教學管理系統(tǒng)的設計與開發(fā).doc

廈門大學本科生論文 院系級教學管理系統(tǒng)的設計與開發(fā)院系級教學管理系統(tǒng)的設計與開發(fā)-教師子系統(tǒng)部分 摘要 本文對基于院系級的教學管理系統(tǒng)的設計與開發(fā)過程作了詳細的論述，給出了開發(fā)該系統(tǒng)的總體規(guī)劃流程、總體功能模塊。并就本人所承擔的“教師子系統(tǒng)”的主要模塊功能的詳細設計過程以及相關技術作了介紹，從軟件工程角度,評價了系統(tǒng)的性能。關鍵字 JSP 教學管理系統(tǒng) Tomcat 子系統(tǒng) 目錄第一章:引言41.1課題開發(fā)研究背景51.2 課題來源5第二章:教學管理系統(tǒng)概要設計62.1 系統(tǒng)總體開發(fā)規(guī)劃62.2 系統(tǒng)總體方案設計62.2.1幾種基于Web的主要開發(fā)工具的比較72.2.2 JSP 開發(fā)WEB的幾種主要方式92.2.3 搭建JSP的平臺工作.102.3.1 院系級教學管理系統(tǒng)總體管理模式概述:11第三章 教學管理系統(tǒng)詳細設計123.1 用戶登錄模式133.2 課程管理133.3 畢業(yè)論文173.4 教學文檔183.5 系統(tǒng)之間的信息交互183.7 版面錯誤提示183.8 教師子系統(tǒng)功能圖示19第四章 教師子系統(tǒng)演示204.1 登錄界面204.2 教師更改密碼214.3 教學文檔下載224.4 教學文檔上傳234.5 選修課程學生資料查詢244.6 版面錯誤提示254.7 論文上傳26第五章 結論28第一章:引言1.1課題開發(fā)研究背景 隨著現代科技的不斷發(fā)展，計算機在教育領域得到了前所未有的廣泛應用，迅速成為最有發(fā)展前景的教學媒體和教學管理工具。計算機在教育領域的應用，導致了教學手段、教學方法、教學形式、課堂教學結構等方面發(fā)生了深刻的變化，從而促進了教育思想和教育理論的變革和發(fā)展，一系列相關的思想、理論和技術在實踐中日積月累、不斷豐富和完善。作為高校來說，建設高水平的大學，校園信息系統(tǒng)的建設是重要的一環(huán)。與國內相比, 教學管理計算機化與網絡化在國外的許多大學己開展多年了，他們的管理模式基本上是面向全局的綜合教務管理系統(tǒng)，是綜合教務管理系統(tǒng)的重要組成部分。數據集中統(tǒng)一存放在中央數據庫中，對數據的操作由校園網上的計算機通過客戶/服務器方式進行,即數據集中存儲，分布操作。它將教學各個環(huán)節(jié)進行了統(tǒng)籌考慮，以提高教學管理效率為目的，強調系統(tǒng)間數據的流通。由于多年運行不斷使用和改進，國外的這種管理模式己處于比較完善的穩(wěn)定運行階段。但由于國外高校與我們的實際情況不同，相關機構管理職能不同，教學管理辦法不同，所以還不能簡單的引用，只能在借鑒的基礎上自主開發(fā)適合我們實際情況的教務管理系統(tǒng)。再加上我們國家教學管理制度、教學形式和教學手段等方面都正處于改革時期，在一定時間內還要不斷變化和發(fā)展，為了系統(tǒng)實時反映這種變化，必須開發(fā)出自己的教務系統(tǒng)，并不斷維護和完善。1.2 課題來源現有的學校級的教學管理系統(tǒng)是基于全體師生基礎上的宏觀意義的教學管理系統(tǒng)。但在一些具體細節(jié)問題上而言,它不免有其不足之處。作為教學與管理第一線的院系,直接面對教師與學生,其管理是微觀的,具體的。比如:每學期一次的英語四,六級報名程序煩瑣;選修課數量多且分類龐雜;教學方面相關信息仍需要口頭通知;教學秘書,教師與學生之間溝通途徑有限,費時費力。這些都增加了教學管理人員的工作負擔。另一方面,現在網上教學工作的全面展開,對教學管理系統(tǒng)提出了更嚴格的要求。所以,本小組此次設計的廈門大學軟件學院教學管理系統(tǒng),就是為了彌補現有學校級教學管理系統(tǒng)存在的不足。另一方面,也為其它院系今后開展網上教學管理工作,提供一些寶貴的經驗。本小組設計的基于院系級的教學管理系統(tǒng),共分為:課程管理子系統(tǒng),學生管理子系統(tǒng),教師管理子系統(tǒng)以及管理員子系統(tǒng)等四個模塊.本小組成員共有四人,其中,趙偉同學負責學生管理子系統(tǒng),寧靜同學負責教師管理子系統(tǒng),吳文俊同學負責管理員子系統(tǒng),組長劉青同學負責課程管理子系統(tǒng)以及整個系統(tǒng)的整合工作。其中,課程管理單獨作為一個模塊,是基于選修課數目繁多,而且又分為學校級選修課和學院級選修課的考慮.該系統(tǒng)為學生,教師,管理員三大主體,更方便,快捷地工作，學習，以及互相之間的交流提供一個平臺。第二章:教學管理系統(tǒng)概要設計2.1 系統(tǒng)總體開發(fā)規(guī)劃 本教學管理系統(tǒng)的開發(fā)流程如下:(1) 分析系統(tǒng)需求，完成系統(tǒng)解決方案，并論證其可行性；(2) 選擇服務器類型與開發(fā)環(huán)境,以及完成相關安裝配置工作；(3) 設計系統(tǒng)總體框架模型，完成相應的數據庫結構設計，并針對數據庫服務器創(chuàng)建相應的數據庫，建立相應的數據表結構；(4) 實現系統(tǒng)各功能模塊的代碼編寫；(5) 采集實驗數據,完成系統(tǒng)測試。2.2 系統(tǒng)總體方案設計2.2.1幾種基于Web的主要開發(fā)工具的比較 如今IT行業(yè)涌現出一大批能夠構建WEB的應用系統(tǒng),支持動態(tài)處理的程序設計技術.例如:ASP,JSP等等.在這個年代新技術和新的程序開發(fā)軟件層出不窮,可謂是“百舸爭流”。但只有在20世紀末才匆匆登場的JavaServer Pages(JSP)技術,一出世就吸引了世界各大軟件開發(fā)商和程序設計者的濃厚興趣,表現出無比強大的生命力.由于JavaServer Pages 技術不但能夠實現跨平臺和兼容各種WEB服務器產品,而且還把強大的服務器端的JAVA技術(server-side Java technology)有機地融和到了HTML網頁的構造中去.因此,利用JSP技術可以建立先進,安全和跨平臺的動態(tài)網站。下面就詳細討論一下JSP的優(yōu)勢.和傳統(tǒng)的C G I相比較，J S P有相當的優(yōu)勢。首先，在速度上,傳統(tǒng)的C G I程序需要使用系統(tǒng)的標準輸入輸出設備來實現動態(tài)網頁的生成，而J S P是直接和服務器相關聯的。而且對于C G I來說，每一個訪問就需要新增加一個進程來處理，進程不斷地建立和銷毀對于作為We b服務器的計算機將是不小的負擔。其次， J S P是專門為We b開發(fā)而設計的，其目的是為了建立基于We b的應用程序，包含了一整套的規(guī)范和工具。使用J S P技術可以很方便地將一大堆J S P頁面組合成為一個We b應用程序。 J S P的真正對手是A S P和P H P，還有即將問世的A S P +，在We b技術方面A S P、P H P和J S P的比較見表1。(注意：這里的A S P指A S P 3 . 0，J S P指J S P規(guī)范書1 . 1中指出的規(guī)范，P H P指P H P 4)表1 ASP、J S P、P H P的比較ASP JSP PHPWe b服務器I I S、P W SA p a c h e、I I S ,PWS,Netscape Server i P l a n e t等A p a c h e 、I I S 、P W S 、Netscape Server等等運行平臺Wi n d o w s各種U N I X（ S o l a r i s 、L i n u x、A I X、I R I X等）、Wi n d o w s、M a c O S各種U N I X（S o l a r i s、L i n u x、A I X、I R I X等）、Wi n d o w s組件技術C O MJ a v a B e a n s、E J B等等C O M、J a v a B e a n s自定義TA G語法無有無開放性無多家合作，包括S U N 、I B M、BEA We b l o g i c、N e t s c a p e、O r a c l e自由軟件腳本語言支持V B S c r i p t、J S c r i p t等J a v a 、E M A C - S c r i p t等PHP建立大型We b應用程序可以可以不宜程序執(zhí)行速度快極快極快學習難度低較低低S e s s i o n管理有有有統(tǒng)一的數據庫連接有、A D O、O D B CJ D B C無后綴名aspjspphp,php3,phps2.2.2 JSP 開發(fā)WEB的幾種主要方式通過以上表格的比較,我們可以得出這樣的結論:JSP具有其顯而易見的優(yōu)勢.那么,下面就進一步地了解一下用JSP開發(fā)WEB的幾種主要方式1. 直接使用J S P對于最小型的We b站點，可以直接使用J S P來構建動態(tài)網頁，這種站點最為簡單，所需要的僅僅是簡單的留言板、動態(tài)日期等基本的功能。對于這種開發(fā)模式，一般可以將所有的動態(tài)處理部分都放置在J S P的S c r i p t l e t中，就像一般使用P H P或A S P開發(fā)動態(tài)網頁一樣。2. JSP+JavaBeans中型站點面對的是數據庫查詢、用戶管理和小量的商業(yè)業(yè)務邏輯。對于這種站點，不能將所有的東西全部交給J S P頁面來處理。在單純的J S P中加入J a v a B e a n s技術將有助于這種中型網站的開發(fā)。利用J a v a B e a n s，將很容易完成如數據庫連接、用戶登錄與注銷、商業(yè)業(yè)務邏輯封裝的任務。如：將常用的數據庫連接寫為一個Java Beans，既方便了使用，又可以使J S P文件簡單而清晰，通過封裝，還可以防止一般的開發(fā)人員直接獲得數據庫的控制權。3. JSP+JavaBeans+Servlet無論用A S P還是P H P開發(fā)動態(tài)網站，長期以來都有一個比較重要的問題，就是網站的邏輯關系和網站的顯示頁面不容易分開。常?？梢钥匆娨恍A雜著i f . . . . . . t h e n . . . . . .、case select或是i f . . . . . . 和大量顯示用的H T M L代碼的A S P、P H P頁面，即使是有著良好的程序寫作習慣的程序員，其作品也幾乎無法閱讀。另一方面，動態(tài)We b的開發(fā)人員也在抱怨，將網站美工設計的靜態(tài)頁面和動態(tài)程序和并的過程是一個異常痛苦的過程。如何解決這個問題呢？在J S P問世以后，筆者的一位朋友認為S e r v l e t已經完全可以被J S P代替，然而，事實是S e r v l e t在不再擔負動態(tài)頁面生成的任務以后，開始擔負起決定整個網站邏輯流程的任務。在邏輯關系異常復雜的網站中，借助于S e r v l e t和J S P良好的交互關系和J a v a B e a n s的協(xié)助，完全可以將網站的整個邏輯結構放在S e r v l e t中，而將動態(tài)頁面的輸出放在J S P頁面中來完成。在這種開發(fā)方式中，一個網站可以有一個或幾個核心的S e r v l e t來處理網站的邏輯，通過調用J S P頁面來完成客戶端（通常是We b瀏覽器）的請求。后面我們將可以看到，在J 2 E E模型中，S e r v l e t的這項功能可以被E J B取代。4. J2EE開發(fā)模型在J 2 E E開發(fā)模型中，整個系統(tǒng)可以分為三個主要的部分：1. 視圖視圖就是用戶界面部分，在We b應用程序中也就是H T M L、X M L、J S P頁面。這個部分主要處理用戶看到的東西，動態(tài)的J S P部分處理了用戶可以看見的動態(tài)網頁，而靜態(tài)的網頁則由H T M L、X M L輸出。2. 控制器?？刂破髫撠熅W站的整個邏輯。它用于管理用戶與視圖發(fā)生的交互?？梢詫⒖刂破飨胂癯商幵谝晥D和數據之間，對視圖如何與模型交互進行管理。通過使視圖完全獨立于控制器和模型，就可以輕松替換前端客戶程序，就是說，網頁制作人員將可以獨立自由地改變We b頁面而不用擔心影響這個基于We b的應用程序的功能。在J 2 E E中，控制器的功能一般是由S e r v l e t、J a v a B e a n s、Enterprise JavaBeans 中的S e s s i o n B e a n來擔當的。3. 模型模型就是應用業(yè)務邏輯部分，這一部分的主要角色是Enterprise JavaBeans，借助于E J B強大的組件技術和企業(yè)級的管理控制，開發(fā)人員可以輕松形創(chuàng)建出可重用的業(yè)務邏輯模塊。由于,我們本次開發(fā)的基于院系級的教學管理系統(tǒng)屬于小型的WEB站點,所以就采用最簡單的直接使用JSP創(chuàng)建動態(tài)網頁的方法。2.2.3 搭建JSP的平臺工作.目前常用的Web服務器平臺的種類很多，例如:微軟公司的IIS(Internet信息服務器)，Linux下使用的Apache, SUN公司的ES(Enterprise Server)，以及基于Java應用的Tomcat等。本系統(tǒng)因為將采用JSP作為開發(fā)Web網站的工具，所以將采用Winxp Server+Tomcat的結構.Tomcat是一個開放源代碼、運行servlet和JSP Web應用軟件的基于Java的Web應用軟件容器。Tomcat是由Apache-Jakarta子項目支持，并由來自開放性源代碼Java社區(qū)的志愿者進行維護。Tomcat Server是根據servlet和JSP規(guī)范進行執(zhí)行的，因此我們就可以說Tomcat Server也實行了Apache-Jakarta規(guī)范且比絕大多數商業(yè)應用軟件服務器要好。Tomcat很可能成為下一代Java Web Server的主流。因為Tomcat受到Sun公司的全力支持，并由非常強大的開發(fā)組織apache來進行發(fā)展，這一工程被稱為Jakarta計劃。從戰(zhàn)略上看，Sun現在正借助Apache的影響來開發(fā)Server端的java技術，這就是Tomcat。因此可以相信Tomcat已經或者即將是一個較理想的Jsp&Servlet開發(fā)和支撐平臺。相對地，JSWDK只是一個簡化的服務器平臺，性能和穩(wěn)定程度都比較有限，而且實際上SUN并不許可將它作為Internet上的商業(yè)平臺。在SUN公司的大力支持下，Tomcat將成為以后Web平臺的主流平臺。2.3 系統(tǒng)總體功能性描述2.3.1 院系級教學管理系統(tǒng)總體管理模式概述:圖一 院系級教學管理系統(tǒng)功能模塊2.3.2 教學管理主體關系演示圖圖二 教學管理主體關系圖示第三章 教學管理系統(tǒng)詳細設計下面僅就寧靜同學負責的教師管理子系統(tǒng)部分的相關模塊功能做一番詳細介紹.3.1 用戶登錄模式 圖三 系統(tǒng)登錄模式用戶首先選擇用戶類型:學生,教師,管理員.然后輸入用戶名,密碼登錄進入相應子系統(tǒng).若用戶名,密碼錯誤或者不存在,則顯示出錯頁面,重新登錄.3.2 課程管理學生,教師,管理員成功登錄后,均可通過輸入課程名稱,教師姓名的方法查看課程相關信息.這些信息包括在表:eleCourse當中. 表二 選修課程字段名稱數據類型字段大小格式必填字段courseID數字長整型常規(guī)數字是courseName文本100是courseTeacher文本100是courseScore數字100常規(guī)數字是courseTotal數字100固定是courseWeek數字100固定是courseTime日期/時間小數常規(guī)數字是count數字整型固定是其中,學生查詢課程,點擊選擇其愿意選擇的課程，刪除其認為多余的課程，并把最終結果提交給教師;教師,管理員除具有查詢這項基本權限外,還具有增加開設課程,取消開設課程的權限.教師擁有選修其課程的學生初選名單,并可以點擊學生姓名,查看學生基本資料,包括在personInfor中; 表三 學生個人信息字段名稱數據類型字段大小格式必填字段useID數字長整型常規(guī)數字是Class數字長整型常規(guī)數字是detailedClass文本200常規(guī)數字是studentName文本200是sex文本50是nameBefore文本200是bornTime時間/日期200常規(guī)數字是direction文本200是schoolForm文本200是teacherOrNot是/否200是HMTStudent是/否200是nativeplace文本200是studentScource文本200是birthplace文本200是IDCard數字長整型固定數字是politics文本200是langMajor文本200是studentKind文本200是homePlace文本200是homeTel數字長整型是postCode數字200常規(guī)數字是total數字200否thesisSubject文本200是tutor文本200是score數字整型是degreeGet文本200是Reware/Punish是/否是timeLeft時間/日期是company文本是personMobile數字200是Email文本是remark文本500否教師可以任意刪除多余的學生姓名,確定最終該課程名單;并把這份名單傳回學生系統(tǒng)，這樣一來，學生就可以查詢到自己被選上的課程名單。在課程結束時,教師給出學生成績.學生可以在學生子系統(tǒng)中查詢到相應課程成績.這是教師子系統(tǒng)中的課程學生情況子模塊。圖四 課程管理圖示3.3 畢業(yè)論文 學生通過論文上傳模塊,填寫論文的基本信息,包括在表thesis中(評注一欄設置為無法填寫)表四 論文信息字段名稱數據類型字段大小格式必填字段userId數字長整型常規(guī)數字是tutor文本200是title文本200是unit數字整型是ChineseKey文本200是EnglishKey文本200是summary文本500是remark文本500是教師可以查詢到相應學生的名單,并下載其論文,填寫論文分數,并做出相關的評注,再將論文上傳給學生.學生可以在其個人成績模塊中，查詢到論文分數。 圖五 論文上傳3.4 教學文檔 教師點擊課程文檔下載模塊,頁面顯示:課程教學大綱空表,課程簡介空表,課程教學進度表,教學測評表,調課申請單,課程成績考核登記,考場情況表,答題卷格式等八個表格.教師點擊表格,下載相應表格,這些空表都被保存在同一個文件夾內.填寫完畢后,點擊進入課程文檔上傳模塊,輸入文件名,上傳表格至指定文件夾。3.5 系統(tǒng)之間的信息交互 1.學生,教師分別在各自系統(tǒng)中發(fā)表留言,管理員回復留言; 2.學生選修課程,把選課結果傳至教師系統(tǒng)中,以便教師確定最終學生名單;教師把最終選課名單傳回至學生系統(tǒng)中; 3.學生提交畢業(yè)論文至教師系統(tǒng),教師打分,評注,并把分數傳回學生系統(tǒng)中。3.6 更改密碼 學生,教師,管理員均可以在成功登錄進入子系統(tǒng)以后,修改密碼.若修改成果,會跳轉到密碼修改成功頁面,否則,系統(tǒng)會提示出錯。3.7 版面錯誤提示 當用戶進入成果登錄進入一個子系統(tǒng)后，若點擊其它子系統(tǒng)，則顯示出錯，無權限查看相關功能。3.8 教師子系統(tǒng)功能圖示圖六 教師權限在該用例圖中,包含了教師在系統(tǒng)中的權限.教師具有:更改密碼(Changepwd),課程管理(ManageLessons),確定選修課程學生名單(ConfirmStudents),下載教學相關表格(DownFile),上傳教學相關表格(UpFile),上傳論文(UpThesis),留言(LeaveWord),查詢學生個人資料(SeestuMessage)的權限。第四章 教師子系統(tǒng)演示4.1 登錄界面圖七 系統(tǒng)登錄界面用戶登錄界面,選擇用戶模式,輸入用戶名,密碼.;若錯誤,則重置,重新填寫。4.2 教師更改密碼圖八 更改密碼 教師登錄進入后,點擊更改密碼,分別輸入原密碼,新密碼以及確認密碼。4.3 教學文檔下載圖九 下載表格教師點擊相關表格,下載填寫信息。4.4 教學文檔上傳圖十 上傳表格填寫完畢后,教師把表格提交至系統(tǒng)中。4.5 選修課程學生資料查詢圖十一 學生個人資料查詢教師點擊選修其課程的學生情況,查看其個人資料;并在課程結束時,填寫成績,并將之傳遞至學生子系統(tǒng)中。4.6 版面錯誤提示圖十二 出錯提示當教師成功登錄進入其子系統(tǒng)中時,若點擊其它子系統(tǒng),比如:學生系統(tǒng),則會顯示其沒有權限查看相關功能。4.7 論文上傳圖十三 論文上傳下載學生提交的論文,給出相應評注,分數,上傳給學生系統(tǒng)。第五章 結論基于院系級的教學管理系統(tǒng)從確定設計方案到最終順利完成,歷時三個多月.它不僅提高了教學管理工作的執(zhí)行效率,更減輕了教務工作者的繁重負擔.從本人負責的教師管理子系統(tǒng)中,我們可以看到:教師可以從系統(tǒng)中下載各類相關的教學文檔;查看學生的個人資料;與學生,教學管理人員進行有效的溝通;指導學生的畢業(yè)論文等等,而省去了問訊的麻煩,使教師能夠更專心地從事教學科研工作。但系統(tǒng)亦有很多需要改善之處.比如:教師的個人資料沒有體現在系統(tǒng)中,學生不能從系統(tǒng)中查詢到課程任課教師的基本信息,這樣就不能對課程有全面的認識;教師填寫完某門課程的教學大綱后,并沒有傳至學生子系統(tǒng)中,這樣一來,學生在選修某門課程