（计算机应用技术专业论文）高职院校学分制教学管理系统.pdf

中文摘要 实行学分制是我国高校教学管理改革中采取的一项重要措施，对提高教育 质量及促进高等教育改革具有重要作用。本文以学分制下选课制的基础理论为 前提，在分析w e b 数据库基本原理、网络安全性技术的基础上，详细地阐述了 基于网络环境教学管理系统的设计思想、工作原理和运行机制，最后结合实际 实现了一个完全网络化的教学管理系统。 首先，通过分析国内外的选课、排课算法，结合优点找到一个符合我院教 学管理的算法。 其次，通过分析b s 结构的特点并结合我校公共选修课的实际情况，提出 了基于b s 结构的网上选课系统的基本设计思想。简要介绍了系统各功能模块 及数据库的设计，着重讨论了用a s p n e t 技术和s o ls e r v e r2 0 0 0 开发网上选 课系统时的数据库访问技术和动态网页制作技术，并给出了部分实现代码。通过 该系统，使教师、学生可以方便地在校园网上进行阏上选课。 通过本课题的研究，目的在于解决网络环境下课程管理过程中存在的典型 问题，充分提高教学管理工作的质量与效率，对计算机应用技术尤其是网络技 术的应用与研究起到积极的推动作用，从而全面提高课程的管理质量，使学分 制的选课实施与排课管理更加科学化、规范化。 关键词：教学管理系统，学分制，选课制，排课算法 a b s t r a c t t h ed e p l o y m e n to fc r e d i ts y s t e mi so n eo fi m p o r t a n tm e a s u r ew h i c hi s a d o p t e di nt h er e f o r mo ft h et e a c h i n gg o v e r n a n c ei nt h eh i g h e re d u c a t i o n ，i tw i l l i n c r e a s et h eq u a l i t yo fe d u c a t i o na n ds e tf o r w a r dt h er e f o r mo fa d v a n c e de d u c a t i o n a c c o r d i n gt ot h et h e o r yo fe l e c t i v er e g u l a t i o nu n d e rt h ec o n d i t i o n so ft h ec r e d i t s y s t e m , t h ep a p e rf i r s t l ya n a l y z et h eb a s i cp r i n c i p l e o fw e bd a t a b a s ea n dt h e t e c h n i q u eo fn e t w o r ks e c u r i t y , a n dt h e nm a k e sas y s t e m a t i ce x p a t i a t i o ni na s p e c t so f t h ed e s i g na n dn m u a b l ep r i n c i p l eo ft h et e a c h i n gm a n a g e m e n ts y s t e mb a s e do nt h e n e t w o r ke n v i r o n m e n t i tf i n a l l yf u r t h e rr e a l i z e st h em a n a g i n gs y s t e mo ft h ec o m m o n e l e c t i v eo nn e t w o r k f i r s t ，t h i sp a p e rg i v e st h eb a s i cd e s i g ni d e ao ft h ea l g o r i t h mo fc o u r s ea r r a n g e - m e n ta n dc o u r s e se l e c t i n ga l g o r i t h m , d i s c o v e rt h et e a c h i n gm a n a g e m e n ta l g o r i t h m o fa c c o r d i n gw i t ho u rc o l l e g e n e x t ，t h i sp a p e rg i v e st h eb a s i cd e s i g ni d e ao ft h eb s - - b a s e do n l i n ec o u r s e e l e c ts y s t e mb ya n a l y z i n gt h ec h a r a c t e r i s t i co ft h eb ss t r u c t u r ea n dc o m b i n i n gw i t h t h ea c t u a lp u b l i ce l e c t i v ec o u r s e sc o n d i t i o n so fo u rs c h 0 0 1 i ti n t r o d u c e st h ef u n c t i o n m o d u l ea n dd a t a b a s ed e s i g nb r i e f l y ，f o l l o w e db yad i s c u s s i o no nd a t a b a s ea c c e s s i n g t e c h n o l o g ya n dt h ea c t i v ep a g et e c h n o l o g yo ft h ec o u r s ee l e c ts y s t e mb a s e do n a s p n e ta n ds q ls e r v e r2 0 0 0 b yu s i n gt h i ss y s t e m ，t e a c h e ra n ds t u d e n t sc a ! l c h o o s ec o u r s e so n l i n ee f f i c i e n t l y t h er e s e a r c ha i m sa ts o l v i n gt h et y p i c a li s s u ee x i s t i n gi nt h em a n a g e m e n to f e l e c t i v ec o u r s eb a s eo nn e t w o r ke n v i r o n m e n t ，i m p r o v i n gs u f f i c i e n t l yt h eq u a l i t ya n d e f f i c i e n c yo ft h ee d u c a t i o n a la d m i n i s t r a t i o n ，p r o m o t i n gp o s i t i v e l ya p p l i c a t i o na n d s t u d yo fn e t w o r kt e c h n o l o g y , a n de n h a n c i n gc o m p r e h e n s i v e l yt h em a n a g i n gq u a l i t y o ft h ee l e c t i v ec o u r s e ，m a k i n gt h ea c t u a l i z a t i o na n da p p l i c a t i o no ft h ee l e c t i v e s y s t e mm o r es c i e n t i f i ca n ds t a n d a r d k e yw o r d s ：t e a c h i n gm a n a g e m e n ts y s t e m , t h ec r e d i ts y s t e m ，e l e c t i v e r e g u l a t i o n ，a l g o r i t h mo fc o u r s ea r r a n g e m e n t 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的 研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表 或撰写过的研究成果，也不包含为获得苤鲞盘堂或其他教育机构的学位或证 书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中 作了明确的说明并表示了谢意。 学位论文作者签名：留荫复参 签字日期：谚) 年2 男么| 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解苤盗盘堂有关保留、使用学位论文的规定。 特授权丕盗盘堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检 索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校 向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权说明) 学位论文作者签名：殇浓烈b 签字日期：加7 年占月髟日 导师签名：名途袁词j 签字日期：堋年移月掰日 第一章概论 第一章概论 随着网络的不断普及，当前在网上开发数据库服务系统成为热点，数据库信 息的w e b 化成为必然要求。数据库服务系统可通过集成w e b 服务器的信息服 务功能和数据库系统的数据管理功能来实现 随着高校教育改革的不断深化，我国高校的教学管理体制正经历着由学年 制向学分制过度的重大变革。学分制是以学分为计量单位、以选课制为核心、 以取得必要的最低学分为毕业和获得学位标准的一种教学管理制度。与传统的 学年制管理模式不同，学分制要求在教育教学的内容、体系、方法和管理手段 等方面更具有机动性、灵活性和高效性，尤其是对其核心一选课制的内容和 管理体制的改革提出了更高的要求。因此，以现代信息技术环境为依托，将学 分制下选修课程管理模式与现代网络技术相融合，开发研制适应学分制管理模 式的完全网络化教学管理系统是分制教学改革的一项重要措施，也是保障学分 制改革顺利实施的关键。 1 1 课题背景和主要研究内容 在高等学校的教学管理工作中，课程表的编排是一项十分复杂、棘手的工 作。首先在教师授课方面，中小学教师授课程都是固定好的，数学教师教数学， 语言教师教语文，但高校中，教师所授的课程不是固定的。以计算机教师为例， 一个教师不可能只教数据结构，其它如操作系统、c 语言等计算机方面的课都 在选择范围内。同时教师是全校共享资源，一个计算机系的教师要任全校计算 机课程，具有跨院( 系) 性，因此，课程表的编排前，教师选课就成了一个重 要环节。 我国不少高校都实行了学分制，它的核心是允许学生自由选课，即把学习 的自主权交给学生。在这里，学生选课时的制约因素比较复杂，工作量也很大， 而且往往需要在较短的时间内完成。运用计算机辅助选课，即能实时地对大量 选课数据进行检验和统计，十分方便地输出选课结果，同时也避免了人工处理 时容易产生的错误。 在排课过程中，除了满足大量的制约条件以外，还必须解决许多冲突与矛 盾，例如：两位教师不能同一时间在同一班级上课、一位教师不能在同一时间 第一章概论 上两门课等等。同一个学生也能同时上两门课，利用计算机辅助进行课表编排 工作，既提高了排课工作的科学性，又可大大减轻管理人员的工作强度，提高 工作效率，从而使学校教学管理现代化迈上了一个新台阶。 1 2 课题研究的目的和意义 教学管理系统是一个学校不可缺少的部分，它的内容对于学校的决策者和 管理者来说都至关重要，所以教学管理系统应该能够为用户提供充足的信息和 快捷的查询手段。但一直以来人们使用传统人工的方式管理课程信息，这种管 理方式存在着许多缺点，如：效率低、保密性差，另外时间一长，将产生大量的文 件和数据，这对于查找、更新和维护都带来了不少的困难。 随着科学技术的不断提高，计算机科学日渐成熟，其强大的功能已为人们深 刻认识，它己进入人类社会的各个领域并发挥着越来越重要的作用。 作为计算机应用的一部分，使用计算机对课程信息进行管理，有着手工管理 所无法比拟的优点例如：检索迅速、查找方便、可靠性高、存储量大、保密性 好、寿命长、成本低等。这些优点能够极大地提高人事劳资管理的效率，也是企 业的科学化、正规化管理，与世界接轨的重要条件。 因此，开发这样一套软件成为很有必要的事情，在下面的各章中我们将以开 发一套教学管理系统为例，谈谈其开发过程和所涉及到的问题及解决方法。 1 3 本文研究内容和工作安排 本文主要对高校教学管理系统中选课、排课子系统的基本功能、设计思想、需求 分析以及实现技术和具体算法进行探讨。章节安排如下： 第二章以学分制下的选课制为指导思想，对国内外选课排课技术分析比较，以 确立本系统的开发方向。 第三章对系统总体设计进行研究，对学分制下的选课制进行了详细的分析，介 绍了应用系统功能模块的详细设计；系统配置、数据库的定义和实现；系统整体软 件架构的实现。 第四章以微软公司a s p n e t 为开发平台，以c # 为开发语言，以s q ls e r v e r2 0 0 0 为后台数据库开发完成系统，并对该系统进行测试。 第五章总结本论文的主要研究内容和所取得的工作成果。 第二章系统开发原理及相关介绍 第二章系统开发原理及相关介绍 学分制条件下，灵活弹性的选课制打破了学年制以自然班级为单元的集中 授课形式，给教学管理提出了很多新的挑战。以往学生思想教育工作的载体 是班集体，随着学分制的实行，原先一个班一张课表变为每个学生一张课表， 学生以课程为纽带，形成多变的听课群，我们把因选课相同而在同一时间、地 点，由同一教师授课而形成的班级( 群体) 称为“课程班。在学分制下如何 充分发挥学生的主体地位，全面调动学生选课的积极性，学分下的选课及课表 的编排也受到很大的影响，如何设计一个满足教学安排，尽快尽美的使学生选 择要上的课程就成为一个重要的课题。 2 1 系统课开发的指导教育思想 学分制是一种以学分为计量单位衡量学生学业完成状况的教学管理制度。 西方各国高校一般实行学分制瞳3 。学分制的发展追其根源，起源于选课制 的产生和发展。选课制于1 8 世纪末首创于德国。1 7 7 9 年，美国的第三任总统 托马斯杰斐逊首先把选课制引入了威廉和玛丽学院口1 。1 8 1 0 年创办的柏林大 学实行课程选修制。1 8 2 5 年，选课制建议被美国弗吉尼亚州议会通过，并在新 建立的弗吉尼亚大学开始试行。随后，一些老牌大学，如耶鲁大学、布朗大学 和哥伦比亚大学等，也开始尝试实施选课制。 五四运动前后，我国的一些教育家从日本或欧美引进了学分制，如张伯芩 在天津南开大学实行积点学分制和选科制n 3 。1 9 8 5 年5 月颁布了中共中央关 于教育体制改革的决定。决定明确指出要减少必修课，增加选修课，实行 学分制和双学位制。此后高校中出现了实行学分制的第三次“高潮”。具不完 全统计，到1 9 8 6 年为止，实行学分制的高校达到2 0 0 余所，大多数重点院校实 行了学分制1 。9 0 年代以来，为了适应社会主义市场经济体制和科学技术迅速 发展对高校人才培养的新要求，高校中出现了实行学分制的第四次“高潮”。 例如：上海交通大学、清华大学、北京大学等开始推行学分制哺1 。截止到1 9 9 6 年底，全国近三分之一的高校己实行了学分制。 目前，以学分制为主题的教学管理体制深化改革正如火如荼，方兴未艾。 例如，辽宁师范大学从2 0 0 0 级本科生开始实行学分制订1 。2 0 0 1 年9 月1 7 日出 第二章系统开发原理及相关介绍 台的复旦大学“十五规划”规定，将全面推行学分制，全校开设的本科生和研 究生课程要达到2 5 0 0 门呻3 。 2 2 当前主流算法分析 教学管理基本功能就是选课和排课，实行学分制是我国高校教学管理改革 中采取的一项重要措施。由于学分制的实施，充分发挥学生的主体地位，全面 调动学生选课的积极性，但由于课程，班级人数的不确定性也对教学管理系统 提出新的要求。 2 2 1 选课算法分析 ( 1 ) 原有系统算法分析 有的学校教务处最早使用的选课系统是运行于单机环境下的基于d o s 平 台的f o x b a s e 程序。由于系统运行于单机环境，不能在网络上并发操作，所以 必须把参加选课的学生按院系分开，按先后次序进行选课。而排在后的院系学 生因为某些课程班级人数已满而失去选择的机会。在实际操作中是采用抽签来 决定先后次序，排在前的院系的学生总比排在后的学生有更多的机会和余地选 到自己满意的课程包括课程、教师和上课时间) 。所以排在后面选课的院系师生 都较有意见。对同一院系的学生选课时也有先后次序，因此选课现场次序较乱， 给教务管理工作带来许多不必要的麻烦。究其原因，是因为原有系统的算法是 ，先到先满足算法，无法解决上述矛盾的冲突y o b 。因此需要考虑更合适的算法， 以满足选课要求。 ( 2 ) 按名额比例分配算法 有的学校教务处也曾使用过按名额比例分配算法，此算法把需要进行公共 选课( 面向全校开的课程) 的课程班最大人数按照每个院学生人数比例分给各 院，这样就避免了院系问不公平的矛盾。而在一个院内部的选课，又可以采用 几种平等算法。这个算法把大矛盾( 院系间) 化为小矛盾( 同院学生) ，如果采用 一定的算法，也可解决矛盾的冲突。但是，该方法为系统设计带来很大的复杂 性，且系统开销较大蹭1 。同时由于各院系教学要求不同，每个学生的选课倾向 性不同( 他们的信息来源主要是高年级学生、辅导员、班主任等，因而，实际上 按名额比例分配算法也没有真正做到公平选课。 ( 3 ) 分志愿筛选算法 此算法用于同- - f 2 课程有多个教学班的情况下，学生可有几个优先级不同 的志愿，最多为3 个。计算机按不同的志愿进行处理，首先满足第一志愿，若 第二章系统开发原理及相关介绍 第一志愿的人数超过最大上课人数，则采用平均分布概率算法进一步处理，筛 选出多余的人数。若第一志愿的人数小于总人数，全部选中n 训，当第一志愿遍 历一遍后，再遍历第二志愿：并将第一志愿该教学班不足的人数作为第二志愿的 最大可选人数。处理方法同第一志愿，以此类推。第一志愿优先级最高、机会 最大，最有可能选中。第二志愿处理对象为：第一志愿处理后该教学班所剩可选 人数( m 2 ) 及该教学班的第二志愿所有人数( n