网上教学与答疑系统的设计与开发.docx

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网上教学与答疑系统的设计与开发

网上教学与答疑系统的设计与开发

【摘要】针对网络技术的发展和高校规模的扩大，学生数量的增多，网上教学成为一种新的教学方式。

本系统的实现基于C#，数据存储使用的是SQLServer数据库，该系统按照Browser/Server模式，实现了首页公告，在线问答，在线聊天，在线作业管理，公告的发布及管理，资料的上传与下载等功能。

本系统实现了教师和学生远程登录后，通过现代通讯网络即可进行面对面的实时交流，使教学资源能够得以充分的利用和优化。

【关键词】网上教学；答疑系统；SQLserver；数据库

OnlineTeachandQuestion-AnsweringSystem

Abstract:

Inviewofthenetworktechnologydevelopmentandtheexpansionofthescalecollegesanduniversities,onlineteachhasbecomeakindofnewteachingmode.therealizationofthesystembasedonC#,datastorageisusingSQLServerdatabase,thissystemaccordingtotheBrowser/Servermode,andrealizethehomepageannouncement,onlinechat,onlineoperationmanagement,materialtouploadanddownload.Thissystemrealizestheteachers’andstudents’remotelogin,throughthemoderncommunicationnetworkofrealtimecommunicationcanfacetoface,andmaketheteachingresourcescanbefullyutilizedandoptimization.

Keywords:

OnlineTeaching;Question-AnsweringSystem,SQLServer;Database

引言

在21世纪信息化高科技浪潮的推动和引领下，计算机技术得到了飞速的发展，在各行各业中得到普及。

作为计算机技术的高级应用方向之一的Internet技术正势如破竹，不断向前推进和发展。

当前，国内的互联网资源也在不断完善，网络教育在中国犹如雨后春笋。

如今，当你上网的时候，你会发现形形色色的网络教育系统呈现在你的面前，所以，值得相信的是，网上教学将非常普遍，成为日常学习的一种重要方式。

然而要把网络教育办成一个真正的个性化教育却有许多问题需要解决。

众所周知，对于一个好的教学老师来说，解答疑问是其主要的工作之一。

但是，远距离教育描述的是被空间、时间分隔开的教师——学习者之间的空间状态的关系。

如何使网络教育系统方便学生提出问题和获得满意的答案，应该是网络教育系统的一个重要功能。

经过对国内许多网络教学资源的考察之后，我们会发现解答疑问的功能在各个系统中都存在不同程度的问题。

随着互联网的普及和发展，网络技术在高校中的应用越来越普遍，并且促进了共享教育资源，扩大教育规模，加快教育改革，构建终身教育体系，形成以学习者为主体的学习方式等一系列变革。

当今网络教学已成为各国教育改革和发展的趋势。

众所周知，解答疑问是教学中一个极其重要的环节，因此，如何使网络教育系统方便学生提出问题和获得满意的答案，应该是网络教育系统中的一个重要功能。

这正是所谓的网上教学与答疑系统。

在本论文设计说明中，详细叙述了有关网上教学与答疑系统功能的设计，研究，开发和实现。

在开发中主要运用当前比较流行的ASP.net（C#）技术，结合SQLServer2008数据库开发技术，在VisualStudio2010开发平台的支持下进行设计。

本系统主要实现了首页公告，在线问答，在线聊天，在线作业管理，公告的发布及管理，资料的上传与下载等功能。

1绪论

1.1系统开发的背景

从现代教育和计算机技术的发展来看，以及从人们对知识的渴求出发，网上教学已逐渐成为现代人生活中很重要的一部分，现代网上教学主要是基本Web的教育。

基本Web的远程教育环境中，由于教师和学生在地理位置上的分离，没有了教师面对面的讲解和演绎，学习者必须进行自主学习。

这就要求学习者须进行深入的思考，但遇到疑点或难点时，及时的答疑则成了必不可少的内容。

这就要求网上教学与答疑系统能够及时解答学生的疑难问题，消除学生的学习障碍，也就是如何使传统的答疑活动在远程教育系统中得以实现。

目前，在教育领域中，网上教学与答疑系统的研究与开发，即如何实现基于Web的远程教育中有效的答疑，是发展现代远程教育、提高远程教育质量的核心问题之一。

答疑系统作为网上教育平台的重要组成部分之一，答疑系统功能是否完备、使用是否方便高效，都直接关系到整个远程教育系统的运行效率的使用效果，因此答疑系统的设计与开发，越来越受到“广大教育者和从事远程教育服务的开发者的关注。

在传统的教学中教师与学生是一对多的关系，学生的许多问题得不到老师的一对一的针对性地辅导；且许多学生因各种原因，不愿意直接问老师问题，致使学生的问题最终得不到解决而影响其学习成绩；由于时空的限制，老师和学生的交流被局限在课堂时间里，老师的辅导变得有限且不具针对性。

这些现实问题在教学中越来越普遍。

网上教学与答疑系统可以解决传统答疑中存在的上述问题，给教师和学生提供更充分的答疑空间，因此网上教学与答疑系统的设计与开发，对我们传统教学也将会有很大的辅助作用。

网上教学与答疑系统可以针对以上问题进行设计，较好地满足以上需求，增强学生和教师的交流，帮助学生自主学习，是现代网上教育平台中的重要组成部分。

所以，研究网上教学与答疑系统，对我们现代学校的教学是很有必要的意义的。

1.2系统开发的目的和意义

1.2.1系统开发的目标

建立网上教学与答疑系统，通过网络向学生传递教学信息，或学生通过计算机网络获取学习的知识以及提出自己的疑问。

教师可以对学生提出的疑问及时进行回答，教师和学生可以及时应用聊天模块，进行在线聊天，随时随地的进行沟通，还可以把自己认为好的资料和大家共享，老师可以利用网络布置作业，进行评分等，学生可以利用网络完成作业。

网上教学与答疑系统是一个面向学生的学科教学--学习平台系统，系统的应用不受时间、科目、空间和地域的限制。

由于网络及电脑的普及出现了很多的网上教学系统，而提出问题和解答问题是教学中必不可少的环节。

基于网络的网上教学与答疑系统，它能有效缓解目前很多大学的传统教育中辅导薄弱现状的重要辅助手段。

我们可以用它来解决长期以来困扰传统教学的问题，在传统教学中教师与学生是一对多的关系，学生有许多问题得不到老师的一对一的针对性辅导；从心理角度来讲许多学生不愿意直接问老师问题，致使学生的问题始终得不到解决而影响学习成绩；由于时空的限制，老师和学生的交流被局限在了课堂里，老师的辅导变得有限且不具有针对性。

随着高校规模的扩大，学生数量的增多，教师很难在有限的课堂时间内满足学生的需求，实现个别化辅导，而学生也经常由于答疑人数太多而不得不放弃答疑，显然随着招生规模扩大这个矛盾将更加扩大，充分利用网络优势建设给予网络的教学答疑系统，可以有效的缓解教学中辅导环节薄弱的现状。

1.2.2系统开发的意义

随着网络技术的发展，教学管理网络化已经成为现代教育的一个特征，网络教育作为一种新的教学手段已经进入了我们的生活并被我们所接受，是对传统教育的一个很好补充。

随着计算机网络技术和internet以及多媒体技术的不断发展，网上教学已经成为一种现实。

所谓网上教学是指教师利用计算机网络向学生传递教学信息，或学生通过计算机网络获取学习的知识。

由于网上教学具有时效性、共享性、交互性和个别化等特点，教师在教学过程中如何根据网上教学不同的教学模式，发挥教师的主导作用和激发学生自主学习使学生成为认识的主体。

这就要了解网上教学的教学模式及其特点，在教学工作中不断实践与创新。

网上教学模式不仅对传统教育模式发出了挑战，而且也是对传统教育的一个有利的补充。

如何使这两种教学方式充分的融合起来，发挥传统教育和网络远程教育的各自优势，更好应用于实际教学当中去，这对于我们来说也是提出了一个新的课题。

在网络学习环境中，师生往往处于异地，学生是学习活动的主体，学习者可以根据自己的技术、特点与爱好，确定自己的学习目标，学习进度与学习步骤。

教师处于辅导、服务的地位，所以给学生提供一个自主化、个性化、能方便获取信息资源的网络环境是成功远程网络学习的重要因素。

依据现代的教学设计理论和建构主义学习理论，一个面向学生的学科教学--学习平台系统一般应包括管理模块、在线聊天模块、在线答疑模块、学习资源模块、公告模块。

本系统的开发语言C#,数据库SQLserver。

在网络学习环境中，它为师生提供了相互交流的窗口。

网上答疑是实现远程教育的重要环节。

系统的应用不受时间、科目、空间和地域的限制。

在教学过程中，教师在给学生进行答疑的过程中重复出现一题多答的情况，即浪费时间又降低了工作效率；同时由于地域或时间等因素使一些同学很难到达答疑现场，不能及时解决在学习过程中遇到的困难，影响学习效果。

应用该系统进行实时答疑以及非即时答疑，因此可以很好的解决以上的弊端。

真正实现了基于Internet上（个别学习，1对1，1对多，多对多）的教学模式。

网上教学模式能在教师的主导作用引导下，充分发挥学生的主体作用。

而且本系统还具有资料下载功能，学生可以下载教案或其他资料，自主学习，或者和老师、其他同学进行在线交流等。

总之，信息技术为当代教育理论提供了许多实现的途径，给当代教育带来了翻天覆地的变化，但与此同时，我们不应完全否定传统课堂教学的长处，学校应充分发挥其特有的人文和情感氛围，注重教学的优化设计，寻求课堂教学的最佳结合点，优质高效地培养能够适应时代要求、适合21世纪需要的新型人才。

2开发环境和相关技术简介

2.1开发语言

通过使用C#语言来开发本系统。

C#是一种简洁、类型安全的面向对象的语言，开发人员可以使用它来构建在.NETFramework上运行的各种安全、可靠的应用程序。

MicrosoftVisualC#2010提供高级代码编辑器、方便的用户界面设计器、集成调试器和许多其他工具，以在C#语言版本2.0和.NETFramework的基础上加快应用程序的开发。

C#语言由C/C++演变而来。

但是，它现代、简单、完全面向对象和类型安全。

简单，它没有C中的指针，容易学，C#使用统一的类型系统，摒弃了C多变的类型系统；现代，全面的内存管理已经不是您的任务了，因为C#程序在运行时提供一个垃圾收集器，负责C#程序中的内存管理；面向对象，它是C#的核心，C#支持所有关键的面向对象的概念，如封装、继承和多态性。

封装是一种程序设计机制，它绑定代码及其操作的数据，并使它们不受外界干涉和误用的影响，从而保证安全性；多态性，定义了一个接口，多个方法；继承，是一个对象或的另一个对象的属性的过程；类型安全，C#实施最严格的类型安全，以保护自己及垃圾收集器，在C#中，被传递的引用参数是类型安全的。

2.2SQLServer2008

SQLServer2008是一个全面的数据库平台，使用集成的商业智能工具提供了企业级的数据管理。

SQLServer2008数据库引擎为关系型数据和结构化数据提供了更安全可靠的存储功能。

此外SQLServer2008结合了分析、报表、集成和通知功能。

SQLServer2008有助于简化企业数据与分析应用的创建、部署和管理，并在解决方案伸缩性、可用性和安全性方面实现重大改进。

基于SQLServer2008技术优势构建的SQLServer2008将提供集成化信息管理解决方案，可帮助任何规模的组织机构：

（1）创建并部署更具伸缩性、可靠性和安全性的企业级应用。

（2）降低数据库应用创建、部署与管理的复杂程度，进而实现IT效率最大化。

（3）凭借可供创建更具安全保障之数据库应用的丰富、灵活、现代化开发环境增强开发人员工作效能。

（4）跨越多种平台、应用和设备实现数据共享，进而简化内部系统与外部系统连接。

（5）实现功能强劲的集成化商务智能解决方案，从而在整个企业范围内推进科学决策，提高工作效率。

（6）在不必牺牲性能表现、可用性或伸缩性的前提下控制成本费用水平。

2.3B/S体系结构

B/S软件体系结构，即Browser/Server（浏览器/服务器）结构，是随着Internet技术的兴起，对C/S体系结构的一种变化或者改进的结构。

在B/S体系结构下，用户界面完全通过Web浏览器实现，一部分事务逻辑在前端实现，但是主要事务逻辑在服务器端实现。

B/S体系结构主要是利用不断成熟的浏览器技术，结合浏览器的多种脚本语言，用通用浏览器就实现了原来需要复杂的专用软件才能实现的强大功能，并节约了开发成本，是一种全新的软件体系结构。

基于B/S体系结构的软件，系统安装、修改和维护全在服务器端解决。

用户在使用系统时，仅仅需要一个浏览器就可运行全部的模块，真正达到了"零客户端"的功能，很容易在运行时自动升级。

B/S体系结构还提供了异种机、异种网、异种应用服务的联机、联网、统一服务的最现实的开放性基础。

但是，与C/S体系结构相比，B/S体系结构也有许多不足之处，例如：

（1）B/S体系结构缺乏对动态页面的支持能力，没有集成有效的数据库处理能力。

（2）B/S体系结构的系统扩展能力差，安全性难以控制。

（3）采用B/S体系结构的应用系统，在数据查询等响应速度上，要远远地低于C/S体系结构。

（4）B/S体系结构的数据提交一般以页面为单位，数据的动态交互性不强，不利于在线事务处理和应用。

2.4NET三层架构

三层体系结构式指：

用户界面表示层（USL）、业务逻辑层（BLL）、数据访问层（DAL）。

（1）用户界面表示层：

主要表示WEB方式，也可以表示成WINFORM方式,WEB方式也可以表现成：

ASPX，如果逻辑层相当强大和完善，无论表现层如何定义和更改，逻辑层都能完善地提供服务。

（2）业务逻辑层：

主要是对数据层的操作，对数据业务逻辑处理。

（3）数据访问层：

主要是对数据的操作，而不是数据库，具体是为业务逻辑层或表示层提供数据服务。

三层体系结构，是在客户端与数据库之间加入了一个中间层，也叫组件层。

这里所说的三层体系，不是指物理上的三层，不是简单地放置三台机器就是三层体系结构，也不仅仅有B/S应用才是三层体系结构，三层是指逻辑上的三层，即使这三个层放置到一台机器上。

三层体系的应用程序将业务规则、数据访问、合法性校验等工作放到了中间层进行处理。

通常情况下，客户端不直接与数据库进行交互，而是通过COM/DCOM通讯与中间层建立连接，再经由中间层与数据库进行交换。

开发人员可以将应用的商业逻辑放在中间层应用服务器上，把应用的业务逻辑与用户界面分开。

在保证客户端功能的前提下，为用户提供一个简洁的界面。

这意味着如果需要修改应用程序代码，只需要对中间层应用服务器进行修改，而不用修改成千上万的客户端应用程序。

从而使开发人员可以专注于应用系统核心业务逻辑的分析、设计和开发，简化了应用系统的开发、更新和升级工作。

使用三层结构主要是使项目结构更清楚，分工更明确，有利于后期的维护和升级。

它未必会提升性能，因为当子程序模块未执行结束时，主程序模块只能处于等待状态。

2.5开发及运行环境

（1）系统开发平台：

VisualStudio2010。

（2）系统开发语言：

C#。

（3）数据库管理系统：

SQLServer2008。

（4）系统运行平台：

WindowsXP/Windows2000或更高版本。

（5）系统运行环境：

Microsoft.NETFrameworkSDKv2.0或更高。

3系统分析

系统可行性可以从经济可行性、技术可行性和社会可行性3个方面来论证。

3.1系统可行性分析

该阶段通过对系统目标的初步调研和分析，提出可行性方案并进行论证，我们这里主要从经济可行性，技术可行性和操作可行性等方面进行分析。

3.1.1经济可行性分析

经济可行性应该考虑其开发维护费用及该系统所能带来的效益之间的关系。

在开发过程中，需要用到的资源，只包括一台高配置计算机，以及有合适的开发环境，这些条件都已经满足，并且是可利用廉价的资源。

其次本系统主要是个人开发的，投入的资金并不多,因此开发成本较低。

从而引进使用本系统后,与传统教育方式相比具有高效率，低成本，高质量的特点，可以节省不少人力，物力和财力，所以从经济的角度来看该系统可行。

3.1.2技术可行性分析

技术可行性要考虑现有的技术条件是否能够顺利完成开发工作，软硬件配置是否满足开发的需求。

本系统使用MicrosoftVisualStudio2010和MicrosoftSQLServer2008开发工具，而这两个开发工具相对而言也是比较简单、易学的。

开发语言使用C#，这种面向对象语言，当前的计算机硬件配置也完全能够满足开发要求，所以技术上也是可行的。

3.1.3操作可行性分析

本系统界面友好，操作方便，只要懂得计算机的基本操作，都会使用该系统的相关操作。

所以，在操作可行性上也是可行的。

3.2需求分析

需求分析是软件设计的一个重要环节，本阶段对网上教学与答疑系统做全面调查，以确定系统目标，确定用户需求，用户对系统的需求我们从以下几个方面进行分析。

3.2.1系统功能需求

网上教学与答疑系统主要包括在线聊天，答疑，作业管理，公告管理，资料上传与下载，个人信息管理等功能。

主要分为3个角色：

学生、教师、管理员。

各个角色的主要功能如下：

管理员：

主要实现公告的添加、删除、修改，可以对科目进行添加、删除、修改，分配师生的登录权限，作业情况的预览，个人信息的修改。

教师：

主要实现作业的派发，批改，还可以上传资料，并对资料进行编辑删除功能，对于学生的提问及时进行解答，还可对问题进行删除，修改等功能，还可以修改自己的个人信息，查看公告。

学生：

主要实现接收作业，提交作业，提出问题，查看答案，上传资料，可对自己上传的资料进行编辑，删除，修改自己的个人信息，查看公告。

3.2.2系统的性能需求

为了保证系统能够长期、安全、稳定、可靠、高效的运行，网上教学与答疑系统应该满足以下的性能需求：

（1）系统处理的准确性和及时性。

系统处理的准确性和及时性是系统的必要性能。

在系统设计和开发过程中，要充分考虑系统当前和将来可能承受的工作量，使系统的处理能力和响应时间能够满足学校对信息处理的需求。

（2）系统的开放性和系统的可扩充性。

网上教学与答疑系统在开发过程中，应该充分考虑以后的可扩充性。

而要实现这一点，应通过系统的开放性来完成，既系统应是一个开放系统，只要符合一定的规范，可以简单的加入和减少系统的模块，配置系统的硬件。

通过软件的修补、替换完成系统的升级和更新换代。

（3）系统的易用性和易维护性。

网上教学与答疑系统能够提供良好的用户接口，易用的人机交互界面。

要实现这一点，就要求系统应该尽量使用用户熟悉的术语和中文信息的界面；针对用户可能出现的使用问题，要提供足够的帮助，缩短用户对系统熟悉的过程。

3.2.3系统数据要求

网上教学与答疑系统的数据需求包括如下几点：

（1）数据录入和处理的准确性。

数据的输入是否准确是数据处理的前提，错误的输入会导致系统输出的不正确和不可用，从而使系统的工作失去意义。

数据的输入来源是手工输入。

手工输入要通过系统界面上的安排系统具有容错性，从而降低出错概率。

（2）数据的一致性与完整性。

学生信息管理系统对数据的处理有很高的要求，因为对学生信息的处理非常频繁，所以要有一定的人员维护数据的一致性，在数据录入处控制数据的去向，并且要求对数据库的数据完整性进行严格的约束。

对于输入的数据，要为其定义完整性规则，如果不能符合完整性约束，系统应该拒绝该数据。

（3）数据的独立性。

学生信息管理的管理对学校来说是非常重要的一个部分，不可能让每一个人都对其进行操作，应该有特定的人员对学生信息管理系统进行管理，对系统进行独立操作。

3.3系统流程图

系统流程图是概括地描绘物理系统的传统工具，表达的是数据在系统各部件之间流动的情况，而不是对数据进行加工处理的控制过程。

（1）网上教学与答疑系统的用户登录流程图如图3.1所示，本系统有三种角色，只有把相对应角色的用户名和密码都输入正确时，才能够进入对应用户的后台，进行管理。

图3.1用户登录流程图

（2）网上教学与答疑系统的聊天流程图如图3.2所示，在线用户可以通过聊天模块进行在线互动交流。

图3.2聊天流程图

（3）网上教学与答疑系统的上传模块流程图如图3.3所示，用户可以把自己认为好的资源上传到系统中，与大家共享。

图3.3上传模块流程图

（4）网上教学与答疑系统的下载模块流程图如图3.4所示，用户可以把自己认为好的资源下载下来，慢慢学习。

图3.4下载模块流程图

（5）网上教学与答疑系统的作业派发流程图如图3.5所示如下，老师可以选择自己要派发的作业，首先把作业传到系统里，其次，选择相关的学生进行派发，学生在登录系统的时候，会立刻看到有作业派发给自己，然后进行提交作业，老师可以对作业进行评分，写评语，退回等操作。

图3.5作业派发流程图

（6）网上教学与答疑系统的用户管理流程图如图3.6所示，为了确保注册用户的可靠性，每个注册用户只有经过管理员审核后，才能够进入后台进行相关的操作。

图3.6用户管理流程图

（7）网上教学与答疑系统的答疑流程图如图3.7所示，学生可以在进入系统后，输入自己想要提问的问题，若曾经有相似的问题并且已经回答，便直接可以看到问题的答案，若曾经没有提问过，则系统会把问题发给老师，老师可以在登录系统后，第一时间看到，并给予解答，并会立即通知学生，学生在下次登录系统后，会看到自己问题的答案。

图3.7答疑流程图

3.4系统数据结构图

（1）登录结构图如图3.8所示。

图3.8登录结构图

（2）管理员界面结构图如图3.9所示。

图3.9管理员界面结构图

（3）教师界面结构图如图3.10所示。

图3.10教师界面结构图

（4）学生界面结构图如图3.11所示。

图3.11学生界面结构图

3.5数据流图

数据流图简称DFD图，数据流图有四种成分：

源点或终点、处理、数据存储表和数据流。

图中没有任何具体的物理元素，只是描述信息在系统中的流动和处理情况，即使不是专业的计算机技术人员也容易理解，是极好的理解工具。

身份验证数据流图如图3.12所示。

图3.12所示身份验证数据流图

（1）管理员数据流图如图3.13所示。

图3.13管理员数据流图

（2）学生数据流图如图3.14所示。

图3.14学生数据流图

（3）教师数据流图如图3.15所示。

图3.15教师数据流图

3.6数据字典

数据字典是关于数据的信息的集合，也就是对数据流图中包含的所有元素的定义的集合。

数据字典的作用是在软件的分析和设计过程中提供关于数据的描述信。

一般说来，数据字典应该由下列四类元素构成：

数据元素，数据流，数据存储和数据处理。

数据存储是数据结构停留或保存的地方。

也是数据流的来源和去向之