智能化实验报告交互批阅系统

钟汉利 曾荟燕 黄少彬 贤樟潮 魏新宾 胡清钟

摘要：实验报告交互批阅系统是在一种无纸化趋势下研发的新产物，它能满足传统的信息管理系统所没有的智能化和交互功能。本系统使用XMPP协议实现通信，在实时传输方面给了用户极大的交互体验。传统的报告管理系统只是在现实中的复制，缺乏师生之间的交互沟通。本系统基于XMPP协议，结合Spring Boot框架和shiro安全技术开发一套智能化实验报告批阅系统，可以在信息化的时代，给予教师和学生一个合作平台，同时也可以提高教学效率。

关键词：XMPP协议;实验报告管理系统;即时通信;Spring Boot框架。

1、概述

随着无纸时代的到来，大学里的实验报告的整理和批阅成为一个繁琐的工作，在传统的实验报告批阅过程中，学生需要打印报告并提交，教师要浏览每一份报告并批改，纸质报告不仅浪费了有限的资源空间，更重要的是批改效率极低，师生间缺乏交流的机会，学习效率也随之降低。

为了提高教学效率，基于XMPP协议，结合Spring Boot框架开发出一个智能化实验报告交互批阅系统。该系统利用XMPP协议实现消息推送，可以很好的保证传输效率与即时性，很好的解决实验报告师生间交流的问题，在这一方面，大大提高了师生之间的积极性，也极大的提高了实验教学的水平和效率;本系统支持多种实验教学需求，包括文件共享、文件传输、即时通讯、提交报告、成绩分析等功能。经过多次实践以及研究表明，此系统具有一定的可行性。

2、国内外现状

无纸化教学管理作为信息发展趋势，在教育领域中，对促进实验教学的开展、提高实验教学质量有着深远的意义。实验教学是高等院校培养学生实践能力和创新能力必不可少的环节。

目前，在国外高校已经广泛应用无纸化教学管理，他们一般具有较大规模的稳定的技术队伍来提供技术支持。国外的教务管理信息系统开展比较早，到现在已经相对成熟了。而国内高校的信息化建设相对起步较晚，在数字校园理论逐步应用的过程中，国内各大高校实行的是独立开发、小范围应用的模式，有的甚至还没有完全实现信息化管理。同时，由于整体技术相对落后、理论体系不健全等原因，国内的教务管理信息系统与国外高校的相比有一定的差距。

因此，设计一个相对智能化的实验报告交互批阅系统十分有必要。

3、技术简介

XMPP协议作为即时通信领域的开源免费协议，继承了在 XML语言的灵活性，不仅能提供及时高效的通信服务，同时其优秀的拓展性与弹性使得它在内容供稿、协同工作、文件共享、远程系统监控、网络管理等领域也有不俗的表现。本系统利用XMPP协议实现实时消息推送功能。

Spring Boot 是由 Pivotal 团队提供的全新的轻量级框架，有着很强大的技术基础，能够被任意项目的构建系统所使用。Spring Boot因其优越性被广泛应用，也可以整合其他的主流框架，更好地为软件应用开发服务。

4、项目创新点与特点

架构简易：采用B/S模式实现的系统架构相较于C/S模式更加方便，这使得我们不需要设计特定的客户端，使用浏览器搭配一个或多个服务器就可以实现。在不需要硬件设施的基础下还能保持良好的拓展性，能够很好的降低成本。

智能化管理：对学生的实验报告和实验成绩进行智能化分析，统计学生在完成度、重复率、正确率等多个方面的信息，帮助教师掌握学生的学习情况，方便管理。

及时高效的交互：在目前众多高校的学习模式中，师生之间的交流一直缺少更高效的渠道。我们选择采用XMPP协议来实现即时通讯，基于其安全和有较高灵活性的特点，采用异步通信的方式可以很好的保证传输的及时性，从而实现师生间的相互交流。

功能丰富：作为智能化实验报告交互批阅系统，其能够实现多种教学需求，包括提交报告，成绩分析，作业查重，师生交流，学生互相批阅，资料查询，消息推送，线上考试等等功能。

5、系统功能设计

5.1学生模块

学生进入系统后，可以上传自己的实验报告，教师批改后可以查询实验成绩和教师評语。已提交的报告会进行数据库查重，查重率超过标准或不合格的会直接打回，学生需要修改后再次提交。本系统除了基本的功能之外，还提供了消息交互功能，教师批改报告后会发送反馈信息给学生，促进师生之间的交流互动。学生端的结构流程图设计如下：

5.2教师模块

教师进入系统后，可以查看和打印学生选课名单，对实验课程进行相应的操作，选择对应的实验项目即可对学生的报告进行批改打分，完成批改后系统会向学生发送消息，通知学生对已批报告进行复核或修改。

除此之外，系统还会对学生成绩进行分析，既可以分析单个学生的实验成绩趋势和完成情况，又能分析所有学生的实验总体情况，以此预测出学生的平时成绩，方便教师统计和打分。教师端的结构流程图设计如下：

5.3管理员模块

管理员拥有最高权限，不仅可以对学生和教师的信息进行增删改查等操作，还可以对实验、实验报告以及学生成绩等信息进行批量化的操作。管理员端的结构流程图设计如下：

6、系统实现方案

客户端设计了一款基于 Layui前端框架的网站，利用Ajax 技术实现 HTTP与后端接口的桥接，后端需要将API接口封装成json数据格式，前端在通过Ajax技术实现交互。

服务端使用的是免费的Openfire开源软件，成本较低，并且完全于XMPP协议匹配，效果良好，支持各种插件的使用具有很高的扩展性。其次他的性能稳定，能够支持关于实验报告的教学需求。

基于 XMPP 协议的实验报告交互批阅系统的具体系统架构图如图4所示，其中数据层利用的是MySQL 数据库。

7、系统结果测试

对上述的功能都一一进行了测试，利用Openfire 作为服务器端，然后自己实现了客户端，系统已经基本实现了我们的预期内容，并且能够正常的使用，界面简洁合理，只要连接学校提供的接口就可以正常的开始工作了。

8、结语

为了方便高校实现实验报告批阅的简便化，设计了这个智能化实验报告交互批阅系统，可以与高校现有的信息系统进行统一集成，从而实现高校教学的进一步信息化。本系统具有常见的实验报告管理功能，不需要大型硬件设备的投资，节省了成本，更增加了师生之间的互动沟通的机会，提高了教学效率。本系统的整体开发成本比较低廉，并且有很强的灵活性，使用接口可以直接连接学院或者学校，方便信息的传递。作为智能化实验报告交互批阅系统，能够满足多种情况下的教学需求。

参考文献

[1]马英瑞，陈廉元，李娟，邹红，王冬梅.基于Spring Boot的网上在线教育系统的设计与实现[J].电脑知识与技术，2021，17（13）：77-79+92.

[2]董晓睿，邸文华，崔健，商凯.基于Spring Boot的在线考试系统的设计与开发[J].电脑编程技巧与维护，2020（10）：36-38.

[3]江雁.浅谈Spring Boot框架下如何快速进行后台开发[J].海峡科技与产业，2019（2）.

[4]薛云兰，郑海锋，黄嘉浩.基于Spring Boot框架的网络教学管理系统[J].软件导刊，2020，19（09）：146-151.

[5]李茜，苏寒松.高校实验室教学管理系统设计与实现[J].实验室科学，2021，24（01）：49-51+56.

[6]张广斌，王长顺，许凌云，孙凡，潘燕飞.实验报告管理系统的设计与实现[J].信息技术，2019，43（11）：157-159+163.

基金项目：广西区大学生创新训练项目（S202110595185）