高校信息化教務系統的研究與實踐

韓家偉

(長春大學 軟件學院，吉林 長春 130022)

1 高校信息化教務系統建設的提出

隨著我國高等學校辦學規模的不斷擴大，傳統的教學管理模式越來越不適應學校現代化管理的基本要求，因此，更新教學管理平臺，即采用先進的教務管理系統來處理紛繁復雜的各類信息、數據和報表，成為提升教務管理效率和質量，提高學校辦學效益和人才培養質量的必要選擇。基于此，從實際出發，構建合理的教務管理模式，建立適合本校的網絡教學管理平臺成為高校教學管理建設的核心內容和實現教育信息化的核心環節。

2 高校信息化教務系統的設計

(1)高校信息化教務系統的設計原則。高校信息化教務系統建設要有的放矢，解決實際問題，因此在系統平臺的設計過程中，主要遵循以下原則:

①實用性原則。高校信息化教務系統是面向整個學校的教學運行過程的，因此充分考慮教師、學生以及各級教學管理人員的切實要求，將這些基層需要反映到管理系統中，才可能解決實際問題，提高系統的適用性和使用效率。

②易用性原則。教務管理系統的使用是為了提高管理效率，因此，系統的使用要簡便、易學，容易使用。

③易于擴展原則。教學管理的特點就是不確定因素多，因此系統會面臨多次的反復的修改、增刪，所以要求教學管理系統應易于擴展。

(2)高校信息化教務系統的主要模塊及其功能。我校的信息化教務系統采用的是基于Portal技術的的B/S結構的網絡管理系統，采用多層軟件架構，統一身份認證，通過校園網或互聯網實現教學運行規范化、信息化。高校信息化教務系統的系統結構如圖1。

圖1 高校信息化教務系統結構圖

2.1 教學資源管理子系統

教學資源是高校教學運行的各種保障，主要包括教學區、教學樓、各種類型教室、實驗室、運動場館、實習基地的信息以及、專業設置、培養方案、教師教輔人員、外聘教師等各項信息。教學資源管理子系統的功能包括:

(1)設置各種教學資源信息，這些數據是系統中所有功能模塊的基礎，通過統一設置、集中調用方式，實現數據的高度共享。

(2)多渠道、多方式進行教學信息的發布，其中包括LED電子屏幕管理模塊、教務網站RSS定制模塊、手機短信發送模塊、教學信息自助查詢終端模塊等多個模塊，及時準確的將動態教學資源信息發布給全校師生，全校師生能夠隨時查詢到教室占用等各項教學資源的即時信息。

(3)提供技術數據挖掘技術的教學信息分析功能及各項數據的統計報表功能，包括專業信息統計，各專業占用教學資源統計，教師結構分析，教學場地占用情況分析等功能便于教學管理人員進行統計分析和提前決策。

2.2 教學運行管理子系統

教學運行管理子系統中包括全部教學運行中各個環節的管理。所有模塊采用三級權限管理，以面對工作流的方式實現教學運行的常態化管理。

圖2 教學運行管理子系統工作流圖

2.3 教務辦公自動化系統

教務辦公自動化管理系統是，對與教學運行管理子系統并行的一套面向全校教學管理人員的網絡辦公自動化系統，是對教學管理日常工作規范化管理的一套先進的辦公系統。所有教學管理系統內部的任務分配，公文流轉，報告審批的功能均在此系統中完成，在教務辦公自動化系統中運用了數字簽名技術和短信確認技術，提高教學管理的效率和日常教務管理的規范性。

3 關鍵技術與關鍵算法

(1)用于提高訪問效率的虛擬化集群技術。教務信息化系統的各個子系統采取統一的基于Portal的認證方式，所以為提高大量用戶集中訪問系統時的效率，本系統在Web服務器端采用了基于Vmware Infrastructure虛擬化集群技術的解決方案，最大限度的提高了服務器硬件資源的使用效率，同時提高系統的穩定性，保證信息化教務系統7*24小時穩定的提供服務。

(2)用于課表編排的優化了的自適應蟻群算法。課表編排是教學運行管理中的一個關鍵環節，好的課表編排要綜合考慮教師信息、教室資源信息、學生信息、課程信息、上課時間、上課地點、人數限制等多個要素，最終生成相對優化、比較合理的課程表。本系統采用一種改進的自適應蟻群算法，實現了高效、科學、合理的發揮教學資源、教師資源的最大效益。

(3)用于決策管理的數據挖掘技術。本系統通過基于數據挖掘技術的教學信息分析模塊，可以對全校學生的基本信息、成績信息、教師教學信息以及與學工系統共享的助學貸款信息、學生心理測評信息等進行數據挖掘。通過對各項教學信息數據的抽取、轉化和加載，將關聯規則和聚類算法進行應用到數據挖掘中，可以分析出隱含在內部的不易察覺的得到了許多有價值的信息，包括各年級、各專業學生教學效果、哪些教師在哪門課程中教學效果比較好，因家庭環境和心理問題等原因影響成績的學生信息等。這些信息有助于進一步提高教學質量、更好地完成畢業學生綜合成績評定、學生就業指導等工作，以便促進學校更好更快地發展，培養未來社會需要的多樣化的人才，這些分析數據對教學工作的開展與改進具有一定的指導意義。

4 高校信息化教務管理系統的使用情況及存在的問題

高校信息化教務系統極大地提高了教師、教輔人員以及教學管理人員的工作效率，降低了出錯率，充分利用現有的教學資源，使用效果良好，在我校信息化建設中起到了很好的推動作用。但在使用中也存在一些問題:

(1)有時出現網絡擁堵現象。教學管理系統的用戶是教學管理人員以及教師和學生，每個教學階段，系統的訪問頻率差別很大，在課表編排、成績錄入、實驗預約、學生選課等用戶集中訪問的階段會出現網絡擁堵，訪問超時的問題，影響教師、學生及教輔人員正常訪問，這有礙于教學管理系統的更好發揮作用以及工作效率的提升。

(2)數據安全性有待加強。隨著高校信息化教務系統的深入使用，歷年數據的積累及各項功能模塊的廣泛應用，大量重要的關鍵數據的安全問題成為十分核心、重要的問題。計算機病毒感染、網絡入侵、系統故障、自然災害等情況造成的數據丟失或篡改都會給學校教學管理帶來無法估量的損失。

5 教學管理系統建設的思考

(1)提升高校信息化建設的水平。高校信息化教務系統可以切實提高學校信息化建設的水平。針對學校的教學實際以及人才培養體系，高校信息化教務系統開放、靈活的特點以及實時的數據反饋可以幫助教學管理人員全程、準確了解學生的學習過程以及教師的教學質量，實現對教與學的管理與控制，使管理高效化、有效化、實時化、全程化。

與此同時，高校信息化教務系統有利于降低消耗，其采用網絡化的辦公模式，可以迅速、準確的傳遞信息，使無紙化辦公成為可能，節約了資源，促進學校更快、更好的發展。

(2)教學管理系統的未來發展。教學管理系統的使用，極大地了提高了高校教學管理的水平，經過一段時間的使用，教學管理系統亦存在一定的不足，相信通過進一步的使用深入研究與開發，逐漸將高性能的“云計算”技術及方便快捷的3G網絡等技術、異地備份技術、基于SAN的虛擬化存儲技術、入侵檢測技術等技術應用到系統中以提高系統的訪問效率及系統安全性，以便進一步地提高教育信息化的水平。

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