高校課程管理系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì)研究

【摘要】課程管理是高校內(nèi)重要的行政工作。不論是高校的行政工作人員、教師還是學(xué)生都普遍需要參與到這項(xiàng)工作中去。本文對(duì)課程管理系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì)進(jìn)行了探索：首先對(duì)課程系統(tǒng)需求進(jìn)行了詳細(xì)分析。在功能性需求方面，對(duì)系統(tǒng)業(yè)務(wù)進(jìn)行了詳細(xì)描述；在非功能性需求方面，從速度（響應(yīng)時(shí)間）、穩(wěn)定性、容錯(cuò)性、安全性和擴(kuò)展性等方面對(duì)課程管理系統(tǒng)進(jìn)行了分析。其次對(duì)課程管理系統(tǒng)進(jìn)行了總體分析與設(shè)計(jì)。最后給出了數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)模型。

【關(guān)鍵詞】課程管理系統(tǒng)需求分析系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫

【中圖分類號(hào)】G64【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2095-3089（2014）06-0227-03

1.引言

課程管理為廣大師生的日常教學(xué)活動(dòng)提供支持和指導(dǎo)，幫助課程教學(xué)活動(dòng)高質(zhì)量地按照計(jì)劃完成，其工作質(zhì)量將直接影響全校師生教學(xué)活動(dòng)，是每個(gè)高校都十分重視的工作。以往課程管理工作依靠電話聯(lián)系，張貼通知，口頭轉(zhuǎn)達(dá)等方式進(jìn)行。這些方式需要工作人員逐一通知聯(lián)系相關(guān)人員，不僅工作效率低下，而且信息傳播速度緩慢，浪費(fèi)時(shí)間，在傳達(dá)的過程中人為失誤也難以避免。

課程管理的內(nèi)容十分廣泛，包括：教學(xué)計(jì)劃、網(wǎng)上選課、課表編排、學(xué)生成績(jī)等方面[1-7]。課程管理涉及人員多，工作內(nèi)容廣，協(xié)調(diào)難度大，是一項(xiàng)非常復(fù)雜繁瑣的工作。課程管理系統(tǒng)能夠充分利用互聯(lián)網(wǎng)，運(yùn)用信息化手段為學(xué)校的課程工作提供一個(gè)管理平臺(tái)[8-9]，極大地減少了工作人員的工作量，只需要在系統(tǒng)內(nèi)進(jìn)行簡(jiǎn)單的操作就能夠完成相關(guān)的課程工作，顯著提高了課程管理的工作效率。

課程管理系統(tǒng)一般采用瀏覽器/服務(wù)器（B/S結(jié)構(gòu)）模式，每個(gè)相關(guān)人員打開瀏覽器就可以隨時(shí)、隨地地對(duì)課程進(jìn)行管理操作。利用課程管理系統(tǒng)對(duì)課程管理工作進(jìn)行約束還能減少人為失誤，使得所有的課程活動(dòng)按照事先確定的流程進(jìn)行，規(guī)范課程活動(dòng)。因此，研制開發(fā)一個(gè)課程管理系統(tǒng)對(duì)高校提高課程管理工作水平、實(shí)現(xiàn)教學(xué)和行政工作自動(dòng)化有重要意義，是每個(gè)高校十分現(xiàn)實(shí)的需求。

2.需求分析

本文為高校研發(fā)一套課程管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)的用戶為該校全體教務(wù)管理人員、教師和學(xué)生。系統(tǒng)必須為以上用戶提供綜合的教務(wù)工作服務(wù)。教務(wù)管理人員使用本教務(wù)系統(tǒng)處理日常教管工作。教師則利用該系統(tǒng)進(jìn)行課程開設(shè)、學(xué)習(xí)指導(dǎo)、成績(jī)錄取等教學(xué)相關(guān)的工作。學(xué)生自其入學(xué)到畢業(yè)都需要使用該系統(tǒng)，進(jìn)行學(xué)生課程信息查詢、選課和課程成績(jī)查詢等等。

因此，必須對(duì)所有用戶進(jìn)行調(diào)查，真正明確用戶的需要，徹底理解教務(wù)工作和已有系統(tǒng)的不足，以滿足各用戶對(duì)系統(tǒng)與自身身份權(quán)限相匹配的需求。本文系統(tǒng)地分析了系統(tǒng)的需求，然后從教學(xué)計(jì)劃、課表編排、網(wǎng)上選課、學(xué)生成績(jī)和用戶管理幾個(gè)模塊細(xì)化了系統(tǒng)的需求，為設(shè)計(jì)和開發(fā)系統(tǒng)打下良好基礎(chǔ)。

2.1系統(tǒng)業(yè)務(wù)分析

通過對(duì)學(xué)校需求的調(diào)查，本節(jié)從系統(tǒng)用戶角色、權(quán)限以及系統(tǒng)總體業(yè)務(wù)功能需求方面對(duì)本系統(tǒng)進(jìn)行詳細(xì)地需求分析。

2.1.1用戶角色和權(quán)限

課程管理系統(tǒng)中基本的角色可以分為三類：管理員、教師和學(xué)生。但是由于高校工作流程是十分復(fù)雜的，僅劃分三類用戶角色無法滿足系統(tǒng)的需要，為此，我們將角色再進(jìn)行細(xì)分，確定了以下幾類用戶角色：

（1）系統(tǒng)管理員：系統(tǒng)管理員擁有系統(tǒng)的最高權(quán)限，負(fù)責(zé)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行日常維護(hù)。系統(tǒng)管理員可以根據(jù)需要建立臨時(shí)的用戶組，將需要的用戶加入用戶組并為用戶組分配系統(tǒng)權(quán)限，以滿足臨時(shí)出現(xiàn)的工作的需要。系統(tǒng)管理員也有新建、刪除用戶、修改已有用戶權(quán)限的權(quán)利，是整個(gè)系統(tǒng)的最高管理者。

（2）校級(jí)管理員：校級(jí)教務(wù)管理員可以對(duì)全校的工作進(jìn)行管理，可以對(duì)各系級(jí)工作進(jìn)行指導(dǎo)并對(duì)全校教師、學(xué)生的工作進(jìn)行維護(hù)。其權(quán)限包含全校的教學(xué)計(jì)劃、校級(jí)選課的編排和考試等等。

（3）系級(jí)管理員：系級(jí)管理員可以對(duì)所屬院系的教工作進(jìn)行管理，可以進(jìn)行本院系的工作并對(duì)本院系教師、學(xué)生的工作進(jìn)行維護(hù)。其權(quán)限包含本院系的教學(xué)計(jì)劃和本院系課程的編排和考試等等。

（4）教師用戶：教師用戶主要負(fù)責(zé)與自己教學(xué)相關(guān)的工作，包含教學(xué)計(jì)劃的提交、考試申請(qǐng)、學(xué)生成績(jī)提交等。

（5）學(xué)生用戶：學(xué)生用戶主要負(fù)責(zé)自身學(xué)習(xí)相關(guān)的教務(wù)工作，包含課表查詢、網(wǎng)上選課和成績(jī)查詢等。

2.1.2業(yè)務(wù)流程分析

課程管理工作主要內(nèi)容為安排每學(xué)期的教學(xué)計(jì)劃，合理配置教學(xué)資源，安排學(xué)生進(jìn)行網(wǎng)上選課，對(duì)課表進(jìn)行編排，組織學(xué)生考試和錄入學(xué)生成績(jī)等等。本系統(tǒng)的業(yè)務(wù)可分為四大類：

（1）課程計(jì)劃安排：首先校級(jí)或系級(jí)管理員可以錄入課程信息，包括理論課和實(shí)踐課，并能對(duì)已經(jīng)錄好的課程進(jìn)行查詢、修改和刪除操作。在此基礎(chǔ)上，系級(jí)管理員可以設(shè)置各年級(jí)各專業(yè)的教學(xué)計(jì)劃及課程安排，變更開課安排并跟蹤教學(xué)計(jì)劃的執(zhí)行情況，而校級(jí)管理員可以設(shè)置選修課和專業(yè)課及其使用的年級(jí)與專業(yè)。具體的業(yè)務(wù)邏輯見圖2-1。

圖 2-1 教學(xué)計(jì)劃安排業(yè)務(wù)活動(dòng)圖

圖 2-2 課表管理業(yè)務(wù)活動(dòng)圖

（2）課表管理：首先根據(jù)現(xiàn)有的教學(xué)資源，制訂每門課程的教學(xué)任務(wù)，并確定任課教師。然后系統(tǒng)提供課表的智能編排手段，并能在智能課表的基礎(chǔ)上，進(jìn)行課表的查詢、修改和調(diào)課。具體的業(yè)務(wù)邏輯見圖2-2。

（3）學(xué)生網(wǎng)上選課：首先學(xué)生能夠查詢課程信息，包括所開設(shè)課程、課程簡(jiǎn)介、上課教師和學(xué)時(shí)等信息，學(xué)生可以根據(jù)自己的專業(yè)需求和自身興趣，進(jìn)行網(wǎng)上選課。如果學(xué)生有課程需要重修，還可以進(jìn)行重修課的選課操作。具體的業(yè)務(wù)邏輯見圖2-3。

圖 2-3 學(xué)生網(wǎng)上選課業(yè)務(wù)活動(dòng)圖

圖 2-4 成績(jī)管理業(yè)務(wù)活動(dòng)圖

（4）成績(jī)管理：首先，根據(jù)課程性質(zhì)設(shè)置成績(jī)的基本參數(shù)，如成績(jī)的表現(xiàn)形式（百分制、等級(jí)制），綜合成績(jī)的計(jì)算公式等。然后由教師錄入課程成績(jī)，查詢和打印成績(jī)單及相關(guān)資料。具體的業(yè)務(wù)邏輯見圖2-4。

除此之外，本系統(tǒng)還需要一個(gè)系統(tǒng)管理模塊，系統(tǒng)管理員擁有系統(tǒng)的最高權(quán)限，通過系統(tǒng)管理模塊對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。具體來說，系統(tǒng)管理模塊有如下四個(gè)方面的功能：

（Ⅰ）設(shè)置各種系統(tǒng)參數(shù)，保證系統(tǒng)正常運(yùn)行。

（Ⅱ）管理系統(tǒng)用戶，對(duì)各類不同的用戶角色分配相對(duì)應(yīng)的操作權(quán)限。通過所有用戶的協(xié)同操作，即各級(jí)管理人員、教師教輔人員與學(xué)生，共同合作完成相應(yīng)的教務(wù)工作。

（Ⅲ）管理數(shù)據(jù)庫維護(hù)計(jì)劃，創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫備份。

（Ⅳ）查看系統(tǒng)更新日志與用戶操作日志。

2.2非功能需求分析

功能需求是系統(tǒng)必須滿足的最基本的需求，但并不是唯一需要被滿足的需求，通常軟件需要滿足多方面的綜合性的需求。如系統(tǒng)必須滿足的定時(shí)約束或容量約束，一般包括速度（響應(yīng)時(shí)間）、信息量速率、主存容量、安全性等方面的需求。通過調(diào)查，該系統(tǒng)應(yīng)有以下幾個(gè)方面的非功能需求：

（1）系統(tǒng)設(shè)計(jì)基于B/S模式，整個(gè)系統(tǒng)界面設(shè)計(jì)人性化、操作簡(jiǎn)單并且功能緊湊。

（2）用戶提出的請(qǐng)求，系統(tǒng)應(yīng)能及時(shí)做出反饋。并且在系統(tǒng)使用的高峰期，如每學(xué)期學(xué)生選課和查詢課程成績(jī)的集中時(shí)段，系統(tǒng)應(yīng)能滿足大量用戶同時(shí)進(jìn)行操作的需求，并能盡快對(duì)用戶的操作做出響應(yīng)。

（3）系統(tǒng)應(yīng)具備較高的穩(wěn)定性，可靠性強(qiáng)，不能頻繁的出現(xiàn)系統(tǒng)故障或系統(tǒng)奔潰。

（4）系統(tǒng)的容錯(cuò)性強(qiáng)，特別是系統(tǒng)的關(guān)鍵部分應(yīng)有選擇的采取出錯(cuò)處理。

（5）系統(tǒng)的安全性需求，系統(tǒng)要處于安全的環(huán)境之中，包括軟件安全、網(wǎng)絡(luò)安全和業(yè)務(wù)規(guī)則流程安全等。防止用戶信息和賬號(hào)的泄露，防止學(xué)生課程成績(jī)或?qū)W生信息的非法篡改。

（6）數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)合理，高效存儲(chǔ)。

（7）系統(tǒng)的可擴(kuò)展性，以滿足將來可能提出的要求。

3.系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

根據(jù)本系統(tǒng)的需求分析結(jié)果，對(duì)系統(tǒng)的功能進(jìn)行分解，并對(duì)其進(jìn)行模塊化，本系統(tǒng)可以分集成5個(gè)獨(dú)立的模塊：1）教學(xué)計(jì)劃模塊；2）課表管理模塊；3）網(wǎng)上選課模塊；4）成績(jī)管理模塊；5）系統(tǒng)管理模塊。具體如圖3-1所示。

圖 3-1 課程管理系統(tǒng)包圖

3.1.1教學(xué)計(jì)劃模塊

教學(xué)計(jì)劃也可稱為課程計(jì)劃，是對(duì)整個(gè)課程設(shè)置的一個(gè)總體規(guī)劃，是高校教學(xué)運(yùn)行的基本依據(jù)。教學(xué)計(jì)劃由各個(gè)年級(jí)/專業(yè)培養(yǎng)方案構(gòu)成，具體規(guī)定了各個(gè)專業(yè)的應(yīng)開設(shè)的課程、各個(gè)課程的開設(shè)順序以及對(duì)課程的要求和所占比例等。

3.1.2課表管理模塊

課表是高校落實(shí)教學(xué)任務(wù)、實(shí)施教學(xué)活動(dòng)的依據(jù)。課表的編排涉及到對(duì)高校大部分教學(xué)資源的分配，包括教師、上課班級(jí)、教學(xué)場(chǎng)地和時(shí)間安排等等，而且在編排課表是還要考慮到編排的科學(xué)性和合理性，即要根據(jù)課程的性質(zhì)、學(xué)生的能力及場(chǎng)地的位置和大小等等來科學(xué)安排課表。

3.1.3網(wǎng)上選課模塊

網(wǎng)上選課模塊為學(xué)生提供簡(jiǎn)便快捷、公平合理的選課平臺(tái)，學(xué)生可以十分便利的查詢課程信息，進(jìn)行選課操作，并查看選課結(jié)果。根據(jù)課程是否已修過，學(xué)生可選擇的課程分為兩種：A初選課程；B重修課程。

3.1.4成績(jī)管理模塊

學(xué)生成績(jī)一般是衡量學(xué)生在校期間表現(xiàn)是否優(yōu)秀的重要指標(biāo)，是指學(xué)生在校期間、從入學(xué)到畢業(yè)各個(gè)學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)的考核結(jié)果，往往對(duì)學(xué)生的就業(yè)和升學(xué)產(chǎn)生直接并且重要的影響。

3.1.5系統(tǒng)管理模塊

系統(tǒng)管理員擁有系統(tǒng)的最高權(quán)限，通過系統(tǒng)管理模塊對(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行情況進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)控。

3.2數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)

數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)是教務(wù)管理系統(tǒng)設(shè)計(jì)中很重要的一個(gè)環(huán)節(jié)，以數(shù)據(jù)為中心是其最基本的特點(diǎn)。數(shù)據(jù)庫是系統(tǒng)得以運(yùn)行的基礎(chǔ)，它不僅存儲(chǔ)系統(tǒng)全部數(shù)據(jù)，還提供強(qiáng)有力的數(shù)據(jù)庫訪問控制和管理能力。在課程管理系統(tǒng)的開發(fā)階段，數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)質(zhì)量的好壞和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的優(yōu)劣，將直接影響到整個(gè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)的合理性[10]。

從數(shù)據(jù)庫建模的角度考慮，將模型分為院（系）/部、教學(xué)計(jì)劃、課程、學(xué)生、成績(jī)、教師等幾個(gè)子模型。各模型間主要E-R圖如圖3-2所示。

圖 3-2 數(shù)據(jù)庫E-R模型

4.總結(jié)

課程管理工作是每個(gè)高校都十分重視的工作。本文的研究是對(duì)高校課程系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。對(duì)課程系統(tǒng)開發(fā)工作做了較為深入的剖析，研究?jī)?nèi)容對(duì)各類課程管理系統(tǒng)的研發(fā)都有一定的參考價(jià)值。

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