基于Web的高校教务管理信息系统的设计与实现

钱鸽

（南阳理工学院软件学院 河南南阳 473004）

基于Web的高校教务管理信息系统的设计与实现

钱鸽

（南阳理工学院软件学院 河南南阳 473004）

近年来，随着教学模式的改革和计算机网络信息技术的发展，基于Web的教务管理信息系统（The Teaching Management Information System，简称TMIS）的开发已成为各高校重点关心的问题之一。本系统以南阳理工学院教育学院为背景，其组成有针对教师和学生用户的客户端子系统和针对教务管理员用户的服务器端子系统。其中在选课管理中为了能够使学生得到公平的选课结果，采用了系统随机抽取的办法；为了杜绝非法用户对系统的访问，在这两个子系统中还实现了用户的身份验证功能。

教务管理；系统随机抽取；身份验证

一、目的与意义

随着科学技术的进步和信息技术的飞速发展，计算机的应用在各个领域内发挥它越来越重要的作用。近几年，随着国内教育体制的改革，高校招生不断扩大，学生人数迅速增长，传统的手工管理方法已经难以适应现代教学管理的要求。为了提高国内各高校的教学管理水平、顺应时代发展的需求，提高网络信息技术在各高校管理中的普及成为了一条必经之路。学生可以通过网络和教师进行在线交流、通过网上选课系统进行选课、教务管理员可以通过基于Web的课程管理系统对课程开设情况进行管理等。

对任何一个高校来讲，教务管理是学校日常管理工作的重心。由于目前国内各高校学生人数逐年增加，学校教务管理工作人员要处理的数据信息量也就随之逐年增大，这使得教务管理人员必须面对繁重的信息管理工作，致使其工作负荷过重，工作效率极低。如何提高教务管理人员的工作效率，减轻教务管理人员的工作量就成为各高校目前应关注的重要问题之一。

本系统由有针对教师和学生用户的客户端子系统和针对教务管理员用户的服务器端子系统。其中在选课管理中为了能够使学生得到公平的选课结果，采用了系统随机抽取的办法；为了杜绝非法用户对系统的访问，在这两个子系统中还实现了用户的身份验证功能。

二、系统设计

1.系统功能设计。教务管理系统的用户主要有学生、教师、教务管理员。利用本系统，学生可以进行信息的注册与查询，网上选课和网上评教等操作；教师可以进行学生成绩的录入、信息的查询（查询评教结果、课表和考试安排）、个人信息的注册与修改和对同行教师的网上评教；教务管理员可以进行学籍、成绩、选课、排课、考务和考评等方面的管理。系统功能结构如图1所示：

图1 系统TMIS功能结构

2.系统体系结构。在目前的管理系统中系统体系结构主要有两种：C/S结构和B/S结构。B/S结构是随着Internet技术的广泛应用而新兴的一种结构，这种结构从逻辑上共分为三层，它是在C/S结构的基础上发展的，是将C/S结构的前端分为提供用户图形服务界面的用户表示层和进行事物逻辑处理的业务逻辑层两层，让客户机从数据计算和处理中解脱出来，从而减轻了客户机的负担，且B/S结构在其客户端只需要安装标准的浏览器不需要安装应用程序，易于操作与维护升级。

根据以上两种体系结构的比较，结合教育学院的实际情况，系统TMIS采用了基于客户端、Web服务器和数据库服务器的移植性较好、系统维护开销小的B/S模式进行设计。

三、关键技术

1.选课算法的选择。选课算法基本上有先来先选取和系统随机抽取两种方法。

（1）先来先选取。这种算法是根据学生选课的时间顺序来确定该学生是否被选上。学生只要在某门课程的选课人数还没达到限选人数的情况下进行选课，必然会入选；如果该门课程已经选满，除非有学生退选，否则任何学生都无法入选。这种选课算法得到的选课结果与选课学生的选课的时间有很大的关联，谁先进入系统就有最可能先选到自己满意的课程。学生们为了能够选到自己喜爱的热门课程，往往会在开放选课系统之初蜂拥而上，竭尽所能提早选课，这样势必会引发突发高峰访问量的问题，给系统增加负载，严重时有可能会造成系统崩溃。另外，还会因学生上课时间表的差异而使得部分学生丢掉选课优先权，造成选课的不公平性。

（2）系统随机抽取法。这种算法首先需要设定一个时间段，在这个时间段内，学生可以自由选择自己喜欢的课程。但是这次的选择并不能够确保一定入选，因为在学生的选课操作结束之后系统会通过平均分布概率算法对学生的选课信息进行公平的处理，并公布入选结果，这个结果才是学生真正的选课结果，对于落选的学生则只能够选择其他课程或者等待第二轮选课。

系统随机抽取法中的平均分布概率算法主要是根据统计学和概率学的规律，动态生成分布均匀的、能够体现随机特性的随机数，并结合实际选课人数与限选人数来决定该课程的选课最终结果。具体操作过程如图2所示。

图2 平均分布概率算法

为了系统的稳定性及学生选课的公平性，本系统采用了系统随机抽取的方法对学生的选课信息进行处理。与学生只要在规则的时间范围之内进行网上选课，无论早晚，都会有相同的入选几率。

2.身份验证。教师和学生用户都是对系统客户端功能进行操作，因而在设计时两者进入的登录界面是一样的。在进行身份核对的同时需要将用户名信息保存在Session对象的变量里，其目的是为在访问其他页面时进行访问控制，防止非法用户在知道页面的URL（Uniform Resource Locator，统一资源定位符）时，在没有进行身份验证的情况下直接在浏览器的地址栏里输入要访页面的URL进入访问页面。为了解决这一问题，需要在用户打开页面访问时首先判断Session["yhm"]==""是否成立，如果成立则为非法用户，让其转入“登录界面”即可。

对服务器端子系统来说访问者越少越好，其目的主要是为了保障系统中数据的安全性。因此，在进行设计实现时将教务管理员的系统登录界面与教师和学生用户的登录界面进行了区分，二者除了在界面上的区别之外，在进行登录时的身份验证时也稍有区别，因为客户端子系统较为开放，对用户访问的IP地址并没有多加限制，而服务器端子系统则不同，需要对用户访问的IP地址进行限制，必须是符合学院IP地址范围的用户，才能进入教务管理员登录界面。教务管理员身份验证流程如图3所示。

图3 教务管理员身份验证流程

四、系统功能测试

任何一个系统都需要在实践应用的过程中，才能够逐步成熟稳定起来。为了确保系统的安全有效性，需要在实际应用中不断对系统进行测试与完善。由于系统TMIS的功能庞大，因此仅对部分功能进行了测试。

1.学生基本信息的注册与修改。为了减少教务管理员的录入工作量，每个学生在入学后用自己的学号作为用户名登入系统TMIS进行个人基本信息注册，其中学号无需输入，直接由登录时登录页面里中Session对象的“yhm”变量值反馈，这样可以防止学生在进行学号信息的输入时无意之中将学号输错，造成以后的不便。界面如图4所示。

图4 学生电子学籍注册界面

2.学生成绩录入。教师成绩录入界面中，主要包含：任课教师姓名、所授课程的课程名、所授班班级等信息，如图5所示。成绩录入采用批量录入，可以清晰地浏览学生的成绩，发现其中的遗漏之处，当成绩录入结束后可以点击“保存”按钮将成绩进行暂存，以便教师自审修改，或者点击“提交”按钮，直接提交教务科（提交后的成绩教师不可再次修改）。

图5 学生成绩录入

3.网上选课。学生在进行网上选课时，可以根据系统提供的选课目录中的链接进行课程信息和教师信息的查询。当在目录中选择自己喜欢的课程时，在目录下方会出现所选课程，若要将其从所选课程栏中删除，只需点击目录中对应课程的“移出”按钮即可，课程选择完毕后点击“提交”按钮，界面如图6所示。

图6 任选课预选界面

五、小结

本系统是针对高校教务管理工作的需求进行的总体设计和开发，完成了基于Web方式的服务器端的用户管理、教学计划管理、教学资源管理、学籍管理、排课管理、选课管理、成绩管理、评教管理、考评管理，客户端的用户个人信息注册与修改、网上选课、成绩录入、个人信息查询与网上评教以及用户对系统TMIS进行登录访问时的身份验证等功能。极大程度地保证了教务管理工作中涉及到的数据信息的安全性，方便了教学和教务管理，减少了教务管理人员的工作量，有效地提高了工作效率。

[1]陈彧.高校教务管理信息系统设计与实践[D].电子科技大学，2007.

[2]刘林林.基于学年学分制下高校教务管理系统的设计与开发[D].山东大学，2008.

[3]章立民.用实例学ASP.NET：使用C#与ADO.NET[M].电子工业出版社，2004.

[4]王珊，萨师煊.数据库系统概论（第四版）[M].高等教育出版社，2006.

钱鸽（1980-），女，河南南阳人，南阳理工学院软件学院教师，研究方向为计算机技术。

2011-01-18