基于Spring框架的甘肃电大云教室运维管理系统设计与实现

王晶 赵明 刘云伍 武永娇

摘 要 甘肃电大云教室自建设以来，承担了学校远程授课、论文答辩、教学研讨、专题讲座、会议直播等工作，在学校的应用越来越广泛。目前云教室的使用管理均使用传统的手工方式，随着应用的增多，出现重复排课、统计费事费力等问题，迫切需要建立MIS对全省45间云教室进行统一管理，以规范使用、简化流程，更好地为远程教育服务。根据云教室的业务需求，使用Spring框架对MIS进行设计与实现。

关键词 云教室；Spring；教学资源；远程教育；运维管理系统

中图分类号：G642 文献标识码：B

文章编号：1671-489X（2018）23-0029-03

1 引言

国家开放大学云教室是2013年出现的全新概念，是以云计算技术为基础，将物理教室与虚拟教室相结合组成的“大”教室，目的是将最优质的教学资源无障碍、扁平化输送到教学一线，从而实现优质教学资源的共享，缓解中西部地区师资匮乏问题，提升基层教育质量和信息化应用水平。云教室具有在线面授教学、远程实时教学、网络直播教学、双向互动教学、多地教学研讨、远程面试与答辩、实时录播、视频会议、网络考试与考试监控等功能[1]。

目前，国家开放大学已经在全国部署345间云教室。甘肃电大先后实施两期建设项目，在全省范围共建云教室45间，实现对所有市州分校的全覆盖，正在积极申报三期建设项目，力争实现对所有教学点的全覆盖。

自甘肃电大云教室建成以后，学校积极开展应用探索，云教室承担了学校远程授课、期末辅导、多地教学研讨、异地论文答辩、会议直播、专题讲座、业务学习等工作，在学校的应用越来越广泛，承担的教学量每学期都有很大提升。但是目前云教室的使用管理均使用传统的手工方式，在一期四间云教室运行时还可，二期云教室大量建成后，随着业务量的加大，云教室使用管理非常烦琐，并且不规范，出现越来越多的矛盾。为了充分发挥云教室的各项远程教学功能，规范云教室的使用，提高管理运维水平，更好地服务于远程教育，设计和开发甘肃电大云教室运维管理系统。

2 系统设计

系统架构 该系统采用B/S架构，以MySQL作为后台数据管理系统，实现对全省云教室的管理。开发平台采用Spring框架实现逻辑处理，前台页面使用Bootstrap技术。Spring和Bootstrap完美结合，可以有效缩短开发周期，为系统开发提供便利；同时对用户的使用体验进行了优化，是一种高效简洁的整合应用方案。

系统功能设计 根据需求，本系统主要分为九大功能模块，如图1所示。下面对主要模块的功能进行简要说明。

云教室管理：设有云教室列表、视频资源表、维护记录表、联调表、网络测试等分项，可以浏览、管理所有云教室信息和运行产生的资源目录；直观监控全省云教室的网络状况；对国开巡检、联调过程进行记录；各建设点运维人员填报云教室故障记录等。

使用管理：用于教师等用户填报云教室使用申请、查看当前申请状况；教学管理部门批量导入课程计划等。

审核管理：设有审核记录表，用于审核部门审核各类申请（教务处审核各类教学使用申请，办公室审核各类非教学活动），查看审核记录等。

课程管理：用于教学管理部门发布课程表；各类用户查询、统计课表；技术负责部门安排值班教师，填报使用记录，统计到课情况等。

资料库：用于上传及下载设备技术说明书、故障汇编、云教室技术论文及云教室相关软件等。

统计管理：用于统计各种运行数据。

系统管理：用于用户管理、权限管理，数据备份、恢复，系统设置等。

个人中心：用于修改个人信息，推送与个人相关的信

息，如教师显示待授课程，运维人员显示待值班课程、故障处理等。

系统预设置六种角色，分别是系统管理员、审核人员、授课教师、运维人员、管理人员和访客，按照角色和管理权限加密登录系统，不同角色和权限的用户将打开不同功能的界面。每个权限都具有查看课程表和通知公告的权限。系统管理员拥有最高权限，具有用户管理、系统管理、菜单管理、云教室管理、课程管理、故障处理、资料库等功能。审核人员主要具有发布通知公告、批量导入课程计划、审核课程申请、进行数据统计等功能。授課教师具有填报申请、基本数据统计功能。运维人员的使用者是各云教室的管理人员，主要具有云教室资料维护、申请管理、故障申报、填报维护记录、课程管理等功能。管理人员的使用者是学校领导，主要具有查看各运行数据的权限。访客只有基础权限。本系统角色建立动态化、便捷化，根据需要，系统可随时快速建立一类角色，或对角色权限进行修改。

3 关键技术

B/S结构 系统采用B/S（Browser/Server）结构，即浏览器/服务器结构。这种结构系统功能实现的核心部分集中在服务器端（Server），只有极少部分的事务逻辑在前端（Browser）进行，简化了系统的开发、维护和使用。用户端只需要一台能上网的电脑即可，不需要安装软件，门槛低，使用维护方便，大大降低了用户的总成本。

Spring MVC模式 Spring是由Rod Johnson创建的一个分层的轻量级开源框架，通过对反转控制模式（IOC）和面向方面编程（AOP）的实现，解决了许多在以往J2EE应用开发中常见的问题。并且Spring并不排斥其他开源框架，反而提供了对其他框架（如Struts、Hibernate等）的支持，可与其无缝整合，是应用系统开发的轻量级解决方案和一站式选择。

MVC（Model View Controller）模式是一种非常著名的软件设计模式，将软件系统分为模型（Model）、视图（View）和控制器（Controller）[2]三个部分。MVC模式也是目前交互式系统中应用最广的一种分层架构，可以很好地隔离用户界面层和业务处理层，对代码进行模块化划分，将一个系统中的各个功能部分之间进行解耦，在改进和个性化定制界面及用户交互的同时，不需要重新编写业务逻辑。Spring框架提供了构建Web应用程序的全功能MVC模块[3]。Spring MVC实现了MVC的核心概念，为控制器和处理程序提供了大量与此模式相关的功能[4]。

Bootstrap框架 Bootstrap基于HTML、JavaScript、CSS，来自Twitter，是用于快速开发Web应用程序和网站的前端框架，也是目前很受欢迎的前端框架。Bootstrap是完全开源的，具有移动设备优先的特点，并支持所有主流浏览器，满足用户随时随地使用的需求。Bootstrap中包含了丰富的Web组件，根据这些组件，使用者可以快速搭建一个漂亮、功能完备的网站。

4 系统主要功能实现

登录界面的实现 本系统主要有六类用户类型，采用统一界面登录的形式，如图2所示；亦可以通过扫描二维码使用移动终端打开系统，输入正确的用户名、密码即可登录。

使用申请功能的实现 用户进入后，选择菜单栏中使用管理栏目下的添加申请，填写图3所示信息。添加的时间段系统会自动判断是否已占用，并及时给出反馈，解决了重复排课的问题。

审核功能的实现 管理部门登入系统后，对申请列表进行审核。如图4所示，填写审核意见，根据需要点击审核通过或不通过按钮。

网络监控功能的实现 用户进入系统后可实时直观地监控全省云教室的网络状况，如图5所示，绿色代表连通。

使用记录功能实现 每次授课时，值班人员登录后按图6如实填写当次记录。

统计功能实现 根据权限不同，各级用户通过不同的统计角度，可对云教室运行数据进行统计分析，为下一步的学生学习行为分析提供支持。图7是按照不同课程学生参与学习统计，图8是每个云教室教学点在设定时间内参与教学次数。

5 结语

本系统构建了甘肃省全省45间云教室运维管理数据库，使所有云教室数据实现了信息化，规范了云教室的使用管理，涵盖了业务流程，提供云教室实时监控与统计功能，为分析学生学习行为提供依据。同时使用的Spring+Boot-strap技术使得系统具有很强的移植性，适应于多终端。本系统在满足学校需求的同时，对其他建有云教室的省电大也具有很好的推广意义。目前，系统试运行效果良好，但在运行中发现数据分析功能还不完善，云教室教学资源利用率不高等问题，这在今后还需要进一步解决。

参考文献

[1]国家开放大学建设方案[DB/OL].[2017-03-21].http：//www.ouchn.edu.cn/News/ArticleDetail.aspx？ArticleId=89c2aa03-874a-43bb-ac34-9fc9fb896597&ArticleType=2.

[2]任中方，张华，闫明松，等.MVC模式研究的綜述[J].计算机应用研究，2004，21（10）：1-4，8.

[3]张宇，王映辉，张翔南.基于Spring的MVC框架设计与实现[J].计算机工程，2010，36（4）：59-62.

[4]薛峰，梁锋，徐书勋，等.基于Spring MVC框架的Web研究与应用[J].合肥工业大学学报：自然科学版，2012，35（3）：337-340.