學(xué)校教務(wù)管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

劉成琦

（江蘇聯(lián)合職業(yè)技術(shù)學(xué)院蘇州旅游與財(cái)經(jīng)分院 江蘇省蘇州市 215104）

隨著移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展和移動(dòng)設(shè)備的日益普及，如何更好地利用碎片化時(shí)間進(jìn)行教育和學(xué)習(xí)，借助移動(dòng)端軟件更加友好和豐富的圖形界面，改變校園“低頭族”和“拇指文化”的行為現(xiàn)狀，設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)基于移動(dòng)端的校園教務(wù)系統(tǒng)具有深遠(yuǎn)的現(xiàn)實(shí)意義和廣泛的應(yīng)用價(jià)值，校園教務(wù)系統(tǒng)的移動(dòng)端多樣化在學(xué)校教務(wù)教學(xué)管理中漸漸成為了相當(dāng)重要的構(gòu)成部分。

移動(dòng)端系統(tǒng)的框架與模塊更多涉及到課程管理、教學(xué)管理、考核管理、教師管理、系統(tǒng)與權(quán)限管理等等多方面的問題。從搭建系統(tǒng)技術(shù)來說，界面與UI 顯示多是開放性相對(duì)更好的Android 系統(tǒng)與html 技術(shù)，系統(tǒng)框架運(yùn)用了三層B/S 結(jié)構(gòu)。JavaScript 與以往的webServer 在解決高并發(fā)訪問問題方面具有更多的強(qiáng)項(xiàng)，MongoDB在Web 領(lǐng)域解決快速讀寫問題更是超過mysql。[1]

筆者在本文中采用適合的系統(tǒng)架構(gòu)與開發(fā)技術(shù)，構(gòu)建出基于移動(dòng)端的學(xué)校教務(wù)管理系統(tǒng)，同時(shí)完成了教務(wù)管理系統(tǒng)在移動(dòng)端的提交數(shù)據(jù)操作、前臺(tái)顯示和后臺(tái)的接口，以及展現(xiàn)出實(shí)現(xiàn)一個(gè)簡(jiǎn)單手勢(shì)的方法。

1 學(xué)校教務(wù)管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)概括

筆者在本文中運(yùn)用三層B/S 結(jié)構(gòu)，基于Web 完成系統(tǒng)設(shè)計(jì)，滿足信息安全需要，共享資源，同時(shí)可以滿足使用簡(jiǎn)化與大范圍化之要求，結(jié)合相對(duì)應(yīng)的用戶管理模式，在互聯(lián)網(wǎng)上能夠易于實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程操作。節(jié)約客戶端系統(tǒng)升級(jí)的成本是運(yùn)用三層B/S 結(jié)構(gòu)的主要目的，將系統(tǒng)的主要修改和維護(hù)工作，發(fā)生至服務(wù)器端，更加簡(jiǎn)易實(shí)用。這種架構(gòu)的運(yùn)用，能夠?qū)⑷康臉I(yè)務(wù)數(shù)據(jù)交到后臺(tái)服務(wù)器實(shí)行處理，接著再將結(jié)果輸送回客戶端，以此保證數(shù)據(jù)安全穩(wěn)定。[2]

為了降低Web 應(yīng)用程序的復(fù)雜性，方便維護(hù)，本系統(tǒng)運(yùn)用模型、視圖、控制器（Model View Controller, MVC）的架構(gòu)創(chuàng)設(shè)框架機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)視圖、控制器和模型的分離。整體架構(gòu)采用node/express 作為web 應(yīng)用服務(wù)器，使用mongodb 作為數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，通過分片數(shù)據(jù)縮放處理可實(shí)現(xiàn)更高的吞吐量，由于mongodb 在客戶端生成的是BSON 查詢對(duì)象，這可以在很大程度上降低SQL 注入受到的攻擊危險(xiǎn)，提高數(shù)據(jù)的安全性。前端使用jquery、layui 等語言進(jìn)行頁面的設(shè)計(jì)，通過異步Javascript 和XML 實(shí)現(xiàn)頁面更新和數(shù)據(jù)傳輸。這種架構(gòu)方便用戶能夠快速構(gòu)建Web 服務(wù)器與客戶端接口及其服務(wù)，進(jìn)一步進(jìn)行移動(dòng)應(yīng)用的開發(fā)。

2 學(xué)校教務(wù)管理系統(tǒng)功能創(chuàng)設(shè)與達(dá)成

2.1 學(xué)校教務(wù)管理系統(tǒng)總體框架創(chuàng)設(shè)

實(shí)施和開發(fā)系統(tǒng)項(xiàng)目，需要通過不同的模塊設(shè)計(jì)來實(shí)現(xiàn)其主要功能，然后通過具體的技術(shù)手段，來實(shí)現(xiàn)模塊的功能，并最終確保系統(tǒng)的正常運(yùn)作，因此系統(tǒng)實(shí)施的優(yōu)劣與模塊的設(shè)計(jì)管理有著密切的聯(lián)系。

本文設(shè)計(jì)的在線教務(wù)系統(tǒng)具備以下基本模塊，蘊(yùn)含課程管理、教學(xué)管理、學(xué)生管理、教師管理、觀課管理、考試管理。根據(jù)教務(wù)人員、教師和學(xué)生的身份識(shí)別，賦予相應(yīng)的模塊操作權(quán)限，如圖1所示為教務(wù)管理系統(tǒng)功能構(gòu)成。

圖1：教務(wù)管理系統(tǒng)功能構(gòu)成圖

圖2：手機(jī)端運(yùn)行界面

2.2 用戶登錄和權(quán)限管理

打開移動(dòng)端后，用戶通過輸入自己的用戶名和密碼即可進(jìn)入系統(tǒng)。在校學(xué)生和教師的信息沿用舊系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)信息，無需再次注冊(cè)可以直接進(jìn)行登錄，并根據(jù)權(quán)限進(jìn)入對(duì)應(yīng)系統(tǒng)，獲取相應(yīng)訪問權(quán)限。對(duì)于新進(jìn)教師及新生，將會(huì)在特定時(shí)間開放注冊(cè)頁面，分角色進(jìn)行注冊(cè)，由系統(tǒng)對(duì)輸入的工號(hào)和學(xué)號(hào)進(jìn)行篩選判斷，分別錄入對(duì)應(yīng)組別，再由教務(wù)人員審核通過后即可使用。出于安全考慮，暫時(shí)不開放游覽客戶權(quán)限，以確保教務(wù)系統(tǒng)本身安全。

2.3 教學(xué)管理模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

教學(xué)管理模塊主要由教務(wù)人員進(jìn)行相應(yīng)操作，主要實(shí)現(xiàn)以下功能：可以對(duì)在校老師和學(xué)生的信息進(jìn)行查詢、添加、修改、刪除等基本操作；可以制定學(xué)期班級(jí)教師授課計(jì)劃及課程表；可以根據(jù)已經(jīng)開展的課程進(jìn)行課堂效果測(cè)評(píng)，選擇參與聽課的老師及學(xué)生就課堂效果進(jìn)行測(cè)評(píng)打分，檢驗(yàn)教學(xué)效果；可以組織老師和學(xué)生在線參與問卷調(diào)查，給教學(xué)改革等實(shí)踐活動(dòng)提供實(shí)證數(shù)據(jù)；可以提前組織教師進(jìn)行聽課安排，并對(duì)聽課老師的聽課記錄進(jìn)行及時(shí)核對(duì)，保證聽課的有效性和反饋的時(shí)效性；可以對(duì)教師進(jìn)行課務(wù)調(diào)整及對(duì)申請(qǐng)調(diào)課的老師信息記錄進(jìn)行審核處理。

2.4 教師管理模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

教師管理模塊主要由教師進(jìn)行相應(yīng)的操作，其主要功能如下：查看教師個(gè)人授課計(jì)劃表；調(diào)整自己的授課時(shí)間；參與其他教師的課堂教學(xué)，進(jìn)行課堂效果點(diǎn)評(píng)；能夠制作并參與問卷調(diào)查。

2.5 課程管理模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

課程管理模塊主要由教師進(jìn)行相應(yīng)的操作，其主要功能如下：可以機(jī)動(dòng)地對(duì)學(xué)生進(jìn)行課堂點(diǎn)名；能夠及時(shí)開放討論區(qū)讓學(xué)生對(duì)課堂內(nèi)容進(jìn)行討論與交流。

考慮到能夠更好地分配學(xué)生的課余學(xué)習(xí)，增進(jìn)教學(xué)改革的步伐，學(xué)校有計(jì)劃地將一些公共基礎(chǔ)課改為大班線上學(xué)習(xí)，這不僅緩解了教室數(shù)量不足的現(xiàn)狀，也大大提高了教師授課的教學(xué)效率。由于采取的是移動(dòng)端的教學(xué)，對(duì)于學(xué)生是否專注課堂學(xué)習(xí)的考核就成為了一個(gè)亟需解決的難題，考慮到設(shè)備，網(wǎng)絡(luò)等實(shí)際情況，全程采用視頻授課的方式存在一定的困難，因此，本文給出一種比較現(xiàn)實(shí)可行的簽到方式，通過不定時(shí)的課前、課中、課后的交互，來判定學(xué)生是否在規(guī)定的時(shí)間中進(jìn)行了有效的學(xué)習(xí)。

課堂隨機(jī)點(diǎn)名的模式主要有兩種，一種是大家比較熟悉的生成隨機(jī)數(shù)公布的方式，再由學(xué)生進(jìn)行錄入，數(shù)字準(zhǔn)確無誤，學(xué)生視為簽到成功，這種方式有時(shí)會(huì)因?yàn)閷W(xué)生個(gè)人的馬虎而導(dǎo)致多次出錯(cuò)，所以這種點(diǎn)名驗(yàn)證的方式學(xué)生頗有微詞。為了更好地發(fā)揮移動(dòng)端的優(yōu)勢(shì)，并且將“拇指文化”也應(yīng)用到點(diǎn)名中，所以課堂點(diǎn)名還可以通過交互手勢(shì)的方式進(jìn)行驗(yàn)證。手勢(shì)實(shí)際上也是一種輸入方式，直觀意義上也是我們所熟悉的人機(jī)交互方式。在理解手勢(shì)移動(dòng)之前，我們需要先了解幾個(gè)基本需求：

（1）手勢(shì)在圖片區(qū)域之間獲取顏色塊；

（2）在圖片區(qū)域中移動(dòng)手勢(shì)，選取的顏色塊顏色會(huì)發(fā)生改變；

（3）顏色塊的變量值會(huì)傳遞給接收模塊。

在進(jìn)行手勢(shì)點(diǎn)名時(shí)，主要通過touchstart 事件、touchmove 事件、touchend 事件和touchcancel 事件來實(shí)現(xiàn)相應(yīng)的操作。最簡(jiǎn)單的手勢(shì)就是單點(diǎn)觸控，主要實(shí)現(xiàn)的手勢(shì)有觸碰、長按、平移、旋轉(zhuǎn)、縮放。部分代碼如下：

2.6 其他模塊的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

學(xué)生管理模塊主要由學(xué)生進(jìn)行相應(yīng)操作，其主要功能如下：查看學(xué)生個(gè)人信息，并進(jìn)行相應(yīng)的操作；查看學(xué)期課程安排，明確授課教師、上課時(shí)間及授課地點(diǎn)等信息；通過條件篩選查看對(duì)應(yīng)科目的考試成績(jī)；參與課堂評(píng)測(cè)，對(duì)任課教師的授課情況如實(shí)反饋，提供參考信息；參與學(xué)校問卷調(diào)查，形成教與學(xué)的良好互動(dòng)。考試管理模塊主要實(shí)現(xiàn)考試簽到及在線考試，通過教務(wù)授權(quán)，在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)在線簽到，并在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)完成答題。

圖3：教師課堂點(diǎn)名界面

3 前端設(shè)計(jì)界面顯示

設(shè)計(jì)的教務(wù)系統(tǒng)可以自動(dòng)調(diào)整適應(yīng)不同的分辨率，在多種移動(dòng)終端上流暢運(yùn)行，圖2 是移動(dòng)設(shè)備運(yùn)行效果圖。

進(jìn)入教學(xué)系統(tǒng)后教師課堂點(diǎn)名驗(yàn)證效果圖如圖3所示。

從上述部分運(yùn)行效果圖可以看出，本文設(shè)計(jì)的系統(tǒng)良好的擴(kuò)展性，能夠較好適應(yīng)教學(xué)信息化改革的需要。

4 結(jié)語

本文基于MVC 開發(fā)思想和三層B/S 構(gòu)架設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了移動(dòng)端教務(wù)管理系統(tǒng)架構(gòu)，創(chuàng)設(shè)并完成了課程管理、教學(xué)管理、學(xué)生管理、教師管理、觀課管理、考試管理等模塊。有較好的人機(jī)交互界面，教師和學(xué)生可以隨時(shí)利用移動(dòng)終端進(jìn)行教育學(xué)習(xí)工作，系統(tǒng)的順利使用檢驗(yàn)出可行性的實(shí)施方案。不遠(yuǎn)將來的開發(fā)研究中，能夠繼續(xù)拓展系統(tǒng)的功能與模塊，將系統(tǒng)的安全性與完整性更好地達(dá)到極致，算法優(yōu)化，將教務(wù)管理系統(tǒng)的效能更上一個(gè)臺(tái)階。