大數據下的教務管理系統研究與設計

張積鑫，黃志超，遲玉紅

（西京學院，陜西西安，710123）

0 概述

教務管理工作在學校的日常教學管理中是非常重要的一個環節。各大高校自身的教學管理制度和學校各類資源的情況復雜多樣。在信息化高速發展的時代，為了更好、更高效的完成教務管理工作，人們必須借助信息化的教務管理系統[1]。伴隨著“大數據技術”的發展，各個行業都廣泛的應用了計算機技術，我們要盡快的研究和開發新的數據處理和分析技術，來挖掘出這些數據的隱藏信息，進行有效的分析，利用這些數據來引導學校的發展，提高學校未來整體的教學質量[2]。隨著技術的發展與進步，數據挖掘技術和數據庫技術能更加緊密的融合在一起，才能對數據的分析與處理產生更多的有益影響。因此，在日常教學管理各環節中教務管理系統有著舉足輕重的作用[3]。本文設計的系統能顯著提高高校日常的教學管理的效率，同時對高校進行教學方式方法改革提供了積極的參考的作用。

1 系統的總體架構與數據庫設計

本節通過對普通高校教務管理系統調研，發現其系統的整體結構落后，難以處理“大數據”時代下的各類紛繁冗余的海量數據，導致學校的教學管理效率低，進而提出大數據下的教務管理系統，該系統可以提高高校日常教學管理的效率與分析大量學生數據背后的隱藏信息的能力。

■1.1 系統的整體結構

系統整體結構將采用比較流行的MVC模型，MVC分別指的是：Model層、View層和Controller層。

把項目劃分成三個層次，可以實現系統開發中所說的高內聚、低耦合的思想。

表現層：即展示給用戶的界面。簡單的說就是用戶在進入系統時他的所看到的東西，在教務信息管理系統中就是那些JSP網頁。

業務邏輯層：就是指對用戶的每一個請求，進行一系列的處理，在教務信息管理系統中是Manager。

數據訪問層：就是對數據庫的操作，包括增加、刪除、修改和查詢等，在教務信息管理系統中就是Dao和Domain包。

圖1 MVC模型部署圖

■1.2 系統的數據庫設計

本文設計的大數據下的教務管理系統主要是為高校的教學過程管理提供便利，本系統主要實現以下幾個功能：學生登陸系統可以查看自己所選課程的所有成績、查看自己選了哪些課程、給老師的教學方式方法評分還可以選修自己喜歡的課程等等。老師則可以登陸系統來上傳自己學生的課程得分情況，查看自己教授哪些課程和上課地點及上課時間等。還有系統的管理員來管理本系統的日常運維，擁有很高的權限，可以在本系統中增加新的成員、備份重要的數據等。可以看出本系統主要有學生模塊、教師模塊、管理員模塊三個模塊。

管理員功能：管理和修改班級信息、管理課程安排、修改和打印課表、管理授課方案、管理和打印財務信息、管理學生、教師和管理員的信息、修改登錄密碼等。

教師功能：布置作業、批改作業、再現答疑、在線討論、課件上傳、學生成績管理、教學大綱上傳、修改登錄密碼。

學生功能：作業查看、作業提交、在線討論、課程查看、個人成績查看、課件下載、教學大綱下載、修改登錄密碼等。

1.2.1 數據庫的需求分析

教務信息管理系統需要提供數據信息的查詢、添加、修改以及刪除等功能。從而要求數據庫能完全的滿足各類數據的傳出和傳入。通過對上述系統功能的分析，根據教務信息管理系統的功能需求總結出如下數據項：

（1）用戶信息：用戶號、學號、密碼、姓名、性別、年齡、班級號、注冊時間、用戶類型、密保問題、密保答案、備注

（2）班級信息：班級號、班級名稱、注解

（3）課程信息：課程號、課程名稱、課程類型、教師號、注解

（4）教學計劃信息：計劃序號、學年、上學期/下學期、班級號、課程號、教師號、注解

（5）課程班級信息：班級名、學年、上學期/下學期、班級號、星期幾、第幾節課、課程號、注解

（6）學生所選課程：班級號、學生號、課程號、學年、上學期/下學期

（7）學生所得成績：學生名、學生號、課程號、成績、年份、上學期/下學期、注解

（8）教師教學評價：教師名、學年、上學期/下學期、教師號、學生號、綜合能力得分、崗位職能得分、教學能力得分

1.2.2 數據庫概念結構設計

概念設計就是對信息世界的建模，是現實世界到信息世界的第一層抽象。通常采用實體-聯系方法,即E-R圖。根據數據庫需求分析規劃出的實體有：用戶信息、班級信息、課程信息、教學計劃、班級課程、學生選課、學生成績、教師評價等八個實體信息。各個實體具體的實體屬性圖如圖2-圖9所示。

圖2 用戶信息屬性

圖3 班級信息屬性

圖4 課程信息屬性

圖5 教學計劃屬性

圖6 班級課程信息

圖7 學生選課信息

圖8 學生成績信息

圖9 教師評價信息

本文根據數據庫的相關理論來設計數據庫表：為了使數據處理更加高效，我們需要設定結構清晰，含有約束條件的數據庫表，組成本系統的數據庫，讓本系統能夠更加高效的存儲和處理數據，以適應用戶的各種應用需求。將信息實體的概念結構變更為MySQL所支持的數據庫的邏輯結構。本系統中共設計了8個數據庫表，各表的字段和含義如表1-表8所示。

表1 用戶信息表（user）

表2 班級信息表(class)

班級名 class_name varchar (50) 非空

表3 課程信息表（course）

表4 教學計劃表(plan)

表5 班級課程表（cplan）

表6 學生選課信息表（scource）

表7 學生成績表（score）

表8 教師教學評價表（evaluate）

2 系統設計

■2.1 系統設計應遵循的原則

系統性：系統雖然是有不同的模塊構成的，但是要知道它作為一個統一的整體存在的。所以，在做系統設計的時候，需要從整體系統各個方面進行考慮，要做到系統代碼統一，傳遞語言盡量一致，設計規范要標準，使系統的設計思路一致，保證一次開發能夠多次利用，方便以后程序修改和完善時設計人員能夠更好的理解程序。

靈活性：也就是對環境的適應能力，目的是使系統能夠長久保持生命力。因此，系統應當具良好的開放性以及結構的可變性，代碼不要全寫死。在系統的開發設計過程中，應該盡量多用模塊化的結構，從而提高各模塊之間的獨立性，并減少模塊間的聯系，使各子模塊間聯系降低。這樣將會便于不影響其他模塊的情況下，對系統的單個模塊的進行修改和增加新內容，提高系統適應能力。

可靠性：可靠性是指恢復系統的抗干擾能力和干擾。一個標準的社團管理系統應當具有一定的安全性和穩定性，能夠進行數據備份糾錯、備份和恢復等。

經濟性：以經濟手段來滿足系統的要求，盡可能的降低系統成本。不能盲目的追求硬件的高配置、高技術，要以用戶的實際需求為前提；另外，系統設計中應該盡量避免過于復雜化，各模塊應該以簡潔為主，從而縮短時間、減少消耗。

■2.2 系統運行要求的環境

本文研究設計的高校教務管理系統，為保證其正常運行，應該配備有完善的網絡傳輸環境，有符合硬件要求的服務器端和符合系統運行的軟件環境。

（1）硬件環境

本系統運行所要求的硬件環境不高，至于服務器端，購置一臺普通的服務器即可，至于客戶端，只要是能夠連接網絡、瀏覽網頁和輸入信息等基本要求的電腦即可。

（2）開發環境

教務信息管理系統網站頁面使用Dreamweaver來進行設計，應用html和CSS樣式來對本系統的界面和布局進行美觀設計。Java代碼部分使用MyEclipse來編程實現。首選MySQL數據庫組為本系統的數據庫。

3 結語

近年來，大數據技術變得非常熱門，隨之帶來的是能夠處理大量數據的技術出現，使得處理數據的能力和效率大大提高。由此，大數據逐漸的應用到各行各業，給所在的行業帶來了極大的便利。而在教育領域中也有大數據的身影，盡管有很多高校都擁有自己的教務管理系統，但是其系統結構已偏老化，在數據量異常龐大的今天，在處理大量數據處理的時候越來越無法滿足現代教學的需求，所以本系統運用當下流行的大數據技術，旨在提高高校處理大量數據的能力。