基于Web Service 分層架構的實踐教學檢查管理系統研究*

孫 成，劉海燕

（東北電力大學 教務處，吉林 吉林 132012）

教學管理是高等學校中一項非常重要的工作，它的管理效果關系到高校發展的快慢與成敗。目前在高等學校教學管理中，教學檢查成為各項教學工作里一個必不可少的重要工作，教學檢查工作的順利開展是保證學校教學質量穩步提升的重要手段，同時也是查找并及時糾正學校各教學環節存在問題的一項重要舉措。學校通過不定期開展形式多樣的教學檢查，可以從多角度全方面地了解和掌控學校教學的實際情況，及時了解各項教學工作中存在的不足。研究、整改并制定強而有力的教學管理辦法，對穩定教學秩序，完成各專業人才培養計劃起到了不可取代的作用[1]。通過教學檢查工作的開展，教學管理者和教師都積累了寶貴的工作經驗，改進了高校原有落后的教學工作方法和手段，促進了學校各項教學工作的開展，提高了學校教學質量[2]。

1996 年馬克·安德森首先提出了使用IIOP 請求一個跨多種平臺的服務。2001 年以后，隨著微軟、IBM、Sun、Oracle 以及其他公司的創新，W3C 正式發布Web Service 技術。只有通過Web Service 技術才能實現客戶端與服務器之間的數據訪問，隨意地使用HTTP 進行數據的傳遞[3]。使用Web Service 開發的教學檢查管理系統，可以方便快捷地從服務器上提取相關數據，同時本著公平的原則，制定合理的抽查規則，避免一名教師相同檢查項目和同一個學期不同檢查項目反復被抽到的現象發生。該系統按照指定的規則實現提示、抽查、導出等功能，極大程度上減少了管理教師的工作強度，也可加大學校教學檢查的范圍，更加合理地對學校教學環節進行有效管理，有助于提高學校的教學質量。

一、實踐教學檢查管理系統開發的背景及意義

1.教學檢查的重要性

隨著高校教學質量的不斷提高，教學手段也隨之更新，教學方式也不斷改革，出現了類似“翻轉課堂”等形式多樣化的教學方式；同時高校發展規模的不斷擴大，人才引進數量與日俱增，教師隊伍人數也不斷增加，在這樣的發展態勢下，要想保證學校的教學質量，教學檢查就顯得尤為重要。教學檢查可以按照學校制定的相關管理規定和各項檢查指標體系，針對不同教學方法采取多樣的教學檢查，對目前學校現有的各個教學環節進行監控，發現問題所在并及時研究處理，保證學校各個教學環節的順利開展，確保教學效果穩步提高，從而提高學校教學質量[4]。

2.實踐教學管理系統的開發背景

基于Web Service 分層架構的教學檢查管理系統是根據學校組織的多種教學檢查作為研究背景，筆者在查找相關資料和調研兄弟院校教學檢查工作開展情況后，結合所在高校總結了目前教學檢查人工管理存在的弊端。各高校教學檢查中的督導聽課、試卷、教案、畢業設計（論文）、課程設計等不同教學環節抽查名單的確定難度很大[5]。為了體現教學檢查的全面性和公平性，學校本著以人為本的原則，會制定一些抽查規則，例如：

（1）兩個學年內不可重復抽查同一名教師的同一個檢查項目。

（2）一個學年內不可重復抽查同一名教師的不同檢查項目。

（3）同一次教學檢查如果有很多檢查項目，不可重復抽查同一名教師。

基于這樣的教學檢查抽查規則，教學管理者需要花費很多精力和時間來確定抽查名單，而且想達到教學檢查不重復抽查的要求很不容易，這樣對被重復抽查的教師有失公平，也不利于對其他教師相應教學環節工作進行監控。為此，在認真研究學校教學檢查各項工作開展情況之后，為了減輕教學管理者的工作負擔，使教師可以從復雜的核對工作當中解脫出來，減少工作時間，提高工作質量，有效地避免教學管理者人工抽查錯誤的可能，提出了使用Web Service、WPF 等技術實現諸如督導聽課、試卷、教案、畢業設計（論文）、課程設計抽查名單的信息集成化，開發了基于Web Service 分層架構的教學檢查管理系統來保質保量地完成學校教學檢查工作。

3.實踐教學檢查管理系統開發的意義

督導聽課、試卷、教案、畢業設計（論文）、課程設計等檢查是教學檢查工作必不可少的檢查部分。督導教師會把在課堂上發現的問題在課間休息時與講課教師及時溝通、交流[6]，并將聽課結果寫在聽課卡上，由教務處每周匯總一次，針對不足的地方，會將相關意見反饋給各院（系）的教學院長，并監督整改。試卷、教案、畢業設計（論文）、課程設計等檢查都會根據教師教學工作手冊中相關檢查內容的標準進行，檢查結果需填寫相關檢查記錄表，由教務處連同教學檢查的各環節一起匯總，發教學狀態通報，并將檢查結果按照教學指標體系進行打分，納入各院（系)的評優選先活動中，促進學校教師自覺提升“以學校教學為首要任務”的意識。

隨著學校人才引進力度的不斷加大，每學期新進教師數量與日俱增，這為教學檢查抽查工作也帶來了新的問題，教師機械式抽查已經很難達到要求。Web Service 分層架構的教學檢查管理系統可以滿足學校教學管理者的需求，達到教學檢查的真正目的。利用編程技術，利用現代先進信息技術，按照相應的檢查指標體系智能化地完成抽查工作，排除主客觀干擾，可以避免在教學檢查過程中重復現象的發生，完成學校制定的相應檢查要求，締造了公平的學校教學環境，保證了學校教學秩序的有序進行，并使學校教學質量提升工作中一項重中之重的工作可以輕松、嚴謹、疏而不漏地完成，將學校教學管理者節省出來的時間投入到其它繁雜的工作中。無論從學校各個教學環節的監控，還是學校各個專業專任教師的覆蓋，都極大地促進了學校的日常教學管理，保證學校教學質量的提高。

二、實踐教學管理系統開發的技術手段

1.Web Service 綜述

隨著20 世紀初互聯網的迅猛發展，人們提出了一種新的網絡應用解決方案——Web Service。它是一個平臺獨立、低耦合、可編程的網絡接口，能夠使得運行在不同機器上的不同應用在不借助其它組件的情況下實現復雜的數據交換或者集成[7-10]。Web Service 架構如圖1 所示。

Web Service 具有以下特征：

（1）高內聚、低耦合：Web Service 是一種基于互聯網的通用服務，在設計時只做一件事，即一個組件只完成一個功能，將大型系統的實現分層解決，有效地降低了設計的復雜度，提高了組件的通用性。

（2）高度可集成能力：服務采取了通用簡單的應用程序接口協議，使得不同硬件、不同系統之間能夠無縫連接，完全屏蔽了不同平臺之間的差異，提高了集成能力。

（3）完全面向服務：用戶無需關心服務的內部運行機制，只需調用標準的接口，便可得到完整的服務，降低了使用難度。

圖1 Web Service 架構

2.Web Service 的優點

（1）可操作的分布式應用程序

可以使通過不同開發軟件技術在相同或不同系統上制作的應用程序之間完成相互通信。與RMI、DOCM、CORBA 最大的不同就是Web Service 改進了通信技術，為了使通信協議轉化簡單化，把SOAP 作為基本通信協議。

（2）普遍性、使用HTTP 和XML 進行通信

任何支持HTTP 和XML 技術的設備都可以擁有和訪問Web Service，不同平臺不同開發語言照樣可以調用其發布的Web Service。

（3）Web Service 甚至可以穿越防火墻，真正實現自由通信

一般要訪問的Web 服務器以及要訪問的Web Service客戶端很可能位于防火墻后面，都默認關閉其它端口而開發HTTP 端口，而Web service 正是基于HTTP 的，所以它可以穿越防火墻。

（4）通過SOAP 協議實現異地調用

SOAP 是Web Service 的基本通信協議，它是在分散或分布式環境中交換信息，它基于XML 的協議，通過SOAP 協議可以實現不同項目、不同地點、甚至異地調用應用程序。實際上，Web Service 的主要目標是跨平臺的可互操作性。為了達到這一目標，Web Service 完全基于XML（可擴展標記語言）、XSD（XML Schema）等獨立于平臺、獨立于軟件供應商的標準，是創建可互操作分布式應用程序的新平臺。

三、教學檢查系統的設計

教學檢查系統的組成主要分為兩大模塊。一是服務器端，主要負責數據的存儲以及開放一些通用的API（Web Service）；二是客戶端，客戶端的主要功能是對數據進行處理，完成和管理一些諸如教學抽查、考試安排的任務。整體結構如圖2 所示。

圖2 教學檢查系統

四、教學管理系統的實現

教學檢查管理系統采用了軟件三層架構，即數據訪問層（Data access layer）、業務邏輯層（Business Logic Layer）、用戶界面層（User Interface layer）。采用分層架構的好處是降低了系統的實現復雜度，符合Linux 的設計哲學，一個組件只完成一件事情，并且做好它，然后用大量的小組件去實現大型系統[11-12]。

1.數據訪問層

教學檢查管理系統數據訪問層主要采用了實體數據庫模型（EDM），即ADO.NET 技術。該技術對數據庫進行了輕量封裝，在開發時可以專注于概念模型而不必考慮存儲架構，從而在編寫代碼時更多關注高效性和可維護性。與此同時，在保證滿足管理系統基本需求的前提下，在存儲架構方面可以專注于數據訪問、存儲和可擴展性方面的高效性，這樣可以使得教學檢查管理系統按照抽查規則訪問數據庫，在更有效地完成抽查工作的同時，也可以完善導入、導出、存儲、查詢等功能。

以下是教學檢查管理系統實體數據庫SQL 查詢部分代碼：

2.業務邏輯層

教學檢查管理系統的業務邏輯層在體系架構中的位置很關鍵，它處于數據訪問層與表示層中間，起到了數據交換中承上啟下的作用[13]。在教學檢查管理系統中，業務邏輯層主要是處理教學檢查管理系統的各種數據邏輯，引用Web Service 服務，這樣大大簡化了系統的開發。而且在很大程度上保證了教務系統數據庫的安全，Web Service 使用了IP 地址權限管理，客戶端程序并不能真正操作數據庫，而是間接地訪問數據庫，所以即使是客戶端的程序泄露，也不會引起數據庫密碼泄露，杜絕了軟件被非法分子利用改變教務系統數據的可能，部分代碼引用如下：

簡單配置以上Web Service 引用代碼，便可加入Web Service 提供的強大服務：Service1、Service2，實現訪問數據庫的同時也保證了教務處系統里數據的安全。

五、教學管理系統主要模塊介紹

1.教學管理系統主界面

教學管理系統的開發重在簡潔實用，所以操作界面沒有絢麗的色彩、復雜的模塊，針對學校教學管理者的需求，按照學校制定的相關教學檢查規則，即使初次操作的教師也能一目了然，操作自如，如圖3 所示。

圖3 教學管理系統主界面

2.抽查模塊

管理者可以使用此模塊方便地抽查聽課、試卷、教案、畢業設計（論文）、課程設計等。抽查完成后，還可以方便地對抽查結果進行動態管理，如圖4 所示。

圖4 督導聽課、試卷、教案抽查模塊界面

3.考試安排導入模塊

每學期期初、期中和期末的各學科考試次數頻繁，安排都是一個令人頭疼的問題，數據量大，人工管理起來十分困難，采用本模塊可以使用Excel 表格統計各類考試，并導入教學檢查管理系統，方便進行有效的管理，以備試卷抽查使用，從而提高效率。

六、結束語

教學檢查管理系統可以滿足教學檢查的相關抽查要求，利用編程技術，采取智能化、信息化的抽查方式，排除人為因素，可以避免同一名教師同時被抽到多個檢查項目的現象發生，使教學檢查工作有序開展，繁而不亂，使管理者脫離繁雜的人工核對工作，減少了不必要的工作時間，減輕了管理者的工作強度，更有效地提高了工作效率，保證了教學檢查的公平性和全面性，提高了學校的教學管理水平。