基于JSP技术的网络教学平台设计
关键词 网络;三层结构;教学平台;JSP;流媒体
引言
随着计算机技术的飞速发展，信息网络已成为社会发展的重要保证。如何以网络为纽带快速、高效、方便地实现知识传递，以现代化手段促进教学改革，将传统的课堂教学转变为课堂+电脑+网络课堂+internet等多种学习方式，是教育工作者应当为之努力的方向。基于JSP技术的网络教学平台是依托校园网的优势设计和开发的，通过此平台，学生可以不受时间、空间、地域的限制，实现网上浏览教学内容、完成作业，参加测试等功能，教师也可借助此平台，发布公告信息，发布试题，实现课件上传下载，组织讨论答疑等功能。
系统体系结构
网络教学平台按照Browser/Server模式，将传统的浏览器/WEB服务器的两层体系结构扩展成浏览器—WEB服务器+应用服务器—数据库服务器三层体系结构，这种模式采用多种标准的协议和技术，适合于任何硬件平台和软件环境。
系统采用JSP与SQL Server 2000 数据库相结合，其实现的基本原理是利用SQL Server 2000 作为数据仓库，用Servlet等高性能服务器端程序作为后台总控程序，JSP程序在前台运行，Servelet接受用户的输入，分别调用不同的JSP程序向客户端反馈信息，JSP/Servlet通过HTTP连接在服务器端和客户端传递数据，其体系结构如图1所示。
图1 系统体系结构
系统功能分析
网络教学平台由教师教学系统、学生学习系统和教学管理系统三大模块组成，这些模块之间相互联系，相互配合，构成一个完整的网络教学系统。系统功能框图如图2所示。
图2 系统功能框图
1、教师教学系统与学生学习系统
教师教学系统与学生学习系统的功能相对应，主要包含以下几个模块:
(1) 网络课堂:网络课堂是实施网络教学的主要场所，教师和学生可以通过此模块实现实时和非实时的网上交流。教师可以实现课程添加、修改，将课件上传等功能，而学生可以浏览教学大纲，教学计划，教学参考资料，教学课件等内容，也可以下载这些资料，观看优秀教师教学录像，通过此平台学生可以自主预复习，把传统的学习过程变得更加方便灵活。
(2) 网上作业:作业环节是对所学知识理解和巩固的过程。教师可以在网上发布、批改、删除作业，学生可以在线或下载完成作业，完成后可以将作业上传，还可以通过此环节查看自己完成作业的情况，查看教师评语等内容。
(3) 网上测试:教师可以完成试题添加，试题管理，可以调用网络试题库按章、节或综合应用自动、手动组卷，进行成绩分析;学生除了可以参加网上测试外，还可查询测试结果。
(4) 讨论答疑 :在界面上采用了BBS形式，提问与回答的过程是异步的， 学生将学习中遇到的问题用留言的形式公布在网上，教师通过此模块进行答疑。教师也可以在网上发布讨论题，引导学生进行学术研究和讨论
(5) 网上交流:本模块类似于网络聊天室，教师与学生、学生与学生之间可进行实时的网上交流，网上讨论，通过此模块可以解决个别学生的概念模糊，解题思路混乱等问题。
(6) 实验指导:教师把学生在实验中遇到的问题和易犯的错误以回答问题的形式表现出来，以交互的形式辅导学生顺利完成实验;学生可以在计算机上撰写、提交实验报告，教师可以浏览、批阅。
2、教学管理系统
系统分为人员管理、课程管理、作业管理、考试管理和讨论交流管理。
(1) 人员管理:包括系统管理员、教师和学生管理。其中管理员可以对所有人员进行添加、修改、删除和查询，同时还可以对教师的所有权限进行分配。
(2) 课程管理:包括课程添加、课程查询和课件管理。
(3) 作业管理:可以查看、修改和删除作业。
(4) 考试管理:试题添加、修改、审核和删除。
(5) 讨论交流管理:包括BBS版主管理、帖子管理。
软件开发技术
系统采用目前流行的JSP技术开发Web应用程序，采用XML技术对教学数据进行处理，通过JSP/Servlet和XML进行数据交互，同时也采用了计算机网络中的许多成熟技术，如流媒体技术，客户/服务器技术，数据库技术。
(1) JSP技术:JSP是一种卓越的Java技术，它基于强大的Java语言，可在任何Web或应用服务器上运行，与Java Enterprise API(Java 企业应用编程接口)紧密结合，可快速创建高性能的Web应用程序。它将内容的生成和显示进行分离，使Web开发人员能专注于应用逻辑的处理;利用可重用的组件(Java Btens\EJB),加快了总体开发速度，并提高了系统质量，采用标识简化页面编程，降低了开发人员的难度。
(2) XML与HTML技术:XML和HTML一样属于标记语言，可以通过标记来描述数据的结构，并且它允许用户自行视描述数据的需要，随意地制定不同的标记，这和HTML有着极大的差别，除此之外，XML不同于HTML对于所有的标记都已经定义了显示格式的意义，对于XML而言，显示格式并不是最重要的，相对地，数据所代表的意义才是最重要的，因此，XML并不负责标记显示的格式。不过，XML却允许通过较复杂且灵活性的方式显示数据，如通过XSL、CSS、HTML+XML Island以及编写程序并通过DOM取出数据再显示;XML具有跨平台、与语言和应用程序等无关的特性;XML除了可以使用标记与属性来描述数据的意义之外，另外还提供了可用来描述文件结构的DTD与XML Schema。
(3) 基于连接池的数据库技术:系统采用DB Connection Manager的Java类管理连接池对象，其中每一个连接池保持一组JDBC数据库连接对象，可以为任何Servlet所使用。连接池具有以下功能:装载和注册JDBC驱动程序;根据在属性文件中定义的属性创建连接池对象;实现连接池名字与其实例之间的映射;跟踪客户程序对连接池的引用，保证在最后一个客户程序结束后安全关闭所有连接池。
(4) 流媒体技术:采用流媒体技术实现视频音频数据传输。在网络上传输音/视频等多媒体信息主要有下载和流式传输两种。下载时用户必须将既耗费时间又耗费磁盘空间的整个文件复制到自己的计算机中,然后才能播放.因为整个文件必须在下载之后才能播放,所以下载不能用于实况流。同时，下载也不能高效地使用可用带宽，当客户端开始下载数字媒体文件时，所有可用网络带宽都用于尽可能快地传输数据，其他网络功能可能会减慢或被中断。流式传输只以客户端正确呈现的速度通过网络发送数据，所以它比下载更高效地使用带宽。因此，流式传输有助于防止网络过载并能维持系统的可靠性。在流式传输的实现方案中，采用HTTP/TCP来传输控制信息，而用RTP/UDP来传输音视频数据。
(5) 客户/服务器技术 :联入校园网的计算机从功能上来说，可以分成服务器和客户机两种，不论哪种服务器，如文件服务器，FTP服务器，数据服务器，邮件服务器，数据服务器，代理服务器等都成天候运行，提供各种服务，为学生服务。
结论
相对于封闭的传统教学模式而言，网络化教学做到了信息渠道的畅通无阻，它突破了时间、空间、地域的限制，体现了以学生为本，因材施教的思想，促进了学生创新意识和创新能力的培养，为学生向多方向，全方位发展起到了推波助澜的作用。