淺談基于Web在線教學(xué)系統(tǒng)設(shè)計(jì)

邵迎春

摘 要 目前傳統(tǒng)的教學(xué)方式很難再適應(yīng)高校出現(xiàn)的大量學(xué)生，各種不同的校區(qū)，以及各種不同的教育形式。隨著我國教育改革的不斷推進(jìn)，我國高校逐漸加大了在高校信息化建設(shè)上的投入。正是在這樣的背景下，出現(xiàn)了基于網(wǎng)絡(luò)的在線教學(xué)系統(tǒng)。這樣的教學(xué)系統(tǒng)極大地改變了原來的傳統(tǒng)教學(xué)模式，把面對面的教學(xué)形式改變?yōu)橥ㄟ^網(wǎng)絡(luò)的遠(yuǎn)程直播的模式。該教學(xué)模式極大的擴(kuò)展了傳統(tǒng)教學(xué)模式的邊界，提高了教學(xué)的效率，解決了教學(xué)的空間限制，是傳統(tǒng)教學(xué)模式的有效補(bǔ)充。正是在這樣的背景下，基于Web的在線教學(xué)系統(tǒng)應(yīng)運(yùn)而生。

關(guān)鍵詞 在線教學(xué) 高校信息化 信息系統(tǒng)

中圖分類號：TP311.52 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

0引言

目前國外的很多公司都設(shè)計(jì)和開發(fā)了在線教學(xué)系統(tǒng)，由原來的簡單C/S模式開發(fā)的系統(tǒng)如Visual Basic等語言，發(fā)展到基于B/S開發(fā)模式的系統(tǒng)如ASP.NET等，到目前發(fā)展到基于云平臺的在線教學(xué)系統(tǒng)。最近幾年，在國內(nèi)外發(fā)展起來的慕課平臺，如北大慕課，國外的coursera等，都是在線教學(xué)系統(tǒng)的很好產(chǎn)品。本文詳細(xì)講述了在線教學(xué)系統(tǒng)的功能，以及設(shè)計(jì)方案，最后展示了在線教學(xué)系統(tǒng)的功能、通過這樣的介紹提高大家對這種新的教學(xué)方式的理解。

1系統(tǒng)需求分析

在線教學(xué)系統(tǒng)是一個基于網(wǎng)絡(luò)的大型信息管理系統(tǒng)，主要實(shí)現(xiàn)了教師的在線教學(xué)，學(xué)生的在線交流，在線考試等功能。系統(tǒng)后臺實(shí)現(xiàn)對這些數(shù)據(jù)的保存，處理，顯示等功能。

如上圖1所示，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的主要功能有系統(tǒng)管理，在線培訓(xùn)，在線考試，在線調(diào)查，在線交流，培訓(xùn)管理，資源中心以及統(tǒng)計(jì)分析等。

本系統(tǒng)的大部分課程都是用視頻來進(jìn)行教學(xué)。但是本系統(tǒng)也大量的使用了非視頻教學(xué)部分。視頻部分：幾乎把所有內(nèi)容視頻化。視頻課程的最大特點(diǎn)是使得教學(xué)更加直觀，而且可以根據(jù)自己的特點(diǎn)選擇不斷的重復(fù)教學(xué)或者選擇性教學(xué)。而在非視頻部分：如視頻中的選擇題，如在線考試部分，如在線復(fù)習(xí)部分。非視頻部分是對視頻部分的有效補(bǔ)充，提高了學(xué)習(xí)效果。

2系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

2.1系統(tǒng)硬件架構(gòu)

根據(jù)用戶的需求及目前較為成熟的網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)，整個系統(tǒng)的硬件設(shè)計(jì)結(jié)構(gòu)如下圖2所示：

如上圖2所示，本系統(tǒng)通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行部署，涉及到的硬件有：防火墻，路由器，交換機(jī)，核心業(yè)務(wù)服務(wù)器，前臺應(yīng)用服務(wù)器，磁盤陣列柜，終端，雙機(jī)熱備系統(tǒng)，UPS供電系統(tǒng)。

（1）防火墻：由硬件防火墻來負(fù)責(zé)阻斷和外部系統(tǒng)對內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)的攻擊，安全有效地保證各個網(wǎng)絡(luò)的正常工作。

（2）路由器：負(fù)責(zé)與電信各外部系統(tǒng)，如學(xué)校電信系統(tǒng)、學(xué)校研究所院系統(tǒng)等進(jìn)行連接。

（3）交換機(jī)：對內(nèi)部網(wǎng)絡(luò)及辦公網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行科學(xué)合理的管理，提供高速的數(shù)據(jù)交換。

（4）核心業(yè)務(wù)服務(wù)器：為系統(tǒng)的核心業(yè)務(wù)應(yīng)用提供高性能、高可靠性、高可用性及可升級的硬件平臺。

（5）前臺應(yīng)用服務(wù)器：為前臺業(yè)務(wù)應(yīng)用提供高性能、高可靠性、高可用性及可升級的硬件平臺。

（6）磁盤陣列柜：為數(shù)據(jù)提供高速、可靠、大容量的數(shù)據(jù)存儲空間；光纖接口，可與光纖交換機(jī)組成SAN架構(gòu)。

（7）雙機(jī)熱備系統(tǒng)：為了保證核心數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的不間斷運(yùn)行，由第三方軟件與系統(tǒng)硬件組成的高可用系統(tǒng)平臺。

（8）UPS供電系統(tǒng)：為了保證機(jī)房設(shè)備在斷電的情況下能夠正常工作所必須電力供應(yīng)設(shè)備。

2.2 負(fù)載均衡

隨著互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的廣泛普及，對于一個大型的在線教學(xué)系統(tǒng)，可能同時有大量的用戶在線訪問該系統(tǒng)。這樣的使用場景對系統(tǒng)的穩(wěn)定性和擴(kuò)展性提出了極大的挑戰(zhàn)。為了更好地為用戶提供良好的用戶體驗(yàn)，并滿足本系統(tǒng)的非功能性需求中的時間性，容量性，穩(wěn)定性等特性。為了提高系統(tǒng)的并發(fā)性，系統(tǒng)在開發(fā)的過程中使用了負(fù)載均衡均衡技術(shù)，具體來說就是在Apache Server2.2.16服務(wù)器加上多個Tomcat7服務(wù)器來滿足系統(tǒng)集群部署需要，并通過在Apache 服務(wù)器上部署mod_proxy技術(shù)來滿足系統(tǒng)的負(fù)載均衡。

2.2.1 Tomcat7服務(wù)器配置

Tomcat7服務(wù)器只要完成網(wǎng)站的發(fā)布，具體來說就是在配置webapps目錄來指定本系統(tǒng)的根目錄，然后根據(jù)常規(guī)的web應(yīng)用發(fā)布辦法修改server.xml中的Context path標(biāo)簽以及workDir標(biāo)簽，這樣就完成了網(wǎng)站內(nèi)容的發(fā)布。

2.2.2 Apache服務(wù)器配置

在Apache服務(wù)器上采用了mod_proxy_balancer進(jìn)行負(fù)載均衡配置。mod_proxy_balancer包提供了多種負(fù)載均衡方式，如按照輪詢均衡策略，按照的權(quán)重分配均衡，按照權(quán)重請求響應(yīng)負(fù)載均衡策略。本系統(tǒng)按照權(quán)重分配均衡的策略來分配系統(tǒng)中的多個Tomcat7服務(wù)器的處理權(quán)重?？梢源蜷_balancer-manager 的界面，可以看到請求是平均分配的。給 BalancerMember 加上 loadfactor 參數(shù)即可，取值范圍為1-100。假如我們使用了兩臺服務(wù)器，負(fù)載分配比例為 7：3，只需在Httpd.conf代碼中這樣設(shè)置：

打開Tomcat1項(xiàng)目的WEB-INF下的web.xml在內(nèi)添加標(biāo)簽，如果沒有則手動建立web.xml文件。將Tomcat1下的web_root項(xiàng)目復(fù)制一份到Tomcat2的webapps目錄下。到此，所有操作已完成。啟動Tomcat1、Tomcat2、apache。打開瀏覽器，輸入http：//localhost/login.jsp回車，刷新幾次即可從Tomcat1與Tomcat2的控制臺看到負(fù)載效果。輸入session即可看到session復(fù)制效果。

2.3功能效果

用戶可以通過輸入用戶名和密碼登錄系統(tǒng)。用戶也可以選擇自動登錄，用戶可以通過輸入用戶名自動登錄到系統(tǒng)中。在用戶忘記密碼時，可以通過點(diǎn)擊找回密碼找到密碼。

當(dāng)用戶登錄系統(tǒng)，可以點(diǎn)擊在線教學(xué)界面，通過界面可以看到老師上課的實(shí)際情況，并通過右下角看到參加教學(xué)的同學(xué)情況。

當(dāng)教師登錄系統(tǒng)，可以編輯考試題目并發(fā)表在線考試，如上圖界面。用戶可以在線進(jìn)行考試，并進(jìn)行提交，后臺就可以自動算出考試成績。系統(tǒng)由自動的時間提示，如果用戶考試超時后沒有提交，系統(tǒng)就不讓用戶在進(jìn)行答題了。

3總結(jié)

在線教學(xué)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了各種輔助教學(xué)模塊，滿足了學(xué)校的實(shí)際在線教學(xué)需求，可以提高老師的教學(xué)效率，提高學(xué)生的學(xué)習(xí)效率，并可以及時反饋教學(xué)效果，很好地促進(jìn)了教學(xué)質(zhì)量的提高。

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