计算机基础课程远程教学系统的设计与实现

来源：网络 时间：2022-03-19

1．引言

随着多媒体技术和网络通信技术的发展，基于Internet的计算机远程教学作为一种全新的教学手段，越来越受到人们的关注。计算机远程教学是指利用多媒体技术和网络通信技术，在网络环境下开展的教学活动。它有着传统教学模式所无可比拟的优点，它创造了一种全新的教学模式，打破了传统教学模式在时间、空间上的限制，采用了先进的教学手段和教学方法，大大提高了教学效率和教学效果，使教学活动上了一个新台阶。

作者所在单位承担我校除计算机系以外的所有系所的计算机基础公共课（包括《计算机应用基础》、《C语言》、《Foxpro》等课程）的教学任务，每学期平均有3000多学生，各教师均负责2~3个班共200~300多人的教学，教学任务繁重。为了使教师能通过先进的教学手段提高教学效率，增强学生应用Internet网络服务的能力，以此来加强和巩固对课程内容的理解和掌握，我们从1999年开始，开发了《计算机基础课程远程教学》系统（以下简称《远程教学系统》）。在Internet/Intranet环境下实现作业、考试、授课、答疑/辅导等功能，使用一年多来，取得了很好的教学效果，以下讨论该系统的设计与实现方法。

2．《远程教学系统》的体系结构

《远程教学系统》是在Internet/Intranet环境下实现的，是典型的浏览器/服务器模式。服务器以Windows NT 4/2000 Server为操作系统平台，Microsoft SQL Server 7.0为RDBMS，客户端通过浏览器访问系统提供的服务。系统不允许匿名访问，它要求用户提供帐号/密码，通过验证后才能进入系统主页，以此追踪用户身份。本系统将用户分为三类：系统管理员、教师、学生，他们都有各自的主页，访问系统的权限也不相同。其中权限最高的为管理员，其次为教师，最低为学生。权限高的能访问其下级所能访问的所有资源，反之则不然。例如教师能进入学生主页，而学生则不能访问教师主页所提供的功能（布置作业、批改作业等）。本系统可同时为不同课程的多组教师/学生（上一门课的教师及其学生为一组）提供服务，它们之间既有一定的隔离性（例如某个教师帐号不能批改属于另一个教师的学生的作业等），又有资源的共享性（例如公共作业、试题的共享等），很好地解决了本单位各个教师负责不同班级，课程也有所不同的问题。《远程教学系统》体系结构按用户角色的不同，划分如下：

图1 《远程教学系统》体系结构

2.1 管理员模块

由于《计算机基础课程远程教学》系统可同时为多组教师/学生提供服务，各组间的课程不尽相同，因此教师/学生组间应具有一定的隔离性。例如一门课程的教师对其学生具有管理权，但不能对属于其它教师的学生进行管理、某个学生只能访问其教师的作业等。因此系统主页需要教师或学生均以帐号/密码登录后才能访问，以此追踪用户访问系统资源的身份。而用户帐号的开设与删除、教师与学生的对应关系、课程名称、学生人数等信息，由系统管理员负责管理。这里，我们将系统资源访问帐号作为操作系统帐号开设，由Windows NT和Web服务器IIS负责进行用户验证。这样做的好处，一是可以充分利用操作系统的安全机制，使操作系统与数据库服务器（SQL Server）无缝集成；二是可同时为用户提供其它辅助服务，如：电子邮件、个人主页、FTP服务等。使系统应用与课程内容紧密结合，学生在应用系统的使用过程中可进一步加深对课程内容的理解。

2.2 教师模块

教师模块中包含了教师授课所需的各种功能。如：网上实时授课广播、布置作业、批改作业、出试卷、评卷、考试结果统计分析、网上答疑、课程资料（素材）制作、学生帐号管理（修改学生密码）、设置联机会议等。系统使用组件对象模型（COM）以及Office Automation技术自动批改《计算机应用基础》课程作业并登记成绩。教师可对作业结果进行查询、统计。教师可利用OutLook向系统请求联机会议，以此进行网上答疑、群体或个别辅导。

2.3 学生模块

学生模块包含查看教师布置的作业、（在网上或本地）做作业、测验（考试）、教师授课视频广播收看、点播、网上答疑、课程资源浏览、辅助服务等。学生使用浏览器访问系统主页时，需要提供帐号/密码进行用户验证，通过验证后，在浏览器关闭之前，均以该帐号身份访问系统资源。《计算机应用基础》课程的作业可直接在浏览器中完成并提交，对于《C语言》课程作业，为学生提供Web界面，完成作业程序的编辑、编译、链接、运行，一气呵成。远程考试功能既提供选择题形式的传统笔试试题，也提供实际操作形式的试题。考试通过WWW界面进行，有时间限制。学生在规定时限之前完成考试内容时可通过"交卷"按钮提交试卷；若考试时限到达时学生仍未交卷，则系统自动将考生当前的考试结果提交。试卷的批改、考试结果的统计均由程序自动完成。自我测验功能则提供测验试卷，不限时间，由学生自主选择进行，测验完毕后系统立即评卷并给出成绩及学生测验时的选项与正确答案的对照表，以便学生查阅。为了更好地提高学生对网络的应用能力，增强学生对教学内容的兴趣，本系统为每位使用《计算机公共课远程教学》系统的学生和教师提供Email、FTP、个人主页、BBS、联机会议（在线聊天Chat、应用程序共享、白板）、等功能。让学生在实际操作中提高对课程内容的理解以及对课程学习的兴趣。另外，本系统还配备资源库，内置与教学内容相关或与网络应用相关的多媒体资料，供学生课外浏览、学习。

3 《计算机基础课程远程教学》系统的特点

《计算机基础课程远程教学》系统功能涵盖了教学活动的各个方面，用户界面完全由浏览器提供，维护方便。其中采用了多项现时多媒体和网络的最新技术，如下所述：

3.1 组件对象模型（COM）技术

组件对象模型（Component Object Model，简称COM）是一个软件规范，它是基于对象的编程模型，只要遵循COM规范，应用程序和组件对象之间就可实现二进制代码级别上的重用，解决了对编程语言和环境的依赖。COM是Microsoft其它许多技术的核心，它允许用某种语言编写的位于二进制代码中的对象，为其它语言所访问（或称二进制兼容）。COM技术已经渗透到Microsoft的各个产品中，如：Windows NT/2000、SQL Server、Visual Studio、Office 97/2000、BackOffice等。《计算机基础课程远程教学》系统使用C++或ASP脚本、Perl脚本作为编程语言，其中大量采用了基于COM的技术，例如：

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