基于WEB的高校實訓(xùn)系統(tǒng)的設(shè)計與開發(fā)

林 鑫，楊麗紅，仲梁維

（上海理工大學(xué)機械工程學(xué)院，上海200093）

0 引 言

在Internet飛速發(fā)展的今天，互聯(lián)網(wǎng)已進(jìn)入千家萬戶，計算機網(wǎng)絡(luò)已經(jīng)成為社會發(fā)展的強大動力。在信息化時代，網(wǎng)絡(luò)不僅正在對社會經(jīng)濟的方方面面產(chǎn)生著巨大的影響，還對人們?nèi)粘５墓ぷ鞣绞脚c辦公習(xí)慣產(chǎn)生著潛移默化的影響［1］。

隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，在以職業(yè)素質(zhì)教育為核心的中高等職業(yè)院校中，職業(yè)素質(zhì)教育的工作核心逐步偏重于實習(xí)實訓(xùn)信息管理，它是職業(yè)教育不可或缺的重要組成部分，與學(xué)校辦學(xué)空間的拓展、教學(xué)質(zhì)量與水平的提高、學(xué)生就業(yè)能力的培養(yǎng)等有著緊密聯(lián)系。為更好發(fā)展實訓(xùn)實習(xí)管理，實現(xiàn)跨越式進(jìn)步，必須提高管理模式的科學(xué)性和規(guī)范性，采用高效的、便捷的管理手段，改革管理方式等將對中高職院校的發(fā)展產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。

根據(jù)分析，教育信息化必將在教育的發(fā)展中占據(jù)重要地位，所以本課題是在充分利用中高職院校已擁有的計算機軟硬件資源，結(jié)合網(wǎng)絡(luò)基本設(shè)施的基礎(chǔ)上，根據(jù)中高職院校的實際，采用結(jié)構(gòu)化分析方法對高校實訓(xùn)系統(tǒng)進(jìn)行系統(tǒng)需求分析和系統(tǒng)的詳細(xì)設(shè)計，進(jìn)而搭建高校實訓(xùn)系統(tǒng)。

為實現(xiàn)提高實訓(xùn)管理效率這一目標(biāo)，系統(tǒng)將搭建基本信息管理、用戶權(quán)限管理、課程信息管理、實訓(xùn)過程管理、實訓(xùn)考核管理和實訓(xùn)統(tǒng)計管理等模塊，通過用戶端不斷地信息反饋，及時、準(zhǔn)確記錄與實訓(xùn)有關(guān)的各種數(shù)據(jù)。存儲在數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)經(jīng)過處理后，將以各種不同的形式展現(xiàn)給不同角色的用戶，用戶根據(jù)所擁有的權(quán)限實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的不同操作。

高校實訓(xùn)系統(tǒng)的應(yīng)用可提高實訓(xùn)工作的管理水平、增進(jìn)實訓(xùn)過程中師生之間的雙向交流，對提高數(shù)據(jù)與信息的共享、減輕實訓(xùn)工作管理人員的負(fù)擔(dān)、提高工作效率都具有極大的促進(jìn)作用。

1 高校實訓(xùn)系統(tǒng)分析

1.1 系統(tǒng)初步調(diào)查

通過與院校的老師、學(xué)生進(jìn)行溝通，了解到的需求為：教師按照實訓(xùn)教學(xué)安排，組織安排學(xué)生參加校外實訓(xùn)。學(xué)生在接到實訓(xùn)通知，得到實訓(xùn)資源后，記錄自己的實訓(xùn)經(jīng)歷。在實訓(xùn)期間，實訓(xùn)指導(dǎo)教師需記錄學(xué)生實訓(xùn)表現(xiàn)，并在實訓(xùn)結(jié)束后對學(xué)生進(jìn)行總結(jié)評價。實訓(xùn)結(jié)束后教師能夠組織學(xué)生參加實訓(xùn)考核，對學(xué)生的實訓(xùn)進(jìn)行書面的考核。最終依舊學(xué)生實訓(xùn)報告和考核的成績進(jìn)行推優(yōu)，以此為依據(jù)為今后推薦實習(xí)生的參考。

目前大部分中高職院校僅以Excel表單記錄和保存學(xué)生實訓(xùn)的綜合表現(xiàn)鑒定，信息量龐大且容易造成遺失。

1.2 需求分析

基于Web的高校實訓(xùn)系統(tǒng)，以實訓(xùn)計劃為基礎(chǔ)，面向具體實訓(xùn)教學(xué)安排，為學(xué)生、教師和實習(xí)導(dǎo)師等實訓(xùn)主體提供有利于信息交流的網(wǎng)絡(luò)在線平臺。

（1）學(xué)生

實訓(xùn)教學(xué)過程中，學(xué)生作為一個主要參與者，通過我們搭建的平臺，及時將在實訓(xùn)過程中所遇到的問題反饋給教師，讓教師做出正確的指導(dǎo)；學(xué)生還可以下載教師上傳的數(shù)據(jù)表單，填寫有關(guān)申請或報告；在實訓(xùn)結(jié)束時，需要提交實訓(xùn)報告，并根據(jù)教師安排，參加實訓(xùn)考核。

（2）教師

教師是整個實訓(xùn)階段的指導(dǎo)者。在實訓(xùn)課程管理中開設(shè)實訓(xùn)課程，填寫課程的具體章節(jié)內(nèi)容；安排學(xué)生參加實訓(xùn)實踐活動，并審核學(xué)生的實習(xí)報告，評定學(xué)生實訓(xùn)的綜合表現(xiàn)；進(jìn)行實訓(xùn)考核的出題、出卷操作，組織學(xué)生參加實訓(xùn)考試。教師還可以進(jìn)行實訓(xùn)推優(yōu)，選取優(yōu)秀的實訓(xùn)學(xué)生。

（3）實習(xí)導(dǎo)師

導(dǎo)師是實訓(xùn)活動的監(jiān)督者。在整個實訓(xùn)活動中記錄學(xué)生的具體表現(xiàn)，并對學(xué)生進(jìn)行綜合型的評價，反饋在學(xué)生的實訓(xùn)報告中。

（4）管理者

作為系統(tǒng)的管理人員，負(fù)責(zé)用戶賬號管理，通知、新聞等信息的發(fā)布。

1.3 E-R圖

實體關(guān)系（E-R）圖如圖如1所示。

圖1 實體關(guān)系(E-R)

2 高校實訓(xùn)系統(tǒng)規(guī)劃

2.1 系統(tǒng)戰(zhàn)略規(guī)劃

高校實訓(xùn)系統(tǒng)主要解決的是實訓(xùn)管理工作中各種實訓(xùn)信息與數(shù)據(jù)的收集、處理與反饋，幫助中高職院校師生及時了解實訓(xùn)進(jìn)程中出現(xiàn)的各類問題和難題。參考與吸收同類職業(yè)技術(shù)學(xué)院的實訓(xùn)管理經(jīng)驗，改進(jìn)和完善中高職院校的實訓(xùn)工作管理模式，在充分發(fā)揮和利用學(xué)院網(wǎng)絡(luò)平臺資源的基礎(chǔ)上，研發(fā)與應(yīng)用實習(xí)實訓(xùn)信息管理系統(tǒng)，真正實現(xiàn)實習(xí)實訓(xùn)工作管理模式的科學(xué)化和規(guī)范化，提高信息管理的自動性和高效性。

2.2 系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)規(guī)劃

通過與中職高等院校的老師進(jìn)行討論和調(diào)研，熟悉了學(xué)生參加實訓(xùn)的整個流程。在初始流程的基礎(chǔ)上，進(jìn)行了深入的研究，并與指導(dǎo)教師進(jìn)行探討，制定出了優(yōu)化后的流程，并通過U／C矩陣圖定義出新系統(tǒng)的總體結(jié)構(gòu)，如圖2所示。

圖2 U/C矩陣

從U／C矩陣來分析，高校實訓(xùn)系統(tǒng)將劃分6大模塊：基本信息管理，用戶權(quán)限管理，課程信息管理，實訓(xùn)過程管理，實訓(xùn)考核管理與實訓(xùn)統(tǒng)計分析管理。

2.3 系統(tǒng)可行性分析

（1）技術(shù)可行性

計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與數(shù)據(jù)庫應(yīng)用技術(shù)的飛躍發(fā)展，各中高職院校在校園數(shù)字化建設(shè)方面的投入和校園信息化網(wǎng)絡(luò)平臺的搭建，為本系統(tǒng)的提供了良好的基礎(chǔ)。同時，高校實訓(xùn)系統(tǒng)在JSP技術(shù)的基礎(chǔ)上，采用SQL Server 2008 R2作為系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，進(jìn)行數(shù)據(jù)的連接查詢，使用的是java語言編寫程序。從技術(shù)角度來看，開發(fā)技術(shù)和數(shù)據(jù)庫技術(shù)已經(jīng)具備了完備、成熟的理論和體系結(jié)構(gòu)。所以本系統(tǒng)的開發(fā)在技術(shù)上完全可行。

（2）經(jīng)濟可行性

從傳統(tǒng)的手工作業(yè)與計算機數(shù)據(jù)處理的想結(jié)合的作業(yè)方式提升為更為便捷的計算機數(shù)據(jù)處理作業(yè)方式，不僅節(jié)省了人力開支，同時也加快了信息傳遞的準(zhǔn)確性和及時性。在減少出錯率的同時，加快信息處理，提高實訓(xùn)管理部門的辦事效率。

（3）管理可行性

隨著計算機知識的普及和推廣，中職院校的師生具備一定的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)知識基礎(chǔ)，對于局域網(wǎng)、Windows等環(huán)境下軟件的使用比較熟悉。本系統(tǒng)采用簡單明了的設(shè)計、項目直觀、方便使用、windows風(fēng)格，用戶熟悉明快醒目的命令及鏈接。

3 高校實訓(xùn)系統(tǒng)設(shè)計

根據(jù)上章的需求分析可知實習(xí)管理工作的參與對象主要有管理員、實習(xí)導(dǎo)師、指導(dǎo)老師和學(xué)生四者。實習(xí)管理系統(tǒng)由基本信息管理模塊、用戶權(quán)限管理模塊、課程信息管理模塊、實訓(xùn)過程管理模塊、實訓(xùn)考核管理模塊和實訓(xùn)統(tǒng)計分析模塊6個模塊組成。為了組織這6個方面的信息管理模塊，設(shè)計了一個系統(tǒng)主頁面、一個登錄模塊、管理員主頁面、指導(dǎo)教師主頁面、學(xué)生主頁面等輔助頁面，這些輔助頁面與功能頁面構(gòu)成了本課題所研究的高校實訓(xùn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)模塊框圖，如圖3所示。

圖3 系統(tǒng)模塊結(jié)構(gòu)圖

數(shù)據(jù)表單模型分四部分，如圖4～圖7。

圖4 數(shù)據(jù)表單關(guān)系模型第一部分

圖5 數(shù)據(jù)表單關(guān)系模型第二部分

圖6 數(shù)據(jù)表單關(guān)系模型第三部分

圖7 數(shù)據(jù)表單關(guān)系模型第四部分

4 高校實訓(xùn)系統(tǒng)實施

4.1 系統(tǒng)架構(gòu)分析與設(shè)計

4.1.1 系統(tǒng)架構(gòu)分析

系統(tǒng)采用B／S結(jié)構(gòu)，即Browser／Server（瀏覽器／服務(wù)器）結(jié)構(gòu)，就是只安裝維護(hù)一個服務(wù)器（Server），而客戶端采用瀏覽器（Browse）運行軟件。在這種結(jié)構(gòu)下，用戶界面完全通過WWW瀏覽器實現(xiàn)，一部分事務(wù)邏輯在前端實現(xiàn)，但是主要事務(wù)邏輯在服務(wù)器端實現(xiàn)，形成所謂3.tier結(jié)構(gòu)［9］。

B／S結(jié)構(gòu)主要是利用了不斷成熟的WWW瀏覽器技術(shù)，結(jié)合瀏覽器的多種Script語言（VBScript、JavaScript…）和ActiveX技術(shù)，用通用瀏覽器實現(xiàn)了原來需要復(fù)雜專用軟件才能實現(xiàn)的強大功能，并節(jié)約了開發(fā)成本，是一種全新的軟件系統(tǒng)構(gòu)造技術(shù)。

B／S結(jié)構(gòu)的優(yōu)點：

（1）具有分布性特點，可以隨時隨地進(jìn)行查詢、瀏覽等業(yè)務(wù)處理。

（2）業(yè)務(wù)擴展簡單方便，通過增加網(wǎng)頁即可增加服務(wù)器功能。

（3）維護(hù)簡單方便，只需要改變網(wǎng)頁，即可實現(xiàn)所有用戶的同步更新。

（4）開發(fā)簡單，共享性強。

4.1.2 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計

MVC模式是基于模型視圖控制器（Model—View—Controller）的設(shè)計模式，這種模式集成了JSP和Servlet技術(shù)，適合構(gòu)建復(fù)雜的應(yīng)用程序［10］。

MVC模式最初被提出來是用來構(gòu)建用戶界面的，M代表模型，V代表視圖，C代表控制器。MVC的出現(xiàn)不僅實現(xiàn)了功能模塊和顯示模塊的分離，同時它還提高了應(yīng)用系統(tǒng)的可維護(hù)性、可擴展性、可移植性和組件的可復(fù)用性，如圖8。

圖8 MVC體系結(jié)構(gòu)

MVC由以下3個部分組成：

（1）模型：應(yīng)用程序的主題部分，用于表示業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)或業(yè)務(wù)邏輯。

（2）視圖：應(yīng)用程序中用戶界面相關(guān)的部分，是用戶看到并與之交互的界面。

（3）控制器：用于根據(jù)用戶的輸入，控制用戶界面數(shù)據(jù)顯示，更新Model對象狀態(tài)。

4.2 系統(tǒng)界面與功能

4.2.1 主界面

（1）登陸界面

用戶在輸入自己的用戶名（登錄名），密碼和驗證碼后，系統(tǒng)將進(jìn)行匹配，包括用戶名是否存在，密碼是否正確，驗證碼是否輸入一致。若出現(xiàn)信息不相符，則顯示提示信息，如圖9所示。

圖9 實訓(xùn)系統(tǒng)登陸界面

在系統(tǒng)設(shè)計時采用MD5隨機散列加密算法進(jìn)行密碼的加密。MD5以512位分組來處理輸入的信息，且每一分組又被劃分為16個32位子分組，經(jīng)過一系列的處理后，算法的輸出由四個32位分組組成，將這四個32位分組級聯(lián)后將生成一個128位散列，密碼加密后不可逆，很大程度上提升了安全性。

（2）首頁面

首頁面顯示了管理員發(fā)布的最新信息公告和教師安排的考試信息，每位學(xué)生能查看到自己班主任所安排的考試信息，如圖10。

圖10 實訓(xùn)系統(tǒng)首頁面

5 總結(jié)與展望

高校實訓(xùn)系統(tǒng)主要是為了打破傳統(tǒng)的實習(xí)事務(wù)管理模式，利用現(xiàn)代化的信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，為師生提供便捷的事務(wù)管理平臺。論文立足管理信息系統(tǒng)的角度，通過系統(tǒng)的規(guī)劃、系統(tǒng)分析、系統(tǒng)設(shè)計和系統(tǒng)實施等步驟，實現(xiàn)了高校實訓(xùn)系統(tǒng)的基本功能。

系統(tǒng)開發(fā)階段遇到的幾個重要難點：課程信息、實訓(xùn)過程和實訓(xùn)考核。課程以何種形式展現(xiàn)出來，學(xué)生們怎樣能更加直觀地瀏覽到所要學(xué)習(xí)的課程；如何將實訓(xùn)考核和課程信息相關(guān)聯(lián)。本設(shè)計中通過課程知識點媒介實現(xiàn)了此功能。

由于系統(tǒng)開發(fā)是一個長期的過程，本文設(shè)計和實施高校實訓(xùn)系統(tǒng)時還存在一些缺陷，需要進(jìn)一步完善。主要有以下幾點：

（1）系統(tǒng)基本信息的創(chuàng)建缺乏原始數(shù)據(jù)，只能通過管理員主觀創(chuàng)建。

（2）分析教師與班級的關(guān)系。實際教學(xué)中一個教師可以負(fù)責(zé)多個班級，而本系統(tǒng)中設(shè)置的為一個教師負(fù)責(zé)一個班級。

（3）系統(tǒng)界面的兼容性存在不足，頁面的大小影響整個界面的布局。

（4）對于一些非法操作，有時會出現(xiàn)亂碼錯誤，系統(tǒng)的容錯性有待進(jìn)一步提高。

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