教務管理信息系統的研究與發展

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摘要：在學校管理中教務管理是一個核心工作，其工作的復雜性、綜合性客觀上要求現代化管理手段。通過計算機教務管理系統實施學校教學工作的綜合管理，可以提升學校教學管理工作水平、促進學校管理進步。教務管理信息系統涵蓋了教務業務中的各個功能部件，從學籍、注冊、排課、選課、考試、成績、教學評價、教材等諸多方面形成一體化管理模式，全面支持廣域網絡辦公模式，可大大減少教務管理的手工勞動。在教務管理系統中排課模塊最為關鍵。由于傳統的手工排課非常復雜，這樣研究和確定一種高效地排課算法顯得尤為重要。

關鍵詞：教務管理系統；排課模塊；B／S架構；算法

中圖分類號：F287.5

文獻標識碼：A

文章編號：1672-3198(2009)09-0251-02

隨著現代信息技術的迅速發展，計算機成為人們生活和工作不可或缺的工具。尤其在互聯網迅猛發展之后，當今社會已進入網絡時代，計算機網絡已成為社會和經濟發展的強大動力。而利用先進的網絡技術手段提高學校的教學管理水平，對提高人才的綜合素質培養具有重大的影響和意義。

1系統開發背景

隨著高等院校的辦學規模不斷擴大，教學資源日益緊張。如何充分利用緊缺的教學資源，提高資源的使用率，處理成倍增長的信息量，已成為管理職能部門共同關心的焦點。特別是許多學校已啟動并加快了數字化校園建設的步伐，相繼建成了校園網，搭建了數字化校園的硬件平臺，在此基礎上應該快速高效地開發一套適用的教務管理系統及教務管理系統所應具備的體系結構和功能特性，這成為教務管理系統分析與設計的迫切需要和重點研究內容。

目前市面上有關高等院校教務管理信息系統的產品比較多，但由于各個院校的管理模式不同，通用系統適用性較差。而教務管理是整個學校的核心工作、重中之重，其管理模式的科學化與規范化、管理手段的信息化與自動化建設將對學校的總體發展產生深遠的影響。因此有必要結合學校的實際情況開發一套有自己特色的教務管理系統，以適應學校教學管理的創新特色，使得教師、學生、教學管理人員能夠方便地完成教學資源管理、學生學籍管理、成績管理、教學計劃的安排與執行、智能排課、考務管理等工作，為教學管理分析和決策的提供有效輔助手段，為教學活動產生更好的促進作用。

2研究現狀與發展

利用計算機與信息技術來改進學校教務管理，可以使教學管理者從繁瑣的教務工作中解脫出來，提高了工作效率。從國內外學校的教務管理系統來看，其發展大致經歷了以下幾個階段：

一是以單機和獨立的業務系統為主體的教務管理信息系統發展階段。從20世紀80年代到90年代初期，計算機硬件的價格開始降低，為其在國內普及應用提供了條件。正是在這一時期，計算機走入了教育行業。但這時的教務管理信息系統幾乎都處于功能間的相互獨立狀態，大量的數據是以獨享方式存在的，沒有實現信息的整合。

二是以局域網和數據庫為基礎的網絡教務管理信息系統發展階段。從90年代中后期以來由于網絡的迅速崛起及網絡數據庫的普遍應用，教務管理系統的建設以先進的教育思想和基于Web的教務計算理念為指導，以計算機及網絡技術、現代教育技術及信息技術為支撐，以開放式、交互式、共享式為原則，建設一個信息安全可靠、傳輸快速、分散處理、集中優化、資源共享的教務管理環境。教務管理系統的設計開始注重數據共享，即開始考慮不同部門之間的數據交換問題。這使學校整體教務管理的效率得到了很大程度上的提高，重復工作也逐漸得以避免。

就主流的教務管理信息系統產品而言，除了產品名稱不同外，主要的功能模塊一般都包括：系統及權限管理、公共信息管理、學籍成績管理、教師管理、畢業管理、考務管理、教材管理、教學計劃管理、選課系統、排課系統、教務辦公等。從設計結構方面大部分教務管理系統采用了比較適于網絡方式并易于升級維護的B／s(瀏覽器／服務器，Brow-set／server)結構方式，用戶使用客戶端瀏覽器訪問系統。這種方式相對于C／s(客戶機／服務器，Client／Server)結構方式可以使開發和維護工作大大減輕，也使用戶的操作使用更加簡單。

目前，教務管理系統的開發平臺主要有：SUN公司的J2EE平臺和Microsoft公司的，NET平臺；數據庫平臺主要有：Oracle公司的Oracle 9i、IBM公司的DB2和Microsoft公司的sQL Server等。

在整個教務管理系統中自動排課的研究始終是一個重點。對于課表編排問題早在60年代末，國外就有人開始研究。1962年，Gotlieb曾提出一個課表問題的數學模型，此后人們又對課表問題的算法、解的存在性等問題作了很多探索，但大多數文獻中用到的數學模型都是Gotlieb的數學模型的簡化或補充。20世紀70年代中期，美國人s·Even等在論文中論證了課表問題是NP完全類問題，這就從理論的角度回答了排課在實踐中遇到困難的原因。s·Even的論證方式正式確立了排課問題的學術地位，把人們對課表編排復雜性的認識提高到理論的高度。

進入90年代，國外對排課問題的研究仍然非?；钴S。如印度Uastapur大學管理學院的Arabinda Tripathy、加拿大Montreal大學的Jean Aubin和J aequesA·Ferland以及Charles Fleutent等。Arahinda Tripathy的工作是針對以“人”為單位進行課表編排的。他運用拉格朗日松弛法和分支定界法求解，這種方法的缺點是為減少變量的個數，人為造成科目間的沖突。ATripathy還研究了研究生課表編排問題，他采用多重課組的方法來處理沖突(即根據學生選課的矛盾情況，將人數較多的課程在一星期內多次開課)。JaequesA，Ferland等人則把排課問題分成兩個子問題：時間表問題和分組問題。在時間表問題中，根據學生注冊情況、教師和教室的可利用情況形成一個主時間表。對于選課人數較多的大課，一星期要分成幾個時間段來上，分組問題就是將學生分給各時間段。兩個問題相關聯，通過懲罰因子來構造啟發函數。他們研制的SAPHIR課程調度決策支持系統分為數據處理、自動優化、交互優化等幾個模塊。該系統解決矛盾的主要方法也是采用多重課組，這與他們西方的教學管理體制是密不可分的。國外的研究表明，解決大規模的課表編排問題光靠數學方法是行不通的，而利用運籌學中分層規劃的思想將問題分解，將是一個有希望得到成功的辦法。

在國內，對排課問題的研究開始于80年代初期，排課系統中具有代表性的有：南京工學院的UTSS(A University Timetable Scheduling System)系統，清華大學的TISER(Timetable SchedulER)系統，大連理工大學的智能教學組織管理與課程調度，廣東工業大學計算機工程研發中心的高校教學管理系統中的排課系統等等，這些系統大多數都是模擬手工排課過程，以“班”為單位，運用啟發式函數來進行編排的。但是這些系統課表編排系統往往比較依賴于各個學校的教學體制，推廣時要做大量的修改工作。

目前，解決課表問題的方法有：模擬手工排課法，圖論方法，拉格朗日松弛法，二次分配法等多種方法。

3結語

隨著計算機技術和Internet的飛速發展及學校教學改革的深入，開發出適合本校的教務管理系統已經勢在必行。而隨著排課技術的不斷成熟，多種算法相結合進行排課的優勢得到了更多的認可。但是在教務管理信息化建設進程中，不論軟件、技術和設備如何先進，最終取得成效的關鍵在于教務管理人員的計算機信息技術水平，在于教務管理者掌握的專業基本知識和現代教育理論。因此，學校應加大對各級教學管理人員計算機信息技術的培訓力度，提高運用計算機信息技術進行教務管理的水平，以促進教務管理信息化的快速發展，提升管理層次和水平。