn)行

文中設(shè)計(jì)開發(fā)的軟件工程雙語教學(xué)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)選擇XP操作系統(tǒng)下MyEclipse6.5作為開發(fā)平臺(tái)，使用iSpring軟件、Macromedia Flashpaper軟件、Camtasia Studio 6屏幕錄播軟件把各種教學(xué)資源進(jìn)行格式轉(zhuǎn)換，業(yè)務(wù)邏輯、后臺(tái)數(shù)據(jù)庫操作采用 Struts2[6]和 Hibernate[7]框架開發(fā)，前臺(tái)頁面采用 JSP、JavaScript、CSS等編寫制作，開發(fā)過程分層遵循JavaEE規(guī)范，靈活地提供聲音、圖像和動(dòng)畫來啟發(fā)學(xué)生的形象思維，迅速準(zhǔn)確地運(yùn)用多媒體技術(shù)來指導(dǎo)學(xué)生的抽象思維，使教學(xué)做到形、聲結(jié)合，使學(xué)生的知、情融為一體，更好地激發(fā)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)。

3.1 開發(fā)流程

制作基本過程如下：

1）素材準(zhǔn)備：課件資料、視頻資料均以提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣為出發(fā)點(diǎn)，著重于知識(shí)點(diǎn)的講解，瀏覽學(xué)習(xí)，界面美觀，文字清晰，操作簡單。內(nèi)容設(shè)計(jì)以章節(jié)為單元，以重要概念為知識(shí)點(diǎn)，各章節(jié)知識(shí)節(jié)點(diǎn)被激活后，可以顯示相應(yīng)的課件信息或加入語音講解的課件內(nèi)容。所有課件資料均以falsh格式課件為主，不僅可以防止盜版侵權(quán)，而且可以隨時(shí)控制課件的進(jìn)度，查看所需頁面內(nèi)容。對(duì)文本性資源，如教學(xué)日歷，教學(xué)大綱等直接轉(zhuǎn)換為Flashpaper即可。對(duì)實(shí)踐環(huán)節(jié)中的軟件操作，如使用Visio如何畫數(shù)據(jù)流圖，可以采用錄播軟件，捕獲屏幕操作輔助語音講解的方式，保存為任意可以播放的格式供學(xué)生查看。

2）服務(wù)器端應(yīng)用程序開發(fā)：采用Struts2框架和Hibernate3.5.6框架編寫服務(wù)器端應(yīng)用程序，其中Struts框架主要處理業(yè)務(wù)邏輯，Hibernate框架完成和數(shù)據(jù)庫的相關(guān)操作。應(yīng)用服務(wù)器選擇開源軟件Tomcat6.0。課件素材需要部署到服務(wù)器中發(fā)布，實(shí)現(xiàn)資源共享。其中的國際化部分基于Strtus2框架實(shí)現(xiàn)，服務(wù)器根據(jù)學(xué)生客戶端瀏覽器的語言選項(xiàng)，可以相應(yīng)調(diào)用中文學(xué)習(xí)界面或是英文學(xué)習(xí)界面，查看中英文教學(xué)資源文件。所有的教學(xué)資源可以在線查看，也可以下載到本地使用瀏覽器播放。

3）前臺(tái)客戶端頁面開發(fā)：借助Struts2標(biāo)簽庫及JavaScript、HTML、CSS、JSP 編寫系統(tǒng)頁面，所有頁面均實(shí)現(xiàn)國際化功能，且參考國內(nèi)優(yōu)秀精品課程網(wǎng)站美化頁面。

4）客戶端訪問：工程部署完的服務(wù)器啟動(dòng)后，客戶端通過瀏覽器輸入服務(wù)器網(wǎng)址即可訪問使用?？梢栽O(shè)置瀏覽器的語言選項(xiàng)來訪問不同語言的資源，也可以直接點(diǎn)擊前臺(tái)頁面的中英文語言超鏈接進(jìn)行頁面跳轉(zhuǎn)。

3.2 系統(tǒng)分層結(jié)構(gòu)、框架搭建

系統(tǒng)分層遵循JavaEE規(guī)范，該規(guī)范是由國際上最權(quán)威的Java標(biāo)準(zhǔn)組織JCP（Java Community Process）倡導(dǎo)制定的[8]。其主要思想是在企業(yè)應(yīng)用開發(fā)中采用分層的形式進(jìn)行程序架構(gòu)，以組件的形式來實(shí)現(xiàn)功能模塊，將各種不同的應(yīng)用組件分布在不同的層上。各層可以采用不同的技術(shù)和框架實(shí)現(xiàn)，這里采用Struts2框架和Hibernate框架。其中，Struts2框架是實(shí)現(xiàn)MVC模式的一個(gè)廣泛應(yīng)用的框架，Hibernate是一種實(shí)現(xiàn)對(duì)象和關(guān)系之間映射（Object Relation Mapping）的框架，對(duì)JDBC進(jìn)行了輕量級(jí)的對(duì)象封裝，可以使用面向?qū)ο缶幊趟季S來操作關(guān)系數(shù)據(jù)庫，為應(yīng)用程序提供數(shù)據(jù)持久化服務(wù)。本文系統(tǒng)分為4層，分別是：

1）客戶層：瀏覽器客戶端，用于與用戶交互；

2）表示層：接受客戶端請(qǐng)求，傳遞給業(yè)務(wù)邏輯層組件，再把服務(wù)器端處理完的結(jié)果提供給用戶；

3）業(yè)務(wù)層：處理業(yè)務(wù)規(guī)則、數(shù)據(jù)訪問、事務(wù)管理等。包含多個(gè)JavaBean組件，為用戶提供各種查詢、添加、修改、刪除的接口。接口具體實(shí)現(xiàn)通過調(diào)用持久層完成。

4）數(shù)據(jù)持久層：負(fù)責(zé)應(yīng)用到數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)、檢索和更新，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的持久化。

基于Struts2框架與Hibernate框架實(shí)現(xiàn)的系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示。

圖1 基于Struts2和Hibernate的系統(tǒng)框架圖Fig.1 System framework based on Struts2 and Hibernate

整個(gè)系統(tǒng)工作流程如下：

第1步，客戶端向服務(wù)器發(fā)送請(qǐng)求；

第2步，核心控制器FilterDispatcher根據(jù)請(qǐng)求決定調(diào)用合適的Action。

第3步，Struts2的攔截器鏈自動(dòng)對(duì)請(qǐng)求應(yīng)用通用功能，例如workflow、validation或文件上傳等功能。

第4步，回調(diào)Action的execute方法，該 execute方法先獲取用戶請(qǐng)求參數(shù)，調(diào)用業(yè)務(wù)邏輯組件來處理用戶的請(qǐng)求。

第5步，業(yè)務(wù)邏輯類根據(jù)需要調(diào)用持久化類與數(shù)據(jù)訪問類，執(zhí)行某種數(shù)據(jù)庫操作，既可以將數(shù)據(jù)保存到數(shù)據(jù)庫，也可以從數(shù)據(jù)庫中檢索信息。

第6步，Action的execute方法處理結(jié)果信息作為響應(yīng)輸出到瀏覽器中，可以是HTML頁面、圖像，也可以是PDF文檔或者其他文檔。

3.3 功能模塊劃分

本雙語教學(xué)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)為了方便學(xué)生學(xué)習(xí)，分為8個(gè)模塊：課件資料、模版、課程信息（教案）、視頻資料（教程）、下載、在線測試（試題）、學(xué)生作品、教學(xué)參考，下面分別加以介紹。

課程信息模塊：課程信息模塊以文本表格形式提供與課程相關(guān)的信息，如課程簡介和教學(xué)日歷、教學(xué)大綱。

課件資料模塊：課件資料模塊以提高學(xué)生學(xué)習(xí)興趣為出發(fā)點(diǎn)，著重于知識(shí)點(diǎn)的講解，瀏覽學(xué)習(xí)，界面美觀，文字清晰，操作簡單。該模塊結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)以章節(jié)為單元，以重要概念為知識(shí)點(diǎn)，各章節(jié)知識(shí)節(jié)點(diǎn)被激活后，可以顯示相應(yīng)的課件信息或加入語音講解的課件內(nèi)容。本模塊中所有課件資料均為falsh格式課件，防止盜版侵權(quán)，可以隨時(shí)控制課件的進(jìn)度，查看所需頁面內(nèi)容。所有課件內(nèi)容均為FlashPaper格式，僅需瀏覽器即可播放。

視頻資料模塊：查看導(dǎo)航欄中的“教程”或英文導(dǎo)航欄中的“Course”可以出現(xiàn)視頻課件分章節(jié)導(dǎo)航鏈接。視頻資料為iSpring轉(zhuǎn)換的加入音頻信息的flash格式課件或是屏幕錄播視頻形式視頻文件。

下載模塊：為了讓學(xué)生能大大提高自學(xué)興趣，而且在學(xué)習(xí)之余能夠充分放松心情，不至于感到乏味，本平臺(tái)設(shè)置了教學(xué)資源下載模塊加以補(bǔ)充，通過下載教學(xué)資料，學(xué)生可以在課余時(shí)間鞏固上課教學(xué)內(nèi)容，復(fù)習(xí)重點(diǎn)難點(diǎn)，豐富知識(shí)，可以有效地提高學(xué)習(xí)積極性。

在線測試模塊：在線測試模塊側(cè)重于對(duì)知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)鞏固，制作了涵蓋課程內(nèi)容的題庫，學(xué)生通過課堂教學(xué)對(duì)知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)，有機(jī)地進(jìn)行練習(xí)、復(fù)習(xí)、自我檢測。在每一章的學(xué)習(xí)結(jié)束時(shí)，學(xué)生可以隨時(shí)從教學(xué)模塊切換到練習(xí)模塊，檢查自己能否靈活并綜合地運(yùn)用本章的知識(shí)。在該軟件中，選擇了填空題、選擇題、判斷題和綜合題4種類型。提交答案后，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)給出參考答案信息。導(dǎo)航欄中的“試題”或英文導(dǎo)航欄中的“Questions”與之對(duì)應(yīng)。

學(xué)生作品模塊：該模塊提供優(yōu)秀學(xué)生作品文檔，可以直接查看，也可以下載到本地查看。學(xué)生查看優(yōu)秀學(xué)生作品文檔，可以學(xué)習(xí)軟件工程生命周期中各階段規(guī)范化文檔的撰寫，也可以查找自己的不足，提高撰寫科技文檔的水平。導(dǎo)航條中的“學(xué)生作品”或英文導(dǎo)航條中的“S-work”與之對(duì)應(yīng)。

教學(xué)參考模塊：該模塊提供教學(xué)網(wǎng)站、教材及相應(yīng)的參考資料信息。

3.4 運(yùn)行效果

由于篇幅有限，這里節(jié)選英文課件中的一個(gè)課件顯示頁面和中文的章節(jié)信息導(dǎo)航頁面演示項(xiàng)目的實(shí)際運(yùn)行效果，如圖2和圖3所示。

圖2 英文課件顯示頁面Fig.2 Page display of English courseware

圖3 課程章節(jié)信息導(dǎo)航Fig.3 Chapter navigation for the course

4 結(jié)束語

為適應(yīng)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)的需要，開發(fā)設(shè)計(jì)了軟件工程雙語教學(xué)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，該平臺(tái)教學(xué)內(nèi)容科學(xué)規(guī)范、知識(shí)體系完整、邏輯性強(qiáng)、教學(xué)素材資源引用適當(dāng)。所有教學(xué)資源均采用iSpring軟件或Macromedia Flash Paper軟件轉(zhuǎn)換為Flash格式內(nèi)容，不僅可以防止盜版，而且更方便用戶查看瀏覽。同時(shí)采用國際化技術(shù)對(duì)雙語教學(xué)提供有力支持，服務(wù)器會(huì)根據(jù)客戶端環(huán)境不同選擇顯示相應(yīng)的資源信息。該網(wǎng)教平臺(tái)側(cè)重于學(xué)生自主學(xué)習(xí)能力的培養(yǎng)，促進(jìn)雙語教學(xué)在專業(yè)課教學(xué)環(huán)節(jié)中的具體實(shí)施，探索了更為有效的軟件工程雙語教學(xué)模式。

[1]大連民族學(xué)院教務(wù)處.大連民族學(xué)院2009版培養(yǎng)方案[M].大連:大連民族學(xué)院，2009.

[2]SHUANG Liu， XI Zuo-Li， LI Zuo.Adopting communicative teaching method in computer major bilingual teaching[J].Theory and Practice in Language Studies， 2011， 1 （2）:187-190.

[3]Dalian Nationalities University.Blackboard Academic Suite[EB/OL].（2009-03-03）[2011-05-10].http://bb.dlnu.edu.cn.

[4]iSpring Solutions，Inc.Download Powerpoint to flash and E-learning authoring tools free trials[EB/OL]. （2011-01-10）[2011-03-11].http://www.ispringsolutions.com/download.html.

[5]Adobe Systems Incorporated.Download FlashPaper2[EB/OL].（2010-10-03）[2011-03-15].https://www.adobe.com/c-fusion/tdrc/index.cfm?product=flashpaper.

[6]李剛.Struts 2.1權(quán)威指南—基于WebWork核心的MVC開發(fā)[M].北京:電子工業(yè)出版社，2009.

[7]孫衛(wèi)琴.精通Hibernate:Java對(duì)象持久技術(shù)詳解 [M].北京:電子工業(yè)出版社，2008.

[8]Oracle Corporation.Java EE reference[EB/OL].（2009-12-11）[2010-12-15].http://www.oracle.com/technetwork/java/javaee/d-ocumentation/index.html.