軍校多媒體課程教學管理系統的設計與實現

蔣 云 劉蘇洋 李志武

[摘要]為解決軍校多媒體課程教學管理目前存在的諸多問題，實現加快軍隊院校教學領域的信息化、提高教員多媒體課程教學管理水平的目的，研究應用MIS技術開發軍校多媒體課程教學管理系統是惟一有效途徑。該論文首先介紹了“演化原型一瀑布”綜合開發模型、基于ADO的數據庫開發技術等系統開發關鍵技術；然后著重闡述了系統的總體設計和功能、數據庫的設計方案，以及系統實現情況：最后對系統的發展提出了今后的研究方向。

[關鍵詞]多媒體課程；教學管理；管理信息系統

[中圖分類號]G40—057

[文獻標識碼]A

[論文編號]1009—8097(2009)13—0209—06

引言

軍校多媒體課程教學管理是指在軍隊院校范圍內，教員作為多媒體課程的教學實施與管理者，依據“關注學員任職需要，以學為主、教學相長”的教育思想，遵循軍隊院校教學規律和管理規律，對多媒體課程的備課、授課、考試等教學過程進行計劃、組織、指揮、協調、控制，以實現多媒體課程教學目標的過程。隨著近年來軍隊院校教學評價工作的全面實施，長期以來教員在教學信息管理過程中所出現的“收不全、理不清、歸不攏、查找難、效率低、管理原始”問題已成為制約軍隊院校提高教員組織多媒體課程教學的質量，從而影響其達標創優的一項信息化管理“短板”。

利用計算機技術，可以大大提高信息溝通和數據采集的效率，可以把大量紛雜的信息進行有序的組織。為解決上述問題，實現加快軍隊院校教學領域的信息化、提高教員多媒體課程教學管理水平的目的，研究應用MIS(Management Information System)技術開發軍校多媒體課程教學管理系統是惟一有效途徑。

一系統開發關鍵技術

1基于“演化原型一瀑布”綜合開發模型的開發模式

在軟件工程的發展過程中，曾出現了不同類型的軟件開發模型，如瀑布模型(Waterfall Model)、噴泉模型(Fountain Model)、增量模型(Increment Model)、快速原型模型(Rapid Prototyping Model)和螺旋模型(Spiral Model)等。將模型運用到軟件開發過程中，就成為一種軟件開發模式。

瀑布模型提供了完整的軟件生存期開發方法，便于課題負責人(或系統設計師)可以準確把握軟件開發的過程和安排各階段的工作，而參與課題的其他成員也能清楚地知道自己的職責任務：演化原型法開發模式的應用盡管需要在需求分析階段投入較多的時間和成本，但課題組可以獲得更為準確的用戶需求，為后續軟件開發奠定良好基礎，并確保軟件開發始終朝著正確的方向。因此，本文提出并采用“演化原型一瀑布”綜合開發模型作為系統開發模式。

“演化原型一瀑布”綜合開發模型的基本思想是：整個軟件開發將嚴格按照瀑布模型的可行性研究、制定開發計劃、用戶需求分析和說明、概要設計、詳細設計、程序編碼、測試及運行維護的軟件生存期進行開發，每一階段都必須進行驗證確認，發現錯誤則反饋至前面的開發階段，直至確認后再進入下一階段。但在用戶需求分析和說明階段，將應用演化原型法來開展工作。

2基于ADO的數據庫開發技術

ADO是建立在OLEDB上層的應用模型，實現了OLEDB的所有功能。通過ADO來訪問OLE DB數據源。這一訪問模型，可滿足從較小的簡單工作站進程到大型網絡程序，可以完成幾乎所有訪問和更新數據源的動作。很多開發工具都支持這個對象，比如VC和ASP。

3系統開發環境

軟件環境：為符合系統實現總體思想中對軟件可靠性的要求，本系統選用Windows XP+Visual c++6.0+Access 2003的軟件解決方案。

硬件環境：軍隊院校配發的清華同方系列計算機，或與其配置相當的計算機：CPU 3.0G：內存：256M；硬盤：80G。

此外，系統開發將采用基于“白盒”與“墨盒”的軟件測試技術，軟件維護主要采取了糾錯性和適應性兩類維護措施。

二系統設計

1系統設計原則

軍校多媒體課程教學管理系統是在借鑒、采納其他教學管理信息系統設計與實現的成功經驗的基礎上，針對用戶需求的特點，制定了如下的設計原則：

(1)靈活性原則

基于本系統被設計用來滿足管理各種不同教學信息的需要，它不僅可以管理數據庫信息，還可以管理多種格式的多媒體文件，這就要求系統具有相當的靈活性；

(2)可擴展原則

與眾多專門供學院教務部門使用的教學管理信息系統有所不同，本系統對于擴展性更為敏感。特別是教員在備課過程中，可能要使用不同格式的資源和不同時期的歷史資料。因而要求系統對教員常用的MCAI多媒體資源開發工具軟件及其輸出產品提供更好的支持擴展性。

(3)可用性原則

即要求系統具有良好的用戶界面與豐富的交互手段。

(4)復用性原則

在設計本系統時，用戶希望盡可能地利用現有的教學文件。目前，大部分的教案和試卷是通過Microsoft Word編寫的，多媒體課件是通過Microsoft PowerPoint制作的，而參考文獻包括有pdf、caj、htm、mlf等格式的文件。所以，系統應支持這些文檔格式的瀏覽，同時對于主要輸出的教案和試卷應能被Microsoft Word和其他第三方文本編輯器所支持。

2系統總體結構設計

軍校多媒體課程教學管理系統的總體結構設計如圖l所不。

3系統功能設計

軍校多媒體課程教學管理系統共有教員備課管理、授課信息管理、課程考試管理、顯示與輸出和系統幫助等五個功能模塊，各模塊的具體功能設計如下。

(1)教員備課管理模塊

該模塊主要幫助教員對課程備課信息進行管理。它主要包括備課文件查看、備課文件編輯和備課資源瀏覽與管理三項基本功能；

(2)授課信息管理模塊

模塊主要幫助教員對課程授課信息進行管理。它主要包括授課基本信息管理、班次信息管理、教員個人信息管理和教員授課情況統計四項基本功能；

(3)課程考試管理模塊

該模塊主要幫助教員對課程考試信息進行管理。它主要

各實體包括教學專題、教員、專業班次、學員、試題、包括學員成績管理、試題庫管理、試卷庫管理和課程考卷生成四項基本功能：

(4)顯示與輸出模塊

系統提供對多種格式文檔的顯示與輸出功能，以及用戶界面中主視圖窗口的顯示控制功能。它主要包括Word文檔的顯示與輸出、PPT文檔的顯示與輸出、其他格式文檔的顯示與輸出和主視圖窗口的顯示控制四項基本功能：

(5)系統幫助模塊

系統提供查閱版本說明、技術支持與服務說明和使用說明的功能。

4數據庫設計

從軍校多媒體課程教學管理系統的功能設計來看，它的核心是數據庫的設計

(1)概念結構設計

本系統的E-R模型如圖2所示。試卷等，例如教學專題實體E-R模型如圖3所示。

(2)邏輯結構設計

本系統數據庫各數據表是在概念結構設計的基礎上經過規范化處理的，例如教學專題表的設計如表1所示。

(3)物理結構設計

系統數據庫的物理結構設計依據可以運行Microsoft Windows 2000／XP操作系統的計算機系統來進行設計。

三系統實現

按照“演化原型一瀑布”綜合開發模型的要求，本系統實現的主要工作是軟件的編程實現，以及為最終實現軟件程序與運行硬件環境的完全融合，而進行的軟件測試與維護工作。實現軍校多媒體課程教學管理系統的總體思想是：在軟件功能上力爭創新，盡可能使程序運行流程符合教員進行多媒體課程教學管理的工作流程；在軟件可用上立足可靠，盡可能運用已有成熟技術和經驗進行軟件編程、測試和維護。

1系統運行流程

系統主程序的運行流程(如圖4所示)為：程序啟動后，首先需要與Access數據庫進行連接；連接成功后進入主界面(如圖8所示)，用戶可在主界面上方便、快捷地使用教員備課管理、授課信息管理、課程考試管理、顯示與輸出和系統幫助五個功能，本文后續的內容將圍繞前三個功能的實現進行詳細剖析。

2教員備課管理分系統

教員備課管理分系統主要具備查看多媒體課件、教案首頁和教案內容界面，編輯多媒體課件、教案首頁和教案內容，以及瀏覽備課圖片、視頻和參考文獻，教學專題管理等功能。

教員備課管理程序的運行流程(如圖5所示)為：當用戶選擇該功能后，首先需選擇教學專題：在確定好教學專題的基礎上，用戶可根據需要選擇查看備課文件、編輯備課文件和備課資源與管理三項功能：若用戶選擇運行查看備課文件或編輯備課文件功能，則程序會根據所選擇的教學專題，導入相應的多媒體課件文檔(為規范格式的.ppt文檔)、或教案首頁文檔(為規范格式的.doc表格文檔)、或教案內容文檔(為規范格式的.doe文檔)，并通過顯示與輸出模塊的輸出到屏幕上，其中經過編輯后的備課文件，可根據用戶選擇的路徑輸出到計算機中；若用戶選擇運行備課資源瀏覽功能，則程序會根據所選擇的教學專題，導入相應的備課圖片、視頻和參考文獻等多媒體文檔，并通過顯示與輸出模塊的輸出到屏幕上，程序支持目前大部分常用格式的多媒體文檔：若用戶選擇教學專題管理功能，則程序可對教學專題數據進行查詢、新增、修改和刪除操作，并通過顯示與輸出模塊的輸出到屏幕上。

3授課信息管理分系統

授課信息管理分系統主要具備授課基本信息管理、班次信息管理、教員個人信息管理和教員授課情況統計等功能。

授課信息管理程序的運行流程(如圖6所示)為：當用尸選擇該功能后，用戶可根據需要選擇授課基本信息管理、班次信息管理、教員個人信息管理和教員授課情況統計四項功能：若用戶選擇運行授課基本信息管理、班次信息管理、教員個人信息管理這三項功能，則程序可對相應的數據進行查詢、新增、修改和刪除操作，并通過顯示與輸出模塊的輸出到屏幕上；若用戶選擇教員授課情況統計功能，則程序可按照一定的查詢條件，進行單人或全體教員的授課情況進行統計。

4課程考試管理分系統

課程考試管理程序的運行流程(如圖7所示)為：當用戶選擇該功能后，用戶可根據需要選擇學員成績管理、試題庫管理、試卷庫管理和考卷生成四項功能；若用戶選擇運行學員成績管理、試題庫管理、試卷庫管理這三項功能，則程序可對相應的數據進行查詢、新增、修改和刪除操作，并通過顯示與輸出模塊的輸出到屏幕上；若用戶選擇考卷生成功能，則程序可在完成試卷名稱、試題范圍、試題數量與分數、試卷數量和輸出路徑等條件的設置后，按照人工定制、或自動選題、或人工與自動相結合的綜合選題模式，輸出單套或多套試卷的組織和輸出工作，程序還提供了試卷的預覽功能；此外，試卷的生成，還可在試卷庫管理模塊中，通過選擇、或修改已有歷史試卷來進行單套或多套試卷組織和輸出工作，程序還提供了試卷的預覽功能。

5系統運行效果系統的主界面主要由菜單與工具欄、專題選擇區、主顯示區和狀態信息顯示區等四部分組成，系統運行效果如圖8所示。

軍校多媒體課程教學管理系統自2007年11月首次正式交付海軍某學院使用以來，總體運行情況良好。根據現階段用戶反饋的使用意見和專家的評估意見來看，軍校多媒體課程教學管理系統具有以下幾個突出的優點：

(1)使用該系統后，教員在教學信息管理過程中所出現的“收不全、理不清、歸不攏、查找難、效率低、管理原始”問題已得到初步改善；

(2)大大提高了教員的工作效率，在一定程度上幫助教員提高了多媒體課程的教學水平；

(3)管理工作的信息化，節約了教員的時間和精力，創造了一定的經濟效益，并促進了學院教學改革工作的深化，系統具有良好的推廣前景。

結束語

軍校多媒體課程教學管理系統的完善與發展，還需要加強以下幾個方面的工作：

(1)加強系統安全性的研究工作，重點是授權用戶與非授權用戶的區別；

(2)加強系統資源共享方法的研究工作，重點是數據庫數據的導入與輸出；

(3)加強教學信息統計與輸出功能的研究工作；

(4)加強該系統與其他信息系統互連與協作的研究工作，特別是教員級與學院級、教研室級教學管理信息系統的綜合集成工作。