基于学分制的移动教务系统设计与实现

曹丹阳魏金强杨 建

1.北方工业大学计算机学院 北京 100144 2.北方工业大学教务处 北京 100144

基于学分制的移动教务系统设计与实现

曹丹阳1魏金强2杨 建1

1.北方工业大学计算机学院 北京 100144 2.北方工业大学教务处 北京 100144

随着移动互联网的快速发展，移动教务成为高校教学管理中迫切需要解决的问题。利用已建设的数字化校园数据中心，采用面向服务的三层架构，构建了基于学分制的移动教务系统，实现了iOS与Android平台客户端，补充了现有教务系统的管理体系，促进了数字化校园的建设。

学分制；移动教务；iOS；Android

移动互联网的快速发展，使很多互联网时代的产物都要转向移动互联网，各种移动App应运而生，如电子商务、游戏、工具类软件、业务系统等。移动教学信息系统以教学信息网为基础，将学校教学资源、日常学习、教务与生活等资源共享、信息交互，无缝接入移动终端，在学校教学理念与信息化发展思想的统一指导下进行移动式展现。推动学校教学、科研、管理等各项工作的全面开展，形成多元化、人文化、智慧化的信息服务环境。强化移动应用功能，用户通过手机等移动设备完成工作提醒、事务办理、信息管理；完善移动学习功能，用户利用碎片时间查阅资料、观看课件、完成作业和测试；引入社区概念，在移动终端用户之间有效形成以工作、学习、科研、生活、娱乐为主题的“群”，相互交流协作。移动教务平台通过汇总各教务应用系统提供的基础数据信息，以及客户端获取的数据信息，分析用户移动工作、学习与应用的记录档案，有针对性地对用户工作与学习趋势提出分析和建议，以更加智慧的方式贴近用户，实现平台的自我成长。

1 项目背景

目前已有的移动教务系统都存在功能不足的地方，如文献[1]中仅针对一卡通、个人信息等进行了探讨。文献[2]按照现代软件工程技术方法，给出了一个J2ME移动教务课表查询系统设计与实现的过程。文献[3]针对目前高校教务管理系统中存在的一些问题，采用SOA面向服务体系架构对现有教务系统进行改进设计。文献[4]实现了移动设备上的教务手机提醒、课表、教学信息的查询。文献[5]将无线应用协议WAP技术与教务管理相结合，构建了基于WAP技术的移动教务系统。文献[6]分析设计了平台的通用模型和基于组件技术的SOA三层系统构架，之后简单介绍了校园移动信息化平台在移动一卡通、移动OA短信中心、移动教务等内容。这些已有的研究或者未考虑智能手机设备，或者在功能上不够完善。

本文在学分制基础上，考虑到移动互联网的通用性，面向iOS与Android系统，基于MVC三层结构设计并实现了具有互动平台、选课、课表、成绩、学分绩点、缴费情况、考试安排、空教室、新闻公告、校园门户信息等功能的移动教务系统。在实际应用中取得了较好的反响。

2 系统设计

2.1 需求分析

学生、教师是移动教务系统的主要使用者，因此，系统要为日常教学生活提供随时随地的服务。移动教务系统需要充分考虑长远发展需求，统一规划、统一布局、统一设计、规范标准、突出重点、分步实施。在实施策略上，根据实际需要及投资金额，统一领导、统筹规划、标准化及核心业务重点推进，注重业务的支撑和在信息安全的体系下保证数据质量和数据共享，同时保证系统建设的完整性和投资的有效性。系统主要功能包括课表管理、选课查询、成绩查询、考试查询、学分绩点、毕业要求教学信息查询，自然班、教学课堂之间的互动交流，学校公共信息查询，包括学校简介、校园风光、联系电话、校历、作息时间、公告通知、教学新闻，学术讲座、会议安排、空教室等。按照需求，设计出系统的总体功能结构如图1所示。

图1 系统组织结构图

2.2 系统总体架构

移动教务系统以移动设备终端为使用平台，通过移动互联网访问应用服务器和应用数据库，并通过接口访问教学信息网的教学数据库。在整个数字校园系统中移动教务系统只是其中的一个业务系统，数据库服务器是整个数字校园共用一个服务器(如图2所示)。

图2 系统总体架构

由图2可以看出移动教务系统主要分为3层结构，其中分别是表示层，中间业务层和后台数据处理层。

2.3 后台体系架构

系统采用.NET技术路线，具有良好的开放性、适应性和扩展性，方便移植和复用。系统的展现层(信息交互层)、应用层和数据层能够通过升级和扩展满足客户业务不断发展的需要。按照开放性和扩展性原则设计系统架构，一方面，系统采用开放性、标准化的平台设计以尽可能地利用已有的设备、软件及信息资源；另一方面，系统对于未来可能增添的新的子系统、新的功能、新的用户都要留有接口和二次开发API，使系统可以随形势的发展而不断成长扩大。后台服务主要设计如下3个方面：

(1)数据服务接口。

(2)业务逻辑页面。数据查询包括科研项目查询、学术成果查询、科研获奖、专利、配套经费和业绩分的查询。能把查询出的数据导出到Excel中。

(3)业务管理后台。高级管理中主要是教师角色和权限维护和教师密码维护。

2.4 终端软件架构

系统的终端架构分为多个模块，如图3所示：

图3 终端平台软件结构

基础模块：

(1)通用库。主要是一些常见的函数集合，包括日期、时间、数字、颜色以及字符串等转换函数。

(2)控件库。主要是一些界面显示的特殊组件和复合组件。包括按钮、文本、输入、图片、列表以及树等组成。

(3)网络库。主要是基于HTTP协议的各种网络传输模块。

(4)数据转换库。基于json格式的数据解析以及序列化。还包括各种编码URL Coder，Base64以及MD5加密。

业务模块：

(1)数据持久层。客户端将一些业务数据永久性的保存到客户端本地，便于及时读取并节省流量，充分考虑到移动互联网的特点。

(2)业务逻辑层。处理各种功能性的业务数据的分析，管理，并为界面显示提供接口。

(3)界面交互层。主要是显示各种数据，并提供用户的交互处理，包括移动设备特有的触摸输入。

2.5 开发环境

根据系统总体架构，数据服务层采用ASP.NET技术实现，后台直接使用C#语言开发。iOS客户端使用Objective-C2.0语言基于Cocoa框架进行开发。Android客户端使用Java语言基于Android SDK开发。

3 关键技术及系统实现

3.1 消息推送

消息推送是很多App要用到的功能，这里针对iOS的消息推送做出阐述。消息推送主要针对iOS的APNs服务。iOS客户端将终端设备标识通过应用服务器接口存储到数据库中。轮询服务读取数据库，如果获取到未推送的消息记录，则遍历数据库逐个以对应设备标识将消息发送到苹果APNs服务中(如图4所示)。

图4 消息推送

3.2 推送消息轮询服务

推送消息轮询服务采用WinForm的方式，为了部署及维护方便，并不注册为系统服务，而仅仅加入开始菜单开机自动启动，流程如图5所示。

图5 轮询服务流程

3.3 实现效果

由于UI界面较多，这里仅给出部分系统的实现效果图，如图6所示。

图6 系统首页

4 结束语

移动教务系统是数字化校园的重要组成。本文研究实现了利用3层架构实现iOS，Android平台的移动教务系统。将完整的教学管理系统分为服务端和客户端，解决管理系统间的业务协同与信息共享问题，实现管理系统的松耦合性和扩展性，有利于不同平台、不同环境下新旧系统之间的集成和融合。该系统目前已在北方工业大学全面推广，同时在线活跃人数达2 000多人，师生在上课、考试、课堂之外的互动、校园信息等方面使用率较高，深受到广大师生的普遍好评，提高了学校管理水平和工作效率。

[1] 郭惠丽，李倩倩，张蕾.基于物联网的智慧校园移动服务构建[J].网络安全技术与应用，2011(9)：68-71.

[2] 徐炳文.基于J2ME移动教务课表查询系统的开发与实现[J].西南民族大学学报：自然科学版，2011，37(1)：161-166.

[3] 丁俊，李心科.基于SOA的高校移动教务管理系统的研究和设计[J].广东石油化工学院学报，2013，23(6)：38-41.

[4] 佟钢.浅谈移动教务信息系统的建设与实践[J].信息科技，2011(17)：94.

[5] 刘立群，火久元，王联国.数字化校园中移动教务系统的应用[J].中国现代教育装备，2014(11)：30-32.

[6] 王燕，高新城，卢清.校园移动信息化平台研究[J].吉林师范大学学报：自然科学版，2013(4)：145-147.

Design and Implement of Mobile Educational Administration System Based on Credit System

Cao Danyang1， Wei Jinqiang2， Yang Jian1
North China University of Technology， Beijing， 100144， China

With the rapid development of mobile Internet， mobile educational administrations become the problems that are urgently solved in colleges teaching management. The use of digital campus data center has been building， using service oriented three layers architecture，constructed a mobile educational system based on credit system， realized the clients of iOS and Android platform， supplemented the existing system of educational administration system， promoted the construction of digital campus.

credit system； mobile educational administration system； iOS； Android

2014-09-25

曹丹阳，博士，副研究员。魏金强，硕士，助理研究员，教务处副处长。杨建，硕士。

北方工业大学2014年度教育教学改革课题成果；北方工业大学2014年度优秀青年教师培养计划项目；北方工业大学2014年度科研启动基金项目。