基于Web的教学辅助系统的设计与实现

田刚 中共陕西省委党校（陕西行政学院）

一、排课算法分析

解决课程安排问题通过对国内外现状的分析只能采用近似算法，下面对动态规划、贪心算法和回溯法的设计思想进行介绍并对算法使用效果进行了比较分析。

（一）动态规划法

动态规划法是定义一个最优函数，按树形结构从根节点开始自顶向下定义最优解直到可以直接求出其解的子问题；自底向上寻找最优子结构并记录最优子问题信息。

设计一个动态规划算法，通常可按以下几个步骤进行：

1.分析最优解的性质及最优子结构；

2.递归的定义最优解；

3.自底向上计算最优解并记录相关信息；

4.根据记录的相关信息，构造问题最优解。

（二）贪心算法

贪心算法是根据一种策略加快问题求解的过程，使其尽快给出一个问题的解作出在当前看来最好的选择。贪心策略对问题的求解并不能给出问题的整体最优解，只考虑在局部状态下的最优选择。虽然贪心算法不能对所有问题的整体最优解做出选择，但在一定范围内，在确定有效贪心策略基础上可以产生问题全局最优解。典型的贪心算法应用实例，如求解有向网单源最短路径问题的Dijkstra算法、最小生成树问题等等。在一些情况下，使用贪心算法可以获得问题的基本最优解。

（三）回溯法

回溯法是常用的求解问题方法之一，需定义约束函数和目标函数，回溯法是一个按照约束条件进行深度优先搜索并带有回溯的方法。针对求解问题的所有可能解建立一棵状态空间树，按照基于约束条件的深度优先搜索策略，从根节点出发搜索每一个满足约束条件的结点，继续搜索其未被搜索的孩子结点；针对不满足约束条件的结点则回退到其双亲结点选择一个未被搜索的孩子结点进行搜索，如果当前结点的所有孩子结点都被搜索了，则继续回退到其双亲结点，重复以上过程，直到找到一个满足目标函数的结点，该结点所表示的状态就是问题一个解；如果需要找出问题的所有解，继续从该结点回退重复以上过程，直到搜索到状态空间树上的所有结点为止。

二、系统关键模块设计

（一）学生用户功能模块设计

在本系统中，学生可以完成的操作有每个学期的注册、新生班级选择、通知查询、作业信息、实验信息、作业提交、成绩查询、个人资料修改等。各项具体功能如下：

1.注册：所有学生均可在本站注册；

2.登录：注册后，先登录才能进入系统；

3.选择班级：事物规定4个班，每个班的上课时间和教学方式不一样，学生可以根据自己的情况进行选择，选择后不可更改；

1.通知查询：查看老师发布的通知；

2.作业信息：了解老师布置的作业情况；

3.实验信息：了解老师布置的实验情况；

4.作业提交：提交老师布置的作业；

5.成绩查询：查看各学员的成绩情况；

6.个人资料修改：修改个人的注册资料。

（二）教师用户管理功能模块计

系统为教师所提供的操作有授课班级信息查询、实验信息及作业信息的发布，录输入学生成绩、查询学生成绩等。各项具体功能如下：

1.成绩管理：管理学生的课程成绩，包括作业成绩、考试成绩、最后的总成绩；

2.作业管理：对有关作业信息进行管理；

3.实验管理：对实验课的情况进行管理。

（三）课程安排管理功能设计

课程安排管理功能需要根据学校任课教师信息、班级信息、本学期课程信息、实验条件信息等，制定具有以下要求的设计时要达到如下要求：

1.运算稳定，系统可靠；

2.操作简单，明了，界面清晰；

3.排课活动符合教学规则和学校资源配置要求。

三、总结

本文从背景和可行性分析对教学辅助系统的开发意义和用途以及开发的可行性进行了分析，其次对系统的主要关键模块进行了详细设计和实现。

在开发上述原型系统过程中，所完成的主要工作如下：

1.对本校教师的教务工作做了详细的调研和分析，给出了系统的功能需求和性能指标。

2.根据所确定的需求系统实现了学生可以进行自助课程查询、选择班级、递交作业、学校公告信息查看和考试结果查询等模块；教师可以进行上课考勤点名管理，作业管理，学生信息管理，成绩管理，课程进度管理，系统管理、班级调整、通知发布和分数录入等模块。

3.重点对课程管理功能，结合贪心算法思想进行了分析和实现。

4.对系统进行了功能，性能测试。

对于高校教师教务工作辅助的管理，目前市面上的系统都不能覆盖所有的功能，如何将成绩管理，学生信息，课程进度等各个方面的管理融为一个完善的系统是一个新的挑战，不仅是技术上，更是对于设计上的一个挑战。但不管有多难，这都是现代化管理发展的必然趋势。但相信经过过我们不断地努力，这个系统会应用在更宽广的领域。