网络教学系统——后台管理毕业设计.doc

摘要随着信息技术与网络技术的发展和普及，基于Internet和Intranet的教育模式蓬勃发展，这也促进了以网络多媒体教育管理系统为基础的现代教育理论的发展。其中“数字化校园”的概念作为一种崭新的教育方式逐渐运用到实际的教学活动中，成为现代教育体系中重要的组成部分。如何有效的管理各种教学资源与学生资料，实现对原有系统的整合与优化；如何方便快捷的实施教学，建立灵活全面的多媒体教学环境是网络教学管理平台需要解决的主要问题。网络教学代表了教育的一个发展方向, 本文介绍的网络化教学系统，是基于Internet 开展现代远程教育而开发的，采用三层设计结构，通过运用Java、Servlet、Sql Server数据库等软件的强大功能完成了系统中的后台管理，本系提供了对数据库中用户表，资源表，作业表，课程表，选课表，公告表的增删改查，以实现注册新用户，选课管理，上传课件，浏览课件，课程查询等功能。关键词：教学系统 ；JSP；SQL2008；网上教学AbstractAs information technology and network technology to the development and popularization Based on Internet and Intranet mode of education to flourish. This also contributes to network multimedia education management system as the foundation of modern educational theory development. These digital campus concept as a new education methods are applied to the actual teaching activities. as a modern education system an important component.How effective management of a variety of teaching resources and student information, the realization of the original system integration and optimization; How convenient and efficient implementation of teaching, establish flexible and comprehensive multimedia teaching environment is teaching network management platform need to resolve the main issues. Network teaching represents an orientation to the development of education, The system of network teaching presented in this thesis is an absolutely necessary teaching media for network teaching which is developed on the basis of Internet for the purpose of the development of modern long-distance teaching. Three-tier design structure, through the use of powerful Java, Servlet, Sql Server database software such as complete systems management background, the department provides the user tables in the database, resource tables, schedules, curriculum, course selection table , deletions announcement table to the investigation, in order to achieve the new user registration, course management, upload courseware, browse courseware, curriculum query.Keywords: Teaching System,JSP,SQL2008,Online Teaching 目录1绪论11.1开发背景11.2发展动态21.2.1系统的体系结构21.2.2开发运行环境21.3网络教学管理系统的发展现状21.4论文的组织结构32系统规划42.1系统的基本功能42.2系统的特点42.2.1课题的内容和要求42.2.2系统开发技术43系统分析53.1用户需求分析53.2总体结构设计53.2.1系统功能结构图53.2.2系统各模块简要说明53.2.3数据库概念结构设计63.2.4数据库逻辑结构设计83.2.5建表的SQL语句104系统的具体实现124.1准备工作124.2数据库连接模块124.3用户模块134.4课程模块144.5教学资源模块144.6课程作业模块154.7课程公告模块165总结17参考文献18致谢191绪论1.1开发背景信息化是当今世界经济和社会发展的两大趋势，信息社会的高度发展要求教育必须改革以满足培养面向信息化社会创新人才的要求。同时，信息社会的发展也为这种改革提供了环境和条件。在跨世纪的教育改革中，世界各国都在加快教育现代化的建设步伐，其信息化程度的高低以成为衡量一个国家综合国力水平的重要标记。可以说，信息时代是一个数字化的世界。信息技术应用到教育教学过程以后，形成了网络化的学习环境、数字化的学习资源以及数字化的学习方式。远程教学有了突破性的进展，即允许教师和学生间同步或异步地以文本、图形、图像、音频或视频等形式进行交互式教学活动。广大教师对基于Web的学习模式不断地进行探索和研究。远程网络教学网站的出现，正是教育信息化过程的产物，是现阶段教育软件特别是基于Web的网络教育系统开发的重要内容。虽然远程网络教学网站在我国的出现也只有短短的几年时间，但是其发展速度快，已经引起了广泛的重视。1.2发展动态目前流行的JSP技术开发Web应用程序，采用XML技术对教学数据进行处理，通过JSP/Servlet和XML进行数据交互，同时也采用了计算机网络中的许多成熟技术，如流媒体技术，客户/服务器技术，数据库技术。1）JSP技术JSP是一种卓越的Java技术，它基于强大的Java语言，可在任何Web或应用服务器上运行，与Java Enterprise API(Java 企业应用编程接口)紧密结合，可快速创建高性能的Web应用程序。它将内容的生成和显示进行分离，使Web开发人员能专注于应用逻辑的处理;利用可重用的组件(Java BtensEJB),加快了总体开发速度，并提高了系统质量，采用标识简化页面编程，降低了开发人员的难度。2)XML与HTML技术XML和HTML一样属于标记语言，可以通过标记来描述数据的结构，并且它允许用户自行视描述数据的需要，随意地制定不同的标记，这和HTML有着极大的差别，除此之外，XML不同于HTML对于所有的标记都已经定义了显示格式的意义，对于XML而言，显示格式并不是最重要的，相对地，数据所代表的意义才是最重要的，因此，XML并不负责标记显示的格式。不过，XML却允许通过较复杂且灵活性的方式显示数据，如通过XSL、CSS、HTML+XML Island以及编写程序并通过DOM取出数据再显示;XML具有跨平台、与语言和应用程序等无关的特性;XML除了可以使用标记与属性来描述数据的意义之外，另外还提供了可用来描述文件结构的DTD与XML Schema。3)基于连接池的数据库技术系统采用DB Connection Manager的Java类管理连接池对象，其中每一个连接池保持一组JDBC数据库连接对象，可以为任何Servlet所使用。连接池具有以下功能：装载和注册JDBC驱动程序;根据在属性文件中定义的属性创建连接池对象;实现连接池名字与其实例之间的映射;跟踪客户程序对连接池的引用，保证在最后一个客户程序结束后安全关闭所有连接池。4)客户/服务器技术联入校园网的计算机从功能上来说，可以分成服务器和客户机两种，不论哪种服务器，如文件服务器，FTP服务器，数据服务器，邮件服务器，数据服务器，代理服务器等都成天候运行，提供各种服务，为学生服务。1.2.1系统的体系结构网络教学平台按照Browser/Server模式，将传统的浏览器/WEB服务器的两层体系结构扩展成浏览器WEB服务器+应用服务器数据库服务器三层体系结构，这种模式采用多种标准的协议和技术，适合于任何硬件平台和软件环境。系统采用JSP与SQL Server 2008 数据库相结合，其实现的基本原理是利用SQL Server 2008 作为数据仓库，用Servlet等高性能服务器端程序作为后台总控程序，JSP程序在前台运行，Servelet接受用户的输入，分别调用不同的JSP程序向客户端反馈信息，JSP/Servlet通过HTTP连接在服务器端和客户端传递数据。1.2.2开发运行环境电脑配置：内存：DDR 4G 硬盘：500G操作系统：Windows开发环境：MyEclispse Web服务平台：Tomcat 6.0数据库：SQL Server 20081.3网络教学管理系统的发展现状近年来，随着通信技术、网络技术及多媒体技术的不断发展，电信网、电视网及互联网的“三网融合”，我们的教育正在从封闭的校园教育转变为开放式的网络教育，以教师为主导的单向传授教育转变为以学生为中心的双向互动选择式的教育，从应试教育转为以提高学生综合技能为目标的素质教育、创新教育。如何有效地让网络为网络教育服务是我们教育界全体同仁面临的一大难题。调查结果发现，网络教育虽然有着传统教学所无法具有的优势，但其发展并不尽如人意：学生的学习成绩并没有得到全面的提高，而学生的理解能力、动手能力则有下降的趋势；不少学生迷恋于网上游戏、网上娱乐、网上聊天、网恋等等而荒废学业的情况让人担忧；由于受到目前网络技术发展条件及经济等因素的制约，网络教学普及率不高；虽然网上信息量巨大，但其是非难辨，良莠并存。师生要在有限的教学时间内，在无尽的信息海洋中，化费了大量的时间，却找不到适合自已的教学内容；许多学校的教育资源数量不少，但内容太多太杂太乱，真正有用的资源并不多，而且内容枯燥；大多数网络教育是换汤不换药，并没有跳出原传统教学的旧模式，只是以教师为中心的传统课堂教育模式的一种电投化而矣；对教学网络建设的目的缺乏全面的认识和理解、不重视教学资源的开发、整理与应用；网络资源得不到充分的共享，利用率低等等。这一切使得网络教育的优势与潜力得不到应有的的发挥，网络教学效果并没有我们原先预期的那么高。究其原因，关键是没有建起一个与网络教育相配套的网络教学资源信息系统，对网络教育信息资源的作用认识不足、观念滞后、主次不分、重点不明、本末倒置，表现为：在系统及硬件上舍得花费大量的人力物力，而在资源的整理、收集、开发方面却投入甚少。网络教育信息资源重复的多、创新的少，使得整个网络教育信息资源系统华而不实，导致许多教育网络的硬件大量空置，使得花耗巨资建立起来的网络学校、网络教室大门紧锁，数字图书馆及数字实验室的利用率极低。1.4论文的组织结构本文由1绪论，2介绍系统的基本功能和特点，3系统总体设计，4系统各模块的设计与实现，5总结，参考文献和致谢七部分组成。1绪论由研究背景、网上教学系统的发展前景、网上教学系统的基本步骤和本文的组织结构组成。2介绍系统的开发工具和和系统的基本功能，另外介绍系统所要实现的目标。3系统总体设计由系统总体分析、创建系统E-R图和数据库设计组成。4详细分析系统各模块的设计与实现包括用户模块、课程模块、课程作业模块组成。最后5为总结。2系统规划2.1系统的基本功能设计一个网络教学系统，注册新用户，选课管理，上传课件，浏览课件，课程查询等功能。1）只有通过选课的用户才能浏览课件及课程查询等其他功能。2）上传课件只能有有教师注册登陆后上传，学生没有上传课件的权限。3）浏览课件需注册选课后才能浏览相应的课程课件。4）系统辅助管理主要用于创建用户和用户维护。系统分析和开发时将在Windows 7平台运用 JSP 来开发系统的应用程序，而后台的数据库则采用微软的SQL server2008。后台数据库是用来存储注册的信息、课件信息以及系统的信息，而数据库应用程序的任务则是在后台数据库和操作人员之间建立一个平台，使操作人员可以对数据库中的信息进行操作。2.2系统的特点2.2.1课题的内容和要求设计一个网络教学系统，注册新用户，选课管理，上传课件，浏览课件，课程查询等功能。1）只有通过选课的用户才能浏览课件及课程查询等其他功能。2）上传课件只能有有教师注册登陆后上传，学生没有上传课件的权限。3）浏览课件需注册选课后才能浏览相应的课程课件。4）系统辅助管理主要用于创建用户和用户维护。2.2.2系统开发技术在数据库的选择上，我将采用SQL server2008。SQL server2008 是微软开发的一个数据库平台，使用SQL语言创建所有关系表，视图。主要解决采用B/S模式，管理员通过Internet网进行维护，减少网站开发难度，实现访问、管理合一。采用JSP技术，即在Web页面的HTML文档中嵌入JSP的内置对象和组件，从而实现对数据库的各种访问如查询、修改、删除、录入、更新等。3系统分析3.1用户需求分析数据库需求分析就是要了解在这个应用系统中，用户需要查询、更新、删除和保留哪写数据，收集基本数据，数据结构以及数据处理的流程，组成一份详尽的数据字典，为后面的具体设计打下基础。 通过系统功能分析，针对普通在线教学系统的需求，总结出如下需求信息：l 用户分教师，学生和管理员。l 教师担任一门或多门课程。l 学生能选修一门或多门课程，学生选择的课程要有选课记录。l 每门课程可能要有公告。l 每门课程可能有课程资源。l 每门课程可能有课程作业。 经过系统功能分析和需求总结，考虑到将来在功能上的扩展，设计如下数据项和数据结构。3.2总体结构设计3.2.1系统功能结构图网络教学平台由教师教学系统、学生学习系统和教学管理系统三大模块组成，这些模块之间相互联系，相互配合，构成一个完整的网络教学系统。系统功能框图见图3.1。 图3.1 系统功能框图3.2.2系统各模块简要说明教师教学系统与学生学习系统的功能相对应，主要包含以下几个模块： 1）公告信息网络课堂是实施网络教学的主要场所，教师和学生可以通过此模块实现实时和非实时的网上交流。教师可以实现课程添加、修改，将课件上传等功能，而学生可以浏览教学大纲，教学计划，教学参考资料，教学课件等内容，也可以下载这些资料。 2）网络课堂作业环节是对所学知识理解和巩固的过程。教师可以在网上发布、批改、删除作业，学生可以在线或下载完成作业，完成后可以将作业上传，还可以通过此环节查看自己完成作业的情况，查看教师评语等内容。教学管理系统系统分为人员管理、课程管理、作业管理。 3）人员管理包括系统管理员、教师和学生管理。其中管理员可以对所有人员进行添加、修改、删除和查询，同时还可以对教师的所有权限进行分配。 4）课程管理包括课程添加、课程查询和课件管理。 5）作业管理可以查看、修改和删除作业。3.2.3数据库概念结构设计 1.系统的全局E-R如图3.2所示：学生教师选课管理员公告MN作业教学资源发布NM具有N1课程发布1NN下载查询1N用户信息N查看查询修改查询11N 图3.2系统的全局E-R图2.资料实体E-R图如图3.3所示：用户用户性别用户姓名所在院系.用户编号 图3.3用户实体E-R图3.教师信息E-R图如图3.4所示：教师信息自动编号相关课程教师姓名所属系E-mail地址个人主页通信地址所属学院 图3.4 教师信息实体E-R图4.回复作业实体E-R图如图3.5图所示：回复日期作业ID号回复作业自动编号学生姓名作业标题作业内容图3.5 回复作业实体E-R图该E-R图有6个实体类型，其属性如下：1)用户（主键，用户帐号，用户密码，用户类型，用户姓名，用户性别，用户所在院系，教师姓名）2)课程（主键，课程编号，课程名称，开课院系，上课时间，上课阶段，任课教师，课程学分，上课地点，课程备注）3)作业（主键，作业标题，作业在服务器的保存地址，1.发布作业2.学生提交答案，课程编号，提交答案学生编号，1.答案教师未浏览2.教师已浏览）4)公告（主键，公告标题，公告内容，公告发布日期，课程编号）5)课程资源（主键，资源名称，课程编号，资源在服务器的存放位置，资源上传日期，资源扩展名，资源大小，类型1能浏览2可下载）6)选课记录（主键，课程编号，学生编号，选课日期）3.2.4数据库逻辑结构设计数据表逻辑如下所示：表3.1用户信息表 t_user字段名类型关键字与否备注idint10关键字主键，递增accoutchar50用户帐号passwordVarchar200用户密码typeint50用户类型namechar50用户姓名sexChar用户性别collageVarchar50用户所在院系teacherchar50若type=1此为教师姓名表3.2 课程表 t_course字段名类型关键字与否备注idint50关键字主键Course_codeVarchar50课程编号Course_nameVarchar50课程名称collageVarchar50开课院系Course_timeVarchar50上课时间Start_endVarchar50上课阶段Course_teachVarchar50任课教师Course_creditVarchar50课程学分Course_siteVarchar50上课地点Course_noteVarchar50课程备注表3.3作业表 t_homework字段名类型关键字与否备注idint关键字主键titleVarchar作业标题linkvarChar保存地址datedatetime发布时间typechar1发布作业2提交答案Course_codevarchar课程编号User_sitevarchar提交作业答案学生编号Course_notechar1提交作业未浏览2已浏览表3.4教学资源表 t_resouce字段名类型关键字与否备注idint关键字主键titlevarChar资源名称Course_idvarChar课程编号linkvarChar存放位置datevarChar上传日期extvarChar资源扩展名filesizevarChar资源大小typechar1能浏览2能下载表3.5课程公告表 t_notice字段名类型关键字与否备注idint20关键字主键titlevarChar20公告标题detailvarChar11公告内容datedatetime公告发布日期Course_idchar课程编号表3.6选课记录表 xk_record字段名类型关键字与否备注idint20关键字主键Course_idvarChar20课程编号User_codevarChar11学生编号datedatetime选课日期3.2.5建表的SQL语句完成逻辑设计后，开始在SQL数据库中建立实际的数据库及各个表，下面是创建数据库及表的SQL语句：Create Database teachonline; -创建数据库用户信息表：Create Table t_user ( id int(8) PRIMARY KEY,accout char(10) password varchar(2) type int(2)name char(50) NULL,sex char(10) NULL,collage varchar(50) NULL,teacher char(50) NULL,);课程表：Create Table t_course ( id int(8) PRIMARY KEY,course_code varchar(10) course_name varchar(2) collage varchar(2)course_time varchar(50) NULL,start_end varchar(10) NULL,course_teah varchar(50) NULL,course_credit varchar(50) NULL,course_site varchar(20) NULL,course_note varchar(50) NULL,);作业表：Create Table t_homework ( id int(8) PRIMARY KEY,title varchar(10) link varchar(50) date datetime(10)type char(50) NULL,course_code varchar(50) NULL,user_id varchar(50) NULL,status char(50) NULL,);教学资源表：Create Table t_resource ( id int(8) PRIMARY KEY,title varchar(10) course_id varchar(50) link varchar(50)date datetime NULL,ext varchar(50) NULL,filesize varchar(50)NULL,type char(50) NULL,);课程公告表：Create Table t_notice ( id int(8) PRIMARY KEY,title varchar(10) NULL,detail varchar(50) NULL,date datetime(10) NULL,course_id varchar(50) NULL,);选课记录表： Create Table xk_record ( id int(8) PRIMARY KEY,date datetime NULL,user_code varchar(50) NULL,course_id varchar(50) NULL,);4系统的具体实现4.1准备工作首先利用MyEclispse 新建一个工程，工程可以任意命名。在工程下新建一个包grad.util ,然后在这个包下新建四个包user、homework、course、notice。1）在user包下有两个类，其中各个类的作用为：User类：用户类，描述用户属性，以及这些属性的值的设置和取得的方法。Op_user类：管理用户，包括用户的查询，修改，删除，添加等。2）在course包下有两个类，如下：Course类：课程类，描述课程的属性，以及这些属性的值的设置和取得的方法。Resourse类：课程资源类，描述资源的属性，以及这些属性的设置和取得的方法。Op_resourse类：课程和课程资源的管理类，主要具有课程和课程资源的查询，修改，删除和添加方法。3）在homework包下有2个类，其中各类的作用如下：Homework类：家庭作业类，描述作业的属性，以及这些属性的值的设置和取得的方法。Op_homework类：家庭作业管理类，主要包含家庭作业的查询，修改，删除和添加。4）在notice包下有2个类，各类为：Notice类，课程公告类，描述公告的属性，以及这些属性的值的设置和取得的方法。Op_notice类，课程公告管理类，主要包含公告的查询，修改，删除和添加方法。4.2数据库连接模块Grad.util.DataBase.java是一个公共类，其他类如果要连接数据库，只需要构造这个类的对象就可以了，一般情况下大家常把是数据库的查询excuteQuere（）、更新excuteUpdate()等方法也放在这个类里。链接数据库有以下注意项：1数据库的端口要正确。2用户名为sa 密码在sqlserver2008中不能为空。3 jdbc链接sqlserver的驱动使用SqlServer2000的驱动会出错，要使用sqljdbc.jar或者sqljdbc4的驱动，并且链接的代码也不同，详见代码。数据库为公共连接类，代码为：package grad.util;import java.sql.*;public class DataBase public Connection conn; public DataBase() this.connect(); public boolean connect() try Class.forName(com.microsoft.sqlserver.jdbc.SQLServerDriver).newInstance(); String url=jdbc：sqlserver：/localhost：1433;DatabaseName=teachonline; String user=sa; String password=123; conn= DriverManager.getConnection(url,user,password); catch(Exception ee) System.out.println(connect db error：+ee.getMessage(); return false; return true; 4.3用户模块有了前面的基本类，现在开始业务处理类的编写。用户类user.java主要负责描述用户的属性，以及这些属性的get和set方法。部分代码如下：package grad.util.user;public class user public user() private int id=0; /自动编号 String account=; /用户帐号，老师的帐号为课程编号 String password=;/用户密码 int type=0; /用户类型1-学生,2-老师,3-管理员 String name=; /用户真实姓名 String sex=; /用户性别 String college=; /用户所在学院 String teacher=; /如果是学生则为 指导教师姓名，否则值为null public void setId(int id) this.id=id; public int getId() return this.id;.(后面的省略)用户管理如下：用户分教师，学生和管理员，因此在进行操作的时候，要判断用户属于哪一种身份。教师编号就是课程编号，因此把课程的管理也放在了用户管理中，增加一门课程的时候，也要相应的用课程编号做为教师编号添加一个新用户，因此，学生选课一类的操作也就放在这个类里。1) public user getuserbyusercode(string user_code,string type)功能：通过用户编号和用户类型，查询，返回用户的详细信息。参数：user_code用户编号，type用户类型。返回值：user对象。实现思路：建立数据库连接组织SQL语句执行查询构造用户对象设置用户对象属性值返回用户对象。2) public arraylist getallstudent(string course_id)方法功能：查询选修了指定课程的所有学生。参数：course_id课程编号。返回值：用户对象列表。实现思路：建立数据库连接组织SQL语句执行查询取结果行记录构造用户对象-设置对象属性添加对象取一行记录直到取完全部记录，返回对象列表。3) public Boolean addcourse(course cs)方法功能：添加一门课程。参数：course课程对象。返回值：添加成功返回ture,否则返回false。实现思路：建立数据库连接取课程对象取课程属性-执行insert-构造用户对象设置用户名和密码为课程编号设置其他属性调用方法添加用户出错返回ture,否则返回false。4）addUser() updateUser() getAllStudent()分别用于添加用户，修改用户，获取所有用户，代码简要介绍在 附录一A。4.4课程模块 课程bean对应的文件叫course.java，这个bean主要描述了课程的一些基本属性，以及这些属性值的get和set方法。课程bean course.java的参考代码在附录一B。String course_code=; /课程编号 String course_name=; /课程名称String college=; /开课院系String course_time=; /上课时间String start_end=; /上课区间 即从第几周到第几周String course_tech=; /任课教师String course_credit=;/课程学分String course_site=; /上课地点 4.5教学资源模块教学资源bean对应的文件为resource.java，这个bean主要描述了教学资源的一些基本属性，以及这些属性值的get和set方法。教学资源bean resource.java的参考代码在附录一C。int id=0; /自动编号String title=; /资源名称String course_id=;/资源所属课程编号String link=; /资源在服务器存贮地址String ext=; /资源文件扩展名 例如.doc，.ppt等String filesize=;/资源文件大小String sdate=null; /上传日期int power=1; /1为可在线浏览 2为可下载教学资源管理主要是教学资源的添加，修改，删除和查询。其实现比较简单，对应的文件为op_resource.java，这里主要是两个方法：1)public Arraylist GetAllresourceByCourse(string sourseid)方法功能：查询指定课程发布的学生可以下载的全部资源。参数：sourseid课程编号。返回值：资源列表