构建VB网上教学平台.docx
《构建VB网上教学平台.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《构建VB网上教学平台.docx（13页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
构建VB网上教学平台
基于ASP.NET技术及XML技术构建VB网上教学平台
一、绪论部分
（一）项目背景
我们都知道，在人类的文明史上，文字的出现，印刷术的产生，曾是信息技术发展史上的两个里程碑，并引发了教学模式的两次飞跃。
文字的出现，扩展了教育的内容与形式，提高了学生的抽象思维能力和自学能力；印刷术的产生，让知识有了载体，也由此推动了科学文化的传播和教育的普及。
这两次飞跃，都加速了人类社会的发展进程，把人类文明提升到了一个很深的高度。
但自从九十年代以来，随着因特网的发展，人类很快进入了信息化时代，它的发展速度是如此惊人，它让偌大的世界变得“越来越小”，人与人之间的距离拉得“越来越近”，并且不断的改变着人类的生产方式、工作方式、生活方式乃至学习方式。
毫无疑问，这又是信息技术发展的一个里程碑。
而且，它还引起了教育领域的深刻变革，使教学模式产生了很大的变化。
基于因特网的网络教育不受时间、空间和地狱的限制。
可以让工作与学习完全融为一体，上班工作、下班学习的界限被打破，每个人可以在任意时间、任意地点通过网络自由的学习，这也是真正意义上的自主学习和终生教育。
随着多媒体技术的不断发展和因特网的日益普及，传统的黑板加粉笔的教学手段已经无法适应当前大量信息的教学内容的需求，在这样的情况下，须要创造一个在教师的指导下的学生自主式学习的环境，E-Learning（网络化学习）这一概念在全世界迅速流行。
E-Learning指主要通过因特网进行的学习与教学活动，它充分利用现代信息技术所提供的、具有全新沟通机制与丰富资源的学习环境，实现一种全新的学习方式。
我校大力发展远程开放教育，充分利用了E-Learning的思想，采用最新的.net和XML等技术，开发出基于校园网的VB网络教学平台，实现教学资源的有效整合和共享，为学生提供全过程学习的环境。
（二）国内外教学平台的发展现状
1、国外：
发展较早，市场稳步增长
发展以互联网为主要手段的现在远程教育如今已经成为一种不可阻挡的发展趋势。
世界上已经有100多个国家开展了现代远程教育，全世界86%左右的大学在网上拥有自己的网站，其中的1/6推出了网络教育课程。
由于网络风暴首先席卷欧美，他们的网络教育很自然走在了世界前列，已具有不小的规模。
例如：
·美国已有60％的高校开展了以互联网为主要手段的远程教育，远程教育开设的学历、学位课程数已达到4.9万个，基本上覆盖了美国高等学校的所有学科和专业，通过网络学习的人数正以每年3倍的速度增长。
·德国也有将近一万所学校上网，其中的1/4开设了网络教育课程。
·英国政府甚至把普及网络化教育作为保证英国人才培养紧跟世界潮流的战略性举措。
·据韩国教育开发院的有关研究表明，韩国网上教育市场规模约为500亿韩元（一美元约合1100韩元），约占整个教育市场的2%，到后来达到500万亿韩元的规模。
2、国内：
刚刚起步，前景日益广阔
远程教育在我国经历了函授教育、广播电视教育和以信息和网络技术为基础的现代远程教育三个阶段。
现代远程教育市场潜力很大，前景广阔，主要表现在以下几个方面：
·信息化时代越来越多的人们渴望接受再教育，教育的投资占中等月收入家庭的15%。
但目前在18到24岁年龄段中，仅有2.5%的人有机会接受教育，远远满足不了社会的需求。
随着近两年网民数量的增加，远程教育具有强劲的发展势头。
·职业教育是提高个人综合素质、掌握新技能的主要学习手段。
目前，国内接受职业教育的目标客户群很大，以北京为例，每年有近600万人次接受职业教育。
·教育作为一个产业将成为中国互联网的新热点。
在对中国网民的调查中，更多的网民认为现代远程教育是未来最有希望的网上事业。
至今，教育部已陆续批准45所高校设立网络教育学院，开展现代远程教育工作，高校网络教育学院在校生达24万人，已开设8个大类51个专业，组织了近300门课程和一批素材库、案例库，网络教育的覆盖面已达31个省、自治区和直辖市。
我国目前的现代远程教育主要开展学历教育和非学历教育，其中学历教育分研究生课程进修班、专科起点攻读本科、高中起点攻读本科、普通专科4个层次类型；非学历教育面向社会开设继续教育课程，为社会从业人员参加学习提供服务。
3、现代远程教育系统的基本构成
现代远程教育系统包括硬件支撑、软件支撑、教学资源三大部分。
①硬件支撑：
是指各种服务器、网络设备、系统平台、课件开发系统和虚拟演播系统。
②软件支撑：
是指教学管理、教学应用、资源管理、教学评测和安全管理。
现代远程教育软件系统最重要的是要提供一个师生交流、教学课件开发、教务管理的平台，它需具备以下功能：
·联机学生身份认证，为经过授权的学生提供Internet接入。
·管理接入资源，保证系统有效使用。
·为学生提供课程指导。
·跟踪课件使用情况和学生学习情况。
·管理网上学习、讨论、答疑考试等信息资源。
·建立课件、题库、素材等资源管理系统。
③教学支撑：
是指课件库、素材库、试题库和参考资料库。
（三）XML技术、ASP.NET技术概述及优点
1、XML技术
（1）XML技术概述
XML是可扩展标记语言XML（eXtensibleMarkupLanguage）是一种简单灵活的文本格式的可扩展标记语言，起源于SGML（StandardGeneralizedMarkupLanguage），是SGML的一个子集合，也就是SGML的一个简化版本，非常适合于在Web上或者其它多种数据源间进行数据的交换。
XML是一种简单的数据存储语言，使用一系列简单的标记描述数据，它可以标记任何一种事物，同时也是一组规范，读者都遵守这一规范来开发自己的软件或信息。
这样，不同的计算机之间就可以相互交流信息。
1969年，IBM公司开发了一种文档描述语言GML（GeneralizedMarkupLanguage），用来解决不同系统中文档格式不同的问题，并在1986年成为了一个国际标准〔ISO8879〕，这就是SGML。
SGML是很多大型组织的文档标准，它是一种与语言无关的、结构化的、可扩展的语言，这些特点使它在很多公司受到欢迎，被用来创建、处理和发布大量的文本信息。
1989年，在CERN欧洲粒子物理研究中心的研究人员开发了基于SGML的超文本版本，称为HTML（HyperTextMarkupLanguage）。
HTML继承了SGML的许多重要的特点，比如结构化、实现独立和可描述性，但是它也存在很多缺陷，比如它只能使用固定的有限的标记，而且它只侧重于对内容的显示方面。
随着Web上数据的增多，HTML存在的这些缺点越来越突出。
W3C的成员认识到，必须有一种方法能够把数据本身和数据的显示分离开来，这样W3C在1996年提出了XML的概念。
XML不仅保留了SGML的很多优点，而且更加容易操作以及在WorldWideWeb环境下实现。
1998年，XML成了W3C的推荐标准。
随着XML技术在因特网上使用广泛，已经成为因特网上主要的数据语言，成为Web服务的必有部分，应用程序之间的通信也大量采用XML格式，所以让通信链（应用程序-消息-数据库）采用XML格式是很有意义的。
（2）XML技术特点
1）XML的特点之一是它允许各个组织、个人建立适合自己需要的标记集合，并且这些标记可以迅速地投入使用。
2）XML的最大的特点在于它的数据存储格式不受显示格式的制约。
一般来讲，任何一篇文档包括三个要素：
数据、结构以及显示方式。
对于HTML来说，显示方式内嵌在数据中，这样在创建文本时，要适时考虑输出格式，如果因为需求不同而需要对同样的内容进行不同风格的显示时，要从头创建一个全新的文档，重复工作量很大。
此外HTML缺乏对数据结构的描述，对于应用程序理解文档内容、抽取语义信息都有很多不便。
XML把文档的三要素独立开来，分别处理。
首先把显示格式从数据内容中独立出来，保存在样式单文件中，这样如果需要改变文档的显示方式，只要修改样式单文件就行了。
XML的自我描述性质能够很好地表现很多复杂的数据关系，使得基于XML的应用程序可以在XML文件中准确高效地搜索相关的数据内容，忽略其他不相关部分。
XML还有其他许多优点，有利于不同系统之间的信息交流。
（3）XML的优势：
1）有利于开发灵活的WEB应用软件
数据一旦建立，XML能被发送到其他应用软件、对象或者中间层服务器做进一步地处理。
或者它可以发送带桌面用浏览器浏览。
XML和HTML、脚本、公共对象模式一起为灵活的三层WEB应用软件的开发提供了所需的技术。
轻松实现在WEB上发布数据。
由于XML是一个开放的基于文本的格式，它可以和HTML一样惊醒传递，不需要对现存的网络进行变化。
2）便于不同来源数据的集成
现在搜索多样的不兼容的数据库实际上是不可能的。
XML能够使不同来源的结构化的数据很容易的结合在一起。
软件代理商可以在中间层的服务器上对从后端数据库和其他应用处来的数据进行集成。
然后，数据就能被发送到客户或其他服务器上做进一步的集合、处理和分发。
3）灵活实现数据的多样显示
数据发到桌面后，能够被多种方式显示。
通过以简单开放扩展的方式描述结果化的数据，XML补充了HTML，被广泛的用来描述使用者界面。
HTML描述数据库的外观，而XML描述数据本身。
由于数据显示与内容分开，XML定义的数据允许指定不同的显示方式，是数据更加合理地表现出来。
本地的数据能够一客户配置、使用者或其他标准决定的方式动态地表现出来。
4）强大的可伸缩性
由于XML彻底把标识的概念同显示分开，处理者在结构化的数据中嵌套程序化的描述一表明如何显示数据。
这是令人难以相信的强大机制，使得客户计算机同使用者间的交互作用尽可能的减少了，同时减少了服务器的数据交换数量和浏览器的响应时间。
另外，XML使个人的数据只能通过更新的布告发生变化，减少了服务器的工作量，大大增强了服务器的升级性能。
5）具有描述多种应用得到的数据的能力
XML的扩展性和灵活性允许它描述不同种类应用软件中的数据，从描述搜集的Web页到数据记录。
同时，由于基于XML的数据是自我描述的，数据不需要有内部描述就能被交换和处理。
6）支持本地计算机处理
XML格式的数据发送给客户后，客户可以应用软件解析数据并对数据进行编辑和处理。
使用者可以用不同的方法处理数据，而不仅仅是显示它。
XML文档对象模式允许用脚本或其他编程语言处理数据。
数据计算不需要回到服务器就能进行，分高使用者观看数据的界面，使用简单灵活开放的格式，可以给Web创建功能强大的应用软件，这些软件原来只能建立在高潮数据库上。
7）实现有意义的搜索
数据是可以被XML唯一的标识。
没有XML，搜索软件必须了解每个数据库是如何构建的。
这实际上是不可能的，因为每个人数据库描述数据都是不同的。
有了XML，书就可以很容易以标准的方式按照、标题、ISBN序号或其他的标准分类。
搜索就变得十分方便。
8）粒状的更新
通过XML，数据可以粒状的更新。
每当一部分数据变化以后，不需要发整个结构化的数据。
变化的元素必须从服务器发送给客户，变化的数据不需要刷新整个使用者的界面就能够显示出来。
目前，只要一条数据变化了，整一页都必须重建。
这严重限制了服务器的升级性能。
XML也允许加进其他数据，比如预测的温度。
加入的信息能够流入存在的页面，不需要浏览器发一个新的页面。
9）压缩性
XML压缩性能很好，因为用于描述数据结构的标签可以重复使用。
XML数据是否要压缩，要更艰巨应用来定，还取决于服务器与客户数据的传递量。
XML能够使用HTTP1.1中的压缩标准。
10）开放的标准
XML基于的标准是为Web进行过优化的。
微软和其他一些公司以及W3C中的工作组正致力于确保XML的互用性，以及为开发人员、处理人员和不同系统和浏览器的使用者提供支持，并进一步发展XML标准。
（4）XML技术的应用也很广泛
1）XML在电子商务模型中的应用
●点对点（P2P）的电子商务模型。
用XML定义企业之间交换的信息，然后用XML消息直接进行信息的交换，这种方式是对传统电子数据交换EDI（ElectronicDataExchange）的直接扩展。
典型应用有微软的BizTalk框架。
●基于代理（agent）的电子商务模型。
在点对点模型的基础上，增加一个代理程序。
代理程序的作用就是自动在网络上找到有用的信息，并将其转发到本企业的数据库。
典型应用有CommerceNet的eCo架构。
●基于门户（portal）的电子商务模型。
企业将各种不同的信息发布到相应的门户上，然后各自根据自己的需求到不同的门户上寻找本企业感兴趣的信息。
另外，各门户还可以实现信息的共享和互联，具有很大的扩展性。
●基于web服务的电子商务模型。
Web服务是一种基于标准的应用集成方式，它可以将运行在通过Intranet、Extranet或Internet连接的分布式服务器上的应用集成在一起。
也就是通过互联网的开放标准，实现业务流程的导航、搜索以及与其他应用的交互。
典型应用有基于XML技术和标准的ebXML技术框架。
2）XML在网络安全中的应用
可以用XML语言来描述web应用层的安全规范。
下面是用XML文件来描述产品编号类型的一个例子，要求编号的形式是三个数字后跟A到Z其中的一个字母，或者是7个数字：
xmlversion="1.0"encoding="UTF-8"?
>
schemaxmlns:
xsd="http:
//www.w3.org/2001/XMLSchema"elementFormDefault="qualified"attributeFormDefault="unqualified">
simpleTypename="ProdNumType">
annotation>
documentation>aProductnumber
documentation>
annotation>
restrictionbase="xsd:
string">
patternvalue="\d{3}〔A-Z〕|\d{7}"/>
restriction>
simpleType>
schema>
3）XML用于B2B数据的集成
如webMethods公司（基于XML的企业间数据集成解决方案供应商）的D&BGlobalAccess平台，利用基于XML的web界面定义语言WIDL通过API从各种来源收集信息，XML应用程序DGX用作该平台客户端和服务器端之间的交换界面。
4）XML与数据库
Oracle公司自从Oracle8i以来就增加了许多基本的XML特征，同样微软公司在SQLServer2000也支持XML的许多特征。
另外象其它的数据库MySQL等也支持XML特征。
2、ASP.NET技术
（1）ASP.NET技术概述
ASP.NET又称为ASP﹢，是基于.NETFramework生成的，因此整个框架都可用于任何ASP.NET应用程序，但它不是ASP的简单升级，而是微软提出的.NET框架的一部分，它是一种以.NET框架为基础开发网上应用程序的全新模式。
可以使用任何与公共语言运行库兼容的语言（包括MicrosoftVisualBasic、VisualC#和JScript .NET）来创作应用程序
Web窗体页是用ASP.NET技术生成的。
ASP.NET是一种统一的Web平台，它提供了生成企业级应用程序所必需的全部服务。
（2）ASP.NET技术优点
1）可管理性：
ASP.NET使用基于文本的、分级的配置系统，简化了将设置应用于服务器环境和Web应用程序的工作。
因为配置信息是存储为纯文本的，因此可以在没有本地管理工具的帮助下应用新的设置。
配置文件的任何变化都可以自动检测到并应用于应用程序。
2）安全：
ASP.NET为Web应用程序提供了默认的授权和身份验证方案。
开发人员可以根据应用程序的需要很容易地添加、删除或替换这些方案。
3）易于部署：
通过简单地将必要的文件复制到服务器上，ASP.NET应用程序即可以部署到该服务器上。
不需要重新启动服务器，甚至在部署或替换运行的已编译代码时也不需要重新启动。
4）增强的性能：
ASP.NET是运行在服务器上的已编译代码。
与传统的ActiveServerPages（ASP）不同，ASP.NET能利用早期绑定、实时（JIT）编译、本机和全新的缓存服务来提高性能。
5）灵活的输出缓存：
根据应用程序的需要，ASP.NET可以缓存页数据、页的一部分或整个页。
缓存的项目可以依赖于缓存中的文件或其他项目，或者可以根据过期策略进行刷新。
6）国际化：
ASP.NET在内部使用Unicode以表示请求和响应数据。
可以为每台计算机、每个目录和每页配置国际化设置。
7）移动设备支持：
ASP.NET支持任何设备上的任何浏览器。
开发人员使用与用于传统的桌面浏览器相同的编程技术来处理新的移动设备。
8）扩展性和可用性：
ASP.NET被设计成可扩展的、具有特别专有的功能来提高群集的、多处理器环境的性能。
此外，Internet信息服务（IIS）和ASP.NET运行时密切监视和管理进程，以便在一个进程出现异常时，可在该位置创建新的进程使应用程序继续处理请求。
9）跟踪和调试：
ASP.NET提供了跟踪服务，该服务可在应用程序级别和页面级别调试过程中启用。
可以选择查看页面的信息，或者使用应用程序级别的跟踪查看工具查看信息。
在开发和应用程序处于生产状态时，ASP.NET支持使用.NETFramework调试工具进行本地和远程调试。
当应用程序处于生产状态时，跟踪语句能够留在产品代码中而不会影响性能。
10）与.NETFramework集成：
因为ASP.NET是.NETFramework的一部分，整个平台的功能和灵活性对Web应用程序都是可用的。
也可从Web上流畅地访问.NET类库以及消息和数据访问解决方案。
ASP.NET是独立于语言之外的，所以开发人员能选择最适于应用程序的语言。
另外，公共语言运行库的互用性还保存了基于COM开发的现有投资。
11）与现有ASP应用程序的兼容性：
ASP和ASP.NET可并行运行在IISWeb服务器上而互不冲突;不会发生因安装ASP.NET而导致现有ASP应用程序崩溃的可能。
ASP.NET仅处理具有.aspx文件扩展名的文件。
具有.asp文件扩展名的文件继续由ASP引擎来处理。
然而，应该注意的是会话状态和应用程序状态并不在ASP和ASP.NET页面之间共享。
（3）ASP.NET技术的功能
1）ASP.NET提供了内部状态管理功能，它使您能够保存和管理应用程序特定、会话特定和开发人员定义的信息。
此信息可以独立于页上的任何控件。
它可以在页间共享，如客户信息或购物车的内容。
2）ASP.NET提供了分布式状态功能。
您可以在一台计算机或几台计算机上创建同一应用程序的多个实例。
。
3）ASP.NET包括多种功能和工具，它们使您能够设计和实现高性能的Web应用程序。
这些功能包括：
∙基于ASP进行改进的进程模型。
∙自动编译请求的页并在服务器上存储这些页。
∙ASP.NET特定的性能计数器。
∙Web应用程序测试工具。
（四）本项目的主要内容及创新点
本项目的主要创新之处就是运用了XML技术和ASP.NET技术来实现网上教学的，并解决了异构网的问题。
利用XML、.NET技术和数据库等方面的技术可以很好的实现网上教学。
我们的网络教学平台主要是提供会给教师和学生使用，提供教学内容的传递、师生互动、管理这三大功能。
教室负责在平台上发布、管理教学资源，组织学生进行辅导答疑，了解学生的学习过程和状况。
学生可以在网上进行学习、交流、提交作业等活动。
管理员进行系统维护和权限的设置等。
通过本网上教学平台的使用，引导教师对教学实践进行反思和认识，提高教师的教学水平，实现对教学过程的全程跟踪，让教学活动延伸到课堂之外，从而创造一个学生自主学习，教师辅助指导的协作化学习环境。
网上教学平台
管理员
教师
学生
进行软件设计
系统权限设置
收集相关资料
进行物理实践
了解学习状况
组织辅导答疑
发布、管理资源
进行系统维护
图1
1、结构模式
我们的网络教学平台采用B/S模式三层结构，前端为IE浏览器，中间为WEB服务器，后端为数据源。
中间件接口位于WEB服务器与后端数据源间。
后端数据源
数据源1
XML数据
HTTP
Web服务器
Browse浏览器
……
ASP+ADO
数据源2
HTML
数据源n
中间件接口
图2
用户通过浏览器向WEB服务器发出读取ASP.net文件的要求，WEB服务器执行ASP.net文件，如果有存取数据库的操作，则通过ADO存取数据库，数据库采用SQLSERVER2005；如果读取不规则、零散的教学数据，如WOED文档、PPT课件等，则将该类资源用XML文档描述，通过DOM技术读取XML文档。
最后WEB服务器将结果返回给用户的浏览器。
2、XML
（1）XML和传统数据库都是用来存储信息的非常好的方式
XML和传统数据库都是用来存储信息的非常好的方式。
使用XML来描述数据，任何XML处理器能提供一个标准的XML处理器，你可以通过编程读各种XML文档，访问任何元素、元素内容或是元素属性。
如果在一个基于Windows的系统中创建XML文档，可以很方便的将这个文档转到大型机系统中，用大型机的XML处理器来实现与同样数据的交互。
数据库主要用来存储高结构化的信息，在访问速度，访问频率和查找的简单性方面经过了优化。
对于XML，作为扩展性标记语言，有着很的优势和强大的功能，XML数据由一个层次化的树结构表示，通常包含多个层和大量节点，它们能够通过Web服务或其他方法与XML应用程序直接通信。
XML非常适合于存放不规则的信息，或者准备在分布式环境中使用的信息。
并且，XML的经济负担要比传统数据库要低。
所以本系统大量采用XML存放一些不规则的数据，零散的数据，提高访问速度和节约成本。
（2）XML的技术的使用还具有一定的规范性
XML并不仅仅包括XML标记语言，它同时还包括了很多相关的规范，比如文档模式技术、文档样式技术、文档查询技术、文档解析技术、文档链接技术以及文档定位技术等。
基于XML的这些规范，还有很多高层的应用协议，比如SOAP（SimpleObjectAccessProtocol）和BizTalk等。
1）文档模式技术：
DTD（DocumentTypeDefinition）［2］和XMLSchema是XML文档的模式，用来对XML文档的逻辑结构进行定义。
XML文档的模式规定了XML文档中的元素、属性、元素和元素以及元素和属性之间的关系。
其中，DTD来自SGML，XMLSchema是专门为定义XML文档的模式而设计的，采用的是XML的语法。
2）文档样式技术：
XML是内容（数据）和显示格式分离的语言，CSS（CascadingStyleSheets）［4］和XSL（ExtensibleStylesheetLanguage）［5］就是定义XML文档的显示样式的。
其中，CSS是随着HTML的出现而产生的，控制XML文档的显示，但不会改变源文档的结构。
而XSL是专门为XML设计的，不仅用来显示XML文档，而且可
升级会员 