互动式教学网站数据库的设计与实现.doc

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1、(1) 、教学公告：主要是向学生发布信息。包括发布教学计划、课程表的安排、课程临时变动、宣 布考试日程安排、发布临时通知等。 (2) 、网上教学和网络实验：主要向学生提供丰富的课内和课外知识，使学生可在课外时间预习和 复习课程知识，并能根据自己的兴趣了解相关的课外知识。这些模块还提供各类资源的下载功能，如多 媒体课件、教学视频等。 (3) 、在线考试：一般来说完成考试的过程如下：管理员或教师维护题库、根据试题的题库设置 考试的试卷规则、录入允许参加考试的考生名单、考生随机抽取题库试题进行考试、教师批卷 或计算机 自动判卷、统计考试成绩、查询考试结果。在线考试还具备学生的自测功能，即学生可任意选

2、择自测章 第四届全国高校电气工程及其自动化专业教学改革研讨会论文集 互动式教学网站数据库的设计与实现 胡飞虎，耿泽飞，张彦斌 (西安交通大学电气工程学院，陕西西安 710049 ) 摘要：支持教师与学生之间、学 生与学生之间相互交流的互动式教学网站是教学网站的发展趋势之一本文提出了一种互动式教学网站数据 库系统的设计与实现方法，网站的功能主要包括教学公告、网上教学、在线考试、网络实验、网络提交作业、辅导答疑、系统管理等文章对 数据库系统所要完成的功能进行了概述，采用用例图说明了数据库的概念设计，并对数据库系统中的主要表及表属性进行了设计，提供了数据 库系统的实体关系图。基于本数据库设计所开发的

3、教学网站已在实践中成功运行了 2 年，并取得了预期的效果， 关键词：互动式教学网站：在线考试：数据库设计：实体关系图 1 概述 随着计算机技术的发展和 _RNET 的普及，计算机辅助教学功能己从单机向网络化发展。教学网 站以其信息丰富多样，且不受访问时间和地点限制的优势，成为教学改革的主要方法之一。早期的教学 网站主要功能是提供各类教学资源和材料，以方便信息的发布和共享为主要目的，其应用范围和实际功 效还非常有限。近些年来，随着实践的不断认知和软件技术的快速发展，教学网站的功能也不断得到丰 富，如网络答疑、网络考试、网络提交作业等，这种可实现教师与学生之间、学生与学生之间相互交流 的互动式教学

4、网站， 已逐步成为教学网站发展的主要趋势。 由于互动式教学网站在功能上仍处于不断的实践和发展过程中，现有的这类网站功能差异很大。下 面笔者将基于课程组在西安交通大学电气工程学院微机原理与应用课程网站建设中的实践经验，对 该教学网站的互动式功能进行介绍，并介绍这些功能的数据库设计原理，供大家参考、分析和讨论。 2 互动式教学网站功能设计 2.1 功能模块需求分析 本教学网站的建设目标是通过对课程网站和教学课件的建设，使课内授课与课外辅助教学相结合， 激发学生的学习兴趣，发掘学生的学 习潜力 ，培养 学生掌握先进的微处理器芯片结构、计算机系统构成、 接口技术及其应用编程方法以及微型计算机实现技术，

5、同时掌握微机技术新的发展趋势。网站在功能的 设计上除了传统的教学资源和材料发布功能（主要是教学公告、网上教学和网络实验模块 ） 之外，还包 括网络在线考试、网络辅导答疑、网络提交作业等互动式辅助教学功能。本教学网站数据库设计上涉及 的功能模块如下图所示，部分模块的解释如下： -395- 第四届全国高校电气工程及其自动化专业教学改革研讨会论文集 节、知识点和难度系数进行组题，以确定测试范围，系统将根据学生的选项，自动随机调出相应范围内 的题目。学生答题结束后，系统记录学生的答题情况，以供学生日后参考复习。系统还会在答题结束后 自动给出参考答案，供学生参考。对于客观性题目，系统还会自动打出分数。

6、(1) 、作业管理：教师根据章节号把作业题从题库中挑选出来，组成一次作业，学生首先选择要完 成的作业，然后开始答题。答题结束提交作业后，系统自动 保存学生的答题情况。教师可在网上批改作 业，并打出分数。在功能的设计上，学生可在线查看答题情况和老师的批改信息，但学生不能再修改作 业答案（教师批改之前可以修改 )。 (2) 、学生笔记：保存并分类显示用户的留言和学习经验，是教学系统的一项很重要功能，这些信 息中应包括笔记时间、笔记用户、笔记主题及笔记内容等。 (3) 、辅导答疑：教学网站有一项功能是实现“网上答疑”，在网上学生提出问题，教师进行解答， 这些提问和解答都被系统记录，以便其它用户查看和

7、学习，达到信息的共享目的。在数据库的设计上， 学生的提问 和教师的解答可以放在一个表中，主要记录提问人、提问内容、解答人、解答内容，还可以 记录提问人对问题的解答的满意程度、以及后续的问题和后续的解答。 (4) 、用户管理与权限控制：主要用于对用户分角色进行有效的授权管理，系统主要包含三类用户： 学生、教师和系统管理员，每类用户对本系统有各自不同的使用权限。学生的权限最低，只有 一 般的使 用权。教师和系统管理员具有较高的权限，如教师可以进行作业管理， M 库模块的维护及答疑等；系统 管理员则负责公告，教学资源，试题库，角色等各种功能的管理。 2.2 概念结构设计 由于篇 幅所限，这里只对关键

8、功能进行简单的介绍。 在教学网站设计中，有三种不同的角色 ： 管理员、学生、教师，因此需建一张表存储用户信息，并 通过一个字段来区分它们，并给与不同权限。用户表：编号、姓名、密码、权限等级、 .。 不同角色的用例图如下： 从需求中得知，教学网站要实现的功能：教学公告、网上教学、在线考试、作业功能、自测功能、 学生笔记、辅导答疑、用户管理与权限控制。其中在线考试、作业功能、自测功能、辅导答疑数据库设 计有点难度，其设计思 想进行描述如下。 在考试系统中包含以下实体：学生、教师、试卷规则、试题、；各个实体有其对应的属性；实 体之间有一对多或多对多的关系；在本例中，为了避免多对多的关系，用关联实体“

9、考试自测作业记录 解决了“学生和“试卷规则”之间的多对多关系。试题和答案之间的关系和题型有关，选择题有四个答案， 因此属于一对多的关系，为了统一起见把试题与答案分开进行存储。 每个实体建立一张表：考生表、试题表、试卷规则表、知识点表、 .。各表中包含相应的实体属 性，考试记录由两张表进行记录：考试自测作业记录和试题记录，考试 自测作业记录（记录号、试卷规 则号、学生学号、分数、类型、评语 .） 和题目记录（试题编号、记录号、学号、 .），它们之间的关 系是一对多的关系，一条考试自测作业记录就有多条实体记录与此对应。 学生作业功能中，把教师布置的作业存入作业表（作业 ID、 教师编号、创建时间、

10、作业名称、学 号）和作业题表（作业 ID、 试题编号 )，当学生做作业时把提交的作业存入考试自测作业记录表和题目 记录表。 学生自测功能中，系统根据学生自己输入的组题规则，把试题从库中随机抽出并存入考试自测作业 记录表和题目记录表中，当学生提交自测 时，系统自动批阅后再把两张表进行更新存储。 -396- 第四届全国高校电气工程及其自动化专业教学改革研讨会论文集 至此，表的属性，各属性的具体定义以及表间的关系己明确规定，按照这种数据库概念结构可以在 相应的数据库软件中实例化。 学生教师操作的用例图 3 数据库的实现 根据上面的数据库概念结构设计，我们将其在 MYSQL 数据库中进行了实例化。考试

11、与作业系统、 辅导答疑之外其它功能模块数据库设计比较简单，由于篇幅所限，本文不再赘述。 数据库中的主要表 （ Table)及其主要属性如下： x学生（ 、姓名、性别、密码、系别、电话、地址、密码问题、密码答案、注册时间 、 EMAIL 教师 (教师编号 、姓名、密码、系别、电话、办公室、 EMAIL): 试卷规则 (试卷规则号 、 教师编号 、规则名称、时间限制、创建时间 ） ： 人 规 则 细 节 ( 规 则 细 节 ID、 试题类型、试题数目、难度系数、 试卷规则号 、 知识点编号 )； -397- 第四届全国高校电气工程及其自动化专业教学改革研讨会论文集 入考试自测作业记录 (记录号 、

12、 学号 、类型、分数、开始时间、结束时间、时间限制、试卷说明、 考试评语、 试卷规则号 、显示状态、记录名称 ） ； 人题目记录 (记录号 、 试题编号 、 学号 、分数、答案 ） ； 试题 (试题编号 、试题类型、试题分数、难度系数、试题内容、 知识点编号 ); 选择题答案（ 选项 ID、 试题编号 、选项内容、是 否为正确答案 ） ； 填空题答案 (填空 ID、 试题编号 、填空答案 ） ； 入判断题答案 (判断 ID、 试题编号 、答案 ） ； 人简答题答案 (简答题 ID、 试题编号 、答案 ） ； 人班级编号 (班级编号 、班级名称 ） ； 人知识点 (知识点编号 、知识点、章号、节

13、号 ） ； 人作业 ( 作业 ID、 教师编号 、创建时间、作业名称、堂 ： )； 人 作 业 题 ( 作业 ID、 试题编号 )。 说明：在以上表的属性设计中，有双下划线的属性是表的关键字，有单下划线的属性是外键，有下 划曲线的属性是外键并作主键。 上述各表之间的关系根据建模工具得到数据库实体关系图如图所示： 辅导答疑功能数据库设计如下： 版面类别 （ 父版块 ID、 类别名称、版主 ） 辅导答疑版（版块 ID、 版块名称、版主、父版块 ID) 帖子（帖子 ID、 父帖 ID、 版块 ID、 版块名称、标题、作者、内容、发帖时间） 上述表的实体关系如下图所示： 辅导答疑模块数据库实体关系图

14、4 实践和小结 在实际的互动式教学网站开发中，我们采用了免费的 MySQL 数据库管理系统（有条件的单位也可 采用其它更高级的数据库系统，如 Oracle、 SQL Server 等 )，网站的体系结构采用了流行的 J2EE 构架。 网站在西安交通大学电气工程学院连续两年进行了实践应用，并成功进行了网络期中考试的实践。实践 证明，数据库的设计符合系统的功能需求，取得了预期的效果，达到了设计 目的。 参考文献 1 David M Kroenke 着，郭平译数据库原理 (第 2 版 )M.清华大学出 版社， 2005.6 2 System Analysis and Design Methods? 5th ed., Jeffrey L. Whitten, Lonnie D. Bentley t Kevin C. Dittman McGraw-Hill Companyies， 2001.5 作者简介 胡飞虎：男， 34,博士，西 安交通大学电气工程学院副教授 ， 029-82668666-111。 耿泽飞：男， 25,西安交通大学电气工程学院硕士研究生， 029-82668666-111。 张彦斌：男， 54,博导，西安交通大学电气工程学院教授， 029-82665552。 -398-