基于Web Service分层架构的实践教学检查管理系统研究
2019-12-06孙成刘海燕
孙成 刘海燕
摘 要：针对教学检查工作中，人工确定抽查名单费时费力，以及很多抽查原则容易出错，很难做到公平公正的问题，文章提出使用现代智能化编程技术，开发教学检查管理系统代替人工操作，智能、高效地完成高校相关检查和抽查工作。教学检查系统以 Web Service、.net、WPF等技术调用相应数据库里的教学信息，按照一定的教学检查抽查原则确定抽查名单，实现了基础教学和实践教学等教学环节的信息集成，从而有效地避免了人工错误的可能，教师从复杂的核对工作当中解脱出来，提高了日常工作的效率。 使用Web Service开发的教学检查管理系统，实现了智能化教学检查数据的整理、添加、查询等功能，在教学管理中具有极好的应用价值。
关键词：Web Service分层构架;教学检查;实践教学
中图分类号：TP311 文献标志码：A 文章编号：1673-8454（2019）21-0044-04
教学管理是高等学校中一项非常重要的工作，它的管理效果关系到高校发展的快慢与成败。目前在高等学校教学管理中，教学检查成为各项教学工作里一个必不可少的重要工作，教学检查工作的顺利开展是保证学校教学质量稳步提升的重要手段，同时也是查找并及时纠正学校各教学环节存在问题的一项重要举措。学校通过不定期开展形式多样的教学检查，可以从多角度全方面地了解和掌控学校教学的实际情况，及时了解各项教学工作中存在的不足。研究、整改并制定强而有力的教学管理办法，对稳定教学秩序，完成各专业人才培养计划起到了不可取代的作用[1]。通过教学检查工作的开展，教学管理者和教师都积累了宝贵的工作经验，改进了高校原有落后的教学工作方法和手段，促进了学校各项教学工作的开展，提高了学校教学质量[2]。
1996年马克·安德森首先提出了使用 IIOP请求一个跨多种平台的服务。2001年以后，随着微软、IBM、Sun、Oracle以及其他公司的创新，W3C正式发布 Web Service技术。只有通过 Web Service技术才能实现客户端与服务器之间的数据访问，随意地使用 HTTP进行数据的传递[3]。使用 Web Service开发的教学检查管理系统，可以方便快捷地从服务器上提取相关数据，同时本着公平的原则，制定合理的抽查规则，避免一名教师相同检查项目和同一个学期不同检查项目反复被抽到的现象发生。该系统按照指定的规则实现提示、抽查、导出等功能， 极大程度上减少了管理教师的工作强度，也可加大学校教学检查的范围，更加合理地对学校教学环节进行有效管理，有助于提高学校的教学质量。
一、实践教学检查管理系统开发的背景及意义
1.教学检查的重要性
随着高校教学质量的不断提高，教学手段也随之更新，教学方式也不断改革，出现了类似“翻转课堂”等形式多样化的教学方式;同时高校发展规模的不断扩大，人才引进数量与日俱增，教师队伍人数也不断增加，在这样的发展态势下，要想保证学校的教学质量，教学检查就显得尤为重要。教学检查可以按照学校制定的相关管理规定和各项检查指标体系，针对不同教学方法采取多样的教学检查，对目前学校现有的各个教学环节进行监控，发现问题所在并及时研究处理，保证学校各个教学环节的顺利开展，确保教学效果稳步提高，从而提高学校教学质量[4]。
2.实践教学管理系统的开发背景
基于Web Service分层架构的教学检查管理系统是根据学校组织的多种教学检查作为研究背景，笔者在查找相关资料和调研兄弟院校教学检查工作开展情况后，结合所在高校总结了目前教学检查人工管理存在的弊端。各高校教学检查中的督导听课、试卷、教案、毕业设计（论文）、课程设计等不同教学环节抽查名单的确定难度很大[5]。为了体现教学检查的全面性和公平性，学校本着以人为本的原则，会制定一些抽查规则，例如：
（1）两个学年内不可重复抽查同一名教师的同一个检查项目。
（2）一个学年内不可重复抽查同一名教师的不同检查项目。
（3）同一次教学检查如果有很多检查项目，不可重复抽查同一名教师。
基于这样的教学检查抽查规则，教学管理者需要花费很多精力和时间来确定抽查名单，而且想达到教学检查不重复抽查的要求很不容易，这样对被重复抽查的教师有失公平，也不利于对其他教師相应教学环节工作进行监控。为此，在认真研究学校教学检查各项工作开展情况之后，为了减轻教学管理者的工作负担，使教师可以从复杂的核对工作当中解脱出来，减少工作时间，提高工作质量，有效地避免教学管理者人工抽查错误的可能， 提出了使用 Web Service、WPF等技术实现诸如督导听课、试卷、教案、毕业设计（论文）、课程设计抽查名单的信息集成化，开发了基于Web Service分层架构的教学检查管理系统来保质保量地完成学校教学检查工作。
3.实践教学检查管理系统开发的意义
督导听课、试卷、教案、毕业设计（论文）、课程设计等检查是教学检查工作必不可少的检查部分。督导教师会把在课堂上发现的问题在课间休息时与讲课教师及时沟通、交流[6]，并将听课结果写在听课卡上，由教务处每周汇总一次，针对不足的地方，会将相关意见反馈给各院（系）的教学院长，并监督整改。试卷、教案、毕业设计（论文）、课程设计等检查都会根据教师教学工作手册中相关检查内容的标准进行，检查结果需填写相关检查记录表，由教务处连同教学检查的各环节一起汇总，发教学状态通报，并将检查结果按照教学指标体系进行打分，纳入各院（系）的评优选先活动中，促进学校教师自觉提升“以学校教学为首要任务”的意识。
随着学校人才引进力度的不断加大，每学期新进教师数量与日俱增，这为教学检查抽查工作也带来了新的问题， 教师机械式抽查已经很难达到要求。Web Service分层架构的教学检查管理系统可以满足学校教学管理者的需求，达到教学检查的真正目的。利用编程技术，利用现代先进信息技术，按照相应的检查指标体系智能化地完成抽查工作，排除主客观干扰，可以避免在教学检查过程中重复现象的发生，完成学校制定的相应检查要求，缔造了公平的学校教学环境，保证了学校教学秩序的有序进行，并使学校教学质量提升工作中一项重中之重的工作可以轻松、严谨、疏而不漏地完成，将学校教学管理者节省出来的时间投入到其它繁杂的工作中。无论从学校各个教学环节的监控，还是学校各个专业专任教师的覆盖，都极大地促进了学校的日常教学管理，保证学校教学质量的提高。
二、实践教学管理系统开发的技术手段
1.Web Service综述
随着20世纪初互联网的迅猛发展，人们提出了一种新的网络应用解决方案——Web Service。它是一个平台独立、低耦合、可编程的网络接口，能够使得运行在不同机器上的不同应用在不借助其它组件的情况下实现复杂的数据交换或者集成[7-10]。Web Service架构如图1所示。
Web Service具有以下特征：
（1）高内聚、低耦合：Web Service是一种基于互联网的通用服务，在设计时只做一件事，即一个组件只完成一个功能，将大型系统的实现分层解决，有效地降低了设计的复杂度，提高了组件的通用性。
（2）高度可集成能力：服务采取了通用简单的应用程序接口协议，使得不同硬件、不同系统之间能够无缝连接，完全屏蔽了不同平台之间的差异，提高了集成能力。
（3）完全面向服务：用户无需关心服务的内部运行机制，只需调用标准的接口，便可得到完整的服务，降低了使用难度。
2.Web Service的优点
（1）可操作的分布式应用程序
可以使通过不同开发软件技术在相同或不同系统上制作的应用程序之间完成相互通信。 与RMI、DOCM、CORBA最大的不同就是Web Service改进了通信技术， 为了使通信协议转化简单化，把SOAP 作为基本通信协议。
（2）普遍性、使用HTTP和XML进行通信
任何支持HTTP和XML 技术的设备都可以拥有和访问Web Service，不同平台不同开发语言照样可以调用其发布的Web Service。
（3）Web Service 甚至可以穿越防火墙，真正实现自由通信
一般要訪问的Web服务器以及要访问的Web Service客户端很可能位于防火墙后面，都默认关闭其它端口而开发HTTP端口，而Web service 正是基于HTTP的，所以它可以穿越防火墙。
（4）通过 SOAP 协议实现异地调用
SOAP 是 Web Service 的基本通信协议，它是在分散或分布式环境中交换信息，它基于XML的协议，通过SOAP协议可以实现不同项目、不同地点、甚至异地调用应用程序。实际上，Web Service 的主要目标是跨平台的可互操作性。为了达到这一目标，Web Service 完全基于XML （可扩展标记语言）、XSD （XML Schema）等独立于平台、独立于软件供应商的标准，是创建可互操作分布式应用程序的新平台。
三、教学检查系统的设计
教学检查系统的组成主要分为两大模块。一是服务器端，主要负责数据的存储以及开放一些通用的API（Web Service）;二是客户端，客户端的主要功能是对数据进行处理，完成和管理一些诸如教学抽查、考试安排的任务。整体结构如图2所示。
四、教学管理系统的实现
教学检查管理系统采用了软件三层架构，即数据访问层（Data access layer）、业务逻辑层（Business Logic Layer）、用户界面层（User Interface layer）。采用分层架构的好处是降低了系统的实现复杂度，符合Linux的设计哲学，一个组件只完成一件事情，并且做好它，然后用大量的小组件去实现大型系统[11-12]。
1.数据访问层
教学检查管理系统数据访问层主要采用了实体数据库模型（EDM），即ADO.NET技术。该技术对数据库进行了轻量封装，在开发时可以专注于概念模型而不必考虑存储架构，从而在编写代码时更多关注高效性和可维护性。与此同时，在保证满足管理系统基本需求的前提下，在存储架构方面可以专注于数据访问、存储和可扩展性方面的高效性，这样可以使得教学检查管理系统按照抽查规则访问数据库，在更有效地完成抽查工作的同时，也可以完善导入、导出、存储、查询等功能。
以下是教学检查管理系统实体数据库SQL查询部分代码：
using System;
using System.Data;
using System.Data.Common;
using System.Data.EntityClient;
using NorthwindModel;
class EntityClientSample
{
public static void ExecuteQuery（）
}
{
string queryString =
@"SELECT c.CategoryID， c.CategoryName
FROM NorthwindEntities.Categories AS c";
using （EntityConnection conn =
new EntityConnection（"name=NorthwindEntities"））
{
try
{
conn.Open（）;
using （EntityCommand query = new EntityCommand（queryString， conn））
{
using （DbDataReader rdr =
query.ExecuteReader（CommandBehavior.SequentialAccess））
{
while （rdr.Read（））
{
Console.WriteLine（"＼t{0}＼t{1}"， rdr[0]， rdr[1]）;
}
}
}
}
catch （Exception ex）
{
Console.WriteLine（ex.Message）;
}
}
}
2.业务逻辑层
教学检查管理系统的业务逻辑层在体系架构中的位置很关键，它处于数据访问层与表示层中间，起到了数据交换中承上启下的作用[13]。在教学检查管理系统中，业务逻辑层主要是处理教学检查管理系统的各种数据逻辑，引用Web Service服务，这样大大简化了系统的开发。而且在很大程度上保证了教务系统数据库的安全，Web Service使用了IP地址权限管理，客户端程序并不能真正操作数据库，而是间接地访问数据库，所以即使是客户端的程序泄露，也不会引起数据库密码泄露，杜绝了软件被非法分子利用改变教务系统数据的可能，部分代码引用如下：
简单配置以上Web Service引用代码，便可加入Web Service提供的强大服务：Service1、Service2，实现访问数据库的同时也保证了教务处系统里数据的安全。
五、教学管理系统主要模块介绍
1.教学管理系统主界面
教学管理系统的开发重在简洁实用，所以操作界面没有绚丽的色彩、复杂的模块，针对学校教学管理者的需求，按照学校制定的相关教学检查规则，即使初次操作的教师也能一目了然，操作自如，如图3所示。
2.抽查模块
管理者可以使用此模块方便地抽查听课、试卷、教案、毕业设计（论文）、课程设计等。抽查完成后，还可以方便地对抽查结果进行动态管理，如图4所示。
3.考试安排导入模块
每学期期初、期中和期末的各学科考试次数频繁，安排都是一个令人头疼的问题，数据量大，人工管理起来十分困难，采用本模块可以使用Excel表格统计各类考试，并导入教学检查管理系统，方便进行有效的管理，以备试卷抽查使用，从而提高效率。
六、结束语
教学检查管理系统可以满足教学检查的相关抽查要求，利用编程技术，采取智能化、信息化的抽查方式，排除人为因素，可以避免同一名教师同时被抽到多个检查项目的现象发生，使教学检查工作有序开展，繁而不乱，使管理者脱离繁杂的人工核对工作，减少了不必要的工作时间，减轻了管理者的工作强度，更有效地提高了工作效率，保证了教学检查的公平性和全面性，提高了学校的教学管理水平。
参考文献：
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[13]吳敏.面向数字化校园的高校人事管理信息系统的研究与实现[D].南京：南京信息工程大学，2009.
（编辑：王晓明）
