大学远程教育系统的设计和仿真测试

　　摘    要：　由于教学资源在传统远程教育系统中传输具有单一性，只能与单一客户端共享，为了实现教学资源的多次共享，提出互联网背景下基于ASP技术的大学远程教育系统设计。依托共享服务器的优化和共享器结构设计，完成了系统的硬件设计；基于系统数据库和登录界面设计，完成了系统的软件设计，从而实现了大学远程教育系统的设计。实验结果表明，基于ASP技术的大学远程教育系统相比传统远程教育系统，教学资源的共享率提高了75%，适合用于教学资源的共享。

　　关键词： 互联网; ASP技术; 远程教育系统; 共享服务器; 登录界面; 共享率;

　　Abstract：　The teaching resources can only be shared with a single client because of their single transmission in the traditional distance education systems. In order to realize the multiple sharing of teaching resources,the design of university distance education system based on ASP technology under the background of the Internet is put forward. The system hardware is designed on the basis of the optimized design of the shared server and the design of the sharer structure. On the basis of the design of system database and login interface,the system software is designed to realize the university distance education system. The experimental results show that,in comparison with the traditional distance education system,the sharing rate of teaching resources of university distance education system based on ASP technology is increased by 75%. Therefore,the system is suitable for sharing teaching resources.

　　Keyword：　the Internet; ASP technology; distance education system; shared server; login interface; sharing rate;

　　0 、引言

　　远程教育是一种基于时空概念上的教育方式，将教学中“教”和“学”相互分离开[1]。大学远程教育系统是一种将控制技术、计算机技术与网络技术融合为一体的新技术产品，具有较高的可靠性，同时还具备操作简便和控制能力强的优点，可以方便大学校园的教务管理和师生管理。
 

　　大学远程教育是最近几年兴起的一种新的教育方式。在互联网背景下，教师可以通过远程教育系统随时为学生布置作业，还可以将学校的相关通知随时发送给学生；学生可以通过远程教育系统实时聆听老师的在线授课，还可以复习学过的知识并完成作业，打破了传统教育系统在学习时间上的限制[2]。在远程教育系统中，学生可以随时安排自己的学习进度，在学习上具有灵活性。大学远程教育系统将线上教学和线下教学结合在一起，优化了传统的教学方式，在培养学生的自主学习意识方面具有积极作用。

　　传统的教育系统不能约束学生的学习和教师的讲授，降低了学生学习的自主性和积极性，传统的学习流程不能让学生根据自己的实际情况安排学习计划，失去了学生学习的个性化[3]。此外，传统教育系统很难实现教学资源信息的实时共享，造成教育发展的不平衡。基于以上缺陷，在互联网背景下，将ASP技术应用到大学远程教育系统的设计中，实现教学资源的共享。

　　1 、大学远程教育系统硬件设计

　　1.1、 优化共享服务器

　　共享服务器并联客户端与系统软件端，承载数据库中的执行口令[4]，为此优化设计中引入数据连接器件，置换原有数据传递方式，实现客户端与软件端的数据连接。共享服务器完成客户端的登录请求和响应后，引入数据连接器件实现客户端与服务器之间的连接。在C/S构架下，让客户端完成系统的大部分工作，共享服务器的工作量就减少了，加快了服务器对客户端请求的响应速度[5]。C/S架构下的共享服务器架构如图1所示。C/S架构下的共享服务器设计虽然可以加快系统的响应速度，但是客户端仍然要面临系统软件端的更新和升级，导致大学远程教育系统的后期维护成本变高，因此要在ASP技术的基础上，在B/S构架下优化系统的共享服务器设计。

　　图1 C/S架构下的共享服务器架构图

　　在B/S构架下，共享服务器与浏览器协同工作就可以实现大学教学资源的共享。系统的界面功能大部分都是由浏览器和服务器共同完成的[6]，共享服务器的设计不需要配备任何硬件设施，降低了大学远程教育系统的后期维护成本。B/S架构下优化的共享服务器架构如图2所示。

　　图2 B/S架构下优化的共享服务器架构图

　　在ASP技术的基础上，师生可以在网上直接操作系统，完全避免了时间和地点的限制，同时也提高了大学远程教育系统的扩展能力。

　　1.2、 数据共享器设计

　　ASP技术的引入可以让系统在Windows NT Server 4.0的环境下运行，其中IIS功能是最强大的，为ASP技术提供了全面支持，可以创建高速、稳定的ASP主页。客户端的数据信息传输到共享器后，ASP属于并联共享器与数据库的连接枢纽[7]。ASP的工作原理如图3所示。

　　图3 ASP的工作原理图

　　大学远程教育系统借助ASP技术建立了一个高效率且功能齐全的教育体系。在系统的共享器设计中，将ASP作为系统的前台开发工具，将服务器端的应用程序安装在共享器上[8]。师生可以随机登录大学远程教育系统完成教学和学习任务。共享器总体架构如图4所示。

　　图4 共享器结构图

　　大学远程教育系统被ASP技术分为网上在线答疑、网络课堂、在线测试和线上作业4部分[9]。从系统的管理到应用，将系统分为3个角色，即大学远程教育系统管理员、教师与学生，每一个角色在系统中拥有的权利是不同的[10]。

　　上述基于C/S架构下的共享服务器设计会提高系统的后期维护成本，对原共享服务器采取优化设计，在B/S构架下优化了原有的共享服务器；又将ASP的工作原理作为基础，完成了共享器的架构设计，从而实现了系统的硬件设计。

　　2、大学远程教育系统软件设计

　　2.1 、系统数据库设计

　　系统的所有数据信息都储存在数据库中，数据库也是决定系统是否可以开发成功的重要因素。数据库设计是按照用户的不同需求，选择合理的数据库结构[11]。数据库设计主要针对管理员、教师和学生三类对象，在设计时着重考虑这三个对象的功能需求就可以。

　　考虑到系统的后期维护，系统的数据库采用SQL Server作为开发工具，数据结构中主要包括学生基本信息表、课程信息表、教学资源信息表、教师信息表以及课件信息表等[12]。下面主要针对学生基本信息表加以设计，如表1所示。

　　表1 学生基本信息表

　　确定了数据的结构设计，从而完成数据库的基本结构设计，根据结构设计中的学生基本信息表设计学生信息属性的E-R图，如图5所示。数据库的设计过程中，先分析了数据库的功能需求，然后结合系统中的数据类型进行概念设计，采用E-R图的形式描述了数据的概念，完成了数据库的设计。

　　图5 学生信息属性的E-R图

　　2.2 、系统登录界面设计

　　优化登录界面的层次化设计可以使用户快速找到符合自己需求的模块，数据库中为不同类型的用户设置了不同的登录限权[13]，未注册的用户只能浏览系统数据库中的内部新闻和学校基本信息，要想了解更多教学信息和教学资源信息，必须注册并登录系统后才能实现。用户在注册基本信息时，选择正确的用户类型，界面就会推荐一些符合用户身份的信息[14]。用户完成基本信息注册后，只有管理员审核成功后，才可以登录系统。用户在登录过程中，系统要验证用户的身份和权限，验证成功后，根据用户权限跳转到系统的功能界面。系统登录界面如图6所示。

　　登录界面中的用户名和密码由用户自己设置。教师和学生想要登录系统必须实名注册，并填写身份证号和经常使用的邮箱，便于找回登录密码，为了方便管理员管理系统，一个身份证号只允许注册一个账号[15]。

　　图6 系统登录界面

　　依托用户需求分析，设计了系统的数据库，又结合系统登录界面的设计，完成了系统的软件设计。

　　综上所述，在B/S构架下优化了系统的共享服务器设计，基于ASP的工作原理，设计了共享服务器的架构，从而实现了系统的硬件设计；根据不同类型用户的需求，设计系统数据库结构，利用系统登录界面的设计，完成系统的软件设计，从而实现了本文的研究。

　　3 、仿真测试

　　3.1 、搭建实验环境

　　大学远程教育系统必须能够支持较高的并发量，并且可以在大负载环境下为用户提供服务。因此必须在网络层面上选择最好的网络，为系统提供更高的硬件配置。网站服务器的运行环境搭建：地点在电信主干网，容量上必须支持2万个以上用户，配置上选择四核以上的服务器、200 GB以上的硬盘空间、RAM要求8 GB以上、操作系统选择Windows 2003 Server以及SQL Server数据库。

　　3.2 、测试方法和步骤分析

　　首先进行单元测试，单元测试就是在编写完源程序后，通过人工测试和计算机测试完成。然后对系统进行集成测试，集成测试是随着系统软件装配的同时来测试的，根据系统组装各个模块的方式不同，集成测试分为自底向上结合模块和自顶向下结合模块两种方法。本文选择自顶向下结合模块测试方法进行集成测试，这一测试过程在单人非专用的机器上进行测试。完成了系统的集成测试，接下来进行系统测试。在网站上充分运行基于ASP技术的大学远程教育系统，先验证系统的各个功能模块是否可以正常运行，并完成所赋予的各项任务。

　　3.3、 实验结果分析

　　利用上述测试方法测试大学远程教育系统的教学资源共享性能。实验结果如图7所示。根据实验结果可以得出，100份教学资源在传统远程教育系统传输时，5个PC端的响应情况很慢，只有15份教学资源可以被共享到PC端，教学资源的共享率只有15%；而当接入基于ASP技术的大学远程教育系统时，100份教学资源信息在传输时的效率很高，基本上可以使5台PC端都响应，可共享的教学资源为90份，共享率达到了90%，因此可以得出，基于ASP技术的大学远程教育系统可以提高教学资源的共享率。

　　图7 教学资源共享结果

　　该系统相关功能检测结果如表2所示。以预计结果和实际结果的一致度为指标，判断该系统功能的有效性。

　　表2 系统功能测试结果

　　分析表2内相关功能测试结果可知，该系统在系统登录、用户权限、学习资料管理等方面实际功能测试结果同预计结果一致度均为100%，由此说明该系统功能的有效性。

　　在某高校中选取150位学生平均分为两组：实验组与对照组。两组学生均由相同教师进行课程教学，课程内容与课时完全一致。实验组课下利用该系统进行远程学习，对照组课下正常复习。对比两组学生期末平均成绩，结果如表3所示。

　　表3 期末平均成绩对比结果

　　两组学生不同分数段内人数对比情况如表4所示。

　　表4 不同分数段内人数对比

　　分析表3和表4内数据可得，在除本文系统外其他教学环境一致的条件下，实验组学生期末单科平均成绩与对照组相比提升近16分，且“<60”“60～69”两个分数段学生人数显着低于对照组，而“80～89”“>90”两个分数段学生人数显着高于对照组。由此说明使用本文系统后，学生成绩可显着提升，符合系统设计初衷。

　　4 、结语

　　本文提出了互联网背景下基于ASP技术的大学远程教育系统设计。在互联网背景下，通过大学远程教育系统的硬件设计和软件设计，实现了本文研究。实验结果表明，本文设计的大学远程教育系统在传输教学资源时PC端的共享率高，相比于传统远程教育系统，教学资源的共享率提高了75%。

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