基于UML的教學質量管理系統分析與設計

周慶勛

（青島廣播電視大學，山東 青島 266012）

步入21世紀以來，我國社會經濟得到了迅猛的發展，對專業人才的需求缺口越來越大，高等教育在社會以及設廠需要的呼聲下迅速壯大。目前，在我國的社會環境與經濟環境下，眾多高職院校得到了快速的發展。我國高職院校以培養應用型人才為第一辦學宗旨，學生不僅要掌握理論知識，而且還要掌握一定的操作技能。面對逐年增多的學生數量，教師如何進一步做好教學管理工作更為重要。原先的教學管理主要是依靠紙質文件，教師的工作量大，來自學生和家長的反饋慢，而且材料不易保管，可以通過現代化的管理手段提高高職院校教學管理水平非常必要。總而言之，高職院校建設適合與實際情況的教學質量管理系統是大勢所趨。

信息管理最為根本的目的就是通過對信息資源合理的、科學的開發，利用先進的科學技術對現有的信息資源進一步地組織、規劃、統籌，有效利用、管理現有信息資源。作為高校的教學信息管理系統，對高校各種教育資源進行合理的、高效的、科學的利用是當前教學質量管理系統設計開發過程中最為主要的目標。教學質量管理系統設計開發應當建立在提高教學質量，減少教師處理日常事務的工作量，提高工作效率的前提下

一、系統需求分析

1.需求層次

系統的需求層次主要有：業務需求、用戶需求、功能需求以及非功能需求。

圖1系統需求層次

其中，業務需求描述了產品或系統所需滿足的目標要求，一般情況下，業務需求在前景文檔當中會做規定和說明；用戶需求是從用戶角度出發，對系統提出具體要求，通常是通過用例文檔或是方案腳本對此說明；功能需求對軟件功能進行提現，有了軟件功能，業務需求才能得到實現；非功能需求與功能需求相對應，對產品或是系統需要滿足的業務規則、質量屬性、約束條件、規格說明等進行體現，是系統展現出來的行為或者執行操作等。

2.系統功能需求

高職院校教學質量管理系統涉及到教學教育的各個方面，面向學院的各個部門及各個層次用戶，是一個具有多個模塊的綜合信息管理系統。如圖2所示。

圖2教學質量管理系統功能

二、系統的建模與設計

1.系統架構設計

系統架構是根據系統的網絡結構，對系統在整體上進行設計，并且對各功能模塊提出整體設計思路的過程。參與者的分類與抽象圖如圖3所示。

2.結構模型

用例模型對系統外部特征進行描述，為了獲得更完整準確的系統需求，還需要對軟件的行為特征以及內部結構進一步分析與設計。結構建模對系統內部特點進行有效描述，類圖是結構建模的結果顯示。

（1）結構模型概述

結構模型的建立是為了在系統中形成一個可維護的邏輯結構，著眼于系統的基本功能。建模時，對用例進行分析，將系統進行分解，得到分析類，這些分析類之間相互協調，利用類圖對對象類屬性以及相互之間的關系進行描述。

（ 2）類圖

在UML中，類分為三種類型：控制類(ControlClass)、邊界類(Boundary Class)以及實體類(Entity Class)。對于本文設計的教學質量管理系統，這里重點介紹學籍管理功能模塊，如圖4所示。

圖3參與者的分類與抽象圖

圖4 學籍管理類圖

3.行為模型

靜態模型對系統內部結構進行了描述，但是并不完整，實際中系統都是活動的，需要行為模型進行描述。

（1）行為模型概述

為模型對象間的操作與行為進行了具體描述，包括狀態模型、活動模型以及交互模型。交互圖和行為圖是系統行為模型描述的兩個表述方式，在系統分析設計中，通過用例和對象類繪制圖像，同時還可以驗證和完善系統的靜態結構，滿足用戶需求。

（ 2）交互圖

交互圖用于描述具體的工作流程，參與的類和角色以及之間的交互是關鍵點。交互圖分為協作圖和時序圖，時序圖是根據時間的先后順序分析用例及活動的處理流程，系統選擇時序圖來進行分析。

（ 3）行為圖

行為圖是系統動態模型中的第二類圖，可以分為：活動圖、狀態圖兩類。活動圖對活動之間順序以及分支流進行了顯示。

下面以職業資格認證管理用例中的學生報名活動為例，對活動圖進行介紹，如圖5所示。

圖5學生職業資格認證報名活動圖

4.數據模型

對于教學質量管理系統，系統的構建需要用到后臺數據庫，數據庫主要用來存儲各類數據信息，這就涉及到數據模型。

（ 1）E-R 模型

E-R模型也叫做實體-聯系圖。E-R模型對實體的類型、屬性以及聯系的展示提供方法。

（2）數據庫邏輯結構設計

根據E-R圖，將模型轉變為關系模型，確定數據表，以學籍管理為例，設計數據表。 見附表 1、2、3、4、5。

5.物理模型

用例模型、結構模型和行為模型都是對系統進行需求分析得到的結果，在進行系統設計時，需要選擇合適的物理模型，從而設計系統架構以及相關的子系統。明確了系統體系架構之后，需要根據組件圖和部署圖建立系統的實現模型。

（1）系統體系結構

對于本文設計的教學質量管理系統，根據類、關系和行為將系統劃分為很多應用子系統，包括：學籍管理、成績管理、選課管理、教學計劃管理、評教、實踐教學管理等。

（ 2）組件圖

組件圖用于建立系統的實現模型，也可以建立系統的業務模型，組件圖包括組件、接口以及組件之間的聯系。

（ 3）部署圖

部署圖表示系統各節點以及節點之間的關系，一個節點表示一個類型的硬件。在選好節點后，就可以把組件安排到各個節點中。

三、部分功能模塊實現

1.學籍管理

學籍管理是學生基本信息管理中非常重要的方面，學籍管理功能是根據學生所在系和班級情況分類處理，記錄的信息包括學生學籍號、學號、入校時間、班級以及一些個人基本資料等。本文設計的教學質量管理系統，是基于PHP動態語言進行開發，基于B/S模式開發Web應用程序，整個界面和功能效果都比較理想，學籍管理的界面如圖6所示。

圖6 學籍管理界面

學校教學質量管理原先主要通過紙質文檔來記錄相關信息，包括學生的成績、教師的教學計劃等，隨著時間的推移和學生數量的增加，文檔越來越多，有些文檔雖然暫時沒有作用了，但也需要留檔備份，使教學管理人員的工作很難進行。隨著信息化的發展，有必要針對學校的實際情況，建設學校教學質量管理系統。教學質量管理系統應該具有學籍管理、基本信息管理、學生評教與選課、成績查詢和教師教學計劃管理等功能，把以前紙質文檔的工作盡量轉移到網絡系統中，從而簡化辦公流程，提高工作效率。

2.素質評價

高職教育不同于傳統的本科教育，理論知識的比重沒有那么高，學校重視對學生實踐能力的培養，考核方式更應該拋棄傳統的一次考試定勝負的模式，考核方式、評價標準應該多元化。素質評價功能是針對高職院校的情況，考慮到職業技術學院的實際需要增加的一項功能。素質評價功能是將學生成績的一部分由同學、老師、家長、企業、校外專家等綜合評價來計算得來的，學生素質評價機制是高職院校教學改革的一個重要體現，體現了素質教育的要求。本功能模塊的重點是評價內容的設置，評價內容構成了綜合素質評價表。下面為學生綜合素質評價界面。

圖7學生素質評價界面

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