信息技术教学实验中心排课系统的设计与实现

2020-01-18谢佳东

电子技术与软件工程 2019年24期

文/谢佳东

信息技术教学实验中心是江苏省高等学校基础课实验教学示范中心，是南京中医药大学人工智能与信息技术学院实验教学中心的组成部分，负责承担全校所有信息技术实验课程的教学任务及学生课后练习、考试等服务工作。信息技术教学实验中心设立了两个实验教学平台，分别是计算机基础实验教学平台与计算机专业实验教学平台，其中计算机基础实验教学平台承担全校中医药类专业学生的信息技术实验课程与实验项目；计算机专业实验教学平台承担计算机科学与技术、软件工程、医学信息工程、电子商务、信息管理与信息系统专业的实验教学任务[1]。此外，信息技术教学实验中心还承担着国家级与省级计算机等级考试、国家执业医师资格考试、卫生健康行业职业技能全国统一鉴定考试、普通话水平测试等大型考试任务。

随着学校“双一流”建设的不断推进，学校办学层次和科研能力逐步提升，计算机科学作为辅助支撑学科与中医药主体学科交叉融合得越来越紧密，信息技术教学实验中心承担的课程、练习、考试等显著增加，亟需设计一套系统帮助信息技术教学实验中心合理的安排课程，提升实验室使用效率。本文通过总结我校近年来信息技术教学实验中心课程安排与上机考试情况，基于B/S架构设计了信息技术教学实验中心排课系统，为全校师生提供合理、便捷的实验课程编排、课后练习以及考试服务。

1 信息技术教学实验中心排课系统概述

信息技术教学实验中心排课系统主要是为了合理有效地安排全校实验课程、课后练习以及考试考场布置，在保证信息技术教学实验中心正常运转的情况下，提升实验室使用效率，更好地服务全校师生。

2 系统主要功能设计与实现

通常情况下，系统的主要功能设计是软件开发中最为重要的一个步骤，为了加深对信息技术教学实验中心排课系统设计的认识与理解，接下来从需求分析、系统架构等方面入手，对信息技术教学实验中心排课系统的设计进行详细介绍。

2.1 需求分析

为了开发符合实际应用需求、简单易用的信息技术教学实验中心排课系统，对系统进行功能性需求与非功能性需求分析。

2.1.1 功能性需求分析

信息技术教学实验中心排课系统主要由用户与权限管理、实验室管理、实验室课程管理、开放实验管理、考试管理、通知公告等功能模块组成，其功能模块如图1所示。

（1）用户与权限管理。用户与权限管理功能模块主要分为用户管理与权限管理两个部分。

用户管理主要对系统中包含的用户的登录名、密码、姓名、年龄、工号/学号、联系电话、电子邮箱等基本信息进行管理。

权限管理主要是根据用户类别开放相对应的系统权限。用户类别分为系统超级管理员、教务处管理教师、实验室管理教师、任课教师与学生用户。系统超级管理员具有用户与权限管理、实验室管理、实验课程管理、开放实验管理、考试管理、发布通知公告等功能模块的增加、删除、修改、查询权限。教务处管理教师具有实验室管理、实验课程管理、考试管理、通知公告管理等功能模块的增加、删除、修改、查询、审核权限以及开放实验管理查询权限。实验室管理教师具有实验室管理、实验课程管理、开放实验管理、考试管理、通知公告等功能模块的增加、删除、修改、查询权限。任课教师具有实验课程管理的增加、删除、修改、查询权限以及实验室管理、通知公告管理的查询权限。学生具有实验室管理、实验课程管理、开放实验管理、考试管理、发布通知公告等功能模块的查询权限。

用户与权限管理功能模块均需具备Excel文件导入导出功能，方便系统管理员批量管理系统用户与权限。

（2）实验室管理。实验室管理功能模块主要对实验室基本信息与实验室类别进行管理。实验室类别包括计算机基础实验室、计算机专业实验室、英语语音专业实验。实验室基本信息包括实验室名称、实验室类别、实验室地点、实验室负责人、实验室容量、可用机位数、使用安排情况、是否维护改造等信息。

实验室管理管理功能模块需具备Excel文件导入导出功能，便于用户管理、保存、统计实验室信息。

图1：信息技术教学实验中心排课系统功能模块图

图2：信息技术教学实验中心排课系统架构图

（3）实验课程管理。实验课程管理功能模块主要对信息技术教学实验中心承担的实验课程进行管理，管理内容包括课程编号、课程名称、课程类别、可选择实验室编号、选课学生数量、上课周次、任课教师等信息。

实验课程管理功能模块需具备Excel文件导入导出功能，便于用户管理、保存、统计信息技术教学实验中心承担实验课程信息。

（4）开放实验管理。开放实验管理功能模块主要是对教师或学生提出申请进行某类课程或实验的开放活动进行管理。该模块包括开放实验名称、申请人、申请地点、开始时间、结束时间、用途等信息。

开放实验功能模块需具备Excel文件导入导出功能，便于用户管理、保存、统计开放实验信息。

（5）考试管理。考试管理功能模块包括考试类别与具体考试安排管理两个部分。考试类别分为全国计算机等级考试、国家执业医师资格考试、江苏省计算机等级考试、卫生健康行业职业技能全国统一鉴定考试、普通话水平测试、江苏省实验动物从业人员上岗考试、英语专业四级考试、英语专业八级考试、新生英语分级考试、平时测试、期末考试、其他考试。考试安排管理内容包括考试名称、考试类别、考试优先级、考试人数、考试地点、可用机位数、参与考试人员等信息。

考试管理功能模块需具备Excel文件导入导出功能，便于用户管理、保存、统计承担考试信息。

（6）通知公告。通知公告模块主要将实验室使用情况、课程安排情况、临时调整等信息公布在门户网站以方便师生查阅。此外，系统超级管理员、教务处管理教师、实验室管理教师在发布公告时可以选择以邮件方式及时通知因实际调整所受影响的学生和教师。

2.1.2 非功能性需求分析

除了功能性需求之外，为有效降低后期系统维护与升级成本，应具备以下非功能性需求。

（1）稳定性要求。系统在使用过程中，稳定可靠，可以持续为全校师生提供实验室课程编排、课后练习及考试等服务。

（2）安全性要求。系统作为信息技术教学实验中心日常管理的支撑软件，包含了每个学期的实验室使用情况、实验课程开设情况、考试安排等信息，需要对系统服务器进行安全加固升级，对数据库中涉及的隐私信息进行加密，定期备份系统与数据库，以确保数据的安全性。

（3）用户体验要求。系统界面简洁友好，操作简单，使用方便。

2.2 系统架构

信息技术教学实验中心排课系统基于B/S设计模式，采用典型的Java EE三层结构，分为表示层、业务逻辑层和数据服务层。表示层与客户端进行交互，获取用户请求，传递数据、封装数据、展示数据。业务逻辑层实现复杂的业务处理请求，包括数据导入导出、课程分类安排、通知邮件发送等。数据服务层与数据库进行交互，实现业务数据持久化。信息技术教学实验中心排课系统架构如图2所示。