学校编码：10384 分类号 密级 学 号：X2015230025 UDC
工 程 硕 士 学 位 论 文
基于.Net 的教学资源管理
平台的设计与实现
Design and Implementation of the Educational Resources
Management Platform Based on .Net
翁 智 华
指 导 教 师 ：
吴 清 锋 教 授
专 业 名 称 ：
软
件
工
程
论文提交日期：
2 0 1 7 年 1 0 月
论文答辩日期：
2 0 1 7 年 1 1 月
学位授予日期： 2 0 1 7 年 1 2 月
指 导 教 师：
答辩委员会主席：
2017 年 10 月
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果。本人在论文写作中参考其他个人或集体已经发表的研究成果，均
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》。
另外，该学位论文为（ ）课题（组）
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（请在以上括号内填写课
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声明人 （签名）：
指导教师（签名）：
年 月 日
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本学位论文属于：
（ ）1.经厦门大学保密委员会审查核定的保密学位论文，
于 年 月 日解密，解密后适用上述授权。
（ √ ）2.不保密，适用上述授权。
（请在以上相应括号内打“√”或填上相应内容。保密学位论文
应是已经厦门大学保密委员会审定过的学位论文，未经厦门大学保密
委员会审定的学位论文均为公开学位论文。此声明栏不填写的，默认
为公开学位论文，均适用上述授权。）
声明人（签名）
：
年 月 日
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摘要
摘 要
随着我们国家教育水平的提高和互联网教育的快速发展，教学资源的标准 化、规范化、电子化变得日益重要和迫切，标准、丰富的教学资源在教育领域中 的作用日益扩大。但是多年来各个教学领域方向对于教学资源的开发和制作都是 分散和独立的，所以虽然教育类资源品类繁多，数量庞大，但是没有形成统一和 标准化，导致教学资源的不合格、差异性特别严重。 统一、合格、标准、规范化的制作教学资源变得尤为重要。教学资源管理平 台的目的就是为了解决这个问题，实现对教学资源在设计、开发和制作生产等多 个维度的标准化和规范化。从而提高整个教学资源的品质，实现整个教学资源的 生命周期管理，保证生产出大批量标准、合格的教学资源库应用于互联网在线教 育工作中。 本文阐述了教学资源管理平台的实现原理，主要功能和关键技术。教学资源 管理平台包含五个基本的业务模块：学研编辑器、在线习题试卷编辑器、课件编 辑器、3D 资源编辑器、资源入库情况统计。K12 教育人员通过线下设计资源的 分类维度、生命周期信息、教育信息、技术属性、版权信息、自定义属性、覆盖 范围等，依照这种数据结构规范同步设计相关的资源模型标准，以该标准模板为 核心，并把相应的各种资源类型信息按照标准存储到教学资源平台上。达到资源 规格的高度统一，完善了资源的整体性和标准化。 本系统采用了基于 B/S 模式的三层体系结构。界面层采用.Net 技术访问 Web 服务器，中间层应用服务器存储以基于 RestFul 风格的 Web API 的形式表示的业 务逻辑，底层使用 SQL Server 2012 数据库。教学资源管理平台的推广运行取得了良好的效果，为实现教学资源的标准 化、统一化和完整性的管理提供技术保障。
关键词：互联网教育；教学资源；B/S 模式
Abstract
Abstract
With the rapid development of our country to improve the level of education and internet education, canonical, standardization of educational resources, e-government is becoming increasingly important and urgent action of the standard, the rich educational resources in the field of education is expanding. But over the years the direction of the various areas of teaching for the development and production of educational resources are scattered and independent, so although the educational resources category range, a huge number, but there is no unified and standardized, resulting in educational resources is not qualified, especially serious differences.
Unified, qualified, standardized and canonical production of educational resources has become particularly important. The purpose of educational resource management platform is to solve this problem, and to realize the canonical and standardization of educational resources in many dimensions such as design, development and production. In order to improve the quality of the whole education resource, to realize the life cycle management of the whole education resource, to ensure the production of large quantities of standard and qualified educational resource database, and to be used in the online education work on the internet.
This dissertation expounds the realization principle, main functions and key technologies of educational resource management platform. Educational resource management platform contains five basic business modules: learning research editor, online exercise paper editor, courseware editor, 3D resource editor, resource storage statistics. The design of K12 education resource personnel through the line classification, dimensions of life cycle information, education information, technology property, copyright information, custom attributes, coverage, in accordance with the data structure design standard synchronization standard resource model, using the standard template as the core, and the various types of information resources in accordance with the corresponding standard storage to education resources platform. The resource specifications are highly unified, and the integrity
Abstract
and standardization of resources are improved.
This system adopts the three layer system structure based on B/S mode. The interface layer use .Net technology to access the Web server, and the middle tier application server stores the business logic expressed in the form of RestFul Web API, and the bottom layer uses the SQL Server 2012 database.
The promotion and operation of educational resources management platform has achieved good results, providing technical support for the standardization, integration and integrity management of educational resources.
Key Words：Internet Education; Educational Resources; B/S Model
目 录
目 录
第一章 绪论 ... 1
1.1 项目背景及研究意义 ... 1 1.1.1 项目背景... 1 1.1.2 研究的意义... 2 1.2 国内外在线教育研究现状 ... 4 1.2.1 国外在线教育研究现状... 4 1.2.2 国内在线教育研究现状... 4 1.3 主要研究内容 ... 6 1.4 论文组织结构 ... 6第二章 相关技术介绍 ... 8
2.1 B/S 架构 ... 8 2.2 .Net Framework 框架应用体系 ... 92.2.1 Microsoft .NET Framework 框架体系结构 ... 9
2.2.2 Microsoft .NET Framework 框架的优点 ... 10
2.3 SQL Server 数据库介绍 ... 10
2.4 基于 RestFul 风格的 Web API 技术 ... 11
2.5 本章小结 ... 12
第三章 系统需求分析 ... 13
3.1 业务流程 ... 13 3.2 业务数据流程 ... 14 3.3 功能需求分析 ... 16 3.4 非功能需求分析 ... 23 3.5 本章小结 ... 24第四章 系统设计 ... 25
4.1 系统技术架构设计 ... 25厦门大学博硕士论文摘要库
目 录 4.2 系统网络结构设计 ... 27 4.3 系统逻辑架构设计 ... 28 4.4 系统模块功能设计 ... 29 4.5 系统接口设计 ... 35 4.5.1 资源数据接口设计... 35 4.5.2 资源关系接口设计... 41 4.5.3 资源分类维度接口设计... 44 4.6 系统数据库设计 ... 47 4.6.1 数据库结构... 48 4.6.2 系统功能模块与系统数据库... 49 4.6.3 系统数据库表... 49 4.7 系统安全设计 ... 56 4.7.1 注册审核和登录验证... 56 4.7.2 功能模块授权... 57 4.7.3 数据的安全存储... 57 4.7.4 Web API 保障数据的安全传输 ... 57 4.7.5 应用日志管理... 58 4.8 本章小结 ... 58
第五章 系统实现 ... 59
5.1 注册、审核管理模块功能 ... 59 5.1.1 功能概述... 59 5.1.2 实现效果... 59 5.2 学研编辑器模块功能 ... 63 5.2.1 功能概述... 63 5.2.2 实现效果... 64 5.3 在线习题编辑器模块功能 ... 68 5.3.1 功能概述... 68 5.3.2 实现效果... 68厦门大学博硕士论文摘要库
目 录 5.4 课件编辑器模块功能 ... 70 5.4.1 功能概述... 70 5.4.2 实现效果... 70 5.5 3D 资源编辑器模块功能 ... 72 5.5.1 功能概述... 72 5.5.2 实现效果... 72 5.6 资源入库情况统计模块功能 ... 75 5.6.1 功能概述... 75 5.6.2 实现效果... 75 5.7 系统配置模块功能 ... 77 5.7.1 功能概述... 77 5.7.2 实现效果... 77 5.8 本章小结 ... 79
第六章 总结与展望 ... 81
6.1 总结 ... 81 6.2 展望 ... 81参考文献 ... 83
致谢 ... 84
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Contents
Contents
Chapter 1 Introduction
... 1
1.1 Background and Meaning of Research ... 1
1.1.1 Background of Project ... 1
1.1.2 Meaning of Research ... 2
1.2 Research Status of Home and Abroad... 4
1.2.1 Research Status of Abroad ... 4
1.2.2 Research Status of Home ... 4
1.3 Main Research Contents ... 6
1.4 Chapter Arrangement ... 6
Chapter 2 Brief Description of Correlation Technologies
... 8
2.1 B/S Framework ... 8
2.2 .Net Framework Application System ... 9
2.2.1 System Structure of Microsoft .Net Framework ... 9
2.2.2 Virtues of Microsoft .Net Framework ... 10
2.3 Database Introduction of SQL Server ... 10
2.4 Web API Based on RestFul Style ... 11
2.5 Summary ... 12
Chapter 3 System Requirements Analysis
... 13
3.1 Operation Flow... 13
3.2 Operation Data Flow ... 14
3.3 Functional Requirement Analysis ... 16
3.4 Non-Functional Requirements Analysis ... 23
3.5 Summary ... 24
Chapter 4 System Design
... 25
Contents
4.1 System Technology Architecture Design ... 25
4.2 System Network Structure Design ... 27
4.3 System Logic Framework Design ... 28
4.4 System Module Function Design ... 29
4.5 System Interface Design ... 35
4.5.1 Resource Data Interface Design ... 35
4.5.2 Resource Relationship Interface Design ... 41
4.5.3 Resource Category Interface Design ... 44
4.6 System Database Design ... 47
4.6.1 Database Structure ... 48
4.6.2 System Function Module and Database ... 49
4.6.3 System Database Table ... 49
4.7 System Security Design... 56
4.7.1 Registration Review and Login Verification ... 56
4.7.2 Function Module License ... 57
4.7.3 Secure Storage of Data ... 57
4.7.4 Web Api to Ensure the Safe Transmission of Data ... 57
4.7.5 Log Management ... 58
4.8 Summary ... 58
Chapter 5 System Implementation
... 59
5.1 Registration and Audit Management ... 59
5.1.1 Features Overview ... 59
5.1.2 Implementation Effect ... 59
5.2 Learning Editor Module ... 63
5.2.1 Features Overview ... 63
5.2.2 Implementation Effect ... 64
5.3 Online Exercises Editor Module ... 68
5.3.1 Features Overview ... 68
Contents
5.3.2 Implementation Effect ... 68
5.4 Courseware Editor Module ... 70
5.4.1 Features Overview ... 70
5.4.2 Implementation Effect ... 70
5.5 3D Resource Editor Module ... 72
5.5.1 Features Overview ... 72
5.5.2 Implementation Effect ... 72
5.6 Resource Storage Statistics Module ... 75
5.6.1 Features Overview ... 75
5.6.2 Implementation Effect ... 75
5.7 Resource Storage Statistics Module ... 77
5.7.1 Features Overview ... 77
5.7.2 Implementation Effect ... 77
5.8 Summary ... 79
Chapter 6 Conclusions and Prospect
... 81
6.1 Conclusions ... 81
6.2 Prospect ... 81
References
... 83
Acknowledgements
... 84
第一章 绪论 1
第一章 绪论
1.1 项目背景及研究意义
1.1.1 项目背景 随着全球教育信息化的发展，在线教育市场呈现出了爆发式的增长。互联网 行业中，2013 年被称为“在线教育市场的发展元年”，其中 K12（指幼儿园、小 学、初中、高中阶段）是整个教育市场的重要部组成分，中国的中小学生人数有 2 亿之多，按照目前发展趋势走向，预计五年内中国 K12 教育互联网化市场规模 价值则将达 1500 亿元。在过去的十年中我国在线教育实现了 21.2%的年复合增 长率，未来我国的在线教育占教育整体比例将超过 20%[1]。 虽然我国在线教育近几年有飞速的发展，但和西方很多发达国家相比，仍有 很多不足，还处于起步阶段。以美国为例，美国在线教育机构数量众多，且除了 K12 教育阶段之后的其他传统教育机构在互联网上开展在线教育教学的情况也 十分普遍。目前全球范围内，在线教育都呈现出超高的热度，各种各样的在线教 育探索层出不穷，在线教育应用模式也越来越完善、成熟[2]。 在线教育用户的持续增长一方面是由于中国互联网用户规模的逐步扩大[3]， 另一方面，随着互联网的发展，国内在线教育技术的不断成熟，在线教育产品不 断推陈出新，更多不同年龄阶段、不同行业领域、不同教育需求的用户参与其中 [4]。2016 年在线教育细分市场中，职业在线教育、K12 在线教育、高等学历在线 教育齐头并进，占据在线教育市场整体的 86.5%;当今社会各行各业的知识更新 速度迅速，为了保持核心竞争力，企业事业单位会为员工提供培训以不断提升员 工素质[5]，提升员工知识体系水平，员工为了自身的发展进步，也主动积极地接 受职业培训教育。特别在金融、信息科技、医疗健康、养老服务行业以及汽车行 业。由于行业规模大、从业人员分散、工种和工序较少、标准化程度高，在线教 育投入产出比高，成本节约结果明显，且相关行业属于充分竞争的行业，员工素厦门大学博硕士论文摘要库
基于.Net 的教学资源管理平台的设计与实现 2 质和技能对企业业绩影响巨大，行业新产品、新规则层出不穷，在职教育培训需 求强劲，是最为适合开展在线教育教学的行业。 2017 年 2 月 3 日，教育部印发《2017 年教育信息化工作要点》的通知，提 出开发教学资源的方案。制作高质量的教学资源，提升资源的实用性和覆盖范围， 并逐渐在 K12 领域推广使用。充分体现了教学资源的广泛性和公平性，也说明 了教学资源管理平台存在的价值和意义。 教学资源管理平台在当前互联网教育的浪潮下，以及国家对数据教学资源的 大力推广下，体现出巨大的价值和潜力。教学资源管理平台拥有 5 个教学资源数 据管理子系统业务，共计 21 个主模块。全面覆盖在在线教学资源的教材章节资 源、教辅资源、教案资源、学案资源、分类维度资源、电子教辅教材、素材资源、 教材结构资源、习题试卷资源、课件课程资源、3D 资源，满足不同教育领域资 源使用者对教学资源平台的使用需求。 1.1.2 研究的意义 推广应用教学资源管理平台，是规范化教学资源的必然要求。教学资源数据 标准化是一个不断细化和进步的过程。国外对教学资源建设的比较早，国际上已 经有较多标准的信息资源体系，较成熟的资源建设标准包括：全球学习联合公司 提出的“学习资源元数据规范”（LRM）、联机计算机图书馆中心的“元数据标 准”（Dublin Core）、美国国防部 ADL 组织制定的“共享内容对象参考模型” （SCORM）[6]。我国国内的 CELTS 标准是借鉴国外信息资源建设标准的基础上 制定符合我国基本国情的一套资源信息建设标准体系。在 CELTS 的整个体系中， 有 4 个被我国公布为国家级标准，15 个国标项目已经完成并且报批[7]。网龙网络 公司通过参考国内外的资源数据建设标准，结合国内 K12 的教学资源特性和优 缺点，以及国内教育的发展规划和发展趋势，制定一套属于自己的资源标准方案。 这 套 标 准 方 案 将 教 学 资 源 归 纳 整 合 为 以 下 几 个 部 分 ： 基 础 资 源 属 性 标 识 （BasicInfo）、资源分类维度（Categories）、资源生命周期（LifeCycle）、资源教 育属性（EducationInfo）、资源技术属性（TechInfo）、版权信息（CopyRight）。 这套教学资源的标准化数据建设已经完整应用在我们的教学资源管理平台上，制
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第一章 绪论 3 作出大量的素材、颗粒、3D 教学资源，并广泛应用在 K12、大学、中职等多个 教学领域中。 推广应用教学资源管理平台，是教育现代化的发展必然性。现代化的教育模 式必然会摒弃之前旧的教学模式所产生的教学资源数据，从而实现一个真正高度 统一的标准教学资源体系。国内教育市场由于时间、地域以及教育水平的差异性， 教学资源标准化没有得到很好的统一，规范化没有得到很好的制定。产生很多不 合格、不完善的资源，这些资源给教学资源使用者带来疑问和误解，造成教育误 区，严重影响了我国教育事业水平和人民教育素质的提高。因此教学资源生产的 现代化发展，制定标准、规范、合格、统一的教学资源体系是提高我国教育水平 的必由之路。而推广应用教学资源管理平台，正是践行这一发展目标的体现。 推广应用教学资源管理平台，是提高全国人民教育素质水平的利器。教学资 源管理平台，涵盖了 K12 和几乎所有其他教育领域的资源数据。现今的教育模 式，已经不仅仅限制于 K12 教育，终身教育已经越来越流行，并且被教育界所 认可和推广。而我们的教学资源数据除了支持 K12 标准资源之外，还包括了其 他行业的教学资源需求：金融、计算机、保险业、能源、航空航天、化学、健康、 保健、餐饮、宾馆、电讯业、房地产、服务、银行、邮政快递、服装业、广告业、 建筑业、教育、培训、金属冶炼、艺术、设计、运输业、政府机关和事业单位、 机械制造等。因此，加强教学资源在教育领域的应用深度和广度，推广应用教学 资源管理平台，是提高全国人民教育素质水平的利器。 推广并应用教学资源管理平台，是践行国务院和教育部教育教学事业建设的 目标和战略。社会主义现代化发展与教育事业的发展有着相辅相承，密不可分的 作用。教学资源管理平台生产大量优秀的教育教学资源，这些教学资源，覆盖了 K12 教学领域、高校教学领域、在职教学领域，相对全面的支持我国教育事业对 资源的需求。是建设我国学习型教育大国的重要基础[8]。因此，教育信息化必然 需要我们大力推广应用教学资源管理平台。 教学资源管理平台是教育信息化的发展产物，强大的教学资源数据系统是我 国教育产业发展的必要条件。教学资源管理平台充分运用网络化计算机系统信息 共享、覆盖面广度深度高、传播速度快等优势，实现教学资源的平台化设计、生
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基于.Net 的教学资源管理平台的设计与实现 4 产、管理和应用，提高整体教学资源的标准化、规范化和有效性。对我国教育事 业信息化的发展起到积极有效的作用。
1.2 国内外在线教育研究现状
1.2.1 国外在线教育研究现状 国外在线教学资源体系发展较早，起点比较高。全球很多学校已经支持在教 育业务的开展和在线教学资源的共享，大部分教育组织和机构除了原本的线下业 务保持之外，也将业务开展到线上来，促进线上线下教学资源业务的同步发展。 1、 美国在线教育发展现状 美国在线教育起步比较早，教学资源业务主要体现在教学音频、视频的开发 上。很多教育机构和学校组织会利于互联网技术制作一些教育网站或者教育系 统，公布公开在线教学资源。这样做的好处是促进更多的人去进行互联网学习， 而这些在线教育业务涵盖了 K12 教学领域、高校教育领域，以及普遍存在的在 职教学领域，教学资源配套完善，覆盖面广。 2、 英国在线教育发展现状 英国互联网正式定义于 1998 年。得益于互联网的发展和在线业务能力的提 升，英国的在线教育有了快速的发展。体现在：政策上，制定互联网教育详细规 则；技术上，建立完善的在线教育网络体系，方便全英国各种职业方面的用户进 行在线教育学习。 1.2.2 国内在线教育研究现状 2013 年被称为互联网教育的元年[9]，中国的互联网教育发生了跃进般的发 展。这些得益于中国对互联网教育的大力度支持的教育环境。 政策环境：国务院下发了《国家教育事业发展“十三五”规划》，其中突出 强调积极发展“互联网+教育”，互联网技术和教学技术的结合，体现了教育服务 的新动力。对于教育事业的发展，国家层面上的大力支持，教育与民生、国力息 息相关，具有长远战略性意义，为之后互联网教育的发展营造出优良的政策环境。厦门大学博硕士论文摘要库
Degree papers are in the “Xiamen University Electronic Theses and Dissertations Database”. Full texts are available in the following ways:
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