基于.Net平臺的學習賬本分布式系統的設計

楊少琦 侯開虎 謝鵬輝

摘 ?要： 在網絡技術普及、教育行業蒸蒸日上的當下，學生人數日漸增多，教學水平逐年下降;如何能夠提高教學水平和管理好學生信息是各個高校現在普遍存在的問題。本文將通過對國內學生數量基數大、教學水平一般的高校進行調研，并進行需求分析。結合高校的實際所需，對學習賬本信息管理系統進行了詳細設計，借助web程序開發技術實現了B/S模式的信息管理系統各個功能模塊。主要包括用戶管理、知識貨幣管理等模塊。該系統的建立可以提高高校的工作效率和學生的學習效率。

關鍵詞： 高校教學;知識貨幣;信息管理;系統設計B/S模式

中圖分類號： TP391. 41 ? ?文獻標識碼： A ? ?DOI：10.3969/j.issn.1003-6970.2019.08.020

本文著錄格式：楊少琦，侯開虎，謝鵬輝，等. 基于.Net平臺的學習賬本分布式系統的設計[J]. 軟件，2019，40（8）：8488

【Abstract】： With the popularity of network technology and the booming education industry， the number of students ? is increasing and the teaching level is decreasing year by year. How to improve the teaching level and manage student information is a common problem in colleges and universities. This paper will conduct a survey on the number of domestic stu-dents with a large number of students and a general teaching level， and conduct a demand analysis. Combined with the actual needs of colleges and universities， the detailed management of the account book information management sys-tem was carried out， and the various functional modules of the B/S mode information management system were real-ized by means of web program development technology. It mainly includes modules such as user management and knowledge currency management. The establishment of the system can improve the efficiency of college students and the efficiency of students' learning.

【Key words】： College teaching; Knowledge currency; Information management; System design; B/S model

0 ?引言

近年來，隨著我國教育行業的不停開展，高校的不斷增多，受到高等教育的人才也越來越多，伴隨其出現的教育行業存在的問題也不斷冒出。例如很多高校的學生逃課、上課不聽講、考前臨時抱佛腳、考完就忘完的現象普遍存在，有些學生跟隨潮流盲目考證，有些學生甚至為了利益進行學術造假。這些問題的存在主要是由于學生缺乏對學習的興趣、不重視學校教育，受到社會浮躁氣息所感染引起的自我欺騙、一無所成。這些問題在社會中造成了很大的影響，一方面來說影響著學生的學習和成長，另一方面還有對教育行業在社會上的看法和態度[1]。

自智能手機流行以來，帶給人們生活很多便利，在商業、服務業等各行各業，也滲透了教育業，比方說，很多學習的APP可以讓同學們課下學習，跟老師、同學更方便溝通和聯系。但也給我們的生活帶來了很多壞的影響，比如很多學生在課堂上玩手機，影響了上課的效率，下課后沉迷于網絡游戲，對學習失去興趣。故本文提出的學習賬本原型系統的開發將基于.NET技術，利用分布式計算，針對學生學習過程記錄，學術成果認證，采用升級和知識貨幣的方式，將游戲方式和學習相結合，培養學生學習興趣，將成果認證后轉化為可以評估學生能力的知識貨幣，一方面可以激勵學生，另一方面學生可以通過積累的知識貨幣購買書籍和學習課程，此外該系統還可以幫助高校對學生的教學信息進行有效的管理，減少高校管理所需的人工成本，減輕高校工作人員的工作負擔，將精力集中在教學過程中，提高教學效率。綜上所訴，本系統的開發和研究是具有實際應用價值的，為現在教育行業目前所需。

1 ?系統分析

1.1 ?系統可行性分析

（1）經濟可行性分析

本系統是基于B/S模式下進行設計開發的，只要通過簡單的配置就可以使用該系統，前期該系統主要是針對昆明理工大學進行大眾設計，其可以滿足昆明理工大學學生的使用，后期將可以針對不同高校進行定制，學生和老師可以通過APP進行操作，學校則可以通過安裝后臺所需程序即可收集數據。開發此系統最主要的是在系統研發和開發過程，主要是人工成本，只要高校短期不重新建筑教學地址，系統就可以不做改變[2]。大幅度提高學校的教學質量，提高學生的學習效率，另外該系統可以通過系統帶來的效益是遠遠超過其開發時投入的成本，所以在經濟上是完全可行的。

（2）技術可行性分析

本系統采用Visual Studio 2017集成開發環境進行開發，采用SQL server 2017數據庫進行數據的存儲和查看，本文采用的是.NET Framework框架下的Smobiler開發平臺，使用的開發語言為C#。選擇以上的開發環境技術目前已經十分成熟穩定，并且一次性開發，可以同時在安卓（Android）和蘋果（IOS）兩個平臺運行。所以在技術上結合以上條件是可以實現該系統的開發的。

（3）操作可行性

本系統雖然是由高級語言程序開發完成的，但是對于高校的用戶來講，只是人和智能手機（或者電腦）進行交互界面的簡單操作，即老師和學生只需通過手機APP對其界面進行相關操作，后來數據管理人員只需對著電腦進行操作，因此，該系統的設計只需考慮其操作界面的簡捷性、舒適性、規范性和可靠性即可，該系統對于學生而言，他們可以在APP打卡簽到獲得知識貨幣來激勵自己學習，校正態度并養成好的學習習慣;對于老師而言，操作簡捷，容易上手;對于高校系統管理工作人員來說，該系統操作簡單快捷，能夠提高工作效率。

1.2 ?功能需求分析

本系統的目的主要是實現通過手機APP對高校教學信息進行系統的管理：教師通過APP對學生簽到信息，學習成績信息進行管理，學生提供手機APP獲得知識貨幣并且可以購買感興趣的知識信息。使用本系統的系統角色主要包括學生（操作員）、老師（操作員）、高校數據庫管理員以及高校系統管理員四類角色[3]。各角色詳細信息如下：

（1）學生

學生即系統的二級用戶，是系統的主要使用者。其使用系統時主要是將自己的個人信息、學習過程、學術成果和學生互評的信息錄入系統。所以對于學生而言，其權限主要在于注冊，登陸，上課簽到，作業提交，同學匿名互評抽簽，同學互評分數選擇，退出系統，維護自己的登陸密碼，查詢自己的知識貨幣，查看上課界面簽到情況，查看知識貨幣班級排名，專業排名即可。

（2）老師

老師分為兩種身份，一類是班主任，另一類為代課老師，在該系統中，老師是一級用戶，即是管理者也是使用者。其使用系統主要是將自己的個人信息、班級信息、課程信息、課堂簽到認證、作業分數、學科成績、學術成果認證的信息錄入系統，老師需要在學生錄入信息后，對學生相關信息進行審核，保證其信息的準確和真實。所以對于老師而言，其權限主要在于注冊、登陸、創建班級、班級學生審核、查詢班級情況、創建課堂、上課簽到認證、作業分數錄入、學科成績錄入、學術成果認證，退出系統，維護自己的登陸密碼，查詢本班學生知識貨幣排名，查看上課界面簽到情況即可。

（3）數據管理員

數據庫管理員主要工作是處理系統中所有的業務數據信息，該人員的設定應有系統設置[4]。其主要的職責是復制審批新增老師的數據，確保老師的真實性和準確性，其次維護系統中已有老師、學生的相關數據，通過相關的SQL語言設定相關的分類標準并及時維護。所以對于數據管理員來說其權限應該包括老師和學生的所有權限，除此以外還包括審批老師提交新增申請的權限、具有維護以及查看系統內用戶對于信息進行操作所生產的操作日制的權限。此外考慮系統內的數據信息可能導出用于其他系統，所有數據管理員還具有導出相關數據信息的權限。

（4）系統管理員

系統管理員主要工作是對使用APP的信息系統操作員（老師和學生）以及數據庫管理員這些用戶信息進行增刪查改，數據庫管理員可以對用戶進行授權，使其具備一些權限（例如數據訪問權限、數據刪除權限）[5]，但是數據庫管理員不能夠訪問系統中與業務相關的數據。但是系統管理員具有維護系統中用戶信息及用戶權限的功能、查詢及維護系統中記錄所有用戶關鍵行為的系統日志。

1.3 ?非功能需求分析

對于系統的非功能性需求主要在于：

（1）安全性

本系統采用的數據庫是常見的SQLserver2008軟件對數據進行存儲和調取，該軟件搭建的數據庫穩定、安全，并且可以通過系統中的賬戶認證安全策略及系統連接數據庫的賬戶認證安全策略兩重認證保證數據的安全性[6]。

（2）可靠性

本系統的權限支配所采用安全機制是三權分離，即將系統中的數據操作權限與系統管理權限分開，再將系統中的日志維護權限與前面兩個權限分離開來，三種權限相互牽制，擔保了系統的可靠性。

（3）實用性

本系統包含了對用戶信息自動編碼功能、對知識貨幣自動排名功能、簽到界面座位點亮功能、課堂定位功能、老師對學生信息的管理功能及對于知識貨幣的管理功能，大量中間的篩選和計算工作由系統進行，節省了大量高校管理信息的人力成本與時間成本，同時激發學生學習興趣，還可以養成好的學習習慣，以上分析可以說明構建該系統實用性較強。

2 ?系統設計

2.1 ?系統總設計

通過第一章對實際需求和相關條件的整理分析，本系統將通過換份多個子模塊的設計方法，通過結構化設計，由總到分，從上到下，層層分明，遵照高內聚低耦合的基本原則，在設計過程中精益求精，使該系統具有信息隱秘，模塊獨立的特點。本文將建立系統的邏輯模型，通過采用數據流圖（DFD）和數字字典兩種工具。本系統是基于學校原有的學生信息管理平臺進行開發的手機APP應用，通過邏輯分析，本文將系統劃分為六個主要功能模塊包括：用戶管理、角色管理、課堂信息管理、成績信息管理、知識貨幣管理、日志管理。

Visual Studio 2017軟件是本系統采用的開發環境軟件，該環境具有可視化開發設計工具、多種類編程語言以及代碼編譯器等功能，可以進行高效率的應用系統開發[7]。VS2017能夠生成更大的負載，進行數據的分布式收集和測試執行，采用常見SQL2008中的B/S架構、簡單易懂的C#語言在VS2017中的Smobiler進行系統開發，通過微軟系統的.NET作為平臺，采用ASP.NET技術進行APP程序開發[8]。最后在微軟的IIS系統環境支持下，在應用服務器上發布已經開發完成的系統，通過蘋果ISO系統環境和安卓的Android系統的系統環境的支持，在應用商城發布完成開發的APP，在APP中即可訪問系統[9]。

其中，該系統的三層式關系結果如圖1所示。

2.2 ?系統功能模塊設計

本文論述的系統通過以上對需求的整理分析，將系統劃分為以下六個模塊，模塊結構圖如圖2所示。

2.3 ?系統詳細設計

（1）用戶管理模塊

用戶管理模塊包括用戶的新增管理、用戶個人信息管理及刪除用戶管理三個部分，這個模塊的主

要使用角色是系統管理員，主要涉及老師、學術信息檔案維護。通過在數據庫中建立相關的用戶信息表并進行管理。用戶新增管理：該模塊的主要功能是對高校內所有老師、學生用戶操作者的信息進行維護，對于失效或過期的信息進行及時刪除，確保這些操作用戶信息的真實性和準確性。刪除用戶：該模塊主要功能是刪除對于離職的老師和畢業5年以上的學生用戶信息，以保證其個人信息的安全性，防止其信息外泄。

（2）用戶角色管理

用戶權限管理：該模塊主要操作者為系統管理員，通過該模塊對教師、學生和數據庫管理員的權限進行設置分配。

（3）課堂信息管理模塊

課堂信息管理模塊主要式一個涉及教師和學生及教學工作相關部門的綜合模塊，面向學生上課的各個環節，主要利用GPS打卡定位的功能構建。此模塊需要在數據庫中建立相關的課程表格，學生信息表格，通過代課教師添加新模塊，由管理員進行審核，審核通過后學生可通過輸入課堂名稱加入課堂。具體數據流程圖如圖3所示。

（4）成績信息管理模塊

該模塊主要是幫助老師核算學生成績的綜合模塊，主要包括學生簽到獲得的平時分，老師通過APP及時反饋的平時成績，課后小作業分數統計，期末成績統計，所有過程透明化，將評分系統盡可能公平化。

（5）知識貨幣管理模塊

該模塊主要是學生通過課堂簽到、課程學習成績轉換為知識貨幣，用知識貨幣購買學習資料的管理模塊。學生可以通過積攢的知識貨幣購買需要的線上學習課程，所需參考文獻（主要是放假期間需要查閱時，可及時獲取），所需圖書等相關的學習資料。通過在數據庫中建立知識貨幣的表格，通過SQL語句對表格進行新增和刪除管理。

知識貨幣新增管理：此功能的設計讓學生能夠及時查看或者轉化知識貨幣，數據管理員可以對存在問題的知識貨幣轉化申請進行修改并反饋，此處為防止數據管理員私自修改數據產生錯誤，對數據管理員的權限進行設置，只允許數據管理員對審批員通過的申請進行修改。

知識貨幣刪除管理：該功能主要是學生用知識貨幣購買學習資料后，數據庫對對應的知識貨幣進行刪除的模塊。

（6）日志管理模塊

該模塊主要是系統管理員運用該模塊得到系統中相關步驟的記錄，并保證這些記錄的安全性。在高校需要查明成績問題或其他問題的源頭時，可以提供真實準確的記錄日志[10]。

日志查詢：此部分可以查詢到系統內教師和學生在系統中的關鍵操作，如課堂簽到、新建課堂、學生成績登入，知識貨幣購買資料等操作。在此部分中，系統管理員作為學習賬本的管理人員，可以查看所有用戶的操作日志，而數據管理員只能查看數據管理員及操作員的操作日志。操作員沒有查看日志的權限。

日志維護：此部分主要用于對系統所記錄的日志進行維護，刪除安全期以外的日志，防止日志占有大量系統資源。該功能屬于系統管理功能，只有系統管理員可以使用，其他角色都無權使用。

2.4 ?系統操作界面的實現

系統最終操作界面是通過蘋果和安卓系統的手機APP實現。主要根據系統的基本功能和特色功能進行設計，界面采取從上往下滑動的方式，包含知識貨幣任務、課程簽到、課堂表現、課后作業、課程成績、學術成果等基本功能和課外知識、課堂新聞等特色功能。APP主頁操作界面如圖5所示。

3 ?結語

學習賬本原型系統為高校學生教學的基礎信息管理平臺，針對現在高校普遍存在的一些教學的問題，例如：高校教師為激勵學生上課占用大量的上課時間點名，學生為應付老師、應付考試而作為學習目的，學生混日子、混文憑的想法普遍存在。該系統對學生而言可以起到激勵學習的作用，對于教師而言可以更方便的工作，是高校教學信息化必不

可少的基礎信息化平臺。本文首先通過各方面的調查分析，確定了系統的可行性，其次通過幾個主要模塊對系統進行了簡單設計，該設計從高校角度來看，信息化集中管理，簡單便捷的操作可以進一步提高高校的工作效率;從高校老師角度看，班主任可以輕松的管理班級，督促學生學習并養成良好的生活和學習習慣，教學老師可以節省上課點名的時間，減輕期末成績計算的工作量，提高教學水平;從學生角度來看，通過手機學習，方便快捷，可以激發學生競爭意識，養成良好的學習、生活習慣，促進學習效率，提高學習成果，從而降低社會各界對高校教育的偏見程度[11]。

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