基于J2EE架構的思政理論課網絡學習系統設計研究

王鑫+羌棟強+黃曉龍

摘要：網絡技術具有開放性和交互性的特點，將網絡技術應用于思政理論課教學，有利于打破傳統課堂的壁壘和限制，激發學生的學習興趣，提高思政理論課的吸引力和教學效果。文章通過采用J2EE+SQL Server2012的技術組合設計思政理論課網絡學習系統，搭建課堂教學與課后學習的橋梁，從而進一步推動思政理論課教學改革。

關鍵詞： J2EE架構；思政理論課；網絡學習系統；設計

中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A 文章編號：1009-3044（2017）28-0092-04

Abstract： Network technology has the characters of openness and interactivity. Applying network technology to ideological political theory course can break the barriers and boundaries of traditional teaching in classroom， motivate students interest of learning， and increase the attractiveness and effectiveness of the course. This article uses the technique combination of J2EE and SQL Server 2012 to establish the bridge between class teaching and after-school learning， thus to promote the reform of and teaching further.

Key words： J2EE architecture； Ideological and Political theory courses； e-learning； design

隨著網絡技術的快速發展，數字化技術正在以一種前所未有的沖擊力影響著社會的各個領域，大大改變了人們的生活方和學習方式。目前絕大部分高校在思政理論課上依然使用板書的方式進行教學，某些實力較強的高校引入了多媒體教學方式，但是上述教學方式對于學生而言，都屬于被動學習，教學形式單調，學生的學習積極性難以得到激發。同時，在課堂上部分學生不能馬上理解課程應該掌握的全部知識，這就需要課后有相應的途徑來加強和鞏固課堂知識，現有的教學方式無法滿足需求。

文章基于 J2EE架構進行思政理論課網絡學習系統設計，主要采用J2EE多層分布式應用的客戶層、Web 層以及業務層為系統架構，通過 SQL Server2012建立系統數據庫并使用 JDBC 作為系統與數據庫的連接接口對數據庫進行操作，學生可以通過網絡學習系統獲取豐富多樣的教學資源和進行自主學習，有利于提高學生的學習興趣及自主學習能力。

1 系統設計原則

為了網絡學習系統設計方案符合課程教學需求，該方案在設計階段需遵循如下原則：

1） 實用性：

目前市場上存在許多成熟的在線學習系統，之所以不直接購買是因為每門課程的學習方式和要求不同，存在一定特殊性，因此在構建系統時必須深入調研高校思政理論課教學的關鍵流程，否則系統不具備實用性，就算開發完成也無法應用，也會給學校帶來經濟損失。

2） 易用性：

學校引入基于 J2EE架構的思政理論課網絡學習系統的目的在于豐富學生的學習模式，與傳統教學模式互為補充，提升學習效率。若系統易用性太差，則達不到構建系統的初衷，反而會影響效率，因此系統需從多方面采取措施提升易用性，如復雜功能給予操作提示以及風格統一化等，這些都能幫助學生快速適用系統。

3） 可擴展性：

學生的網絡學習需求是在不斷變化的，當有新的需求變化時，可以在原有網絡學習系統進行二次開發，不需要重新開發一套新的系統，這樣就能降低應用成本，更符合學校的使用要求。

4） 兼容性：

學校已搭建數字化校園平臺，本課題構建的基于 J2EE架構的思政理論課網絡學習系統需部署到數字化校園中，為此其需兼容現有網絡環境，以便直接部署，若搭建的系統兼容性差，需重新搭建服務器，則會加大成本的投入。

2 系統設計

2.1 整體框架設計

學生可通過網絡學習平臺查看學習資料以及下載學習資料，可以實現在線提問、單元測試以及完成在線考試?；?J2EE架構的思政理論課網絡學習系統的整體框架圖，如圖1所示。

2.2 服務端詳細設計

2.2.1 學習資料管理

系統需提供學習資料庫，從而學生可下載和在線查看教學資料，有助于提升思政理論課的教學質量，該模塊包含多個功能，下面闡述核心功能處理流程。

1） 資料上傳

教學資源庫的構建由教師負責，可將教學資源發布到網上，實現資源共享，其工作流程如下：

第一、學習資料庫的構建由教師負責，在身份明確后可調用資料上傳功能。

第二、選擇學習資料文件，系統會調用uploadFile文件上傳學習資料文件，在該方法中會以文件流的方式進行讀取和保存。

第三、提交學習資料描述信息，并提交。

第四、系統會校驗學習資料描述信息格式，校驗不通過，則需重新填寫，否則會調用uploadOneFile方法完成資料上傳。

以流程圖描述如圖2。

2） 資料剔舊

當已上傳的資料與教學需求不相符時，教師可將學習資料從網絡學習系統中進行刪除，其工作步驟如下：endprint

第一、當資料與教學要求不相符時，可將學習資料從數據庫中刪除，教師在resourceManage.jsp頁面處理學習資料剔舊業務。

第二、在該頁面，教師將不需要的資料提交，執行查詢按鈕，系統則會調用searchResource方法來獲得需要刪除資料的數據列表。

第三、教師在列表中選擇需要刪除的數據，執行刪除按鈕，系統會以用戶id為條件組成并執行delete語句，id對應的學習資料將會被系統刪除。

以流程圖描述如圖3。

2.2.2 學習社區管理

學生在自主學習過程中，勢必會遇到無法理解的內容，為及時解決學生疑問，系統提供學生社區管理功能，以便為學生與教師之間提供一個交流平臺，其包含多項功能，其中學習問題查詢功能的工作流程如下：

1） 在查看學習問題之前，需要查看用戶身份。

2） 若用戶為教師，則只可查看學生提交、并且未解決的學習問題。

3） 為了實現直接定位，需錄入問題提交時間以及問題狀態等關鍵詞。

4） 系統會根據關鍵詞到學習問題表中進行搜索，并返回與關鍵詞相符的詳細的學習問題列表。

由描述可知學習問題查詢功能的工作流程，如圖4所示。

2.2.3 學生管理

學生信息是在線學習系統的主體，系統中需構建學生信息庫，便于驗證學生身份，由于學生數量較多，需提供導入功能滿足批量添加要求，同時在使用學生信息時，需提供導出功能，下面闡述上述功能的實現。

1） 學生信息導入功能的實現

學生數量多達數千，為此使用逐個登記的方式效率很低，為解決上述問題，系統使用了JXL實現導入功能，該插件可實現Excel文件的讀取和寫入。然而在執行導入導出之前，必須搭建一個映射關系，這種映射是雙層的，其核心是設計的學生信息實體bean，以studentBean表示，studentBean包含學生所有屬性，并提供相應的讀取和設置方法，studentBean中屬性與Excel文件中的各類存在一一映射關系，而實體bean與數據庫中的學生信息表也為一一映射關系，在上述都確定的基礎上，則可使用JXL讀取Excel文件中的所有學生信息，并存儲到List中，然后調用數據存儲方法將list中學生信息逐一保存到數據庫表中，通過上述流程就可以實現學生信息的批量添加，以流程描述導入功能的實現過程：

第一、系統只允許導入Excel格式的文件，導入之前必須檢查文件的類型，非xls文件系統不允許導入。

第二、讀取文件的全路徑，獲得文件對象。然后通過JXL技術，并以文件對象參數獲得Workbook對象。

第三、在獲得Workbook對象后，需要讀取sheet對象，因為學生信息都存儲在sheet對象中。

第四、sheet包含多個單元，各列代表一個屬性，各行代表每行學生信息的具體屬性值，因此可逐行讀取，使用的方法為getCell（i，j），一行就是一條完整的學生信息，一個excel的學生信息都可存儲在list中。

第五、連接數據庫，循環讀取list中的學生信息，并進行保存，直到list中每條學生信息都被保存，實現導入。

該功能實現流程如圖5。

2） 學生信息導出功能的實現

學校學生數量較多，在最初投入使用時需登記的學生信息數量多達數千條，使用逐個登記的方式需要較多時間，因此需提供導入以及導出功能，方便日常工作中使用。導出就是將信息寫入到Excel文件中，工作過程與學生信息導入相反，其首先需要獲得存儲學生信息的list，然后逐個讀取寫入單元各種。學生信息導出功能的處理流程如下：

第一、組成導出文件的存儲路徑。

第二、以導出文件路徑為參數生成相應的Workbook 類。

第三、調用getsheets方法來獲得Excel文件中的sheet對象。

第四、讀取List中的學生信息，然后使用addCell方法將學生信息逐個寫入Excel文件中的單元格，直到所有學生信息被寫入Excel。

該功能實現流程如圖6。

2.2.4 基礎數據管理

在錄入某些信息時，需要使用基礎數據列表，如發布學習資料時必須確定所屬分類以及所屬章節才可執行歸檔，其是支撐系統運行不可缺少的一部分。該模塊包含多個功能，下面對資源分類管理中資料分類添加功能進行說明。為了更好的管理學習資料，系統設計了完善的分類體系，分類是根據課程教學需求變化的，當課程有新的分類需求，則可改變，其工作步驟如下：

1） 系統管理員在信息維護頁面先進行用戶權限的檢測，若用戶未登錄或者登錄超時，系統會跳轉到登錄界面，當且僅當用戶輸入了正確的管理員賬號與密碼時，才會自動跳轉到信息維護頁面。

2） 在添加學習資料分類時，需填寫學習資料分類的所有屬性，填完后需對用戶的各字段進行逐個校驗，還需要檢查學習資料名稱是否重復，符合要求時會通過addTypeInfo方法將所有屬性保存到表中對應字段中。

以流程圖描述如圖7。

2.2.5 安全管理

系統的學生信息以及學習資料都是存儲在網絡中，學生信息不能泄露，學習資料信息不可丟失，因此構建系統時需注重系統安全， 該模塊包含多個功能，下面闡述核心功能處理流程。

1） 登錄

基于 J2EE架構的思政理論課網絡學習系統存在用戶庫，該庫與登錄功能聯合使用，在用戶提交完登錄信息時，學習系統會到用戶庫中查找，存在則登錄成功，不存在則登錄失敗，其處理流程如下：

第一、為保證數據安全，在分配用戶權限之前必須經過身份校驗。

第二、系統要求用戶提供登錄信息，以便組成SQL語句到用戶信息表中進行匹配搜索。

第三、若搜索到，則讀取類型分配權限，否則提示無法使用系統。

以流程圖描述如圖8。

2） 數據備份

在系統出現數據丟失時，系統管理員應當立即處理，防止系統長時間無法運行。為避免數據丟失的損失，和能夠快速恢復系統功能，需引入備份與恢復功能，備份是基礎，其用于將數據進行存儲，以便隨時使用，其工作步驟如下：

第一、數據備份功能涉及數據讀取，只有管理員有權限，因此必須在確認管理員身份后才可分配該功能權限。

第二、選擇bak文件存儲，并執行恢復。

第三、組裝backup語句，用于執行數據備份，從而會將移動學習系統數據庫中的數據寫入bak文件中。

以流程圖描述如圖9。

3 數據庫設計

基于 J2EE架構的思政理論課網絡學習系統中存儲的數據較多，如學生信息以及學習資料信息等，這些信息存儲在SQL Server2012數據庫中。在構基于 J2EE架構的思政理論課網絡學習系統數據庫設計的過程中，主要遵循如下原則：

1） 以外鍵作為各表之間的聯系，從而在搜索信息更快速，不需要進行復雜的分析。

2） 在設置字段長度時，需分析各字段的作用，以此來確定各字段的長度和類型，防止設置錯誤。

下面對基于 J2EE架構的思政學習系統的數據庫設計過程進行描述，以便系統構建一個完整的數據存儲模型。

3.1 實體表分析

在分析系統的數據表時，必須從功能需求出發，首先學習資料管理模塊需設置學習資料表，基礎數據管理模塊需設置課程信息表以及用戶表等，對各模塊逐一分析可得到基于 J2EE架構的思政理論課網絡學習系統的實體列表，然后分析實體列表中各實體關系，可得到系統E-R圖，如圖10。

3.2 數據庫表

在確定基于 J2EE架構的思政理論課網絡學習系統包含的數據庫表時，需要分析各表字段的含義，以及要逐一分析各字段的作用，這樣才能設計出符合存儲要求的數據庫表，下面對各表的表結構進行分析。

1） 教師信息表

教師信息表主要是存放教師的主要信息，主要的字段有教師編號、姓名、性別、出生年月、班級ID等內容，教師信息表的設計如表1。

2） 學生信息表

學生信息表主要是存儲學生的主要信息，具體的信息有學號、學生姓名、學生性別、出生年月等學生基本信息，學生信息表的設計如表2。

3） 日志信息表

日志信息表的主要是存儲系統日志相關信息，主要的字段有日志ID、上級ID、日志類別、和日志內容等，表結構設計如表3。

4） 用戶信息表

用戶信息表主要是存放用戶的基本信息，主要的字段分別有用戶ID、主鍵ID、密碼和等級等，用戶信息表結構如表4。

（5） 學習資料信息表

教師發布的學習資料都存儲在該表中，主要的字段有學習資料名稱以及學習資料描述等，學習資料信息表結構如表3.5。

4 結束語

在對比分析各種開發技術的基礎上，本課題選擇采用服務端使用J2EE+SQL Server 2012+ B/S的技術組合設計并實現了一套思政理論課網絡學習系統。通過本系統可以實現思政理論課的線上學習、在線測試和師生交流互動等功能，達到提高教學效率和提升學習質量的最終目的。以期為信息化技術在思政理論課教學實踐應用上提供新的參考。

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