基于web的教学互动平台系统的设计—个人空间、作品展示等模块的设计学位论文.doc

摘要随着计算机网络技术的不断发展，网络教育已成为实施素质教育的一种有效途径，因此组建一个基于校园网的网络教学互动平台非常必要。网络教学互动平台能为教师教学、辅导和学生自主学习提供一个开发的平台。教师可以利用此平台教学、答疑，还可以引导学生自主学习；学生则可以通过此平台进行自学、提问、协作学习。使师生之间、同学之间可以借助此平台进行交流，达到“以教师为中心”的教学模式和“以学生为中心”的教学模式有机结合的目的。并取得“以教师为主导，以学生为主体”这一模式的最佳教学效果。本平台基于B/S架构和VS2010平台，采用ASP技术和Microsoft SQL Server 2008数据库技术进行开发。主要实现了网上论坛、学生作品展示、资源共享和发布文章等功能。关键词: 教学互动平台； ASP.NET； Microsoft SQL Server 2008Abstract With the continuous development of computer network technology, network education implementing quality education has become an effective approach based on campus network, thus form a network teaching interactive platform is very necessary. The network teaching interactive platform for teachers' teaching and students' autonomous learning counseling and provides a development platform. Teachers can use the platform teaching, answering, still can guide students' autonomous learning; Students may study through this platform, asking, collaborative learning. Make between teachers and students, between the classmates can use this platform to communicate, achieve "teacher-centered" teaching mode and "student-centered" teaching mode of the organic combination of purpose. And achieve "with the teacher as the supervisor, take the student as the main body" this model good teaching results.This platform based on C/S structure and VS2010 platform, using C # technology and Microsoft SQL Server 2008 database technology development. Mainly realizes the BBS, students work online display, resources sharing of modules.Key words： Teaching interactive platform; ASP.NET; Microsoft SQL Server 20081. 绪论1.1 本系统提出的背景基于WEB的教学互动平台，是以学生为主体，教师为主导、支持教师日常教学、学生自主学习和互助学习的一个网络教学互动平台。此系统构建源于“交互决定论”、“开放性教学”的相关理念，它的本质是在学习过程中，通过教师、学生、资源三者之间的交互，共同实现教学目标的现代教育教学技术。在网络环境下，以学生作为主体，促使学生充分发挥学生的自主性和创造性，进行自主学习和个性化学习，成为知识的主动构建者，而且学生还可以利用网络的开放性、共享性和交互性与他人进行交互，从而实现互助学习。同时教师也由原来的教学支配着转变为学生学习的引导者和帮助者，通过此系统引导、协助学生自主学习，实现知识的主动构建。1.2本系统提出的重要意义鉴于此教学互动平台是在WEB的基础上构建的，所以采用B/S结构模式对系统的开发，将使系统更灵活方便。由于ASP程序是在网络服务器端中执行，执行结果所产生的HTML文件适用于不同的浏览器，而且ASP能兼容所有的ActiveX Script语言，易于操控数据库，具有较高的安全隐密性，因此可以使用ASP构建B/S模式的教学互动平台。由于教学互动是一个典型的网络信息管理系统，因此需要有数据库支持，而SQL 2008在兼容性、高效性、安全性和可靠性等方面具有明显的优势因此选用SQL 2008作为后台的数据库。1.3 Visual Studio平台的介绍Visual Studio 是一套完整的开发工具集，用于生成 ASP.NET Web 应用程序、XML Web Services、桌面应用程序和移动应用程序。Visual Basic、Visual C+、Visual C# 和 Visual J# 全都使用相同的集成开发环境 (IDE)，利用此 IDE 可以共享工具且有助于创建混合语言解决方案。另外，这些语言利用了 .NET Framework 的功能，通过此框架可使用简化 ASP Web 应用程序和 XML Web Services 开发的关键技术。2. 需求分析2.1 系统分析2.1.1 系统概述本系统目标是构建一个满足师生之间交流互动的平台，让教师利用此平台教学、答疑，引导学生自主学习；而学生也可以通过此平台进行自学、提问、协作学习。使师生之间、同学之间可以借助此平台进行交流，达到“以教师为中心”的教学模式和“以学生为中心”的教学模式有机结合的目的。2.1.2 需求分析为了达到此系统的目标互动，平台应满足以下三方面的需求：（1）满足学生的问题提交、发布信息、进行讨论等需求；（2）满足教师对资源管理、发布文章、答疑与教学沟通等需求；（3）满足系统管理员对此平台的日常维护和管理工作需求2.1.3 功能概述 根据需求分析，教学互动平台系统应该满足以下功能：（1）首页界面功能；（2）用户登录、验证码功能；（3）注册新用户功能；（4）资料的上传、下载和管理功能；（5）文章编辑、发表、回复留言和管理功能；（6）浏览文章，发表留言及浏览相关回复功能；（7）提交或审阅学生作品功能；（8）论坛功能；（9）管理员后台管理功能。2.2 系统功能分析2.2.1 首页界面功能系统首页界面需要提供可供浏览文章列表、作品列表、可供下载的资源列表、登录和注册链接。2.2.2 用户登录、验证码功能教学互动平台系统能够提供用户登录的功能。输入正确的账号、密码和验证码后便可以完成登录2.2.3 注册新用户功能教学互动平台系统能够提供新用户注册功能。2.2.4 资料的上传、下载和管理功能系统需要提供可以让用户的上传/下载资料、和管理的功能。2.2.5 文章编辑、发表、回复留言和管理功能系统能够让用户编辑发表自己的新文章，回复文章相关留言，删除自己的旧文章。2.2.5 浏览文章，发表留言及浏览相关回复功能 系统能够让用户浏览文章，并发表留言和浏览作者对留言的回复。2.2.5 提交或审阅学生作品功能 系统能够让学生向某位老师上传自己的作品，老师也可以审阅学生提交的作品，为作品做出点评后在教学互动平台上展示出来。2.2.5 论坛功能 系统能提供一个供师生进行讨论互动的论坛。本人主要负责的是界面功能、资料相关功能、文章相关功能和提交/审阅功能的设计与实现。2.3 系统整体流程图图2-1教学互动平台系统整体流程图3. 数据库设计数据库设计的优劣直接关系到项目系统的成败，一个好的数据库设计方案可以有效的提高系统的效率，高效快捷的组织数据管理，而且方便的系统维护。3.1 数据库技术的概述数据库是按照数据结构来组织、存储和管理数据的仓库，是永远查询大量数据的存储区域。使用数据库可以带来许多好处：如减少数据的冗余度，从而大大地节省了数据的存储空间，实现数据资源的充分共享等等。近年来推出的计算机关系数据库管理系统，还具有操作直观，使用灵活，编程方便，功能强大，环境适应广泛，数据处理能力极强等诸多优点。总的来说，数据库的设计对系统的经济性，功能性和效率有很大的影响，一个号的数据库，要求在设计是尽量避免数据的多余，另外，还要尽可能提高数据的存取速度。数据库设计是速度与空间在范式上市相互矛盾的。一方面按规范化理论的要求关系模式应尽量取高级范式，尤其对记录数较多的关系，低范式将会造成存储的大量重复，使空间遭受严重浪费；另一方面从存取速度上考虑，应该尽量做到一个模式涉及的属性越多越好，相互运算越少越好，这样，由应取低级范式。因此我们在设计数据库是要严格地探讨它的使用环境，充分了解用户的需求，清楚地掌握数据库系统的特点。经过综合的评价和分析后设计出数据库应满足以下要求：（1）数据库信息要能充分体现出用户使用系统的需求。（2）能够支持用户对数据进行的所有处理。（3）能够容易被数据库管理系统运行维护。（4）数据一致性、完整性好、无更新异常。3.2 数据库的选择本系统是采用SQL Server 2008 数据库关系系统。SQL Server 2008 是一个全面的数据库平台，使用集成的商业智能 (BI) 工具提供了企业级的数据管理。SQL Server 2008 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，使您可以构建和管理用于业务的高可用和高性能的数据应用程序。SQL Server 2008 数据引擎是本企业数据管理解决方案的核心。此外 SQL Server 2008 结合了分析、报表、集成和通知功能。这使您的企业可以构建和部署经济有效的 BI 解决方案，帮助您的团队通过记分卡、Dashboard、Web services 和移动设备将数据应用推向业务的各个领域。与 Microsoft Visual Studio、Microsoft Office System 以及新的开发工具包（包括 Business Intelligence Development Studio）的紧密集成使 SQL Server 2008 与众不同。无论您是开发人员、数据库管理员、信息工作者还是决策者，SQL Server 2008 都可以为您提供创新的解决方案，帮助您从数据中更多地获益。SQL Server 2008 基于 SQL Server 2000 的强大功能之上，提供了一个完整的数据管理和分析解决方案，它将会给不同规模的组织带来帮助：（1）构建、部署和管理企业应用程序，使其更加安全、伸缩性更强和更可靠;（2）降低开发和支持数据库应用程序的复杂性，实现了 IT 生产力的最大化;（3）能够在多个平台、应用程序和设备之间共享数据，更易于连接内部和外部系统;（4）在不牺牲性能、可用性、可伸缩性或安全性的前提下有效控制成本。3.3 开发方面的10个最重要的特点表3-1 SQL数据库开发特点表特点描述.NET 框架主机使用SQL Server 2010，开发人员通过使用相似的语言，例如微软的Visual C# .NET和微软的Visual Basic，将能够创立数据库对象。开发人员还将能够建立两个新的对象用户定义的类和集合。XML 技术在使用本地网络和互联网的情况下，在不同应用软件之间散步数据的时候，可扩展标记语言（XML）是一个重要的标准。SQL Server 2005将会自身支持存储和查询可扩展标记语言文件。ADO.NET 2.0 版本从对SQL类的新的支持，到多活动结果集（MARS），SQL Server 2008中的ADO.NET将推动数据集的存取和操纵，实现更大的可升级性和灵活性。增强的安全性SQL Server 2008中的新安全模式将用户和对象分开，提供fine-grain access存取、并允许对数据存取进行更大的控制。另外，所有系统表格将作为视图得到实施，对数据库系统对象进行了更大程度的控制。Transact-SQL 的增强性能SQL Server 2008为开发可升级的数据库应用软件，提供了新的语言功能。这些增强的性能包括处理错误、递归查询功能、关系运算符PIVOT, APPLY, ROW_NUMBER和其他数据列排行功能，等等。SQL 服务中介SQL服务中介将为大型、营业范围内的应用软件，提供一个分布式的、异步应用框架。通告服务通告服务使得业务可以建立丰富的通知应用软件，向任何设备，提供个人化的和及时的信息，例如股市警报、新闻订阅、包裹递送警报、航空公司票价等。在SQL Server 2008中，通告服务和其他技术更加紧密地融合在了一起，这些技术包括分析服务、SQL Server Management Studio。Web服务使用SQL Server 2008，开发人员将能够在数据库层开发Web服务，将SQL Server当作一个超文本传输协议（HTTP）侦听器，并且为网络服务中心应用软件提供一个新型的数据存取功能。报表服务利用SQL Server 2008, 报表服务可以提供报表控制，可以通过Visual Studio 2008发行。全文搜索功能的增强SQL SERVER 2008将支持丰富的全文应用软件。服务器的编目功能将得到增强，对编目的对象提供更大的灵活性。查询性能和可升级性将大幅得到改进，同时新的管理工具将为有关全文功能的运行，提供更深入的了解。3.4 数据库的概念结构设计3.4.1 实体与属性之间的关系E-R模型的组成元素有：实体、属性、联系。E-R模型用E-R图表示。实体是用户工作环境中所涉及的事务，属性是对实体特征的描述。（1）模型中的同类型的实体相当于实体集、一个表，而不是单个实体或表中的一行。实体用矩形框表示，实体名称表中在矩形框内。用菱形表示实体间的联系，菱形框内写上联系名，用无向边把菱形分别与有关实体相连接，在无向边旁标上联系类型。（2）属性是事态的性质。用椭圆框表示，与实体之间用连接线相连接。表的主码加下划线。（3）父表子表中内容相同的字段之间存在着参照引用的关系。（4）在E-R模型转换为关系模型后，在数据库中实现各个关系它们的实体完整性和参照完整性控制。3.4.2 数据库的概念模型图3-1 教学互动平台文章E-R图图3-2 教学互动平台作品E-R图图3-3 教学互动平台资料E-R图图3-4 教学互动平台留言E-R图3.5 数据库逻辑结构设计表3-2 用户表(tb_users)列名名称数据类型宽度允许为空备注UserId账号nvarchar50N主键USerName用户名nvarchar50NUserPsw用户密码varchar50NUserType用户类型varchar50NLogo头像varchar50NEname英文名varchar50YEmailE-mailvarchar50Y表3-3 文章表(tb_content)列名名称数据类型宽度允许为空备注CTd 文章IDintN主键Title文章题目varchar50NSubject文章内容datetime1000NAuthor文章作者vachar50NCreateTime发表时间DatetimeN表3-4 作品表(tb_ word)列名名称数据类型宽度允许为空备注Id作品IDuniqueidentifierN主键Title作品标题varchar20NCreateTime上传时间datetime 50NAuthor作者varcha50NUrl存储地址varchar50NType是否展示varchar10NTeacher审阅人varchar50NBcontent评语varchar300Y表3-5 资料表(tb_zip)列名名称数据类型宽度允许为空备注Id资料IDiuniqueidentifierN主键Title资料名varchar50NUrl 存储地址datetime50NUserName上传者varchar50NCreateTime上传时间datetimeN表3-6 回复表(tb_back)列名名称数据类型宽度允许为空备注Bid回复IdiuniqueidentifierN主键Cid文章IdiuniqueidentifierNBTitle回复标题varchar50NBcontent回复内容varchar300NBname回复人varchar50NBtime回复时间datetimeNReply留言回复varchar300Y3.6 数据库的完整性和安全性3.6.1 数据库的完整性约束数据库的完整性是指数据的正确性和相容性。数据库管理系统（DBMS）用一定的机制检查数据库中的数据是否满足规定的条件-完整性约束条件，数据的约束条件是语义的表现，将作为模式的一部分存入数据库中。数据库的完整性约束主要包括以下三方面：（1）实体完整性实体完整性是指若属性A是基本关系R的主属性，则属性A不能取空值。对于每个表来说，主键都不可以为空。在用户提交信息是，系统会对用户所填写的信息进行验证，对于其中的关键信息没有填写或者数据非法时，系统会提示用户更改后再提交。这样保证了系统实体的完整性。比如在注册用户的时候如果信息不完整的时候会提示出错。（2）参照完整性由于表和表之间会存在某些联系，当关系R和关系S之间是一对多关系时，在插入数据时就要保证外码C的值或者为空或者等于R中某个元组的主码值。在对被参照表进行删除操作时应同时进行及联删除。比如在管理员删除用户的时候会级联删除用户的博文。（3）用户定义完整性任何关系数据库系统都应该支持实体完整性和参照完整性。除此之外，不同的关系数据库系统根据其应用环境的不同，往往还需要一些特殊的约束条件，用户定义的完整性就是针对某一具体关系数据库的约束条件。它反映某一具体应用所涉及的数据必须满足的语义要求。列入某个属性必须取唯一值，某个属性的取值范围等。比如说注册密码应该在6-16位之间，不在此范围内会提示格式不正确。3.6.2 数据库的安全性数据库的安全性事指保护数据库以防止不合法的使用所造成的数据泄漏，更改或者被破坏。在数据库系统中，大量的数据集中存放，同时又为许多用户之间共享，是宝贵的信息资源，因此系统的安全保护措施就是显得更为重要。健全的数据库安全机制可以防止数据库被恶意的破坏和非法的存取。本系统的设置了一些安全措施。在用户提交登录信息后，系统会对用户的身份进行核对，如果在数据库中查找到了相关记录，打开用户页面，表面用户登录成功。对于数据库的安全，主要是通过对授权用户的身份验证实现的。在系统管理页面，提示用户使用管理员账号在此登录，没有管理权限的系统注册用户无法登录到数据库管理的后台。系统确认了管理员身份之后会打开管理页面，系统管理者可在此对整个系统的数据库进行管理和维护。4. 详细设计对教学互动平台系统进行系统分析，数据库设计之后，本章将主要介绍系统各功能模块的详细设计及实现。以下将介绍系统中本人负责的各个页面设计。4.1 教学互动系统各个界面设计4.1.1 首页界面设计图4-1 首页录界面图图4-2 首页录界面图图4-3 搜索结果界面图图4-4 文章显示界面图首页通过各类控件组合展示了用户需要的各种信息：登录的用户信息、文章标题列表、作品标题列表、可供下载的资料列表，还有各类链接：登录、注册、个人空间、提交/审阅作品。用户还可以使用首页提供的搜索功能查找文章或者作品，或者点击“更多”获得所有的文章列表。用户在某篇文章标题下方点击“文章查看”时，会显示文章显示页面。文章所有的相关内容都会显示在此页面上，用户可以在此发表留言，还可以收藏这篇文章，以备日后可以方便的查看。4.1.2 个人空间图4-5 个人空间界面图图4-6 更新个人信息界面图图4-7 回复留言界面图在个人用户登录之后可以进入个人空间。在个人空间里用户可以修改自己的个人信息、查看自己收藏的或者已经发表文章的相关内容、对自己的文章进行管理（比如：删除/回复文章的留言，删除一些旧文章）、编辑并发表一篇新文章、上传/删除资料。也可以点击“返回首页”按钮返回首页。如果用户暂时不需要显示某部分信息，可以点击蓝色的条形栏将对应的部分折叠起来，需要的时候再点击就可以重新展开。4.1.3 提交、审阅作品图图4-8 审阅作品界面图图4-9提交作品界面图登录之后的用户根据权限的不同分为老师和学生，前者可以点击审阅的“提交/审阅作品”按钮进入审阅作品的界面，后者点击同样的按钮进入提交作品界面。在审阅作品的界面里，用户可以选择某件作品进行审阅，点击对应的“审阅”按钮就可以在作品列表下方显示该作品的相关信息，审阅之后，用户可以对作品进行点评然后展示出来。而在提交作品的界面里，用户需要选择一位审阅自己作品的老师，并简单的介绍一下自己的作品，然后把作品上传就可以完成提交作品的流程。不论是审阅作品还是提交作品，完成之后都可以点击“返回首页”按钮返回首页。4.2 本系统调试与运行遇到的问题（1）如何向相关的页面传递信息解决方法：将需要传递的信息保存在Session中。相关页面需要使用时，在Session中提取可。（2）Gridview无法实现超链接。解决方法：添加HyberLinkField值来实现超链接。5. 系统测试5.1 测试目的系统测试就是在系统投入运行前，对系统的需求分析，设计规格说明和编码的最终复审，是保证系统质量的关键步骤。如果要给程序测试下定义，可以这样讲，程序测试时为了发现错误而执行程序的过程。测试的目的就是在软件投入生产性运行之前，尽可能多低发现软件中的错误。在开发大型软件系统的过程中，需要面对错综复杂的问题，因此，在软件生存周期的每个阶段都不可避免地会产生错误。编程人员力求在每个阶段结束之前通过严格的技术审查，尽可能早的发现并纠正错误。5.2 系统运行结果的正确性评估表5-1 本系统正确性评估表功能模块功能名称页面是否能运行备注主页面注册Register.aspx能登录登录能文章列表首页能作品列表首页能资料列表首页能链接首页能个人空间更新个人信息个人信息能只显示登录后该用户的相关信息查看文章文章显示/查看文章能文章管理个人空间能发表文章个人空间能资料管理个人空间能提交/审阅作品提交作品提交作品能审阅作品审阅作品能5.3 与类似系统比较有什么特点本系统是利用Visual Studio 2010开发环境与SQL Server 2008进行设计、实现的，与Visual Basic6.0相比，它们有以下的特点：（1）软件就是服务（多种服务自动接口，如网上银行和股票买卖两种服务自动接口，而不用人手工操作）。（2）基于XML的语言（XML是Internet环境中跨平台的，依赖于内容的技术，是当前处理结构化文档信息的有力工具）。（3）融合多种设备和平台，如C/S和B/S的开发在此平台上相似，从Mobile开发到企业级开发有类似。（4）新一代的人机界面 另外，本系统是采用ASP.NET框架，使用C#编程语言进行代码设计的，C#的特点是没有宏，没有指针，多重继承。所以该系统与Visual Basic6.0相比存在易于维护，可扩展性好等特点。5.4 系统存在问题虽然我与邓子坚同学基本上完成了本系统，但是我觉得还是存在了一些问题。例如，本系统在师生交流互动的方式仅限于简单的文字上的交流，交流的方式还不够丰富；后台服务内容较少，还有一些细节不够完善。由于时间的问题，而且本系统距离实际的应用也还有一定的距离，需要以后进行不断地补充和完善。6. 心得体会2010年底，我开始了我的毕业设计工作，时至今日，已经基本完成。从最初的茫然，到慢慢的进入状态，再到对思路逐渐的清晰，然后完成了整个毕业设计。历经了几个月的奋战，紧张而又充实的毕业设计终于落下了帷幕。回想这段日子的经历和感受，我感慨万千，在这次毕业设计的过程中，我拥有了无数难忘的回忆和收获。 在搜集资料的过程中，我认真地在学校图书馆搜集资料，还在网上查找各类相关资料，尽量使我的资料完整、精确、数量多，这有利于最后论文的撰写。然后我将收集到的资料仔细整理分类。资料查找完毕后，我一边和搭档进行交流，一边开始着手进行系统的设计，在指导老师的帮助下完成了系统整体的设计。接着便是与搭档进行分工，对每个模块进行详细的界面与代码设计。我不会忘记这难忘的几个月的时间。当我徜徉书海查找资料的日子里，面对无数罗列书架上资料的，最难忘的是每次找到适用的资料时激动和兴奋的心情；亲手设计网页的时间里，记忆最深的是每一步小小思路实现时得到的幸福与满足感；这段旅程看似荆棘密布，实则蕴藏着无尽的宝藏。我从资料的收集中，掌握了很多、数据库的知识，让我对我所学过的知识有所巩固和提高，并且让我对当今这些知识的最新发展技术有所了解。在整个过程中，我学到了新知识，增长了见识。在今后的日子里，我仍然要不断地充实自己，争取在所学领域有所作为。 脚踏实地，认真严谨，实事求是的学习态度，不怕困难、坚持不懈、吃苦耐劳的精神是我在这次设计中最大的收益。我想这是一次意志的磨练，是对我实际能力的一次提升，这将会对我未来的学习和工作有很大的帮助。本系统的不足之处在于系统的功能比较简单。对教学活动平台系统的了解还是不够深入，所以系统在许多细节的地方还不够完善之，只是实现了其基本的功能。7. 本系统使用说明书7.1 本系统运行要求的环境（1）Microsoft Windows XP Professional及以上操作系统（2）Microsoft Visual Studio 2010中文企业版（3）SQL Server 2008数据库7.2 使用步骤（1）启动Microsoft Windows XP Professional及以上操作系统。（2）安装Microsoft Visual Studio 2010中文企业版以及SQL Server 2008数据库。（3）启动Microsoft Visual Studio 2010，打开本教学互动平台系统，运行即可开始使用。