基于Web的教學輔助系統的設計與實現

田剛 中共陜西省委黨校（陜西行政學院）

一、排課算法分析

解決課程安排問題通過對國內外現狀的分析只能采用近似算法，下面對動態規劃、貪心算法和回溯法的設計思想進行介紹并對算法使用效果進行了比較分析。

（一）動態規劃法

動態規劃法是定義一個最優函數，按樹形結構從根節點開始自頂向下定義最優解直到可以直接求出其解的子問題；自底向上尋找最優子結構并記錄最優子問題信息。

設計一個動態規劃算法，通?？砂匆韵聨讉€步驟進行：

1.分析最優解的性質及最優子結構；

2.遞歸的定義最優解；

3.自底向上計算最優解并記錄相關信息；

4.根據記錄的相關信息，構造問題最優解。

（二）貪心算法

貪心算法是根據一種策略加快問題求解的過程，使其盡快給出一個問題的解作出在當前看來最好的選擇。貪心策略對問題的求解并不能給出問題的整體最優解，只考慮在局部狀態下的最優選擇。雖然貪心算法不能對所有問題的整體最優解做出選擇，但在一定范圍內，在確定有效貪心策略基礎上可以產生問題全局最優解。典型的貪心算法應用實例，如求解有向網單源最短路徑問題的Dijkstra算法、最小生成樹問題等等。在一些情況下，使用貪心算法可以獲得問題的基本最優解。

（三）回溯法

回溯法是常用的求解問題方法之一，需定義約束函數和目標函數，回溯法是一個按照約束條件進行深度優先搜索并帶有回溯的方法。針對求解問題的所有可能解建立一棵狀態空間樹，按照基于約束條件的深度優先搜索策略，從根節點出發搜索每一個滿足約束條件的結點，繼續搜索其未被搜索的孩子結點；針對不滿足約束條件的結點則回退到其雙親結點選擇一個未被搜索的孩子結點進行搜索，如果當前結點的所有孩子結點都被搜索了，則繼續回退到其雙親結點，重復以上過程，直到找到一個滿足目標函數的結點，該結點所表示的狀態就是問題一個解；如果需要找出問題的所有解，繼續從該結點回退重復以上過程，直到搜索到狀態空間樹上的所有結點為止。

二、系統關鍵模塊設計

（一）學生用戶功能模塊設計

在本系統中，學生可以完成的操作有每個學期的注冊、新生班級選擇、通知查詢、作業信息、實驗信息、作業提交、成績查詢、個人資料修改等。各項具體功能如下：

1.注冊：所有學生均可在本站注冊；

2.登錄：注冊后，先登錄才能進入系統；

3.選擇班級：事物規定4個班，每個班的上課時間和教學方式不一樣，學生可以根據自己的情況進行選擇，選擇后不可更改；

1.通知查詢：查看老師發布的通知；

2.作業信息：了解老師布置的作業情況；

3.實驗信息：了解老師布置的實驗情況；

4.作業提交：提交老師布置的作業；

5.成績查詢：查看各學員的成績情況；

6.個人資料修改：修改個人的注冊資料。

（二）教師用戶管理功能模塊計

系統為教師所提供的操作有授課班級信息查詢、實驗信息及作業信息的發布，錄輸入學生成績、查詢學生成績等。各項具體功能如下：

1.成績管理：管理學生的課程成績，包括作業成績、考試成績、最后的總成績；

2.作業管理：對有關作業信息進行管理；

3.實驗管理：對實驗課的情況進行管理。

（三）課程安排管理功能設計

課程安排管理功能需要根據學校任課教師信息、班級信息、本學期課程信息、實驗條件信息等，制定具有以下要求的設計時要達到如下要求：

1.運算穩定，系統可靠；

2.操作簡單，明了，界面清晰；

3.排課活動符合教學規則和學校資源配置要求。

三、總結

本文從背景和可行性分析對教學輔助系統的開發意義和用途以及開發的可行性進行了分析，其次對系統的主要關鍵模塊進行了詳細設計和實現。

在開發上述原型系統過程中，所完成的主要工作如下：

1.對本校教師的教務工作做了詳細的調研和分析，給出了系統的功能需求和性能指標。

2.根據所確定的需求系統實現了學生可以進行自助課程查詢、選擇班級、遞交作業、學校公告信息查看和考試結果查詢等模塊；教師可以進行上課考勤點名管理，作業管理，學生信息管理，成績管理，課程進度管理，系統管理、班級調整、通知發布和分數錄入等模塊。

3.重點對課程管理功能，結合貪心算法思想進行了分析和實現。

4.對系統進行了功能，性能測試。

對于高校教師教務工作輔助的管理，目前市面上的系統都不能覆蓋所有的功能，如何將成績管理，學生信息，課程進度等各個方面的管理融為一個完善的系統是一個新的挑戰，不僅是技術上，更是對于設計上的一個挑戰。但不管有多難，這都是現代化管理發展的必然趨勢。但相信經過過我們不斷地努力，這個系統會應用在更寬廣的領域。