Java网络通信专题学习网站的设计与开发

发布时间：2016-06-25 00:02

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Java网络通信专题学习网站的设计与开发

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　　摘 要:本文结合“151工程”项目——Java网络通信专题学习网站,阐述网站的体系构架、专题结构化知识设计、基于资源规范的资源管理平台设计和网站的主要功能模块,重点阐述教育资源元数据属性的XML统一描述、教育资源的XML绑定和CSCL协作小组分组算法等开发关键技术。该网站具有知识体系完备、学科特色鲜明、原创资源丰富、资源建设符合规范、多方位学习支持服务以及跨平台应用等特性,可为Java及相关IT类课程的信息技术与课程整合提供技术和平台支持,对于促进大学生自主学习、协作学习和可持性发展以及企业IT培训和继续教育具有积极的意义。
　　关键词:专题学习网站;网络通信;教育资源规范;Java.net类库;XML;CSCL
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　　一、引言
　　经过10多年的发展,Java在网络通信领域中的应用大放异彩,并得到学术界和产业界的认可,形成了举世瞩目的Java经济。近年来许多高校已开设“Java程序设计”及其相关课程,华南师范大学教育技术本科专业是首批国家级特色专业,也将其列为主修课程,而“Java网络通信”内容恰是其重点难点。其目标是使学生通过课程学习, 掌握面向对象程序设计和网络通信程序开发, 具备小型项目开发能力。然而由于该课程内容零散、自身难度大等特点,加上学生基础较弱,致使他们明明晓得课程重要,但学起来费力,缺乏信心和兴趣,而以教师讲授为主和学生被动接受的传统教学的最大弊端就是学生难以进行系统的网络编程和多层次自主学习和探究学习,可持续性发展能力较差。专题学习网站作为一种基于网络环境的协作式学习系统,可以让学生进行自主学习、分布式协作学习,提高其利用信息的实践能力,培养其良好的信息素养与创新意识,是IT类课程的信息技术与课程整合的新方向。本文结合广东高校“151工程”项目——Java网络通信专题学习网站,阐述该网站的设计与开发。 论文代写
　　二、网站设计
　　1.网站体系架构设计
　　本专题学习网站是一个基于网络资源的Java面向对象程序设计与网络通信程序开发专题研究、协作式学习系统,它通过网络环境,向学生提供大量的Java编程与网络开发专题学习资源和网络学习交流工具。在教师指导下,学生选择学习专题,通过主体性的探究、协作,收集、分析并选择资源,应用知识和开发工具去解决实际问题,培养Java网络通信程序开发能力。根据“151工程”专题学习网站建设要求,本文提出基于教育资源建设技术规范的专题学习网站的体系构架,如图1所示。它由专题学习知识库、网络学习工具(含协作学习和专题学习评价)、资源管理和系统管理组成,涵盖专题学习网站主要模块并弹性拓展,具体包括学习专题、专家讲坛、项目实践、Java精品、资源天地等 12个功能模块。
　　网站以专题结构化知识库和资源管理平台为核心,采用统一身份认证对用户进行管理。用户角色包括:学生、教师和系统管理员。学生可利用专题学习知识库和网络学习工具进行各种专题学习,并可进行资源发布、搜索、浏览、上传/下载、收藏和评价;教师除具有学生的权限外,还可以对资源进行在线审核、发布以及资源与元数据编辑、导入、修改和删除;管理员除具有教师和学生的权限外,还可以进行系统设置与维护、动态信息管理和用户管理。

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　　2.专题结构化知识设计
　　采用分层法设计专题结构化知识,层次间采用树型结构表示,将专题学习划分为4层:模块层、专题层(T)、子专题层(ST)和知识点层(K),如图2所示。模块层是最大的复合型学习对象(由多个学习目标组成的学习单元)、专题层由子专题层组合而成,子专题层由知识点聚合而成,知识点作为原子型对象(由单个学习目标所建立的信息块)是粒度最小的。
　　网站按学生认知规律及专题规划知识点,通过基础、进阶、核心和拓展的学习阶梯对学习内容进行有机整合。基础模块包含Java程序设计基础;进阶模块是基础模块的延伸;核心模块涵盖Java网络通信与编程内容;拓展模块承载着Java最新网络通信技术及其动向。4个模块包括18个专题学习内容,涵盖Java程序设计基础、OOP、GUI、多线程、网络通信基础、Java通信协议、Java.net类库、网络通信编程、无线网络通信、Java与网格技术、Java与云计算等专题,专题学习界面,如图3所示。
　　3.基于资源建设规范的资源管理平台设计
　　资源管理平台可实现对多媒体素材、课件、源代码、文献、常见问题解答、试题等资源及其元数据的动态管理。该平台可通过图1中的“资源天地”链接,依据“151工程”相关技术规范构建,以实现异构教学环境下资源共享和互操作。为达此目标,采用文件管理系统与关系数据库相结合的方式实现对教育资源的储存和管理。文件系统中存放着丰富的学习对象资源,通常是一些通用性较强的组件,可以被修改、组合、拆分和重用,以适应不同的教学需要。同时,描述每种教育资源的元数据也对应地存在文件系统中,在数据库中存放描述资源的核心元数据。资源管理平台可完成教育资源与元数据编辑、导入、修改、删除等功能,此类操作都会与相应的文件系统及数据库中的表发生关联。

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　　文件系统中存储教育资源及其属性描述的XML文档。为了科学、高效和方便地管理资源及其属性描述的XML文档即元数据,平台采用层次结构来存储资源及XML文档。在文件系统中物理的资源及其属性描述的XML文档存在同一文件夹中,如图1所示。
　　数据库设计则采用文件管理系统和关系数据库相结合的手段,以保证元数据信息的完整性和管理平台的快速查询和科学管理。按照“151工程”相关规范对教育资源属性进行描述,有通用、技术和分类3大类17小类,绑定后有70余项,每种资源都有自己的扩展属性。[3]为避免数据冗余,将每种资源通用的核心元素存入数据库中。数据库采用支持XML的MySQL以便于在XML与数据库间互换。
　　4.网站的其他主要功能模块
　　(1)专家讲坛:提供与课程相关的专家和教师的电子讲稿,并进行有机整合,学生可在专题学习基础上针对重点难点做深入学习,并可浏览和下载。
　　(2)项目实践:提供项目实践案例,包括网络聊天室、网络信使服务等网络通信工具的开发案项目,体现“做中学”和“学中做”的教育理念,以培养学生项目规划和创新能力。
　　(3)协作学习:将分组教学引入到教学活动中,以异质分组为原则,内置CSCL小组分组模块,以实现协作学习功能,通过教学方法多样化,激发学生的学习兴趣,提高学生的综合编程能力。 论文网
　　(4)Java精品:提供Java典型例程,含Java网络课件、网络通信和网络游戏等资源,供学生赏析和下载,为信息技术与课程整合提供深层支持。
　　(5)资源天地:为教育资源Web应用端,可链接到教育资源管理平台。
　　(6)疑难解答:提供Java技术问题库,学生遇到问题时可通过答疑系统进行搜索、查阅。
　　(7)在线测试:包括网上在线测试和考试管理两部分。前者提供专题知识的相关练习,分为形成性测试和总结性测验两种类型,配有及时反馈功能,题型有选择题、填空题、判断题和简答题。利用前者学生可针对专题内容进行测试与评价;利用后者,教师可实现考生管理、试题管理和考试监控。
　　(8)词汇列表:提供与Java相关专业术语的解释,学生可浏览和检索。
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