西北师范大学学分制综合教务管理系统
的研发与应用
邵青山 范文芹
王元 孙龙 柴蓉
西北师范大学教务处
近年来，随着我国高等教育事业的快速发展，高校规模日益扩大，高校教学改革的不断深化，尤其是学分制、选课制的展开和深入，教务日常管理工作日趋繁重、复杂，传统的教务管理手段已无法满足现代化管理的要求，原有的单机教务管理系统软件由于功能少且各自独立，数据不能共享。因此，实现教务管理的自动化、计算机化、网络化已成为学校管理工作的必然趋势。在这种背景下，各高校纷纷开始研发或购买基于校园网的教务管理系统。我校从2001年开始，以实行学分制为契机，与兰州森瑞电子科技有限公司共同研究设计开发了适应现代大学教务管理特点的《西北师范大学学分制综合教务管理系统》（以下简称综合教务管理系统）。
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综合教务管理系统的结构设计
为了实现教务管理工作基于全校数据一致性的校院两级管理模式，使教务处和各学院通过教务管理系统完成相应的教务管理工作，并能够及时将各种教务、教学信息与广大师生共享、交互，充分合理利用网络资源，可将整个系统划分为两部分：一是面向教务处和各学院教务人员的教务管理子系统，二是面向广大教师和学生的教务信息查询和交互子系统，各子系统都可以独立运行，并且共用一个数据库，使得各子系统之间可以进行各种数据的实时共享，可以实现这种管理系统的开发方法有Ｃ/Ｓ和Ｂ/Ｓ两种模式。
1.1 Ｃ/Ｓ模式与Ｂ/Ｓ模式的比较分析
Ｃ/Ｓ模式（Client/Server 客户端/服务器），是由客户端与服务器合作完成的二层结构的模式。在Ｃ/Ｓ环境中，表示层与功能层包括显示逻辑和事物处理逻辑部分被放在客户端，而资料层包括数据处理逻辑和数据库放在服务器端。
Ｂ/Ｓ模式（Browser/Server 浏览器/服务器），是把传统的Ｃ/Ｓ模式中的服务器部分分解为一个数据服务器和一个或多个应用服务器（Web服务器），从而构成一个三层结构的客户服务器体系。此时，表示层、功能层和资料层被分成三个相对独立的单元。表示层中包括显示逻辑，位于客户端，它的任务是向Web服务器提出服务请求，并接受Web服务器的主页信息并进行显示；功能层中包含了事务处理逻辑，它位于Web服务器端，其任务是接受客户端的请求并与数据库进行连接，向数据服务器提出数据处理请求，并将结果传送到客户端；资料层则包含了系统的数据处理逻辑，位于数据库服务器上，它接受Web服务器对数据进行操作的请求，对数据库进行查询、修改及更新等，并将结果提交给Web服务器。
比较这两种模式可以发现：
Ｃ/Ｓ模式在客户端有一套完整的系统软件，交互性强，在出错提示、在线帮助等很多方面有较强功能；Ｃ/Ｓ模式一般面向学校内部固定的用户群，安全性较高；Ｃ/Ｓ模式在逻辑结构上比Ｂ/Ｓ模式少一层，因此网络通讯量低，传输速度快，对于相同的任务，Ｃ/Ｓ模式完成的速度快于Ｂ/Ｓ模式。但Ｃ/Ｓ模式的缺点同样明显，每个客户端都要安装该系统软件，不便于维护；Ｃ/Ｓ模式限制了网上信息的发布，如学生成绩、课表、教学计划等信息都无法面向全校发布；客户端的地点和数量受限，不能适应学生大面积网上选课的需求。
Ｂ/Ｓ模式在客户端只需安装标准、简单通用的浏览器（如Windows的IE），无需安装专用的应用程序；Ｂ/Ｓ模式的功能都在Web服务器上实现，使开发和维护工作简单易行；全校教师、学生及其他管理人员，在校内外任何可以上网的地方，就可以使用教务管理系统，使系统维护的限制因素更少。Ｂ/Ｓ模式也有很多不足，由于采用开放性的协议，其安全性通常依靠数据服务器上管理数据密码的数据库来保证，因此安全性不高；Ｂ/Ｓ模式在逻辑结构上比Ｃ/Ｓ模式多一层，处理速度较Ｃ/Ｓ慢，不利于处理大量数据。
通过以上分析可以看到，在高校教务管理系统中若单独应用Ｃ/Ｓ模式或Ｂ/Ｓ模式都各有利弊。在安全性要求高、交互性强、处理数据量大、数据查询灵活且地点固定的小范围内使用Ｃ/Ｓ模式，通过客户端软件访问数据库。而在安全性和交互性不高、地点灵活广域范围内使用Ｂ/Ｓ模式，有利于发挥各自模式的优势。
1.2 综合教务管理系统的结构模型
综合教务管理系统充分利用两种模式各自的优势，为不同的子系统选用不同的模式，构建了将两种模式交叉并行使用的Ｃ/Ｓ和Ｂ/Ｓ混合模式。
在教务管理系统中，教务人员主要用来实现教学、教务管理工作，如：系统维护、教学计划管理、课表编排、学籍管理、成绩管理、考试管理等，其工作流程相对稳定，属于专业性较强的应用系统，要求系统具有强大的事务处理能力、安全控制及交互能力，针对这种特点，面向教务人员的教务管理系统采用Ｃ/Ｓ模式开发。在教务处各科室、各学院安装客户端程序，各用户凭帐户、密码访问系统。面向广大师生的教学计划查询、网上成绩查询、课表查询、考试查询、网上选课等，用户范围广泛且要具有一定的分布式处理能力，采用Ｂ/Ｓ模式开发。本校师生可以随时随地通过Internet网凭学号（用户名）和密码访问系统。
Ｃ/Ｓ和Ｂ/Ｓ混合模式可以保证敏感数据的安全性，特别是对数据库的修改和新增记录的操作；还可以简化一部分客户端程序，保证复杂功能的交互性和一般功能的易用性；此外，它还使得系统的维护简便、布局合理且网络效率高。整个系统的结构模型如图1所示。
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综合教务管理系统的设计与实现
2.1 综合教务管理系统的开发环境与应用平台
综合教务管理系统采用国际主流数据库管理系统Oracle作为后台数据库管理系统，以Borland公司Delphi为前台开发工具。保证了数据的可靠性、完整性；建立了大量的外键关联，避免误操作造成数据丢失，同时减少数据冗余；为改善数据库查询性能，建立了索引，提高了效率。
综合教务管理系统服务器端采用Windows 2000/2003 Sever作为其网络操作系统，TCP/IP、UDP、HTTP作为其网络通信协议；基于Ｃ/Ｓ模式、Ｂ/Ｓ模式的数据库应用系统据此实现数据交换及存储。客户端可应用于Windows 9X、Windows NT、Windows 2X、Windows XP。
2.2 综合教务管理系统的功能模块设计
综合教务管理系统是一个Ｃ/Ｓ和Ｂ/Ｓ并用的多模块系统，每个模块都能独立的完成特定的功能。Ｃ/Ｓ部分包含14个功能模块，Ｂ/Ｓ部分针对学生和教师分别提供6个功能模块。系统功能模块如图2所示。
2.3 综合教务管理系统的安全设计
2.3.1 运行环境安全设计
综合教务管理系统的硬件安全设计依托校园网设置实现，只有校园网内用户才能使用该系统。Oracle数据库本身设计了多种安全措施，如登录口令，用户权限管理等，使综合教务管理系统的运行环境有较高的安全性。
2.3.2 软件系统安全设计
综合教务管理系统采用了基于用户的多层权限保护及灵活的赋权方法，也就是不同的用户有不同的使用权限，即使同一类用户，如教务处管理人员，也可以设置不同的权限，并且可以进行动态调整权限，例如教学计划管理用户，他被授权只可以使用教学计划管理功能。除此之外，系统还运用了以下安全措施：
（1）软件代理技术：该系统对客户端的数据库连接信息采用动态刷新技术，便于配置，同时可屏蔽特定IP地址、拒绝非法IP地址访问，以便集中控制客户端用户。
（2）身份权限认证技术：所有需要权限操作的页面都必须执行认证判断的操作。
（3）时效控制技术：Ｂ/Ｓ用户的操作须在规定时间内完成，否则应重新登录。
（4）加密技术：该系统对用户的权限及身份认证进行严格控制，对登录密码采用反逆向还原技术，不易破解。
（5）系统数据安全措施：针对数据库服务器采用双机热备份；数据库系统采用每天定时自动备份机制。除此之外，系统对重要的操作建立了日志记录，提供给高级用户定期检查，以便一发现异常情况能得到及时处理。
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综合教务管理系统的功能
3.1 实现教务管理信息的统一性
综合教务管理系统配合学校学分制改革，将学校及各学院独立的教务管理变为全校统一的管理模式，实现了每个学生从招生进校到毕业离校教学活动全过程的信息化统一管理。在教务处的统一规划协调下，各学院根据自己被赋予的管理权限进行同一性的管理，提升了管理水平，提高了管理效率。
（1）全校教学计划统一管理。全校各专业的教学计划集中存放，统一由教务处维护。采用模板管理方式，方便教学计划的批量更新。教学计划按年级生成，一个专业的每个年级都有独立的教学计划，方便局部微调，适应教学计划管理的动态性要求。
（2）全校课程统一管理。全校各学院开设的课程集中为一个数据表，统一由教务处维护。课程信息包括课程编号、课程名、课程类别、课程类型、学时、学分、开课学期、课程简介等十多种属性，分别提供给课表编排、学生选课、成绩管理、毕业审查等各方面使用，保证信息唯一性。
（3）全校学生学籍统一管理。学生从入学开始到毕业，教务处管理学生的入学信息、在学信息、异动信息、奖惩信息及毕业信息。学籍信息作为学生基本状况的描述信息，直接或间接制约了学生的注册、交费、选课和毕业，避免无学籍学生注册、选课等管理漏洞。同时，学籍信息集中管理，统计数据准确、及时、全面。
（4）全校学生选课统一进行。选课制是学分制建设的核心，也是教务管理的难点之一。选课工作顺利与否，直接关系到教学秩序的稳定。网上选课采用Ｂ/Ｓ结构方式，学生在规定时期内，在校园网的任何一台计算机上均可进行选课。在教务处的统一组织下，经过一选、二选和改补退选等三个选课阶段，完成全校的选课活动。同时借鉴兄弟院校经验教训，对于学生的上网选课不分时间先后，一选允许超容，避免了选课开始后争抢先机造成的人身伤害事件。对于超容学生的处理采用计算机抽签技术按设定的优先规则随机处理。
（5）全校学生成绩统一管理。学生成绩管理是教务管理的核心，也是教务管理中非常敏感的信息，保持成绩的一致性与安全是教务管理的重要任务。综合教务管理系统通过教师在网上只能提交一次成绩、教务管理人员修改成绩在数据库中进行记录等多种手段实现了学生成绩管理的一致性与安全性。
（6）统一进行学生的学分清理及毕业审查。学生在校学习期间，要在各阶段进行各种学业审查。审查的标准和方式不同，将导致审查结果的不同。综合教务管理系统根据学籍管理规定设定各种审查功能和标准，将各种项目的审查统一在一个标准下进行，准确、及时、公正、公平地进行学籍处理。
（7）统一打印在校学生的学业成绩表和毕业生的学籍表及成绩登记表。成绩表作为学生走向社会的重要凭证之一，其准确性、唯一性和权威性代表了学校的声誉。综合教务管理系统规范了成绩表的统一管理打印。教学计划管理中设定了课程英文字段，一旦维护完成，可以方便地打印统一格式的英文成绩单。
3.2 实现教务管理信息的规范化
综合教务管理系统以教育部公布的《高等学校管理基本信息集》为基本信息标准，并参照国家、教育部颁布的其他相关标准，将教务业务工作标准化、规范化。
（1）建立教务管理系统的公共信息代码字典，统一规范了学院代码、专业代码、班级代码、教师代码、成绩等级代码、教室代码、学年学期代码等二十多种代码表。代码信息作为教务管理系统的主要信息源之一，贯穿于整个教务管理系统之中，从而保证了教务管理系统代码信息的一致性、规范性。
（2）学生的学号将贯穿于教务管理系统的始终。学生入学伊始，其学号就作为学生的唯一标识，贯穿于注册、学籍、选课、成绩、奖惩、异动及审查等全部教务管理过程之中。
（3）课程编号（课序号）作为课程的唯一标识贯穿于教务管理系统中。由教学计划赋予的课程编号，标识了课程的所有属性，课程编号信息可以识别开课单位、课程类别（学校、学院、专业）、课程类型（必修、限选、任选）等。课序号则作为补充代码，进一步标识了同一课程的不同上课班级，在系统中开设过的课程其课序号永远不会重复。
（4）教学计划规范化是教务管理规范化的前提。教学计划作为教学活动中的纲领性文件，在教务管理系统中起到了关键性的作用。综合教务管理系统将教学计划进行了统一规范，其中的每一门课程都有唯一的课程编号。能够规范排课、指导选课、判别归档属性；同时作为学分清理、毕业审查等的执行标准。
3.3 实现为教学管理提供辅助决策
综合教务管理系统还具备为教学管理提供辅助决策的功能，主要表现在以下几个方面。
（1）为教学质量评估提供专业信息、教师信息、选课信息、成绩信息等基础数据，并进行相应的统计计算，为管理部门提供决策依据，促进教学质量的提高。
（2）综合教务管理系统保留了历年的课程信息、专业信息、教学计划、课程安排等信息，为专业及课程建设和发展提供了历史性的资料。
（3）提供了各类职称教师授课情况的统计分析，其中包括授课教师的职称结构、年龄结构、课程结构等基础信息，为师资队伍的建设和发展提供决策支持。同时，教师同行之间的教学评价及学生对教师的教学评价结果为教师业务持续改进提供了依据。
（4）提供了各专业学生上课的学时数、学分数、必修课程、选修课程、公共课程、专业课程等各类学习信息，为出台新的改革措施提供支持。
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综合教务管理系统的应用
西北师范大学学分制综合教务管理系统针对2001级本科学生实行学分制同步开发，边开发、边应用，经过六年教学周期的运行，顺利地完成了教学计划管理、学籍管理、成绩管理、课程开设管理、考试管理、毕业审查、教学评价等各项教务管理活动，达到了预期的目的。实践证明，本系统基本框架合理、易于操作、性能可靠、安全性好、运行稳定、效果良好。本系统针对现代大学组织机构和教学管理特点开发，功能模块具有很好的通用性及开放性，同时对于不同层次高校的特殊要求具有非常方便的可扩展性。该系统已先后被甘肃政法学院、宝鸡文理学院、西北民族大学、甘肃联合大学等高校采用，反响良好。
综合教务管理系统由于是边开发、边应用，时间紧任务重，难免在模块之间存在顾此失彼的现象，同一模块内也有算法不优化的情形，也有一些在开发中没有考虑周全的问题。因此2006年底申请并获批准了《高校学分制综合教务管理系统的完善与优化》的甘肃省高等教育教学改革立项项目，以期通过该项目的研究，综合多所学校的使用经验，针对存在的一些问题和出现的新需求进行系统的优化和完善，进一步完善系统功能、提高系统性能。