基于Spring框架的甘肅電大云教室運維管理系統設計與實現

王晶 趙明 劉云伍 武永嬌

摘 要 甘肅電大云教室自建設以來，承擔了學校遠程授課、論文答辯、教學研討、專題講座、會議直播等工作，在學校的應用越來越廣泛。目前云教室的使用管理均使用傳統的手工方式，隨著應用的增多，出現重復排課、統計費事費力等問題，迫切需要建立MIS對全省45間云教室進行統一管理，以規范使用、簡化流程，更好地為遠程教育服務。根據云教室的業務需求，使用Spring框架對MIS進行設計與實現。

關鍵詞 云教室；Spring；教學資源；遠程教育；運維管理系統

中圖分類號：G642 文獻標識碼：B

文章編號：1671-489X（2018）23-0029-03

1 引言

國家開放大學云教室是2013年出現的全新概念，是以云計算技術為基礎，將物理教室與虛擬教室相結合組成的“大”教室，目的是將最優質的教學資源無障礙、扁平化輸送到教學一線，從而實現優質教學資源的共享，緩解中西部地區師資匱乏問題，提升基層教育質量和信息化應用水平。云教室具有在線面授教學、遠程實時教學、網絡直播教學、雙向互動教學、多地教學研討、遠程面試與答辯、實時錄播、視頻會議、網絡考試與考試監控等功能[1]。

目前，國家開放大學已經在全國部署345間云教室。甘肅電大先后實施兩期建設項目，在全省范圍共建云教室45間，實現對所有市州分校的全覆蓋，正在積極申報三期建設項目，力爭實現對所有教學點的全覆蓋。

自甘肅電大云教室建成以后，學校積極開展應用探索，云教室承擔了學校遠程授課、期末輔導、多地教學研討、異地論文答辯、會議直播、專題講座、業務學習等工作，在學校的應用越來越廣泛，承擔的教學量每學期都有很大提升。但是目前云教室的使用管理均使用傳統的手工方式，在一期四間云教室運行時還可，二期云教室大量建成后，隨著業務量的加大，云教室使用管理非常煩瑣，并且不規范，出現越來越多的矛盾。為了充分發揮云教室的各項遠程教學功能，規范云教室的使用，提高管理運維水平，更好地服務于遠程教育，設計和開發甘肅電大云教室運維管理系統。

2 系統設計

系統架構 該系統采用B/S架構，以MySQL作為后臺數據管理系統，實現對全省云教室的管理。開發平臺采用Spring框架實現邏輯處理，前臺頁面使用Bootstrap技術。Spring和Bootstrap完美結合，可以有效縮短開發周期，為系統開發提供便利；同時對用戶的使用體驗進行了優化，是一種高效簡潔的整合應用方案。

系統功能設計 根據需求，本系統主要分為九大功能模塊，如圖1所示。下面對主要模塊的功能進行簡要說明。

云教室管理：設有云教室列表、視頻資源表、維護記錄表、聯調表、網絡測試等分項，可以瀏覽、管理所有云教室信息和運行產生的資源目錄；直觀監控全省云教室的網絡狀況；對國開巡檢、聯調過程進行記錄；各建設點運維人員填報云教室故障記錄等。

使用管理：用于教師等用戶填報云教室使用申請、查看當前申請狀況；教學管理部門批量導入課程計劃等。

審核管理：設有審核記錄表，用于審核部門審核各類申請（教務處審核各類教學使用申請，辦公室審核各類非教學活動），查看審核記錄等。

課程管理：用于教學管理部門發布課程表；各類用戶查詢、統計課表；技術負責部門安排值班教師，填報使用記錄，統計到課情況等。

資料庫：用于上傳及下載設備技術說明書、故障匯編、云教室技術論文及云教室相關軟件等。

統計管理：用于統計各種運行數據。

系統管理：用于用戶管理、權限管理，數據備份、恢復，系統設置等。

個人中心：用于修改個人信息，推送與個人相關的信

息，如教師顯示待授課程，運維人員顯示待值班課程、故障處理等。

系統預設置六種角色，分別是系統管理員、審核人員、授課教師、運維人員、管理人員和訪客，按照角色和管理權限加密登錄系統，不同角色和權限的用戶將打開不同功能的界面。每個權限都具有查看課程表和通知公告的權限。系統管理員擁有最高權限，具有用戶管理、系統管理、菜單管理、云教室管理、課程管理、故障處理、資料庫等功能。審核人員主要具有發布通知公告、批量導入課程計劃、審核課程申請、進行數據統計等功能。授課教師具有填報申請、基本數據統計功能。運維人員的使用者是各云教室的管理人員，主要具有云教室資料維護、申請管理、故障申報、填報維護記錄、課程管理等功能。管理人員的使用者是學校領導，主要具有查看各運行數據的權限。訪客只有基礎權限。本系統角色建立動態化、便捷化，根據需要，系統可隨時快速建立一類角色，或對角色權限進行修改。

3 關鍵技術

B/S結構 系統采用B/S（Browser/Server）結構，即瀏覽器/服務器結構。這種結構系統功能實現的核心部分集中在服務器端（Server），只有極少部分的事務邏輯在前端（Browser）進行，簡化了系統的開發、維護和使用。用戶端只需要一臺能上網的電腦即可，不需要安裝軟件，門檻低，使用維護方便，大大降低了用戶的總成本。

Spring MVC模式 Spring是由Rod Johnson創建的一個分層的輕量級開源框架，通過對反轉控制模式（IOC）和面向方面編程（AOP）的實現，解決了許多在以往J2EE應用開發中常見的問題。并且Spring并不排斥其他開源框架，反而提供了對其他框架（如Struts、Hibernate等）的支持，可與其無縫整合，是應用系統開發的輕量級解決方案和一站式選擇。

MVC（Model View Controller）模式是一種非常著名的軟件設計模式，將軟件系統分為模型（Model）、視圖（View）和控制器（Controller）[2]三個部分。MVC模式也是目前交互式系統中應用最廣的一種分層架構，可以很好地隔離用戶界面層和業務處理層，對代碼進行模塊化劃分，將一個系統中的各個功能部分之間進行解耦，在改進和個性化定制界面及用戶交互的同時，不需要重新編寫業務邏輯。Spring框架提供了構建Web應用程序的全功能MVC模塊[3]。Spring MVC實現了MVC的核心概念，為控制器和處理程序提供了大量與此模式相關的功能[4]。

Bootstrap框架 Bootstrap基于HTML、JavaScript、CSS，來自Twitter，是用于快速開發Web應用程序和網站的前端框架，也是目前很受歡迎的前端框架。Bootstrap是完全開源的，具有移動設備優先的特點，并支持所有主流瀏覽器，滿足用戶隨時隨地使用的需求。Bootstrap中包含了豐富的Web組件，根據這些組件，使用者可以快速搭建一個漂亮、功能完備的網站。

4 系統主要功能實現

登錄界面的實現 本系統主要有六類用戶類型，采用統一界面登錄的形式，如圖2所示；亦可以通過掃描二維碼使用移動終端打開系統，輸入正確的用戶名、密碼即可登錄。

使用申請功能的實現 用戶進入后，選擇菜單欄中使用管理欄目下的添加申請，填寫圖3所示信息。添加的時間段系統會自動判斷是否已占用，并及時給出反饋，解決了重復排課的問題。

審核功能的實現 管理部門登入系統后，對申請列表進行審核。如圖4所示，填寫審核意見，根據需要點擊審核通過或不通過按鈕。

網絡監控功能的實現 用戶進入系統后可實時直觀地監控全省云教室的網絡狀況，如圖5所示，綠色代表連通。

使用記錄功能實現 每次授課時，值班人員登錄后按圖6如實填寫當次記錄。

統計功能實現 根據權限不同，各級用戶通過不同的統計角度，可對云教室運行數據進行統計分析，為下一步的學生學習行為分析提供支持。圖7是按照不同課程學生參與學習統計，圖8是每個云教室教學點在設定時間內參與教學次數。

5 結語

本系統構建了甘肅省全省45間云教室運維管理數據庫，使所有云教室數據實現了信息化，規范了云教室的使用管理，涵蓋了業務流程，提供云教室實時監控與統計功能，為分析學生學習行為提供依據。同時使用的Spring+Boot-strap技術使得系統具有很強的移植性，適應于多終端。本系統在滿足學校需求的同時，對其他建有云教室的省電大也具有很好的推廣意義。目前，系統試運行效果良好，但在運行中發現數據分析功能還不完善，云教室教學資源利用率不高等問題，這在今后還需要進一步解決。

參考文獻

[1]國家開放大學建設方案[DB/OL].[2017-03-21].http：//www.ouchn.edu.cn/News/ArticleDetail.aspx？ArticleId=89c2aa03-874a-43bb-ac34-9fc9fb896597&ArticleType=2.

[2]任中方，張華，閆明松，等.MVC模式研究的綜述[J].計算機應用研究，2004，21（10）：1-4，8.

[3]張宇，王映輝，張翔南.基于Spring的MVC框架設計與實現[J].計算機工程，2010，36（4）：59-62.

[4]薛峰，梁鋒，徐書勛，等.基于Spring MVC框架的Web研究與應用[J].合肥工業大學學報：自然科學版，2012，35（3）：337-340.