信息技術教學實驗中心排課系統的設計與實現

文/謝佳東

信息技術教學實驗中心是江蘇省高等學?；A課實驗教學示范中心，是南京中醫藥大學人工智能與信息技術學院實驗教學中心的組成部分，負責承擔全校所有信息技術實驗課程的教學任務及學生課后練習、考試等服務工作。信息技術教學實驗中心設立了兩個實驗教學平臺，分別是計算機基礎實驗教學平臺與計算機專業實驗教學平臺，其中計算機基礎實驗教學平臺承擔全校中醫藥類專業學生的信息技術實驗課程與實驗項目；計算機專業實驗教學平臺承擔計算機科學與技術、軟件工程、醫學信息工程、電子商務、信息管理與信息系統專業的實驗教學任務[1]。此外，信息技術教學實驗中心還承擔著國家級與省級計算機等級考試、國家執業醫師資格考試、衛生健康行業職業技能全國統一鑒定考試、普通話水平測試等大型考試任務。

隨著學?！半p一流”建設的不斷推進，學校辦學層次和科研能力逐步提升，計算機科學作為輔助支撐學科與中醫藥主體學科交叉融合得越來越緊密，信息技術教學實驗中心承擔的課程、練習、考試等顯著增加，亟需設計一套系統幫助信息技術教學實驗中心合理的安排課程，提升實驗室使用效率。本文通過總結我校近年來信息技術教學實驗中心課程安排與上機考試情況，基于B/S架構設計了信息技術教學實驗中心排課系統，為全校師生提供合理、便捷的實驗課程編排、課后練習以及考試服務。

1 信息技術教學實驗中心排課系統概述

信息技術教學實驗中心排課系統主要是為了合理有效地安排全校實驗課程、課后練習以及考試考場布置，在保證信息技術教學實驗中心正常運轉的情況下，提升實驗室使用效率，更好地服務全校師生。

2 系統主要功能設計與實現

通常情況下，系統的主要功能設計是軟件開發中最為重要的一個步驟，為了加深對信息技術教學實驗中心排課系統設計的認識與理解，接下來從需求分析、系統架構等方面入手，對信息技術教學實驗中心排課系統的設計進行詳細介紹。

2.1 需求分析

為了開發符合實際應用需求、簡單易用的信息技術教學實驗中心排課系統，對系統進行功能性需求與非功能性需求分析。

2.1.1 功能性需求分析

信息技術教學實驗中心排課系統主要由用戶與權限管理、實驗室管理、實驗室課程管理、開放實驗管理、考試管理、通知公告等功能模塊組成，其功能模塊如圖1所示。

（1）用戶與權限管理。用戶與權限管理功能模塊主要分為用戶管理與權限管理兩個部分。

用戶管理主要對系統中包含的用戶的登錄名、密碼、姓名、年齡、工號/學號、聯系電話、電子郵箱等基本信息進行管理。

權限管理主要是根據用戶類別開放相對應的系統權限。用戶類別分為系統超級管理員、教務處管理教師、實驗室管理教師、任課教師與學生用戶。系統超級管理員具有用戶與權限管理、實驗室管理、實驗課程管理、開放實驗管理、考試管理、發布通知公告等功能模塊的增加、刪除、修改、查詢權限。教務處管理教師具有實驗室管理、實驗課程管理、考試管理、通知公告管理等功能模塊的增加、刪除、修改、查詢、審核權限以及開放實驗管理查詢權限。實驗室管理教師具有實驗室管理、實驗課程管理、開放實驗管理、考試管理、通知公告等功能模塊的增加、刪除、修改、查詢權限。任課教師具有實驗課程管理的增加、刪除、修改、查詢權限以及實驗室管理、通知公告管理的查詢權限。學生具有實驗室管理、實驗課程管理、開放實驗管理、考試管理、發布通知公告等功能模塊的查詢權限。

用戶與權限管理功能模塊均需具備Excel文件導入導出功能，方便系統管理員批量管理系統用戶與權限。

（2）實驗室管理。實驗室管理功能模塊主要對實驗室基本信息與實驗室類別進行管理。實驗室類別包括計算機基礎實驗室、計算機專業實驗室、英語語音專業實驗。實驗室基本信息包括實驗室名稱、實驗室類別、實驗室地點、實驗室負責人、實驗室容量、可用機位數、使用安排情況、是否維護改造等信息。

實驗室管理管理功能模塊需具備Excel文件導入導出功能，便于用戶管理、保存、統計實驗室信息。

圖1：信息技術教學實驗中心排課系統功能模塊圖

圖2：信息技術教學實驗中心排課系統架構圖

（3）實驗課程管理。實驗課程管理功能模塊主要對信息技術教學實驗中心承擔的實驗課程進行管理，管理內容包括課程編號、課程名稱、課程類別、可選擇實驗室編號、選課學生數量、上課周次、任課教師等信息。

實驗課程管理功能模塊需具備Excel文件導入導出功能，便于用戶管理、保存、統計信息技術教學實驗中心承擔實驗課程信息。

（4）開放實驗管理。開放實驗管理功能模塊主要是對教師或學生提出申請進行某類課程或實驗的開放活動進行管理。該模塊包括開放實驗名稱、申請人、申請地點、開始時間、結束時間、用途等信息。

開放實驗功能模塊需具備Excel文件導入導出功能，便于用戶管理、保存、統計開放實驗信息。

（5）考試管理。考試管理功能模塊包括考試類別與具體考試安排管理兩個部分?？荚囶悇e分為全國計算機等級考試、國家執業醫師資格考試、江蘇省計算機等級考試、衛生健康行業職業技能全國統一鑒定考試、普通話水平測試、江蘇省實驗動物從業人員上崗考試、英語專業四級考試、英語專業八級考試、新生英語分級考試、平時測試、期末考試、其他考試。考試安排管理內容包括考試名稱、考試類別、考試優先級、考試人數、考試地點、可用機位數、參與考試人員等信息。

考試管理功能模塊需具備Excel文件導入導出功能，便于用戶管理、保存、統計承擔考試信息。

（6）通知公告。通知公告模塊主要將實驗室使用情況、課程安排情況、臨時調整等信息公布在門戶網站以方便師生查閱。此外，系統超級管理員、教務處管理教師、實驗室管理教師在發布公告時可以選擇以郵件方式及時通知因實際調整所受影響的學生和教師。

2.1.2 非功能性需求分析

除了功能性需求之外，為有效降低后期系統維護與升級成本，應具備以下非功能性需求。

（1）穩定性要求。系統在使用過程中，穩定可靠，可以持續為全校師生提供實驗室課程編排、課后練習及考試等服務。

（2）安全性要求。系統作為信息技術教學實驗中心日常管理的支撐軟件，包含了每個學期的實驗室使用情況、實驗課程開設情況、考試安排等信息，需要對系統服務器進行安全加固升級，對數據庫中涉及的隱私信息進行加密，定期備份系統與數據庫，以確保數據的安全性。

（3）用戶體驗要求。系統界面簡潔友好，操作簡單，使用方便。

2.2 系統架構

信息技術教學實驗中心排課系統基于B/S設計模式，采用典型的Java EE三層結構，分為表示層、業務邏輯層和數據服務層。表示層與客戶端進行交互，獲取用戶請求，傳遞數據、封裝數據、展示數據。業務邏輯層實現復雜的業務處理請求，包括數據導入導出、課程分類安排、通知郵件發送等。數據服務層與數據庫進行交互，實現業務數據持久化。信息技術教學實驗中心排課系統架構如圖2所示。

3 系統測試與應用

信息技術教學實驗中心排課系統開發完成之后，首先對系統的主要功能進行了功能測試，課程安排、權限管理、用戶登錄、通知公告等功能測試結果符合預期，可以實現對中心各類實驗課程、考試的有序安排，實際應用效果良好。

4 結束語

本文結合學校實際情況，綜合考慮排課系統的復雜性，對信息技術教學實驗中心排課系統進行了深入研究，實現了基礎課程、專業課程以及考試分類的有序編排，有利于提升信息技術教學實驗中心各類實驗室使用效率，滿足了全校師生專業學習、課后練習與考試需求，為學?！半p一流”建設貢獻綿薄之力。