基于Web的公共選修課管理系統的設計和實現

摘要:該文對網上公選課系統進行了分析與設計，對網上選課系統的功能和結構作了詳細的分析，并得出了系統的數據流圖，實現了選課系統可以運行于互聯網上，也適用于用TCP/IP協議組建的局域網上。該系統通過對不同角色的功能劃分，實現了課程添加、課程管理、成績錄入、選課統計等功能。

關鍵詞:基于WEB;選課系統;公共選修課

中圖分類號:TP315文獻標識碼:A文章編號:1009-3044(2010)02-352-04

The Design and Implementation of Course-selection System of Public Elective Course Based on WEB

YANG Wen-bin

(Taiyuan Normal University， Taiyuan 030012， China)

Abstract: A new Course-selection System of Public Elective Course based on Web was designed in this subject. It eases the problem of selecting public optional course by Internet for colleges， and raises the efficiency of selecting courses.This paper recommends the process of student course-selection system in detail.The system includes lots of functions.

Key words: on WEB;course-selection System;public elective course

1 公選課系統研究背景

大多數的公共選修課管理系統軟件是基于標準的教學管理，采用完全學分制的教學管理模式，高校要應用到實際中必須改變自己現有的教學管理模式、管理流程;另外，目前市場上的選修課管理軟件沒有對歷史數據統計分析、比較功能。該系統改進了以上部分不足之處，實現的功能主要有:

1) 采取學年、學分制相結合的教學運行模式。設計的目的就要符合本校的實際運行規律;2) 選課管理實現無紙化辦公，成為我校無紙化辦公的組成部分;3) 提高選課教務管理的效率和質量，減少人為差錯。管理員可以從紛繁的數據錄入中解脫出來，專心對課程的質量、課程的分布和統計，課堂教學質量的監控等工作;4) 教學管理更加規范、公正、透明。

2 公選課系統使用的技術

數據庫技術和Web的結合是當今數據庫開發技術的一個熱點，每一個軟件開發均需要選擇適當的數據庫訪問技術來訪問數據庫。數據庫如何和Web結合在一起是技術的關鍵，訪問數據庫技術設計到該軟件的成功與否。系統使用的訪問技術是ActiveX Data Object(ADO)，這種技術能不考慮數據存放的地點，移植性好，是應用程序很好的連接數據庫。

2.1 ADO工作原理

ADO是實現ASP數據訪問的理想工具，是IIS5.O/ASP3.0程序包的一部分。但是，ADO和ASP是截然分開的兩項技術，ADO和ASP的對象模型是完全分離的，ADO比ASP更通用。

2.2 數據庫的連接

使用ADO訪問數據資源的原理如圖1所示。

通過ODBC或者OLE DB連接數據庫的兩種方式，其效果是一樣的。一般來說，使用直接連接的方法比使用DSN的方法連接速度要快一些。但出于安全性考慮，DSN連接要比直接連接的方法要好些。故此，該系統采用OLE DB方式訪問數據庫。

3 公選課系統的功能需求分析

3.1 操作軟件的用戶

系統從對象上進行劃分，分為學生、教師、管理員、教學秘書4種類型用戶;系統中用戶的操作功能可分為兩類:一種是通用功能操作，主要實現用戶修改個人信息、登錄注銷、論壇發言、查詢數據等功能;另一種是為不同用戶定制的操作功能。

3.2 系統的功能結構(如圖2所示)

3.2.1 教師具有功能

1) 查看選課信息;2) 登記學生成績;3) 查詢數據;4) 查看選課信息。

3.2.2 學生具有功能

1) 對本學期公選課進行網上選擇;2) 查詢選課結果并可修改選課項目;3) 查詢本學期公選課成績;4) 查詢數據;5) 查看選課信息。

3.2.3 教學秘書具有的功能

1) 教師和學生信息的管理;2) 編輯公選課課程;3) 查看選課信息;4) 查詢其他數據。

3.2.4 系統管理員具有的功能

1) 發布新聞的管理;2) 編輯審核課程(院教學指導委員會審批);3) 選課時間段設置;4) 選課信息;5) 對教師和學生的管理;6) 數據初始化;7) 查詢數據。

3.3 為了使學生能夠正常進行網上選課

既要達到選擇所需課程的目的，又要利用網絡的優勢解決傳統選課中不能實現的目標。為此，系統至少應滿足以下要求:

1) 易操作性:用戶界面容易操作，人機交互簡單。使不同層次的學生均能夠使用，容易上手。

2) 穩定可靠性:因為選課同學為兩個年級的所有學生，預計5000多人，當同時使用該系統時，要保證系統能穩定運行，不產生死機現象，保障學生網上選課的順利進行。

3) 可管理性:系統管理員使用該系統能進行維護，更新。而不是一次性軟件。

3.4 通過以上需求分析，可以將本網上選課系統的外部實體分為四個角色

即教師、學生、教學秘書和系統管理員。

1) 系統管理員是整個選課系統的決策人，是重要角色。

2) 教師、學生是選課系統的直接參與者。

3) 院系部教學秘書是信息的提供和管理者，信息包括教師、學生、課程等。

根據用戶的需求，確定系統的數據來源和去處，把系統作為一個加工的環節，然后確定系統的主要信息的處理功能，并明確各功能間的關系。綜上分析，從而得到網上選課系統的運行流程圖3。

分角色數據流圖，可以分為:系統管理員(教務處)、院系部教學秘書、教師、學生。

4 公選課系統數據庫設計

數據庫是網上選課系統的數據基礎，是核心，一切的操作都是圍繞著數據庫展開的。所以在設計階段，嚴格遵照系統開發規律，將數據庫設計的合理、有效，優化數據庫系統結構。

針對一般網上選課系統的需求，設計如圖4所示的數據項和數據結構。

其中:

Class_info 是課程信息表

Depart_info 是院系部教學秘書表

Selecttime 是選課時間表

Stuclass_score 是學生成績表

Student_info 是學生信息表

Student_login 是學生登錄庫，修改密碼表

System_info 是管理員信息庫表

Teacher_info 是教師信息庫表

Teacher_login 是教師登陸庫，修改密碼表

Teachertime 是教師登成績時間段表

5 系統的安全性考慮

由于網絡安全等問題還沒有得到徹底的解決，為保證數據和系統的完整性，必須建立一套安全措施。由于課程、學生、成績等大量信息存放在服務端的數據庫中，因此數據庫的安全性是系統安全性設計的重點。數據庫的安全性是指保護數據庫，防止不合法的使用，以免數據庫的泄漏、更改或破壞。現有數據庫的保護方法都是基于三種基本技術:隱藏、訪問控制、改名和加密。這些技術可以單獨使用，也可以結合使用。除了使用數據庫原有的安全機制來確保數據的保密性，還可以通過訪問控制，即學生只能訪問屬于他自己的特定的數據。

另外，學生和教師的賬號由自己管理，各類用戶只要輸入正確的學籍信息或者身份證號碼及工作號碼，在遺忘密碼后也可找回。

6 公選課系統的實現

網上選課系統中的身份驗證是很重要的，它關系到選課信息的嚴肅性和公正性。在選課中，以學號這一條件限制，這就使有資格的學生才能注冊選課。學生注冊時，系統便要驗證其學號和口令與信息庫所備案的是否一致，以及其是否己經在線，這樣就保證了選課者的身份是合法的用戶登陸調用身份驗證模塊，用于驗證進入網上選課系統的人員身份，通過驗證后就以進行下一步操作。

用戶主界面采用FRAME的形式，將所有的功能放置右側，點擊不同按鈕，執行不同的ASP頁面。界面清晰條理，也極易操作，而且減少了重復調用的數據量，使得程序運行速度更快更加流暢。

運行的順序為(1)(2)(3)，界面依次打開，設計思路大致如圖5所示。

7 公選課系統開發環境

1) 組網方式

根據高校的具體情況，學生現在的活動范圍不僅僅局限于校園，所以系統不僅應該適用于局域網上，同時也應該運行于互聯網上。

2) 硬件平臺

①服務器:PⅣ2.4G，2G內存，160G硬盤，操作系統為Windows 2000 Server，安裝SQL Server數據庫系統;100M網卡。

②客戶機:PⅣ2.4G，1G內存，80G硬盤，操作系統為Windows 2000;10/100M網卡;支持1024*768顯示器。

③聯網設備:使用帶寬為10/100交換機。

3) 操作系統

系統開發采用Windows 2000 Server操作系統

4) Web服務器

微軟的IIS 5.0版的Web服務器具有對系統硬件要求低、功能強、配置簡便且與Windows NT緊密集成等優點，比較適合各院校和中學的網絡硬、軟件環境，因此我們選用IIS 5.0。

5) 瀏覽器

由于Windows 98/2000均己安裝IE瀏覽器，應此我們選用IE 6.0及其以上版本。

6) 開發軟件

我們可通過可視化設計語言來開發動態網站，故本系統采用Dreamweaver+ASP作為系統開發工具。

7) 數據庫管理系統

考慮到開發的成本、易用性以及與一般高等學校現有軟硬件的配置情況和師生需求，我們選用MS ACCESS。

8 軟件測試

設置測試環境:

服務器:(1臺)PⅣ2.4G，2G內存，160G硬盤，操作系統為Windows 2000 Server，安裝SQl server數據庫系統。

客戶端:(40臺)PⅣ2.4G，1G內存，80G硬盤，操作系統為Windows 2000

有效用例測試:首先進行系統登錄，教師和學生分別登錄。教師進行對各模塊進行功能進行測試，開課查詢、成績登記等。而學生進行網上選課和修改信息等。

無效用例測試，即錄入無效數據。系統給出一些提示信息。

通過以上實驗測試，結果表明軟件能夠完成各功能模塊的所有要求，運行正常。系統經過從2006年底至今5個學期的運行使用，學生反映普遍非常好。系統選課操作簡單，及時反饋學生意見;教師方便管理學生，課程考核合理，有利于教學的提高;教務管理做到了公正、規范，及時了解學生需要，簡化選課流程，對學生選課數據進行有效分析，有助于精品課程的選擇與培養，是教務管理現代化的組成部分。

但由于時間和條件的原因，系統在實際運行過程當中，也出現了一些小的問題，根據這些問題進行了積極的探索和解決，主要有以下幾個方面:

1) 系統數據流量方面

通過對選課數據和操作的分析發現:

①同一時段大量訪問WEB 服務器的客戶并不都要對數據庫服務器進行訪問。

②同一時間訪問數據庫的客戶并不都進行更新操作，而更多的是查詢操作。

因此在學生選課期間，系統的數據流量主要表現在Web服務和數據庫軟件對數據的處理兩個方面。

解決方案:在硬件方面，使用獨立的服務器，可以把Web 服務器和數據服務器分開，系統的數據流量和網絡流量分配到兩臺服務器中去。

軟件方面，為減少系統數據查詢次數，可優化系統程序。按照年級、專業、課程的性質在Web服務器上建立文本數據信息，當有第一個符合相應條件的數據查詢產生后，把相關的課程信息寫入Web 服務器的相應文本數據信息中，減少數據服務器的查詢負荷，而把大部分的CPU 時間用于數據的更新、刪除上。

2) 評價指標的進一步優化

現有質量評價是主觀評價，要準確、真實地體現公選課的教學質量，需要對評價指標按課程類別進一步優化設計，結合學生成績分析進行綜合評價。

9 總結與展望

系統采用了B/S結構，用ASP技術編制應用程序，程序和MS Access數據庫之間的接口通過ADO互連。另外，從思想上我們應當重視當前公選課存在的問題，從抓思想教育、師資隊伍建設、課程建設、學生選課指導、教學質量監控等方面入手，加強公選課建設與管理，推進學分制改革不斷深入。

高校公選課系統就在在這樣的背景下考慮設計完成的。它實現了學生網上選課，教師網絡登錄成績，管理員統計選課信息數據等工作。從登錄登錄、選課、統計全部由計算機完成，突破了空間和時間上的界限，工作效率得以提高，選課內容及最終成績不受人為因素的干擾，有效地提升了選課的公平性和科學性。

9.1 該文對網上選課系統進行了分析與設計

研究工作主要集中在以下幾方面:

1) 介紹了網上選課系統的理論基礎與相關的技術。

2) 對網上網上選課系統的功能和結構作了詳細的分析，并得出了系統的數據流圖，給出了系統的功能結構圖，簡要描述了各功能模塊的主要功能。

3) 編程實現了一個高校公選課選課系統。

4) 對系統進行反復測試，改善功能，提高其穩定性。

9.2 最終實現的系統

可以運行于國際互聯網即Internet上，也適用于用TCP/IP協議組建的局域網上，如學生機房等。并通過對不同角色的功能劃分，實現了添加課程、篩選課程、在線選課、課程管理、成績錄入、數據統計等功能。其先進之處歸納起來主要有以下幾點:

1) 完全在線:系統同時支持的多人在線選課，確保所有需要選課學生完成選課。

2) 實用性強:從選課、課程管理、成績錄入、數據統計等各功能模塊的實際運行來看，它符合我校現有的教學運行模式。許多原先使用手工的操作全部改為了計算機系統完成，提高了效率，減少了人為因素。

3) 平臺無關性:系統對用戶的軟、硬件要求減到了最小程度，而且客戶端沒有維護開銷，減輕了系統管理員的工作負擔。客戶端只需要安裝IE5.0(或以上版本)的瀏覽器就可以實現在線選課，無須額外安裝任何軟件。

4) 可擴展性良好:管理員可以根據需要增刪課程信息，同時課程信息和學生成績信息可以被其他系統所共享，使得此信息成為公選課信息統計的基礎數據。

5) 界面友好，簡單易用:整個系統流程清晰，界面提示明確，便于人機交互，使用非常方便。

可以說，這個網上選課系統的投入使用，減輕了教務工作中課程錄入，教師成績錄入，成績檢錯，成績打印留存，成績查詢等工作壓力。先進的Web網絡環境，使學生能方便地在線選課，同時對課程有任何的意見和建議都可以再課程備注中隨時的填寫修改，為推進高校公共任意選修課的建設起到了積極的作用。

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