基于.Net平台的学习账本分布式系统的设计

杨少琦 侯开虎 谢鹏辉

摘  要： 在网络技术普及、教育行业蒸蒸日上的当下，学生人数日渐增多，教学水平逐年下降;如何能够提高教学水平和管理好学生信息是各个高校现在普遍存在的问题。本文将通过对国内学生数量基数大、教学水平一般的高校进行调研，并进行需求分析。结合高校的实际所需，对学习账本信息管理系统进行了详细设计，借助web程序开发技术实现了B/S模式的信息管理系统各个功能模块。主要包括用户管理、知识货币管理等模块。该系统的建立可以提高高校的工作效率和学生的学习效率。

关键词： 高校教学;知识货币;信息管理;系统设计B/S模式

中图分类号： TP391. 41    文献标识码： A    DOI：10.3969/j.issn.1003-6970.2019.08.020

本文著录格式：杨少琦，侯开虎，谢鹏辉，等. 基于.Net平台的学习账本分布式系统的设计[J]. 软件，2019，40（8）：8488

【Abstract】： With the popularity of network technology and the booming education industry， the number of students   is increasing and the teaching level is decreasing year by year. How to improve the teaching level and manage student information is a common problem in colleges and universities. This paper will conduct a survey on the number of domestic stu-dents with a large number of students and a general teaching level， and conduct a demand analysis. Combined with the actual needs of colleges and universities， the detailed management of the account book information management sys-tem was carried out， and the various functional modules of the B/S mode information management system were real-ized by means of web program development technology. It mainly includes modules such as user management and knowledge currency management. The establishment of the system can improve the efficiency of college students and the efficiency of students' learning.

【Key words】： College teaching; Knowledge currency; Information management; System design; B/S model

0  引言

近年来，随着我国教育行业的不停开展，高校的不断增多，受到高等教育的人才也越来越多，伴随其出现的教育行业存在的问题也不断冒出。例如很多高校的学生逃课、上课不听讲、考前临时抱佛脚、考完就忘完的现象普遍存在，有些学生跟随潮流盲目考證，有些学生甚至为了利益进行学术造假。这些问题的存在主要是由于学生缺乏对学习的兴趣、不重视学校教育，受到社会浮躁气息所感染引起的自我欺骗、一无所成。这些问题在社会中造成了很大的影响，一方面来说影响着学生的学习和成长，另一方面还有对教育行业在社会上的看法和态度[1]。

自智能手机流行以来，带给人们生活很多便利，在商业、服务业等各行各业，也渗透了教育业，比方说，很多学习的APP可以让同学们课下学习，跟老师、同学更方便沟通和联系。但也给我们的生活带来了很多坏的影响，比如很多学生在课堂上玩手机，影响了上课的效率，下课后沉迷于网络游戏，对学习失去兴趣。故本文提出的学习账本原型系统的开发将基于.NET技术，利用分布式计算，针对学生学习过程记录，学术成果认证，采用升级和知识货币的方式，将游戏方式和学习相结合，培养学生学习兴趣，将成果认证后转化为可以评估学生能力的知识货币，一方面可以激励学生，另一方面学生可以通过积累的知识货币购买书籍和学习课程，此外该系统还可以帮助高校对学生的教学信息进行有效的管理，减少高校管理所需的人工成本，减轻高校工作人员的工作负担，将精力集中在教学过程中，提高教学效率。综上所诉，本系统的开发和研究是具有实际应用价值的，为现在教育行业目前所需。

1  系统分析

1.1  系统可行性分析

（1）经济可行性分析

本系统是基于B/S模式下进行设计开发的，只要通过简单的配置就可以使用该系统，前期该系统主要是针对昆明理工大学进行大众设计，其可以满足昆明理工大学学生的使用，后期将可以针对不同高校进行定制，学生和老师可以通过APP进行操作，学校则可以通过安装后台所需程序即可收集数据。开发此系统最主要的是在系统研发和开发过程，主要是人工成本，只要高校短期不重新建筑教学地址，系统就可以不做改变[2]。大幅度提高学校的教学质量，提高学生的学习效率，另外该系统可以通过系统带来的效益是远远超过其开发时投入的成本，所以在经济上是完全可行的。

（2）技术可行性分析

本系统采用Visual Studio 2017集成开发环境进行开发，采用SQL server 2017数据库进行数据的存储和查看，本文采用的是.NET Framework框架下的Smobiler开发平台，使用的开发语言为C#。选择以上的开发环境技术目前已经十分成熟稳定，并且一次性开发，可以同时在安卓（Android）和苹果（IOS）两个平台运行。所以在技术上结合以上条件是可以实现该系统的开发的。

（3）操作可行性

本系统虽然是由高级语言程序开发完成的，但是对于高校的用户来讲，只是人和智能手机（或者电脑）进行交互界面的简单操作，即老师和学生只需通过手机APP对其界面进行相关操作，后来数据管理人员只需对着电脑进行操作，因此，该系统的设计只需考虑其操作界面的简捷性、舒适性、规范性和可靠性即可，该系统对于学生而言，他们可以在APP打卡签到获得知识货币来激励自己学习，校正态度并养成好的学习习惯;对于老师而言，操作简捷，容易上手;对于高校系统管理工作人员来说，该系统操作简单快捷，能够提高工作效率。

1.2  功能需求分析

本系统的目的主要是实现通过手机APP对高校教学信息进行系统的管理：教师通过APP对学生签到信息，学习成绩信息进行管理，学生提供手机APP获得知识货币并且可以购买感兴趣的知识信息。使用本系统的系统角色主要包括学生（操作员）、老师（操作员）、高校数据库管理员以及高校系统管理员四类角色[3]。各角色详细信息如下：

（1）学生

学生即系统的二级用户，是系统的主要使用者。其使用系统时主要是将自己的个人信息、学习过程、学术成果和学生互评的信息录入系统。所以对于学生而言，其权限主要在于注册，登陆，上课签到，作业提交，同学匿名互评抽签，同学互评分数选择，退出系統，维护自己的登陆密码，查询自己的知识货币，查看上课界面签到情况，查看知识货币班级排名，专业排名即可。

（2）老师

老师分为两种身份，一类是班主任，另一类为代课老师，在该系统中，老师是一级用户，即是管理者也是使用者。其使用系统主要是将自己的个人信息、班级信息、课程信息、课堂签到认证、作业分数、学科成绩、学术成果认证的信息录入系统，老师需要在学生录入信息后，对学生相关信息进行审核，保证其信息的准确和真实。所以对于老师而言，其权限主要在于注册、登陆、创建班级、班级学生审核、查询班级情况、创建课堂、上课签到认证、作业分数录入、学科成绩录入、学术成果认证，退出系统，维护自己的登陆密码，查询本班学生知识货币排名，查看上课界面签到情况即可。

（3）数据管理员

数据库管理员主要工作是处理系统中所有的业务数据信息，该人员的设定应有系统设置[4]。其主要的职责是复制审批新增老师的数据，确保老师的真实性和准确性，其次维护系统中已有老师、学生的相关数据，通过相关的SQL语言设定相关的分类标准并及时维护。所以对于数据管理员来说其权限应该包括老师和学生的所有权限，除此以外还包括审批老师提交新增申请的权限、具有维护以及查看系统内用户对于信息进行操作所生产的操作日制的权限。此外考虑系统内的数据信息可能导出用于其他系统，所有数据管理员还具有导出相关数据信息的权限。

（4）系统管理员

系统管理员主要工作是对使用APP的信息系统操作员（老师和学生）以及数据库管理员这些用户信息进行增删查改，数据库管理员可以对用户进行授权，使其具备一些权限（例如数据访问权限、数据删除权限）[5]，但是数据库管理员不能够访问系统中与业务相关的数据。但是系统管理员具有维护系统中用户信息及用户权限的功能、查询及维护系统中记录所有用户关键行为的系统日志。

1.3  非功能需求分析

对于系统的非功能性需求主要在于：

（1）安全性

本系统采用的数据库是常见的SQLserver2008软件对数据进行存储和调取，该软件搭建的数据库稳定、安全，并且可以通过系统中的账户认证安全策略及系统连接数据库的账户认证安全策略两重认证保证数据的安全性[6]。

（2）可靠性

本系统的权限支配所采用安全机制是三权分离，即将系统中的数据操作权限与系统管理权限分开，再将系统中的日志维护权限与前面两个权限分离开来，三种权限相互牵制，担保了系统的可靠性。

（3）实用性

本系统包含了对用户信息自动编码功能、对知识货币自动排名功能、签到界面座位点亮功能、课堂定位功能、老师对学生信息的管理功能及对于知识货币的管理功能，大量中间的筛选和计算工作由系统进行，节省了大量高校管理信息的人力成本与时间成本，同时激发学生学习兴趣，还可以养成好的学习习惯，以上分析可以说明构建该系统实用性较强。

2  系统设计

2.1  系统总设计

通过第一章对实际需求和相关条件的整理分析，本系统将通过换份多个子模块的设计方法，通过结构化设计，由总到分，从上到下，层层分明，遵照高内聚低耦合的基本原则，在设计过程中精益求精，使该系统具有信息隐秘，模块独立的特点。本文将建立系统的逻辑模型，通过采用数据流图（DFD）和数字字典两种工具。本系统是基于学校原有的学生信息管理平台进行开发的手机APP应用，通过逻辑分析，本文将系统划分为六个主要功能模块包括：用户管理、角色管理、课堂信息管理、成绩信息管理、知识货币管理、日志管理。

Visual Studio 2017软件是本系统采用的开发环境软件，该环境具有可视化开发设计工具、多种类编程语言以及代码编译器等功能，可以进行高效率的应用系统开发[7]。VS2017能够生成更大的负载，进行数据的分布式收集和测试执行，采用常见SQL2008中的B/S架构、简单易懂的C#语言在VS2017中的Smobiler进行系统开发，通过微软系统的.NET作为平台，采用ASP.NET技术进行APP程序开发[8]。最后在微软的IIS系统环境支持下，在应用服务器上发布已经开发完成的系统，通过苹果ISO系统环境和安卓的Android系统的系统环境的支持，在应用商城发布完成开发的APP，在APP中即可访问系统[9]。

其中，该系统的三层式关系结果如图1所示。

2.2  系统功能模块设计

本文论述的系统通过以上对需求的整理分析，将系统划分为以下六个模块，模块结构图如图2所示。

2.3  系统详细设计

（1）用户管理模块

用户管理模块包括用户的新增管理、用户个人信息管理及删除用户管理三个部分，这个模块的主

要使用角色是系统管理员，主要涉及老师、学术信息档案维护。通过在数据库中建立相关的用户信息表并进行管理。用户新增管理：该模块的主要功能是对高校内所有老师、学生用户操作者的信息进行维护，对于失效或过期的信息进行及时删除，确保这些操作用户信息的真实性和准确性。删除用户：该模块主要功能是删除对于离职的老师和毕业5年以上的学生用户信息，以保证其个人信息的安全性，防止其信息外泄。

（2）用户角色管理

用户权限管理：该模块主要操作者为系统管理员，通过该模块对教师、学生和数据库管理员的权限进行设置分配。

（3）课堂信息管理模块

课堂信息管理模块主要式一个涉及教师和学生及教学工作相关部门的综合模块，面向学生上课的各个环节，主要利用GPS打卡定位的功能构建。此模块需要在数据库中建立相关的课程表格，学生信息表格，通过代课教师添加新模块，由管理员进行审核，审核通过后学生可通过输入课堂名称加入课堂。具体数据流程图如图3所示。

（4）成绩信息管理模块

该模块主要是帮助老师核算学生成绩的综合模块，主要包括学生签到获得的平时分，老师通过APP及时反馈的平时成绩，课后小作业分数统计，期末成绩统计，所有过程透明化，将评分系统尽可能公平化。

（5）知识货币管理模块

该模块主要是学生通过课堂签到、课程学习成绩转换为知识货币，用知识货币购买学习资料的管理模块。学生可以通过积攒的知识货币购买需要的线上学习课程，所需参考文献（主要是放假期间需要查阅时，可及时获取），所需图书等相关的学习资料。通过在数据库中建立知识货币的表格，通过SQL语句对表格进行新增和删除管理。

知识货币新增管理：此功能的设计让学生能够及时查看或者转化知识货币，数据管理员可以对存在问题的知识货币转化申请进行修改并反馈，此处为防止数据管理员私自修改数据产生错误，对数据管理员的权限进行设置，只允许数据管理员对审批员通过的申请进行修改。

知识货币删除管理：该功能主要是学生用知识货币购买学习资料后，数据库对对应的知识货币进行删除的模块。

（6）日志管理模块

该模块主要是系统管理员运用该模块得到系统中相关步骤的记录，并保证这些记录的安全性。在高校需要查明成绩问题或其他问题的源头时，可以提供真实准确的记录日志[10]。

日志查询：此部分可以查询到系统内教师和学生在系统中的关键操作，如课堂签到、新建课堂、学生成绩登入，知识货币购买资料等操作。在此部分中，系统管理员作为学习账本的管理人员，可以查看所有用户的操作日志，而数据管理员只能查看数据管理员及操作员的操作日志。操作員没有查看日志的权限。

日志维护：此部分主要用于对系统所记录的日志进行维护，删除安全期以外的日志，防止日志占有大量系统资源。该功能属于系统管理功能，只有系统管理员可以使用，其他角色都无权使用。

2.4  系统操作界面的实现

系统最终操作界面是通过苹果和安卓系统的手机APP实现。主要根据系统的基本功能和特色功能进行设计，界面采取从上往下滑动的方式，包含知识货币任务、课程签到、课堂表现、课后作业、课程成绩、学术成果等基本功能和课外知识、课堂新闻等特色功能。APP主页操作界面如图5所示。

3  结语

学习账本原型系统为高校学生教学的基础信息管理平台，针对现在高校普遍存在的一些教学的问题，例如：高校教师为激励学生上课占用大量的上课时间点名，学生为应付老师、应付考试而作为学习目的，学生混日子、混文凭的想法普遍存在。该系统对学生而言可以起到激励学习的作用，对于教师而言可以更方便的工作，是高校教学信息化必不

可少的基础信息化平台。本文首先通过各方面的调查分析，确定了系统的可行性，其次通过几个主要模块对系统进行了简单设计，该设计从高校角度来看，信息化集中管理，简单便捷的操作可以进一步提高高校的工作效率;从高校老师角度看，班主任可以轻松的管理班级，督促学生学习并养成良好的生活和学习习惯，教学老师可以节省上课点名的时间，减轻期末成绩计算的工作量，提高教学水平;从学生角度来看，通过手机学习，方便快捷，可以激发学生竞争意识，养成良好的学习、生活习惯，促进学习效率，提高学习成果，从而降低社会各界对高校教育的偏见程度[11]。

参考文献

[1] 黄家庆. 大学教育的不公平对学生的影响及其对策[J]. 钦州学院学报， 2004， 19（2）： 5-8.

[2] 王志. 民办高校内部运行机制研究[D]. 浙江师范大学， 2007.

[3] 谭国臣. 王晓涛， 娜嘉， et al. 高校人力资源管理系统中数据构建与挖掘价值[J]. 人力资源管理， 2011（7）： 162-163.

[4] 曾婉玲. 皇甫桦彦. 试论提高高校教务管理工作效率的创新方法[J]. 管理观察， 2014（33）.

[5] 王涛. 陈曦， 王伟胜， et al. 基于Web的新疆资源生态环境数据库应用系统的设计与实现[J]. 计算机工程与应用， 2004， 40（23）.

[6] 王贺朝. 电子商务与数据库应用[M]. 东南大学出版社， 2002.

[7] 谯倩. 毛燕琴， 沈苏彬. 嵌入式Web访问控制系统的设计与实现[J].

[8] 刘佳. 数据库及数据库管理技术研究[C]// 国防科技工业虚拟制造技术高层论坛. 2007.计算机技术与发展， 2011， 21（8）： 228-232.

[9] 佚名. 大学计算机信息技术学习指导书[M]. 2005.

[10] 郭洪涛， 刘丹妮， 陈明华. ASP.NET（C#）大学实用教程[M]. 电子工业出版社， 2007.

[11] 揭平毅. 高职院校实训室信息管理系统的研究与开发[D]. 华东师范大学， 2010.

[12] 田文涛， 张钊， 张笑冰. 基于SSH的学生成绩信息管理系统的具体设计与实现[J]. 软件， 2018， 39（2）： 212-217.

[13] 许益通， 张冰雪， 赵逢禹. 基于学习风格的自适应学习内容推荐研究[J]. 软件， 2018， 39（4）： 01-08.

[14] 刘异， 赵辉. 基于IOS平台的移动搜课宝系统设计[J]. 软件， 2018， 39（6）： 118-124.