教學轉型提升背景下教務管理系統信息化設計與實現

李四軍

（南京大學金陵學院網絡信息中心，江蘇南京 210089）

0 引言

信息技術的發展使高校信息化發展迅速［1］。信息技術在教學工作中的應用取得了長足進步，傳統教務管理系統已無法適應。在教學改革大背景下，對教務管理系統建設提出新的要求，使其構建適應高校教學改革的要求，為高校管理帶來全面改善，并成為強大的推動力，推動現代高校發展。

1 教務管理系統信息化研究意義

教學是高校最重要最復雜的工作，教務管理系統是教學管理核心和基礎性技術支持。目前，教學模式發展多樣化，單一教學模式已無法滿足市場需求。為支持學生個性化培訓，教務系統根據學生學號生成學生個性化培訓計劃。根據學生興趣和預期發展方向來調整和修改學生個人培養計劃。充分開發和激發學生各種潛能，使他們成為具有較強綜合能力、分析理解能力和創造能力的綜合型人才。使教務系統在創新教學和創新人才培養中發揮最大作用。

2 教務管理系統設計的理念

2.1 采用B/S架構

用戶可以通過瀏覽器訪問系統，無須下載和安裝各種插件和控件。數據庫服務器和應用程序服務器分別部署，數據庫服務器僅允許應用服務器訪問，用戶只能通過應用程序服務器查詢和處理數據。

2.2 支持多元化教學和個性化培養

教務系統應滿足多元化教育培養模式，從學年制到學分制、大類招生、分層培養、導師制、小班教學、小學期制、跨學科共享、校企聯合培養等。根據興趣和期望，學生可以選擇自己需求的課程，將本碩一體化培養，輔修、雙學位培養，跨學校國際交流，社會實踐，科研競賽，創新和創業相結合。

2.3 分層管理、配置流程

教務系統由學校、院系、專業，方向多層次管理，管理權限由上而下遞減，對權限進行授權，分級管理，使管理部門協調穩定發展。把教學大綱審核、轉專業成績認定、授課計劃審核、課程小結審核等流程化，配置化，學校自定義管理流程，以適應學校業務管理和發展。

2.4 數據統一共存，校區教學日歷個性定制

教務系統以統一方式管理教學業務數據，同步切換多學期的數據并共享數據。項目開展以校園為空間范圍，以教學日歷為時間范圍。區分管理模式和業務特征，支持多校園和多教學日歷的個性化定制，促進學校教學工作發展。

2.5 同一賬戶多重身份，人性化服務

教師通過一個賬戶的角色切換而具有多個身份。同一賬戶數據權限和功能權限隨身份切換而變化。積極向用戶推送信息，提醒用戶及時處理相關業務，加快信息傳輸，改善信息獲取，改善用戶服務，高效快樂地工作。

2.6 高并發性，數據安全、穩定可靠

系統在網絡、硬件資源配置滿足情況下，可同時支持30 000 名學生和3 000 門課程，而不會影響其他應用程序系統調用數據庫。具有安全檢查機制，保留日志記錄，可溯源，并具有一定程度容錯能力。關鍵數據被加密并通過SSL傳輸。通過IP段，登錄時間段和連接數受限等保障安全。內外部網絡被安全設備隔離，以確保數據安全性。兼容不同操作系統和數據庫，并適應復雜網絡環境。

2.7 支持移動辦公，為師生提供便利

系統支持各種移動終端設備操作，擺脫時間和空間限制，實現隨時隨地的教務系統操作，使數據多跑路，師生少跑路，為師生服務。

3 教學轉型提升下教務管理系統架構設計

3.1 系統部署架構

教務系統部署在學校數據中心。虛擬化技術將應用服務器與數據庫服務器分離部署，師生用戶通過負載均衡設備合理訪問教務系統，以提高用戶訪問效率，確保數據安全。應用服務器之間數據同步是通過平衡并發機制實現，采用數據驗證機制來保證數據庫數據的準確，進行數據備份。

3.2 教務管理系統總體架構

系統從用戶服務層、業務管理層、集成服務層和核心數據層構建信息化校園。用戶服務層，師生通過個性化UI 界面或統一門戶登錄系統，開展教學業務。業務管理層包括3 個模塊：核心業務、附加業務和輔助業務。集成服務層由流程驅動、消息推送、規則配置、交易預警、業務集成等集成在一起。核心數據層包括學生信息、教師信息、課程信息、培訓計劃、學生課程等數據與智慧校園基礎平臺連接。每一層都有明確分工，并且基于業務功能的插件配置設計可以最大限度地利用高校現有系統并保護學校先前投資。

3.3 系統技術架構

系統是通過面向對象、基于組件和開發方法來設計和開發的［2］。使用多層分布式應用程序模型，應用程序組件根據其層分布在不同的計算機上。使用用戶界面層，業務層，整合層和資源層的四層結構模式來描述和分析真實業務世界。以機器語言表達，用操作系統，數據庫，開發工具和語言的解決方案，并最終封裝，實現系統結構設計。

3.4 系統業務架構

根據學校教學管理模式，將教師、教室和學生管理分解為業務流程。業務架構如圖1所示。

3.5 教務系統主要功能模塊實現

教務系統是學校教學核心和基礎技術支持。根據學校教學和培養需求［3］，教務系統實現以下12個功能模塊：教學管理、學籍管理、教學質量管理、創新創業管理、教科研管理、學生競賽管理、教學資源管理、學生工作管理、收費管理、教職工管理、學生實習管理、系統管理。

3.6 大數據在教務系統中應用

教務系統收集并挖掘教務管理數據。教師通過10 多個維度和30 多個數據模型來分析教師教學特征，為教師教學管理和評估提供支持。基于學生基本屬性、教育屬性、學習屬性、行為屬性、興趣愛好等方面總結特征，形成用戶畫像，勾畫“千人千面”，為學校提供個性化且準確的管理。向校領導、教務處或個人推送他們關心的事物。讓主管部門領導和老師通過移動數據報告掌握部門業務進展，為教學管理提供優化思路。

圖1 業務架構

3.7 教務系統與智慧校園平臺間數據交換和門戶對接

教務系統使用學校的數據交換平臺來實現與其他系統或數據平臺（信息平臺、課程中心、統一身份認證系統等）的數據接口對接。將與新開發業務系統相對應的現有系統中的數據一次加載到數據平臺中；定期從對應的現有業務系統中提取數據共享，數據進行加載和更新，以與現有系統中的數據進行同步。

與門戶對接模式，通過Web 界面的集成，將教務系統以iframe形式嵌入門戶頁面；還可直接訪問要集成的系統數據庫，在門戶頁面上顯示數據；還可以開發相應portlet，以從其他應用程序系統獲取數據并與其進行交互。

4 教務系統信息化建設成效

教務系統通過基礎平臺實現門戶、其他業務有機功能集成。從學年學分到全面學分制、大類培養、實踐培訓等過渡，適應教學管理新常態；從強調流程到關注數據，從面向管理到面向服務。教務系統實現統一數據編碼，解決統一身份認證和單點登錄，實現課程資源，教師資源和課堂資源整合，實現教學管理標準化。解決大量用戶高并發的大規模選課，自動排課排考和畢業審核。實現數據共享，支持移動操作，減輕教務員工作，方便教學，師生科研學習；大數據應用為多元化教育培養和個性化創新型人才培養提供決策，培養學生個人能力，培養創新型人才，提高科研能力。既要了解教學改革進展，又要關注教育改革前沿。

5 結語

高校信息化校園建設已經從數字校園向智慧校園發展，教務系統信息化建設已經走了10多年［4］。傳統教務系統無法適應不斷變化的教學，新時代對高校教務系統提出更高要求。應提高管理水平和工作效率，搭建各種教學信息資源共享平臺，真正突破時間和地域限制，實現信息資源隨時共享，利于快速收集、傳輸和存儲信息。學生學籍管理、教學資源管理、教學普及管理等方面綜合改革，促進教務系統更好地服務于教學改革。大數據應用為學校教學改革提供決策數據，使學校教學改革更加準確。