摘 要

随着互联网技术的蓬勃发展，人们传统的工作、学习和生活方式在很大程度上发生了改变。近些年来，计算机技术和互联网应用在网络教学这一方面发展同样迅速，网络在教育中的应用已经成为一种现代教育成长的必然趋势，也被越来越多的人所理解和接受。事实证明，网络教学能给师生带来许多便利，它在实现提高教学质量、实现资源共享、统一管理教学、开拓教学方式等方面具有明显的优势，这些是传统的课堂教学所不具备的。另一方面，各个高校都在对课程体系进行改革，而网络教学恰能满足改革的需求，因此，设计和开发一个网络教学平台显得意义重大。

本文针对传统教学中出现的不足，在研究一些现有的教学辅助系统的基础上．提出了一系列开展网络教学的方案，以提升课堂质量为目的、增进教学中师生交流为宗旨以及激发学生学习兴趣为手段。本文首先对相关的理论基础给出了相关的介绍，在理论的指引下开展系统的设计与开发，采用B/S三层体系结构，开发平台选用的是VISUAL STUDIO 2017，用的技术涉及到ASP.NET以及AJAX等，后台数据库选用SQL SERVER，前端界面外观设计等则涉及到HTML以及CSS等相关知识。本文遵循软件工程的基本原理，对系统的开发与设计进行了可行性研究与需求分析等操作，将系统模块化划分，分别展开设计，在满足需求的基础上，基本实现了以下功能：教师查看课表、发布课程信息以及上传教学资源；学生选课以及下载教学资源；管理员对学生、教师、班级以及课程等信息的管理等。最后运用软件测试的原理对系统进行了功能测试。

关键词：教学辅助系统；ASP.NET；B/S

Abstract

With the rapid development of Internet technology, people's traditional work, study and lifestyle have changed to a great extent. In recent years, computer technology and Internet applications have developed rapidly in the area of network teaching. The application of the Internet in education has become an inevitable trend of the growth of modern education. It has also been understood and accepted by more and more people. Facts have proved that network teaching can bring many conveniences to teachers and students, and it has obvious advantages in terms of improving the quality of teaching, sharing resources, managing teaching in a unified way, and developing teaching methods. These are not available in traditional classroom teaching. On the other hand, all colleges and universities are reforming the curriculum system, and online teaching can exactly meet the needs of reform. Therefore, it is of great significance to design and develop an online teaching platform.

This article aims at the insufficiency in the traditional teaching, based on the study of some existing teaching aid systems. Proposed a series of programs to carry out network teaching, with the purpose of improving the quality of the classroom, enhancing the exchange of teachers and students in teaching, and stimulating students' interest in learning as a means. This article first gives a related introduction to relevant theoretical foundations, and develops system design and development under the guidance of the theory. It adopts the B/S three-tier architecture and the development platform selects VISUAL STUDIO 2017. The technology used involves ASP. .NET, AJAX, etc., Back-end database use SQL Server, front-end interface design, etc. related to HTML and CSS and other related knowledge. This article follows the basic principles of software engineering,Modularization of the system is divided into separate designs. Based on the satisfaction of requirements, the following functions are basically implemented: Teacher Viewing Course schedules, release of course information and uploading of teaching resources; student selection of classes and downloading of teaching resources; administrators management of students, teachers, classes and courses, etc. Finally, using the principle of software testing, the system was functionally tested.

Key words： teaching assistant system; ASP.NET; B/S

目录

第 1 章 引言 1

1.1 选题背景 1

1.2 选题目的和意义 1

1.2.1 选题目的 1

1.2.2 选题意义 2

1.3研究现状 3

1.3.1 国内研究现状 3

1.3.2 国外研究现状 3

第 2 章 系统分析 5

2.1 可行性分析 5

2.1.1 技术可行性 5

2.1.2 经济可行性 6

2.1.3 操作可行性 6

2.2 需求分析 6

2.2.1 需求概述 6

2.2.2 功能需求 7

2.2.3 非功能需求 9

第3章 总体设计 10

3.1 设计要求和目标 10

3.1.1 设计要求 10

3.1.2 设计目标 10

3.2 总体功能模块设计 10

3.3 数据库设计 11

3.3.1 概念模型 11

3.3.2 物理模型 12

3.3.3 数据字典 12

第4章 详细设计 17

4.1 模块设计 17

4.1.1 系统用户管理模块 17

4.1.3 教学资源管理模块 18

4.1.4 学生选课模块 19

4.2 界面设计 19

第5章 系统实现与测试 25

5.1 系统环境选择 25

5.2 主要功能模块实现 25

5.3 系统测试 31

第6章 总结与展望 36

6.1 总结 36

6.2 展望 36

参考文献 37

致 谢 38

第 1 章 引言

1.1 选题背景

21世纪是人类社会全面步入信息化的新世纪，随着计算机技术的日益成熟和普及，将其运用在网络教学中的想法愈加强烈，它在网络教学中发挥着重要作用。互联网络和信息技术的广泛应用和飞速发展，对教育观念、模式和手段都产生了巨大的冲击，为了培养新世纪具有高能力、高水平的人才，为了加强素质教育，为了适应时代发展和社会进步，教育改革势在必行^[1]。传统的教学方式已经越来越难以满足这个时代的师生对于教学质量等多方面的需求，从而人们越来越关注计算机技术在教学方面的应用。从历史发展的角度来看，网络教学是信息技术发展和知识经济社会进步的必然产物，相对于其他方式的教学，它是随着多媒体技术、计算机技术以及网络应用的发展而发展起来的。网络教学凭借其特点，打破了传统课堂教学的局限，能够为学生提供不限时空的学习环境，充分利用信息化的教学手段和各种教学资源，给师生带来许多便利。一方面，网络形式的学习能够让学生更加灵活的投入到学习中，让他们更加深入地参与到教学当中，很大程度的提高了教学效率。另一方面，对于老师来说，网络教学可以提供一个很好的平台，解决不便于管理众多学生、重复讲授课堂知识点、无法随时随地解决学生的疑问等诸多困难。作为网络教学的载体，该系统在实现网络教学中具有重要作用，提供了宝贵的教学手段，让师生不再受限于课堂之上，彼此都能够在教与学的过程中收获许多传统课堂教学所不能得到的宝贵财富。目前在世界各国内，大量人力、财力以及物力都用来投入到网络教学之中，网络教学正在以飞快的速度不断发展^[2]。

1.2 选题目的和意义

1.2.1 选题目的

当今社会，国家对教育的重视和改革正在不断的深入，各个高校针对教学手段和方法的改进都提出了相关措施。跟随着信息化时代的步伐，多媒体技术发展迅速，人们也更加广泛的将其投入到教育当中。多媒体式的课堂教学在各个高校中被广泛应用，解决了传统课堂教学当中的许多问题，但仍然具有一些诸如无法保证增进师生交流、提高教学质量的问题。而网络教学辅助通过提供一个没有时空限制的平台，可以有效的满足师生的需求，解决这些问题^[3]。

本研究主要是针对当今社会高校中师生课堂中出现的一些问题，通过设计一个辅助系统，让师生能够有效交流，增进互动学习，改变传统的课堂教学模式，更好的满足每一位学生的学习需求，提高学生的自主学习能力以及学习效率。本教学辅助系统的设计内容条理清晰，不仅能够很好的满足师生在传统课堂上的需求，还能够让师生互动更加频繁，让老师能够有更多的时间去改善课程、合理有效的组织教学并提高教学质量，而学生则能够从课堂解放出来，随时随地的不受局限的进行在线学习，加上与课堂教学实际情况的紧密结合，对知识点也有更加清晰的认识和理解，同时也可以对自己知识点掌握情况有一定的了解，不断提高自身的学习能力和效率，增加了学生实际应用能力。

1.2.2 选题意义

随着计算机技术和网络应用的高速发展，网络教学已经成为一种新的教学方法进入人们的学习生活当中，网络教学极大提高了教学质量，让师生彼此都能够快乐学习。因此，对网络辅助教学系统进行设计与开发具有重要的现实意义，主要体现在以下几个方面：

1. 该系统是一种对教学方式的深度改革，不再是老师主动传授知识和学生被动接受知识这种僵硬的方式，学生真正成为了学习的主体，每位学生都能够根据自身需求等实际情况来选择性的学习，在课堂之后使用该系统，能够达到温故知新的效果，对知识点有更加充分的掌握，自身的自主学习能力同时也很大程度得到提升。
2. 学习没有了时空的限制，老师和学生不再受限于相同的时间空间。老师可以根据自身实际情况选择合适的时间上传教学视频等资源、进行答疑等，不用再反反复复讲解同样的内容，大大减少了工作量。学生自身也能够自主选择学习时间，合理安排学习活动，巩固已学过的知识点，提高自身自主学习效率和质量^[3]。
3. 教学资源能够得到有效管理和使用，同时各个高校可以彼此分享优秀教师的教学资源，发挥自己学科优势和教学资源优势，将优秀成果分享出去，最大限度的利用教学资源，让学生能够充分获益。
4. 通过网络教学辅助，教学实现了视频、文本、图片等多种元素的统一，变得不再枯燥无味，各种形式的授课方式极大提高了学生的学习兴趣，让教学更加生动有趣。学生因此更加深入的投入到学习当中，深化对知识点的掌握，培养了自主学习能力。

1.3研究现状

1.3.1 国内研究现状

近年来，随着Internet的高速发展，网络无处不在，一个国家的强大于否首要看教育，因此网上教学辅助是大势所趋。我国在十五大中提出的“面向21世纪教育振兴行动计划”中指出要实施“现代远程教育工程”，网络教育便开展与此。网络教育在我国发展已经有一定的规模，主要体现在从一开始清华北大的校园网络建设到现在的多种形式网络教学平台的出现。随着信息化时代步伐的加快，我国网络教育的建设也得到了迅速的发展，并且教育质量也已经趋于稳定并在不断的提升，更好的满足大多数师生的实际教学需求，已经能够培养出高能力、高水平、高素质的人才，一步步达到振兴行动计划的要求，符合了世界科技教育发展的潮流。在这种基于网络的教育模式下，学生的自主学习性被最大限度的发挥出来，相比在传统教育模式下，老师也节省了更多精力来传授知识。目前国内比较热门的教育平台有几下几个：

1. 网易云课堂：个综合性课程学习平台，通过精选国内外优秀课程，向用户提供从”观看视频-做课程笔记-答疑解惑-题库练习”整套闭环体验。主要有以下优势：首先其课程质量高，都是经过严格筛选的精品课程，可以让学者受到高质量的教育；其次界面友好，用户体验性极佳，方便用户操作；最后具有良好的互动性，让学者能更加投入学习当中^[4]。
2. MOOC中国首页：该平台主要是为用户提供高质量的慕课教程，开放性好，教学资源内容相当丰富，学习没有限制，慢慢的能够满足于大多数人。亮点是教学资源丰富、网站界面设计有好，让用户能有很好的体验。
3. 51CTO：这是以服务于技术人员为主的垂直型B2B2C平台，主要通过和机构之间的合作以及一些优秀老师的参与，向用户提供精品课程资源。其亮点是界面友好，方便用户操作，互动型好；具有金币和学分概念，让该网站运营更加方便，有利于口碑的传播。

1.3.2 国外研究现状

自从步入信息化时代后，国外许多发达国家将网络和教育紧密地联系起来，在网络教育方面大量投入人力、财力，并且有一些明显的成效。1990年美国教授凯尼斯.格林提出了”信息化校园计划”，这是国外网络教育的开端。目前，国外很多高校都已经采用网络教学的模式，通过一些网络平台来进行教学，其特点主要体现在自主性，学习者独自面对网络课程，进行区别于课堂的单人学习活动。国外的学习平台已经成为大众化的资源，各个大城市都提供免费的公共平台来学习，发展已经趋于成熟。

第 2 章 系统分析

2.1 可行性分析

2.1.1 技术可行性

为了方便该系统的实现和维护考虑到现有的WEB开发技术，选择了一些能够实现该系统的技术。以下是相关的开发技术及平台：

1. ASP.NET：又称ASP ，是微软公司新一代脚本语言。它基于.NET Framework的WEB开发平台，吸收了ASP以前版本的最大优点，同时修正了以前ASP版本的运行错误。ASP.NET具备开发网站应用程序的一切解决方案，包括缓存、验证、状态管理等全部功能。编写代码时将页面逻辑和业务逻辑分开，让网页变得容易撰写，同时能够让代码看起来更加简单。其主要特点是支持多种语言、高性能、提供强大的服务器控件、支持WEB服务以及安全性更高等特点^[5]。
2. B/S三层体系架构：即浏览器/服务器模式，这是在WEB发展后的一种网络结构模式，在客户端的应用软件中，WEB浏览器是最主要的。为了简化系统开发、维护和应用，该模式统一了客户端，将系统最主要的功能都加载到服务器上。服务器安装SQL SERVER、MYSQL、ORACLE等数据库，客户端安装IE、Google等浏览器。浏览器与数据之间的交互主要通过WEB SERVER来完成。该结构主要利用了web浏览器技术，结合浏览器的多种脚本语言和ActiveX技术，用通用浏览器实现强大功能，节约了不少成本。它是对传统C/S架构的一种改进，可以在任何地方进行操作而不用安装专门的软件。其主要特点是成本低、升级维护简单、服务器负荷较重等，目前已被广泛应用于各种场所。
3. HTML 5：文档类型，lt;!DOCTYPE htmlgt;，事实上，这个声明仅仅表明当前页面是HTML页面。换句话说，只要有新功能添加HTML语言中，你在页面中就可以使用它们，而不必为此修改文档类型声明。那为什么要用此文档声明呢？如果没有文档类型声明，那大多数浏览器将转换到一种混杂模式(QUIRK MODE，混杂模式会让IE的行为与包含非标准特性的IE5相同)，HTML5的文档类型声明是最短的有效文档类型声明，因此它总能触发标准模式^[6]。字符编码：计算机根据它把文本转换成保存在文档中的字节序列（或者在打开文件时再将字节序列转换为文本形式)。UTF-8，编码简洁、转换速度快、而且支持任何你想要的非英文字符，字符编码一般放在lt;headgt;区块的最开始处页面语言：指明网页中使用的自然语言是一种好习惯，搜索引擎可以通过它来筛选搜索结果，确保只向搜索者返回页面语言与他使用的语言相同的页面^[7]。为给内容指定语言，可以在任何元素上使用lang属性，中文为lt;html lang="zh-cn"gt;  WEB标志：如果你在花大量时间在Internet Explorer测试包含Javascript的页 面，还应该在lt;headgt;区块中包含一行特殊的注释，叫做WEB标志(mark of the WEB);这行注释要放在指定字符编码的元数据标签后面^[8]。
4. SQL SERVER：即Microsoft推出的一种关系型数据库管理系统，使用集成的商业智能工具提供了企业级的数据管理。它具有可伸缩性好、使用方便以及集成度高等特点，可跨平台使用，可以提供安全可靠的数据存储功能，便于构建高性能高可用的数据应用程序。

2.1.2 经济可行性

该系统主要服务于广大师生群众，市场前景良好，生产成本较低，系统维护升级费用低，操作使用简单，潜在风险低，投资效益预期大于生产成本，有效资源配置能够得到很好地利用。

2.1.3 操作可行性

该系统界面美观，作简单，给用户提供良好的体验，统的操作方式在该用户组织内具有可行性。

2.2 需求分析

2.2.1 需求概述

该系统主要是为师生提供在线教学的平台，将师生从传统的课堂教学中解放出来，让学生能够自主的选择性学习知识，同时便于老师对学生教学的管理。与市场上现有的网络教学辅助系统相比，满足了基本的需求，能够提供给师生大多数可用有效的功能，让网络教学更加系统化、自动化以及规范化。

2.2.2 功能需求

该系统分为3个角色，分别是教师、学生以及管理员，不同的角色有不同的功能需求，需要分别进行分析。对于学生，能够进行在线选课、查看课程表以及在线学习等操作；对于老师，则能够进行对学生有统一规划的管理，能够管理教学资源和发布课程相关信息等操作；对于管理员则能对课程以及师生信息进行相关的管理。该系统的用例图如下：

图 2.1 管理员用例图

图 2.2 学生用例图

图 2.3 教师用例图

2.2.3 非功能需求

1. 性能需求：要求系统响应时间应该低于0.1s，尽可能的提高信息速率，由于是师生教学辅助系统，信息容量应该足够大，能够存储大量信息；安全性能同样要求严格，保证师生及相关信息的安全。
2. 可靠性和可用性需求：规定3个月内，试用该系统时，不能出现3次故障以上；另一方面，该系统在任何一个计算机上不可用的时间不能超过总时间的2%。
3. 出错处理需求：当面对环境错误时，应该及时对用户给出提示，同时通知维护人员进行出错处理工作。

第3章 总体设计

经过需求分析阶段的工作，系统已经明确了需要做什么，在总体设计阶段则是明确该如何去做。总体设计的重要任务是设计软件的结构，即确定系统中每个程序是由哪些模块组成的，以及这些模块之间的关系^[9]。

3.1 设计要求和目标

3.1.1 设计要求

针对提出的需求进行分类、划分，将所有需求按优先级进行排序，优先实现高优先级的需求。设计需要进行模块化划分，依次实现各个模块^[10]。针对数据库设计，应尽量精简，同时需要让其能够可靠有效的存储数据资料，进行数据管理，不应包含冗余的数据和表，每张数据库中的表都应尽量满足3NF，从而解决数据冗余过大，插入异常，修改异常等问题。

3.1.2 设计目标

系统需要达到实现师生交互的目的，让学生能够自主的学习，根据自身情况选择性的学习知识内容，同时一步步完成老师规定的任务，真正达到辅助教学的目的。老师则可以通过该系统上传教学资源等，对班级课程进行管理，同时可以解答学生的疑问，进一步增进师生交流，提高教学质量，丰富教学情感。

3.2 总体功能模块设计

对系统进行模块化划分，大致可以分为以下模块：系统用户管理模块、课程管理模块以及班级管理模块；学生选课模块、查看课表模块以及资源下载模块；老师课程信息管理模块、教学资源管理模块以及查看课表模块。系统的功能模块结构图如下：

图 3.1 系统功能模块结构图

3.3 数据库设计

本系统在进行数据库选择时，选用的是微软的SQL SERVER 2017，在进行数据库设计的时候，主要采用表的形式来存储数据。同时，采用了执行存储过程的方式来实现某些功能。

3.3.1 概念模型

图 3.2 概念模型

3.3.2 物理模型

图 3.3 物理模型

3.3.3 数据字典

本系统主要有一下几个系统数据库表，分别是学生信息表、老师信息表、管理员信息表、课程基本信息表、班级表、课程表以及教学资源表。

1. 学生信息表：学生信息表(student)主要用来存放学生的基本信息，比如学号、所在班级编号、姓名、性别、密码、入学时间以及年龄等，如表3.1所示：

表3.1 学生信息表

1. 教师信息表：教师信息表主要用来存放教师的基本信息，比如教师的职工编号、教师姓名、性别、密码以及年龄等信息，如表3.2所示：

表 3.2 教师信息表

1. 课程基本信息表：课程基本信息表主要用来存放课程的基本信息，比如课程编号、课程名称、课程状态、课程的大纲以及教学日历等信息，如表3.3所示：

表 3.3 课程基本信息表

1. 教学资源信息表：教学资源信息表主要用来存放老师上传的教学资源的基本信息，比如资源的编号、资源名称、上传时间以及对上传资源的备注等信息，其中资源编号设置成主键并自增，如表3.4所示：

表 3.4 教学资源信息表

1. 课程信息表：课程信息表主要用来存放学生以及老师选课之后的课程表，是由多表联结成的表，主要有课程编号、任课地点、课程名称、学时以及学分等多个属性，如表3.5所示：

表 3.5 课程信息表

1. 学生选课信息表，该表主要是由学生信息表和课程信息表联结得到的，用来存放学生选课信息，有学生学号以及课程编号两个属性，如表3.6所示：

表 3.6 学生选课信息表

详细设计

4.1 模块设计

针对以上内容中出现的各个模块，分别进行详细的设计。

4.1.1 系统用户管理模块

系统用户管理模块主要是由系统管理员来进行的，用来实现对教师以及学生信息的添加、查看、修改等操作。以下是该功能模块的设计：系统管理员登录系统后，进入添加学生、老师信息的界面，输入相关信息后提交，并需要返回结果信息。如下图所示：

图 4.1 添加用户顺序图

4.1.2 课程管理模块

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