基于B/S的大学物理网络教学系统的设计与完成

李廷会麦冬潘江洪

1、广西师范大学电子工程学院 5410042、广西贺州市第二高中 5428003、广西师范大学物理科学与技术学院 541004

基于B/S的大学物理网络教学系统的设计与完成

李廷会1麦冬2潘江洪3

1、广西师范大学电子工程学院 5410042、广西贺州市第二高中 5428003、广西师范大学物理科学与技术学院 541004

网络教学由于克服了传统教学受时空限制的弊端，实现了教学资源的最大范围的整合和共享，使教师的教与学生的学更加灵活。本文采用基于B/S的网络三层体系结构、应用Apache Web服务器软件、MySQL数据库系统和PHP编程语言等技术设计了大学物理网络教学系统，为大学物理搭建了一个智能、实用的教学平台，有效地提高教师的教学效率和学生的学习效率。

大学物理；网络教学；设计；PHP语言

引 言

随着计算机技术应用的不断普及和深入以及各大高校校园网的普遍建立，网络教学(Web-Based Instruction，即WBI)作为一种新型的教学模式越来越被大家所接受。本文根据大学物理的学科特点及利用丰富且共享的教学资源，并按教学活动中师生关联的同步性和异步性分类，设计了一套包括文章阅读、教学资源管理、模拟实验演示系统、教学视频点播、在线答疑、师生交流论坛、教学评价调查等多功能的网络教学系统。该系统采用层次化结构，通过利用各类CMS（Content Management System即网站内容管理系统）和一系列的开发工具，将相互独立的内容模块整合起来，为师生提供统一的、个性化的教学服务环境。

1、网络教学系统的必要性和必然性

网络教学以现代教育思想为理论基石，以现代信息技术为技术手段，以多媒体为表现形式，它与传统教学相比较，它具有如下四个特点。(1).教学资源的开放性；网络教学系统消除了时间和空间的限制。(2).交互性强；学生可以按照学习兴趣来选择内容，根据知识和能力层次较自由地去探索、发现和解决问题，改变了传统教学以老师和课本为中心的教学模式。通过网络师生间的在线讨论和答疑辅导，更使教师及时地修改和调整教学内容及相应的教学策略。(3).知识表示多样性；网络教学提供了文本、图像、动画、视频等信息, 通过多种感官的刺激所获取的信息量,对于知识的获取和保持, 都是非常重要的。(4).资源丰富与共享；网络教学可以利用各种课件、试题及电子书等，更大范围地实现了资源共享。这些优势可以弥补传统课堂教学的不足, 将网络教学与传统教学相辅相成，是教学改革和教育手段现代化的一条行之有效的途径。

图1 基于B/S的网络三层体系结构

2、大学物理网络教学系统系统分析与设计

2.1 体系结构

本文中所设计的大学物理网络教学系统采用了基于B/S的网络三层体系结构，即表示层、业务层和数据层，如图1表示。Browser/Server模式正是基于三层架构体系。第一层为客户端表示层，只保留一个WEB浏览器，不存放任何应用程序，其运行代码可以从第二层的WEB服务器下载到本地的浏览器中执行。表示层提供用户与系统的友好访问，实现在客户端浏览器中显示的用户界面。第二层是应用服务器层，处理应用中的所有业务逻辑，对数据库的访问等工作。第三层是数据中心层，是整个分层模型的最下层，主要由数据库系统组成，负责数据信息的存储、访问以及优化。Browser/Server技术综合了浏览器、信息服务和WEB等多项技术，通过一个Browser便可以访问多个应用服务器，形成点到多点、多点到多点的结构模型，使用户操作的复杂程度有所下降，逐渐成为Internet/Intranet环境中重要的应用模式。

2.2 系统开发技术与环境

系统采用PHP作为开发语言，在数据库设计中所链接的是 MySQL 数据库，并使用 Dreamweaver 和 Photoshop 制作 Web 页面。系统需要运行于正确安装配置了Apache 服务和 MySQL 服务的服务器上。

2.3 系统功能设计

大学物理网络教学系统提供了一个师生互动、学生的自主学习的平台。系统主要功能模块结构如图2，大体设计两大模块:教师端与学生端（前台与后台），这两大模块中有分别设置了不同的子模块。

一、教师端

(一).公告管理。发布、添加、修改或删除教学动态、信息等相关内容。

(二).学习内容管理。教师可对系统提供的文本、图像、动画、视频等信息进行添加、删除和修改。

(三).学生用户管理。可查看登陆学习的情况和设置学生的权限。

(四).在线答疑。可进行解答和发表评论。

(五).论坛管理。学生可自由的组成学习小组进行学习交流。教师进行管理。

(六).教学评价管理。对教学进行的反思，从而改善教学。

二、学生端

(一).用户管理。学生登录后可以与教师或其他同学进行交流，学生拥有一个属于自己的博客系统，可以发表文章、上传资料等，给学生提供了一个彰显个性，自由交流的平台。

图2 系统功能模块图

图4 前台操作功能图

图3后台操作功能图

图5 数据表结构

(二).进行教学评价。教学评估可针对每一科目，每一科任老师而展开。评价内容根据大学物理的课程特点分十项进行评价。其中包括了是否掌握课程标准，教材处理、师生互动、板书、课堂情境设置等等。

(三).在线学习。

包括文章阅读、教学资料在线阅读与下载、演示实验及教学视频点播等功能

(四).在线答疑。回答问题可不限于教师回答，可多人回答。答案一经解答会提醒提问者进行正确答案的选定。

(五).论坛交流。这是一个主要交互模块，它为师生之间、学生之间开辟了一个讨论空间，提供非实时交流的平台。

本文设计的大学物理网络教学系统界面友好，数据组织结构清晰，使得数据管理具有层次性，后台管理也非常方便，后台操作程序如图3。

前台使用对象主要是学生，界面简洁，直观、方便。学生注册会员之后登录系统即可使用系统的各项功能，各模块各具特色，整体关联使用，前台操作如图4。

2.4 数据库设计

一个设计得好的数据库结构能体现出系统的效率和实现的效果，提高数据存储的效率保证数据的完整和统一。根据大学物理网络教学系统的需求，建立了用户信息表、文章信息表、资料信息表、媒体信息表、问答系统表和论坛系统表等六个表结构，确立了表之间的关联。如图5为资料信息数据库结构，其他略。

图6 系统数据备份原理图

图7 大学物理网络教学系统主页面

3、系统关键技术

3.1 用户身份验证的实现

系统的使用对象是教师和学生，教师作为管理者，学生作为学习者，各应进入不同的界面。后台是一个独立的系统，只让教师登录后台。因为两种用户用的是同一个数据表，必须根据权限的不同进行控制登录。验证用户信息时，依据用户登录表单所提交的用户名和密码对数据库中的用户信息表进行搜索和核对，若登录者的信息中所属权限并非管理员，则该登录请求不被接受，弹出提示信息后退回到登录界面；反之，可进入后台界面并可进行管理。核心代码如下：

//success

if($res==1) //管理员的参数 为1

{$cuserLogin->keepUser();

if(!empty($gotopage))

else

{ShowMsg('成功登录，正在转向管理管理主页！',"index.php");

exit();}}

//error

else if($res==-1) //非管理员的参数 为-1

{ShowMsg('你不是管理员，请到前台登录!','');}

3.2 文档无组件上传的实现

资料文档的在线阅读的功能是将课件（ppt文件）、试题（doc文件）和电子书（pdf文件）嵌入到网页中，支持在线阅读，不用下载到本地电脑就能够阅读。由于系统所在的服务器配置达不到要求，因此可以应用DocIn API豆丁-文档播放应用工具来实现。代码如下：

(1).插入页面代码：

(2).上传文档到豆丁服务器代码：

应用该工具轻松的实现了文档的在线阅读功能，把原本对服务器的超高要求交给豆丁（www.docin.com）去帮我们实现，大大降低了系统的成本，而且把文档上传到豆丁，由此又对系统的资料进行了备份。

3.3 系统数据的备份

系统实现了数据的备份与还原，此功能是非常重要的，如果服务器的迁移或者更换更显示出它的重要性，它设计原理如图12。还原数据时将SQL文件上传后执行SQL还原命令即可还原数据。

备份MySQL数据库的命令：mysqldump -hhostname -uusername -ppassword databasename > backupfile.sql

还原MySQL数据库的命令：mysql -hhostname -uusername -ppassword databasename < backupfile.sql

4、结束语

基于B/S模式的网络教学有着广阔的前景，必将对传统的教学模式产生深远影响。网络教学系统的开发,满足了高等院校广大师生的迫切需求,从传统的教师“以教为主”转变为学生“以学为主”,满足学生个性化学习的要求。笔者设计的大学物理网络教学系统经调试，测试结果表明:系统界面友好、使用简单,运行安全可靠。主页面见图7。该教学系统的设计,立足于实际课程教学和教学改革的需要,使得网络技术与大学物理课程内容、课程结构、课程资源以及课程实施等有机地融合在一起,成为一个和谐互动的课程整体,获得了良好的教学效果。

[1]程伟,孙红丽.PHP网络编程技术与实践[M].北京:清华大学出版社.2008.

[2](美)Julie C.Meloni.PHP、MySQL和Apache编程导学:PHP、MySQL and Apache all in one[M].北京:机械工业出版社.2009.

[3]郭安源.PHP开发实例完全剖析[M].北京:中国电力出版社.2006.

[4]马颖峰.网络环境下的教与学:网络教学模式论[M].北京:科学出版社.2005.10.

[5]德力.基于Web的网络教学系统功能的设计与实现[J].呼伦贝尔学院学报.2003(11):73-85.

[6]李亮.基于B/S模式网络教学系统的设计[J].教育技术.2008(11):85-87.

10.3969/j.issn.1001-8972.2010.21.119