基于J2EE平台的网络辅助教学系统的设计与实现的研究
1 引言
随着互联网技术和多媒体技术的发展，网络教学作为一种全新的教学手段越来越受到人们的关注。网络教学打破了传统的教学模式，充分利用现代化的教学手段和多种教学资源，为学生提供良好的自主学习环境，教学效果和教学效率得到了较大的提高。大学计算机基础课程如计算机文化基础、程序设计基础等覆盖面广，对这些课程采取网络辅助教学手段将大大减轻教师和学生的负担，提高效率，使教学活动走上一个新台阶。因此，结合我们目前正在开展的程序设计基础(C)精品课程建设，我们开发了网络辅助教学系统。该系统实现了信息发布与浏览、学习资源、自动答疑、作业发布与批阅、学生自测练习等功能。
J2EE平台已经成为使用最广泛的Web程序设计技术，J2EE Web程序的开发已成为信息系统的关键。J2EE具备平台无关性、可移植性、多层架构体系、高效的开发、可伸缩性、稳定的可用性等诸多优点,从而成为构建基于Web的企业应用系统的首选平台。本网络辅助教学系统的开发就基于J2EE平台,采用了J2EE技术规范。Web应用服务器采用了功能强大、安全可靠的WebLogic服务器软件。数据库服务器采用SQL SERVER。本系统已经在程序设计基础(C)的教学中试用，系统运行良好，取得了较好的教学效果。
2 J2EE平台及其体系结构
J2EE采用多层的分布式应用模型，可以有效地分离数据层、逻辑层和表示层。多层结构的设计带来的最大好处是优秀的扩展能力和负载均衡能力，各层之间祸合度低。J2EE架构允许开发人员将精力集中在应用的业务逻辑上因此，利用J2EE平台可以构建一个易于扩展的系统。
客户端通常采用Web方式，即Web客户端一个Web客户端由两部分组成：由运行在Web，层的Web组件生成的包含各种标记语言(HTML.XML等)的动态web页面；从服务器传送来的静态Web页面，Web层组件包括Java Servlet、和JavaServer Pages(JSP)。Web层组件运行Web容器的过程中，Web容器管理JSP页而和Servlet组件的执行，它主要由Web服务器来实现，如Tomcat、Apache、Weblogic、Websphere等业务逻辑层组件是Enterprise Java Beans(EJB)。Web层组件和业务逻辑层组件都运行在J2EE服务器上。一个J2EE服务器提供EJB容器和Web容器。
J2EE平台通过JDBC (Java Database Connectivity，简称JDBC)访问数据库JDBC是一个独立于特定数据库管理系统的开发接口，JDBC API为访问不同的数据库提供了一种统一的途径。Web组件和E.TB组件都可以访问数据库。
3 网络辅助教学系统的总体结构
网络辅助教学系统是网络教学中的网络课堂之外必需的辅助教学环节，也可以作为传统课堂教学之外的辅助教学手段。网络辅助教学系统是一个集成平台，它包含了信息发布与浏览、学习资源、在线交流、作业发布与批阅、自动答疑、自测练习等功能模块。
在网络辅助教学系统中有三种角色:教师、学生、教务管理员。教师具有发布教学信息、上传教学资源、发布作业、批阅作业、解答问题、管理问题库、管理自测练习题库等权限。学生具有浏览与下载公告信息和教学资源、下载教师发布的作业、递交已完成的作业、查询自己的作业成绩和点评信息、浏览问题库、提问、进行自测练习等权限。教务管理员具有发布教学信息、管理教师/学生信息、设置和修改系统密码等功能。
（1）信息发布与浏览教师和教务员发布教学安排信息，主要是有关上课、考试时间安排及教学计划等信息。老师可以随时根据实际情况发布信息，学生可以及时了解有关课程的教学安排。
（2）课程信息管理课程相关的信息资源包括电子讲义、教学大纲、实验指导书、软件、参考资料等，对这些资源可以浏览、上传、下载和打印。教学资源由教师上传到网络服务器的指定目录中。教学资源可以为学生课前预习和课后复习提供帮助。
（3）作业发布与批阅教师发布作业，并规定学生交作业的最后期限。作业内容可以包含文本、图像、动画等多媒体信息，作业上传到Web服务器的制定目录中。学生下载作业信息，完成作业后将其递交给系统，系统将其存放到Wet，服务器的指定目录中教师批阅其作业后，对作业进行点评，并给出作业成绩，该成绩自动登入学生记录。最后，统计学生完成作业的情况，给出学生一学期的作业总评成绩
（4）自动答疑学生在学习过程遇到问题时，可随时访问该系统中的自动答疑子系统。自动答疑是一个适应性的知识库系统，它分自动答疑与人工答疑两大部分。在教学设训一阶段，教师将本学科最常见的疑难问题及答案按一定的组织方式存放到该课程的知识库中。当学生在遇到疑难问题时，通过网络远程提交问题的描述，系统将根据学生提交的问题描述对知识库进行搜索，按照检索内容相关程度的高低，将对该问题的解答呈现给学生。当在知识库中没有检索到对该问题的解答时，系统将通知学生，并将该问题放入待解答的问题区，由负责答疑的教师来解答，并将该问题及答案添加到该课程的知识库中。
（5）自测练习自测练习提供一个练习题库，学生通过自测练习可以检验自己对所学内容的掌握程度。学生根据自己的情况选择要练习的章节或内容，完成练习后，系统自动给出测试结果，对于做错的题目给出正确答案。
4 EJB组件的设计与实现
自动答疑子系统的EJB组件主要包括以下几个部分：
（1）KnowledgeBean：实体Bean，主键是Know ledgePK，它代表了知识库中一条记录。
（2）KeywordsBean：实体Bean，主键是KeywordsPK，它代表了关键词库的一条记录。
（3）NoAnswerQuestionBean：实体Bean，主键是NoArrsw QuestionPK，是用来封装未得到解答的问题的一个实体Bean。
（4）AutoReplyBean：有状态会话Bean，负责自动回答学生提问的工作流的会话Bean，它封装了完成对一条问题自动解答的过程它定义了replyQ uestion（）方法完成对问题的回答，该方法接受被提问题的标题和内容描述；然后使用分析工具类AnalyzeTool的getKeywords（）方法对问题进行分词处理，分离出问题中包含的关键词；再使用搜索工具类Searc；hT ool的、arth（）方法，搜索与该问题匹配的答案
（5）ManualReplyBean：有状态的会话Bean，负责人工解答已放入待解答问题表中的问题。通过NoAnswer QuestionBean的listQuestions（）方法可以得到待解答问题的列表。对问题解答完成后，使用KnowledgeBean的addQuestionAnswer（）方法将此问题、答案及相关信息添加到知识库中。
开发一个EJB组件，需要编写EJB Bean类、EJB Home接口、EJB Remote接口。下而就以AutoReplyBean为例，介绍EJB组件的开发过程。
5 结束语
网络辅助教学系统涵盖了信息展示、课后答疑、作业管理、自测练习等功能。该系统的使用打破了传统教学的时空限制，增进了师生的交流，节省了教学成本，规范了教学过程，提高了教学质量和教学效果，受到了广大教师和学生的好评。尤其是自动答疑功能的实现改变了学生不能及时得到解疑帮助的状况，使教学手段得到较大的改进本系统采用了符合J2EE规范的体系结构，以及完全支持J2E E规范的WebLogic应用服务器，具有良好的跨平台性、安全性、可扩展性，能够满足各类高校开展网络教学的需求。
下一步我们将继续改进、完善、扩充本系统的功能，如实现网络课堂、语音答疑、网络考试系统等，从而为网络教学提供更好的支持。应该在上述处理的基础上建立学生学习情况记录表，跟踪学生的学习进度，记录学生问答历史，进一步挖掘学生的学习模式，从而真正做到因材施教。
参考文献
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