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基于B/S模式三层架构的探游式教学平台构建研究 摘要：探游式教学是一种基于知识元理论、建构主义理论，在教学实践和研究的基础之上提出来的创新型教学模式本文阐述了在充分保证探游式教学平台的各种功能性需求的同时，通过三层架构的运用，兼顾探游式教学平台的一些非功能性需求的建设思路，并给出了技术实现方法关键词：B/S模式，三层架构，探游式教学，平台构建一、网络教学平台发展现状分析我国的网络教育起步于上世纪90年代中后期，在国家的高度重视下，经过十几年的迅猛发展，已成为我国解决教育资源分布不均衡，构建终身教育体系的重要途径在网络教育大发展的背景下，涌现出越来越多的网络教学平台，其中不乏精品，但也有相当数量的教学平台在花费了大量的人力、物力、财力之后，却没有达到应有的效果主要表现在以下几个方面：1.“学”“用”分离大多数的教学平台仅仅起到知识传递的作用，不能为学习者提供实践的机会，理论学习与实践相脱节虽然有些游戏类的教育软件可能会创设一些虚拟的情境，但是整个的任务必须按照系统预先设定好的流程来进行，学习者无法体验到自主学习的乐趣2.资源库建设滞后相当多的软件资源库建设是一次成型的，虽然资源库容量比较大，但大都是教育资源的简单罗列，缺乏教学设计。

建设好后无法进行内容的扩充或资源的重利用除此之外，教育资源库同质化现象比较严重，资源建设缺乏创新，重复建设现象较为严重3.平台功能扩展与组件重利用困难平台开发过程中将大部分的精力放在了系统的功能性需求上，却忽视了系统的非功能性需求，如：灵活性、可重用性、可扩展性、可维护性等与教育信息化可持续发展的要求不相符合[1]产生这些问题的原因主要有：(1)没有把握好以学习者为中心的教学原则；(2)缺乏有效的资源共建共享保障机制；(3)缺少好的系统开发架构，过多关注系统的功能性需求，忽视了系统的非功能性需求因此，本课题的设计开发要以学习者为中心，以“学”“用”结合为原则，更多地考虑系统的非功能性需求，保证系统的灵活性、可扩展性、可维护性二、探游式教学概述及其平台实现方式探游式教学是一种基于知识元理论、建构主义理论，在教学实践和研究的基础之上提出来的创新型教学模式与传统教学按章节进行不同，它突破了课程的概念，将某一领域内的知识进行元化处理，使其成为不可再分的具有独立意义的知识元根据欲创设的教学情境的需要，将知识元与情境素材进行结合，构成探游式教学的主场景学习者进入高度仿真的教学情境，通过与情境系统的互动，逐步体验解决问题的过程，最终构建属于自己的知识体系。

在这个过程中可以满足学习者“做中学，学中做”的需求，充分遵循了以学习者为中心的教学理念目前国内较为成熟的探游式教学平台是一款名为“管理大师”的管理类学习软件管理大师”探游式教学平台中不仅包含涉及管理学科多门课程的组织管理、财务管理、生产管理、市场营销、物流与供应等虚拟现实的经营管理内容，还设置有与之相关联的学习路径梳理、学习笔记、相关讲座、学习测试、学习进度、学习交流(邮件系统、论坛或博客系统等)、适时综合评价等学习支持模块，以及即时信息、提示系统、学习激励等辅助功能[2]探游式教学平台交互机制的引入不仅可以满足学习者与学习者之间、学习者与教学平台之间、学习者与教学者之间的交流互动，还可以记录学习者的学习轨迹，将其作为新的教学资源推荐给后来的具有相同学习目标的学习者教育资源也可以因为学习者的使用而得到不断的丰富和优化，满足教育信息化持续发展的要求管理大师”采用了C/S模式开发，客户端功能完备，依托客户端电脑的处理能力可以处理绝大多数的交互请求，处理完成后将其提交给服务器端，节省了服务器端的资源但是，随着计算机网络技术的发展，C/S模式也显现出越来越多的不便捷，不管是客户端的安装，还是系统软件的升级，都需要花费大量的人力、物力，给管理人员带来很多的不方便。

随着软件行业的飞速发展，尤其是WEB技术的不断更新，B/S模式作为新的开发模式开始逐渐取代C/S模式与C/S模式下“胖客户端”对客户机电脑的较高性能要求不同，B/S模式下客户机只需要有浏览器就能实现对系统的访问和操作，事物逻辑的处理也主要在服务器端进行，只有很少一部分在前端进行处理另外，对于系统的维护升级，管理员只要在服务器端进行操作即可，方便快捷，大大降低了劳动量因此，本课题采用B/S模式下三层架构的形式对探游式教学平台进行设计开发三、三层架构的探游式教学平台设计正如一个好的建筑物必须要有一个好的建筑设计一样，一个系统若要兼顾功能性、安全性、稳定性、可扩展性等需求就必须要有一个好的系统框架设计1.平台设计原则(1)简单实用简洁的操作界面，实用的功能安排，让学习者能够在最短的时间内掌握该系统的操作流程2)安全稳定安全稳定是一个系统最基本的需求容错功能以及多层次安全控制技术的应用可以确保系统处在一个适当的安全等级3)可扩展与可重构网络技术处于不断的发展变化中，要为未来可能出现的新应用预留扩展接口代码编写遵循模块化开发原则，系统重构的时候可以直接调用4)资源共建与共享开放共享，通过多种途径调动学习者的积极性，让更多的人参与到教育资源的建设中来。

2.三层架构概述所谓三层架构就是将整个系统结构从上至下划分为三层，依次是表现层、业务逻辑层、数据访问层如图1所示三层架构是系统架构设计中最常用到的，也是比较重要的一种结构图1 三层架构示意图分层式结构的运用，可以把整个任务划分成具体的小块，每个开发人员只关注属于自己的任务例如，数据库开发人员可以只关注数据库的设计开发，而不必关心数据访问层的代码如何编写；业务逻辑层的开发人员可以只关心各种功能逻辑的设定与开发，而对用户交互的形式不做考虑；表现层的开发人员只需要关注用户界面的布局及各种操作体验等等这样分工合作，齐头并进，大大加速了系统的开发进度另外，松散耦合的运用，可以改变系统内部各个逻辑互相纠缠依赖的现状，降低层与层之间的依赖性不仅可以保证系统平台良好的可扩展性，同时也可以保证系统各个模块的复用性每个功能模块只需要开发一次，即可通过统一接口实现多次调用，避免了大量的重复性劳动比如，在探游式教学平台中大量用到的某个功能，只需要编写一次代码，然后将其封装，定义好接口之后，就可以随时调用，实现了代码复用，大大降低了工作量当然，要满足上述需求，就必须有一个标准，只有系统的开发过程满足了一定的开发标准，才能确保这个系统是可重构的、可扩展的。

概括来说，分层式设计可以达到以下目的：分散关注、松散耦合、逻辑复用、标准定义[3]3.探游式教学平台的架构设计探游式教学平台的架构如图2所示图2 探游式学习平台架构图表现层分为四个版面：新闻导学、论坛、个人主页、探游社区其中探游社区是探游式教学平台的核心版块，也是进行探游学习的主战场本课题针对会计学科运用探游式教学资源建设模式开发了探游式教学平台，它以商场、超市等的财会计算为线索，将元化后的知识元与主题单元相整合，通过Flash等技术创设相关学习情境，对所学内容进行仿真练习，让学习者在仿真的教学情境中进行自主学习，通过不断的摸索实践，获取财会知识，构成自己的知识架构[4]在这个过程中学习者可以选择是否查看课堂教学录像，也可以选择是否进行测试另外，探游式教学平台还提供学习交流、适时综合评价、学习路径梳理等学习支持模块，以及即时信息、提示系统、学习激励等辅助功能，帮助学习者之间进行交流，并支持记录学习者与学习者之间、学习者与系统之间的良好互动，将其作为新的教学资源推荐给后来的具有相同学习目标的学习者，保证教学资源的持续发展教育资源因为学习者的使用而得到不断的丰富和优化，满足了教育信息化持续发展的要求。

探游社区如图3所示图3 探游社区业务逻辑层位于表现层和数据访问层之间，包含了系统绝大部分的逻辑结构业务逻辑层的引入，使得以前极易紧密耦合在一起的大量代码，以模块的形式彼此之间处于松耦合的状态，降低了层与层之间的依赖性，便于系统的维护升级数据访问层连接数据库和业务逻辑层，主要是接收业务逻辑层传来的指令，对数据库进行操作四、探游式教学平台的实现探游式教学平台采用三层架构来进行设计开发，主要运用Struts+Spring+Hibernate的框架集合，通过XML技术来进行数据交换数据访问层使用Hibernate框架，表现层采用当前流行的Struts框架，业务逻辑层则使用Spring框架提供的MVC和Struts2来实现[5]1.关键技术(1)即时数据的处理反馈本研究的初衷是实现可供资源自由组合的框架设计，各模块之间相对独立，但又应满足相互之间数据处理与反馈的实时准确Ajax技术可以实现局部数据的提交和刷新，保证即时数据的处理与反馈通过与JQuery技术的联用，可以实现多浏览器的兼容，方便地处理HTML文档、实现动画效果2)数据加载效率问题探游式学习平台采用B/S架构，绝大多数的数据处理都在服务器端进行。

学习者通过浏览器进入探游平台进行探游学习，怎样确保数据的加载效率是一个值得考虑的问题本课题采用Hibernate框架来进行数据层开发，Hibernate框架具有的二级缓存功能，支持延迟加载，可以将读取的数据存放在特定容器中，满足数据的高速加载另外，系统对于数据库的访问，最常用的就是SELECT操作，在此情况下成批装载可能比单行装载效率更高，较短的SQL语句比较长的SQL语句的运行效率更高[6]2.三层架构的技术实现(1)表现层的实现表现层位于系统的最表面，是系统展示给用户的界面用户可以在这里输入数据并查看服务器端处理后返回的数据，实现与系统之间的交互表现层的实现主要使用Ajax、JQuery、DHTML与Activex几种技术其中通过Ajax技术实现局部数据的提交和刷新；通过JQuery兼容多种浏览器，方便地处理HTML文档、实现动画效果，并与Ajax集成实现用户异步刷新的功能；使用DHTML和Activex控件完成事件处理、相关验证、控制总体样式以及资源上传和下载，便于后期的系统维护2)业务逻辑层的实现业务逻辑层集中了整个系统的功能逻辑，是整个系统架构中最重要的部分业务层主要通过使用Spring框架和Struts2框架来实现，其中Spring的MVC方式的运用方便后期的维护和管理。

而Struts2则集成了WebWork底层的核心控制原理，使得开发流程缩短，提高了开发人员的工作效率更重要的是，它易于与Spring集成使用系统功能的逻辑控制则使用Request对象以及Response和Session对象来实现[7](3)数据访问层的实现数据访问层位于系统的最底端，用来连接数据库与业务逻辑层它接收业务逻辑层传来的指令，然后对数据库进行访问操作简单来说就是实现对数据表的Select，Insert，Update，Delete的操作数据访问层主要由Hibernate框架来实现，使用Hibernate框架可以降低业务逻辑和底层数据库之间的耦合性，便于系统的维护探游式教学平台开发完成后，本课题组选取十数名学生(无财会领域背景)对其进行功能性测试，结果显示探游式教学平台提供的仿真探游情境能够有效提升学习者的学习兴趣，让学习者在自主探游的过程中体会到元化在探游情境中的财会知识，实现了“做中学，学中做”同时论坛、学习轨迹记录等交互机制的引入，能够满足学习者之间、学习者与系统之间、学习者与教育者之间的交互需求，避免了网络教育中学习者的孤立学习而三层架构的运用，使得探游式教学平台不仅满足了网络教育的基本需求，更满足了系统的一系列非功能性需求，在系统的可扩展性、系统模块的可重用性以及系统架构的可重构性等方面有了很大的提高。