基于UML网络教学管理平台模型的搭建

2013-08-20唐红杰

网络安全技术与应用 2013年8期

唐红杰

（辽宁警官高等专科学校辽宁 116036）

1 网络教学的现状及发展

1.1 国内外现状

随着计算机与网络的普及，数字技术正在改变人类所赖以生存的社会环境，使人类的生活及工作环境具备了更多的数字化特征，也带来了人类生活和工作方式的巨大变化。在此基础上诞生了数字化校园的概念。“数字化校园”是以校园网为背景集教学、管理、娱乐为一体的新型数字化的工作、学习、生活环境。它利用计算机技术、网络通讯技术对学校的教学、科研、管理、生活服务等各方面信息资源进行全方位数字化，并科学规范地对这些信息资源进行整合集成，以构成统一的用户管理、统一的资源管理和统一的权限控制；通过组织和业务流程再造，推动学校进行制度创新、管理创新，最终实现教育信息化、决策科学化、管理规范化。1990 年，由美国克莱蒙特大学教授凯尼斯·格林（Kenneth Green）发起并主持的一项大型科研项目“信息化校园计划”（The Campus Computing Project），是数字化校园概念的最早出现。十几年来，数字化校园在全球得到了飞速发展。目前在美国，据统计3000余所公立、私立的大学和学院中，都已经建立了正式网站，有近95%的学校建立了无线网络，在网上为学生提供的服务有网上课程、在线课程注册、网上杂志和参考资料等，已经基本上完成了由传统教育向数字平台教育的转变。国内的校园数字化建设近年来也有迅猛发展，清华大学和北京大学等著名高校的校园网络化建设始于90 年代初，经过近十多年的建设，现已基本建成了以高速校园网为核心，包括以学术研究、网络教学、信息资源、社区服务和办公管理为功能，以开展远程教育为辐射功能的数字化教育系统。

1.2 发展趋势

网络教学管理平台正是基于Internet 开展的现代远程教育支撑平台，为远程教学的学习者和教育者提供了授课、学习、答疑、讨论以及作业处理等教学过程的支持工具。它采用支持共享、具备互操作性、能提供质量保证并符合统一开放性的标准，它是开展现代远程教育必备的教学支撑环境。类似的平台最早产生在信息基础设施比较发达、信息化程度比较高的国家，欧美国家在这一方面走在了世界的最前沿。目前市场上的多数产品能够提供相对完整的解决方案，如英属哥伦比亚大学计算机科学系开发的Web CT （Web Course Tools）、加拿大Simon Fraser 大学开发的Virtual -U、Lotus 公司的Learning Space 以及Smart force、Digital Think、IACKBOARD、SYBA 等。国内网络教学管理平台主要是以公司参与开发为主，应用比较广泛的有天空教室网络教学管理平台、清华网络教学管理平台、北京远方盛世平台等。这些产品支持自主学习、实时学习，大都具有课程发布能力以及跟踪和管理能力，部分产品还具有集成的课程内容与编创工具，使教师能专注于整合教学内容，也为使用者提供了灵活丰富的学习体验。与此同时，这些网络教学管理平台也或多或少地存在以下一些问题：①教学环境的动态交互功能不强；②缺乏对多学科体系的支持；③网上测试系统欠缺；④智能性较低或没有智能；⑤对网络协作的支持不够等。

鉴于以上分析，可以看出对于网络教学管理平台的开发，尚未形成一套公认的模型体系。所以，研究并尝试建立适合高校网络教学管理平台的模型体系，对于推动教育信息化以及教学评估等方面具有现实的意义。

2 网络教学管理平台模型的分析与设计

本文主要研究并尝试建立适合高等院校网络教学管理平台的模型体系。

具体研究过程中，采用UML的建模机制，把面向对象的分析设计方法运用于网络教学管理平台的开发中，利用Rational Rose工具完成该平台的UML建模。

（1）面向对象的分析与设计方法

面向对象是当前计算机界关心的重点，它是90年代软件开发方法的主流。面向对象的概念和应用已超越了程序设计和软件开发，扩展到很宽的范围。如数据库系统、交互式界面、应用结构、应用平台、分布式系统、网络管理结构、CAD技术、人工智能等领域[4]。面向对象开发方法有Coad方法、Booch方法和OMT方法等。

（2）UML技术和方法

UML(Unified Modeling Language，统一建模语言)是面向对象技术领域内占主导地位的标准建模语言。UML不仅统一了Booch方法、OMT方法、OOSE方法的表示方法，而且对其作了进一步的发展，最终统一为大众接受的标准建模语言。UML是一种定义良好、易于表达、功能强大且普遍适用的建模语言。它融入了软件工程领域的新思想、新方法和新技术。它的作用域不限于支持面向对象的分析与设计，还支持从需求分析开始的软件开发全过程[5]。

本文主要阐述如何采用UML的建模机制，从网络教学管理平台的需求分析入手，逐步建立其用例模型、静态模型、动态模型。在用例建模阶段，重点解决如何识别网络教学管理平台涉及到的参与者、用例及其关系。在静态建模阶段，重点解决如何识别网络教学管理平台涉及到的事物及其关系。在动态建模阶段，对于交互方面重点解决如何识别网络教学管理平台涉及到的对象、消息；对于行为方面，重点解决如何识别状态序列、引起状态转移的事件，以及因状态转移而伴随的动作。

2.1 整体解决方案

（1）分析阶段

从网络管理平台的需求入手，获取该系统中涉及到的参与者、用例、参与者之间的关系、参与者和用例之间的关系、用例之间的关系，并借助Rational Rose工具建立用例图。

（2）设计阶段

以分析阶段建立的用例模型为基础，获取网络教学管理平台涉及到的类、接口、类之间的关系、类和接口之间的关系，并借助Rational Rose工具建立类图；获取网络教学管理平台涉及到的对象、消息等要素，并借助Rational Rose工具建立时序图或协作图；获取网络教学管理平台中重要对象的状态序列或活动序列、引起状态转移或活动转移的事件，以及因状态转移或活动转移而伴随的动作，并借助Rational Rose工具建立状态图或活动图。

2.2 UML模型的建立

（1）用例模型

用例模型主要由多个用例图构成。而创建用例图首先就需要确定其参与者。在网络教学管理平台中，参与者包括学生、教师和管理员。学生借助平台进行浏览和查询操作，如浏览课程信息、教学计划、学习方法等方面的内容，同时还可以根据关键字进行相关的查询。另外，学生还可以从平台下载教学课件。教师作为教学的主导，可以借助此平台发布教学重点、学法指导等与教学相关的内容，同时还可以上传所授课程的教学课件。众所周知，所有网站几乎都需要一个专门的管理者，以便进行日常维护和管理，所以本平台还需要有系统管理员的参与。

综上分析，平台中的所有参与者及其相关的用例可用图1和图2加以描述。