基于JAVA的网络教学系统毕业设计论文.docx

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基于JAVA的网络教学系统毕业设计论文

重庆邮电大学

毕业设计（论文）

设计（论文）题目：

基于JAVA的网络教学系统

摘要

论文对项目的开发背景、开发环境、目的意义进行阐述，然后针对课堂教学模式重点对各个功能模块的实现方法作了详细论述，在此基础上提出了网络教学系统的构建设想，并对网络教学系统的教学应用研究作深入的分析研究，包括系统的理论支撑和系统的实施应用方案，结合当前计算机网络、数据库技术和网络教学的评价特点。

然后对开发环境以及系统模块分别做出详细介绍，系统采用SSH技术和MySQL数据库技术结合MVC设计模式对系统进行开发。

论文主要从论坛答疑，自主选课，文件共享，教师审核等模块介绍网络教学系统系统。

先对学生成长档案袋管理系统的构建作了详细的分析和设计，最终实现选课、审核、记录、存储、师生答疑等再现学生学习过程，实现学生、教师、共同参与学生学习过程的评价与监督，使之成为优化教学课堂的好帮手。

网络教学的研究与实现，把各种多媒体信息（如声音，文字，图像，动画等）融为一体，向学生提供一个既丰富多彩、生动活泼，又方便快捷的人机交互界面，使学生在学习过程中各个感官都能接受到教学的信息，对改善教学环境，提高教学质量，改变传统的教学模式都会起到积极创新的作用。

论文在介绍系统的同时对各项开发技术均有较为详细的介绍（JSP、AJAX、Struts2、Spring），能让刚接触java的读者更快理解网络教学系统的实现过程。

关键词网络教学教学研究SSHMysql数据库

Abstract

Thearticlefirsttoprojectthedevelopmentbackground,thedevelopmentsituationofbothathomeandabroad,expoundsthesignificanceandanalysis,thispaperputsforwardtheconstructionofnetworkteachingsystemideas,andnetworkteachingsystemoftheteachingapplicationresearchfortheanalysisoftheresearch,includingthesystemtheorysupportandtheimplementationofthesystemsolutions,andcombiningthecurrentcomputernetworks,databasetechnologyandnetworkteachingevaluationofcharacteristics,thenmakeadetailedintroductiontothedevelopmentenvironmentandthesystemmodulerespectively.thesystemadoptstheSSHtechnologyandMySQLdatabasetechnologyincombinationwithMVCdesignpatternonthesystemofdevelopment,firsttothestudents'growthmanagementsystemoftheconstructionoftheincreasinglyhasmadethedetailedanalysisanddesign,andthento\"qualitativeevaluation,independentstudy,bilateralreflection,teachingevaluation\"adaptationoftheclassroomteachingmodekeytoeachfunctionmoduleandtherealizationmethodofmakesdetaileddiscussion,andfinallyachieverecord,storage,reproducestudentslearningprocess,students,teachers,andrealizetheparticipationofthestudents'learningprocessevaluationandsupervision,makeitbecomethegoodassistantoftheclassroomteaching.

Researchandimplementationofnetworkteaching,allkindsofmultimediainformation（suchasvoice,text,images,animationandsoon）com.,toprovidestudentswitharichandcolorful,belivelyandvivid,andconvenientandswifthuman-computerinteractioninterface,makestudentallsensesreceiveinstructioninformationinthelearningprocess,toimprovetheteachingenvironment,toimprovethequalityofteaching,changethetraditionalteachingmodecanplaypositiveroleofinnovation

Basedontheintroductionofsystemandthedevelopmenttechnologyareintroducedindetail（JSP,AJAX,Struts2,Spring）,canletjustcontacttheJavareadertounderstandtherealizationprocessofthenetworkteachingsystem

KeywordsNetworkteachingTeachingandresearchSSHMysql

前言

项目背景

在线学习系统是一个正在兴起的应用领域,主要利用网页制作、数据库等技术实现网上教学的实时性、交互性、动态性。

目前对于网上学习的模式以及其所涉及的技术仍有许多问题需要探讨和解决。

WorldWideWeb已成为Internet上最流行和最具潜力的信息查询，被广泛地用于资源共享和技术共享，而且这些技术在教育方面的潜力越来越明显，尤其在开放的和远程的教学方面。

网络教学是利用多媒体技术、计算机网络技术等现代信息技术开展起来的一种新型教学形式。

它使得广大受教育者实现优秀教育资源和教育方法不受时间和空间等约束的共享。

网络教学可以实现优秀教育资源和教育方法不受时间和空间等约束的共享，受教育者根据自己的水平和时间情况安排自己的学习计划和学习进度，实现传统教育无法做到的“个性化教育”。

作为传统教学的延伸,网络信息化教学的作用正逐步被人们所重视,随着网络技术和多媒体技术的进步,网络信息化教学系统还会有更多的发展空间。

本系统突破一般多媒体辅助教学工具的思想，目的是尽可能将现实的活生生的学习环境和方法应用于网络教学中，提高学生网上学习的兴趣，从而真正提高网上学习质量；同时本系统的总体框架是为建立多学科的通用的模块化的网上学习平台，为今后开展广泛的网上教育提供技术基础服务。

第二节国内外发展现状

目前，它的研究和应用主要有两种形式：

一种是基于Web的软件实现方式，在这种方式下，学生或教师只要有一台连网的计算机，就可以通过软件进行远距离教学，不需要特殊的硬件，在这样的系统中学生可以进行学习、讨论、等，学生和教师之间可以传输文字、图形、声音、图像等各种信息；第二种形式是基于视频会议系统的实现方式，它除了需要第一种方式中的各种软件支持以外，还需要特殊的硬件，使学生和教师可以相互实时看到和听到对方，同时也可以充分利用视频会议系统所提供的特殊功能。

远程教学从研究以个别化学习为主的自主学习和适应性学习，到以小组为主的协作学习与合作学习，以及今天人们更为关注的多元智能理论和混合型学习，其中任何一种学习方式的引用均对教育和远程教育的发展起着不同的推动作用。

目前远程教学具体内容可以归结为以下几个层面：

①关注合作学习

基于数据仓库支持合作学习的智能教学专家系统。

②评价测试

通过分析学科材料和测检结果提供学习意见的概念图模型

项目意义

本课题研究的目的在于在传统的课堂式教学下学习存在着很多的缺点：

如：

享受到最优秀老师服务的只能是少数人；不能随时随地、灵活有效的、个人掌握学习主动权。

随着科学技术的不断提高，计算机科学与技术日渐成熟，计算机应用的普及，计算机已进入人类社会生活的各个领域，并发挥着越来越重要的作用，越来越多的学员选择网上在线学习。

在线学习提供最优秀的教育资源传统授课方式中，真正能享受到最优秀老师服务的只能是少数人，而通过在线学习提供的视频学习，任何人都可以轻松享受到优秀老师提供的教学服务，在线学习系统整合各领域最优秀的教学视频，可以让你接受的第一流的教育。

在线教学不受时间的限制，并且可以随时随地在可以上网的地方参与学习。

网络教学系统可以实现对学生过程性学习情况的详细记录，而且这些记录内容没有特定的标准要求，只要是学生喜欢的作品都可以上传到系统中进行保存，通过本项目可以有效的提高学生的学习兴趣，促进学生自主学习，成为优化教学模式、提高教学质量的一个好帮手。

第一章网络教学系统应用研究

第一节网络教学的相关概要

在多媒体辅助课堂教学环境下,以注重“质性评价、自主学习、双边反思、网络教学的教学模式来辅助教学，以主张“让学生主动学习，学会学习”的主体教育理论和质性课程评价理论、现代教学论等教育理论为依据，另外反思性学习理论认为：

教和学是一个需要不断重复检查、反省和调整的持续过程。

因此笔者认为运用网络教学实际教学中可以描述学生的学习过程,记录学生的学业成长,有助于客观、正确的引导学生的学习。

这种评价融入课程教学之中,其一体化可以促使学生主动学习、小组合作学习,完成任务。

在实际教学中,创造性地实施成长档案袋评价具有简、便、廉、验的特点,能够达到多、快、好、省的效果[3]。

这种评价不仅具有传统意义上的区分和评判功能,更有助于及时调整和改进教学,促使学生学业进步,完成特定学习任务。

一、网络教学系统在教学中的作用

网络教学系统是一整套提供远程教学服务的系统软件，合理有效地利用学科教学资源，为实施全方位的现代远程教学提供服务，它将网络课件与学校的远程教学服务进行了有机的集成。

网络教学系统不仅是先进计算机科学和技术水平的体现，更重要的是要符合现代化教育的一般规律，能够为远程教育提供一个真正高效的现代化教育手段。

网上教学不仅仅是将教学材料在网上发布，而更多的是学生与教师之间、学生与学生之间的充分沟通与交流，由于远程教学教师与学生之间在空间上的分离，这种沟通与交流就显得尤为重要，另外，传统教学过程中一些保证教学质量的关键环节，如作业、考试、图书馆、笔记记录等，都需要一些专用的工具来支持，而现有Internet技术并没有提供这些工具，因此需要进行工具开发。

此外网上交互式的程序设计，是一般非计算机专业教师所难以做到的，因此迫切需要一套网上的教学支持平台，为教师在网上实施教学提供全面的工具支持，屏蔽程序设计的复杂性，使得教师能够集中精力于教学，也使得网上教学从简单的教学信息发布变成一个充满交互与交流的虚拟学习社区。

二、实施网络教学的准备工作

1、确保教学目标和学习目标相一致。

2、向学生介绍网络教学的理念。

必须向学生讲清楚网络教学的概念，也可向学生展示系统使用。

在这个阶段指引学生将注意力转向网络教学的主要方面，即作为一个学习工具使用。

3、关注其他感兴趣的团体。

确保学校负责人关注你的这种新的教学方式。

教师和管理者需要向学生讲明网络教学是怎样工作的，以及它相比传统教学的优越性。

第二节本章小节

本章为论文正文第一章，主要介绍了网络教育系统的主要作用，以及开发该系统所需要的前期准备工作，强调本系统以“简、便、廉、验”为思想以“多、快、好、省”的效果为最终目标进行系统开发。

为后续真正代码实现做好基础。

第二章网络教学系统的开发技术研究

综合各方面的考虑，系统选择采用Java、JSP、struts2、JDBC、spring、javascript等技术来开发本网络教学系统。

该系统为三层B/S结构模式，采用MySQL5.0作为后台数据库，充分利用Java技术的优势，使得系统稳定高效。

并在局部地区采用AJAX实现实时更新。

下面将对系统所用到的相关技术的概况和优势作简单的叙述,以增加读者对系统开发环境的了解。

第一节JSP简述

JavaServerPagesTM（JSP）技术为创建显示动态生成内容的Web页面提供了一个简捷而快速的方法。

JSP技术的设计目的是使得构造基于Web的应用程序更加容易和快捷，而这些应用程序能够与各种Web服务器，应用服务器，浏览器和开发工具共同工作。

[5]在万维网短暂的历史中，它已经从一个大部分显示静态信息的网络演化到对股票进行交易和进行购书操作的一个基础设施。

在各种各样的应用程序中，对于可能使用的基于Web的客户端，看上去没有任何限制。

[6]

基于浏览器客户端的应用程序比传统的基于客户机/服务器的应用程序有几个好处。

这些好处包括几乎没有限制的客户端访问和极其简化的应用程序部署和管理（要更新一个应用程序，管理人员只需要更改一个基于服务器的程序，而不是成千上万的安装在客户端的应用程序）。

[7]这样，软件工业正迅速地向建造基于浏览器客户端的多层次应用程序迈进。

很显然，目前所需要的是一个业界范围内的创建动态内容页面的解决方案。

这个方案将解决当前方案所受到的限制，即：

能够在任何Web或应用程序服务器上运行；将应用程序逻辑和页面显示分离；能够快速地开发和测试；简化开发基于Web的交互式应用程序的程。

在JavaServerPages（JSP）技术就是被设计用来满足这样的要求的。

JSP规范是Web服务器、应用服务器、交易系统、以及开发工具供应商间广泛合作的结果。

太阳微系统公司（SunMicrosystemsInc.）开发出这个规范来整合和平衡已经存在的对Java编程环境（例如，JavaServlet和JavaBeansTM）进行支持的技术和工具。

其结果是产生了一种新的、开发基于Web应用程序的方法，给予使用基于组件应用逻辑的页面设计者以强大的功能。

[8]

JSP技术在多个方面加速了动态Web页面的开发，使用JSP技术，Web页面开发人员可以使用HTML或者XML标识来设计和格式化最终页面。

使用JSP标识或者小脚本来生成页面上的动态内容（内容是根据请求来变化的）。

生成内容的逻辑被封装在标识和JavaBeans组件中，并且捆绑在小脚本中，所有的脚本在服务器端运行。

如果核心逻辑被封装在标识和Beans中，那么其他人，如Web管理人员和页面设计者，能够编辑和使用JSP页面，而不影响内容的生成。

JSP技术很容易整合到多种应用体系结构中，以利用现存的工具和技巧，并且扩展到能够支持企业级的分布式应用。

[10]

第二节AJAX原理

Ajax这个概念的最早提出者JesseJamesGarrett认为:

Ajax是AsynchronousJavaScriptandXML的缩写。

Ajax并不是一门新的语言或技术,它实际上是几项技术按一定的方式组合在一在同共的协作中发挥各自的作用,它包括:

①使用XHTML和CSS标准化呈现；

②使用DOM实现动态显示和交互；

③使用XML和XSLT进行数据交换与处理；

④使用XMLHttpRequest进行异步数据读取；

⑤最后用JavaScript绑定和处理所有数据。

Ajax的工作原理相当于在用户和服务器之间加了—个中间层,使用户操作与服务器响应异步化。

并不是所有的用户请求都提交给服务器,像—些数据验证和数据处理等都交给Ajax引擎自己来做,只有确定需要从服务器读取新数据时再由Ajax引擎代为向服务器提交请求。

在旧的交互方式中,由用户触发一个HTTP请求到服务器,服务器对其进行处理后再返回一个新的HTHL页到客户端,每当服务器处理客户端提交的请求时,客户都只能空闲等待,并且哪怕只是一次很小的交互、只需从服务器端得到很简单的一个数据,都要返回一个完整的HTML页,而用户每次都要浪费时间和带宽去重新读取整个页面。

Ajax的一个最大的特点是无需刷新页面便可向服务器传输或读写数据（又称无刷新更新页面）,这一特点主要得益于XMLHTTP组件XMLHTTPRequest对象。

这样就可以向再发桌面应用程序只同服务器进行数据层面的交换,而不用每次都刷新界面也不用每次将数据处理的工作提交给服务器来做,这样即减轻了服务器的负担又加快了响应速度、缩短了用户等候时间。

　　Ajax的原理简单来说通过XmlHttpRequest对象来向服务器发异步请求，从服务器获得数据，然后用javascript来操作DOM而更新页面。

这其中最关键的一步就是从服务器获得请求数据。

要清楚这个过程和原理，我们必须对XMLHttpRequest有所了解。

　XMLHttpRequest是ajax的核心机制，它是在IE5中首先引入的，是一种支持异步请求的技术。

简单的说，也就是javascript可以及时向服务器提出请求和处理响应，而不阻塞用户。

达到无刷新的效果。

第三节Tomcat的概述

自从JSP发布之后，推出了各式各样的JSP引擎。

ApacheGroup在完成GNUJSP1.0的开发以后，开始考虑在SUN的JSWDK基础上开发一个可以直接提供Web服务的JSP服务器，当然同时也支持Servlet,这样Tomcat就诞生了。

Tomcat是jakarta项目中的一个重要的子项目，其被JavaWorld杂志的编辑选为2001年度最具创新的java产品，同时它又是sun公司官方推荐的servlet和jsp容器，因此其越来越多的受到软件公司和开发人员的喜爱。

servlet和jsp的最新规范都可以在tomcat的新版本中得到实现。

其次，Tomcat是完全免费的软件，任何人都可以从互联网上自由地下载。

Tomcat与Apache的组合相当完美。

Tomcat6.0最新支持Servlet2.4和JSP2.0,因为Tomcat技术先进、性能稳定、Tomcat服务器是由一系列可配置的组件构成，其核心组件是CatalinaServlet容器，它是所有其他Tomcat组件的顶层容器。

Tomcat的组件可以ATALINA_HOME>/conf/server.xml文件中进行配置,每个Tomcat的组件在server.xml文件中对应一种配置元素。

以下代码以XML的形式展示了各种Tomcat组件之间的关系:

Tomcat的目录为：

tomcat

|---binTomcat：

存放启动和关闭tomcat脚本；

|---confTomcat：

存放不同的配置文件（server.xml和web.xml）；

|---doc：

存放Tomcat文档；

|---lib/japser/common：

存放Tomcat运行需要的库文件（JARS）；

|---logs：

存放Tomcat执行时的LOG文件；

|---src：

存放Tomcat的源代码；

|---webapps：

Tomcat的主要Web发布目录（包括应用程序示例）；

|---work：

存放jsp编译后产生的class文件；

第四节MYSQL的概述

MySQL是一种开放源代码的关系型数据库管理系统（RDBMS），MySQL数据库系统使用最常用的数据库管理语言--结构化查询语言（SQL）进行数据库管理。

由于MySQL是开放源代码的，因此任何人都可以在GeneralPublicLicense的许可下下载并根据个性化的需要对其进行修改。

MySQL因为其速度、可靠性和适应性而备受关注，大多数人都认为在不需要事务化处理的情况下，MySQL是管理内容最好的选择。

它使用系统核心提供的多线程机制提供完全的多线程运行模式，提供了面向C、C++、Eiffel、Java、Perl、PHP、Python以及Tcl等编程语言的编程接口（APIs），支持多种字段类型并且提供了完整的操作符支持查询中的SELECT和WHERE操作。

时至今日，很多大型的网站也用到MySQL数据库，它的发展前景是非常光明的，它由MySQLAB开发、发布和支持。

MySQLAB是一家基于MySQL开发人员的商业公司，是一家使用了一种成功的商业模式来结合开源价值和方法论的第二代开源公司。

MySQL是MySQLAB的注册商标，MySQL是一个快速的、多线程、多用户和健壮的SQL数据库服务器。

MySQL服务器支持关键任务、重负载生产系统的使用，也可以将它嵌入到一个大配置的软件中去。

MySQL是一个数据库管理系统，一个结构化的数据集合。

它可以是从一个简单的销售表到一个美术馆、或者一个社团网络的庞大的信息集合。

如果要添加、访问和处理存储在一个计算机数据库中的数据，你就需要一个像MySQL这样的数据库管理系统。

第五节Struts2工作原理

struts2是struts1和Webwork结合的产物。

一个请求在Struts2框架中的处理分为以下几个步骤：

①客户端发出一个指向servlet容器的请求（tomcat）；

②这个请求会经过图中的几个过滤器，最后会到达FilterDispatcher过滤器。

③过滤器FilterDispatcher是struts2框架的心脏。

在web容器启动时，struts2框架会自动加载配置文件里相关参数，并转换成相应的类。

④如果找到需要调用的Action，过滤器会把请求的处理交给ActionProxy。

⑤ActionProxy创建一个ActionInvocation的实例。

ActionInvocation实例使用命名模式来调用，ActionInvocation初始化时，根据配置，加载Action相关的所有Interceptor。

通过ActionInvocation.invoke方法调用Action实现时，执行Interceptor。

⑥一旦Action执行完毕，ActionInvocation负责根据struts.xml中的配置找到对应的返回结果

第六节Eclipse简介

Eclipse是一种可扩展的开放源代码IDE。

2001年11月，IBM公司捐出价值4,000万美元的源代码组建了Eclipse联盟，并由该联盟负责这种工具的后续开发。

集成开发环境（