基于校園網(wǎng)的體育選課系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)*

張佑生，徐 濤，孫海霞，萬(wàn)傳金

（安徽三聯(lián)學(xué)院 計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)系，安徽 合肥230601）

體育課是高校的一門(mén)重要的公共課程，是體育教學(xué)的基本組織形式，對(duì)于增加學(xué)生的體育與保健知識(shí)、提高體育運(yùn)動(dòng)的基本技術(shù)、技能、提高學(xué)生的身體素質(zhì)和運(yùn)動(dòng)技術(shù)水平，都具有重要的作用。近年來(lái)，為了提高學(xué)生對(duì)體育課的興趣，提升體育課的教學(xué)效果，學(xué)院體育部采用了讓學(xué)生自選運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目，然后以此為基礎(chǔ)編班上課的組織方式。這種做法有著明顯的優(yōu)越性，學(xué)生對(duì)自己選擇的運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目有興趣。但是，這對(duì)體育部的工作帶來(lái)了麻煩，因?yàn)檫x課與編班十分費(fèi)事。每學(xué)期初，要求學(xué)生到體育部從多種運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目中選擇一種感興趣的項(xiàng)目，還要選擇在時(shí)間上不與已安排的其他課程相沖突的體育班（一種運(yùn)動(dòng)項(xiàng)目需要開(kāi)設(shè)多個(gè)班，每個(gè)班的人數(shù)不能超過(guò)規(guī)定數(shù)），然后根據(jù)學(xué)生選課情況排出課程班表。由于學(xué)生人數(shù)多，相關(guān)工作十分繁雜，工作量很大。每到新學(xué)期開(kāi)始時(shí)，學(xué)生們到體育部排隊(duì)選課，往往要花很多時(shí)間，體育部的工作人員工作量加大，導(dǎo)致上課時(shí)間推遲。

隨著辦學(xué)規(guī)模的擴(kuò)大，學(xué)生人數(shù)逐年增加，選課的工作量不斷加大，體育部工作壓力也愈來(lái)愈大。在這種情況下，考慮到用計(jì)算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來(lái)解決這一難題。為此，申報(bào)了一個(gè)院級(jí)研究課題“體育部選課系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)”。經(jīng)過(guò)仔細(xì)的需求分析、總體設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)和詳細(xì)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)等階段的工作，較好地完成了課題任務(wù)，實(shí)現(xiàn)了預(yù)定目標(biāo)。現(xiàn)在，該選課系統(tǒng)運(yùn)行良好，使相關(guān)工作的效率大大提高。

本文就“體育部選課系統(tǒng)”的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)中的主要技術(shù)問(wèn)題進(jìn)行討論，包括體育部網(wǎng)站的開(kāi)發(fā)、在線(xiàn)選課系統(tǒng)的設(shè)計(jì)、后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)的安全性設(shè)計(jì)等幾個(gè)部分。

1 體育部網(wǎng)站的開(kāi)發(fā)

體育選課系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中運(yùn)行，讓學(xué)生能在任意一臺(tái)聯(lián)網(wǎng)的計(jì)算機(jī)上進(jìn)行選課操作。因此，該系統(tǒng)需要網(wǎng)站的支持。系統(tǒng)設(shè)計(jì)方案如下：在校園網(wǎng)的環(huán)境中開(kāi)發(fā)體育部二級(jí)網(wǎng)站，將體育選課作為該二級(jí)網(wǎng)站的一個(gè)重要的功能模塊[1]。隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)的密切結(jié)合，網(wǎng)站制作趨向靈活、實(shí)用、便捷與快速，為網(wǎng)上選課系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)提供了極大便利。從另一角度說(shuō)，網(wǎng)站作為單位的窗口，有利于展示單位的面貌和內(nèi)涵建設(shè)情況，樹(shù)立良好形象，可進(jìn)行信息、通知與新聞的發(fā)布，促進(jìn)內(nèi)部管理和實(shí)現(xiàn)辦公自動(dòng)化，可促進(jìn)體育教學(xué)、體育運(yùn)動(dòng)和體育競(jìng)賽的開(kāi)展[2]。

通過(guò)總體設(shè)計(jì)，體育部二級(jí)網(wǎng)站包括網(wǎng)站首頁(yè)、部門(mén)簡(jiǎn)介、課程介紹、教師團(tuán)隊(duì)和其他等多個(gè)欄目，在每個(gè)欄目下設(shè)置其下級(jí)網(wǎng)頁(yè)。該二級(jí)網(wǎng)站的框圖如圖1所示。其中，“在線(xiàn)選課”為一個(gè)管理信息系統(tǒng)，包括“學(xué)生注冊(cè)”、“登錄選課”和“后臺(tái)管理”等功能模塊；“其他”欄目下設(shè)有“信息與通知”、“新聞發(fā)布”、“學(xué)院主頁(yè)”和“友情鏈接”等內(nèi)容。

圖1 學(xué)院體育部網(wǎng)站結(jié)構(gòu)圖

該網(wǎng)站利用網(wǎng)頁(yè)設(shè)計(jì)軟件Flash、Dreamweaver、Asp和Access數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行開(kāi)發(fā)[2-3]，其主頁(yè)設(shè)計(jì)美觀大方，體現(xiàn)出學(xué)院體育部的形象與特色，還能動(dòng)態(tài)發(fā)布文字圖片等信息。

2 在線(xiàn)選課系統(tǒng)設(shè)計(jì)

“在線(xiàn)選課”功能只有在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下才能實(shí)現(xiàn)，因此將“在線(xiàn)選課系統(tǒng)”作為一個(gè)主要的功能模塊置于體育部網(wǎng)站系統(tǒng)之中，利用Access作為數(shù)據(jù)庫(kù)，設(shè)計(jì)學(xué)生與課程信息總表，將需上體育課的學(xué)生信息存入其中，包括學(xué)號(hào)、姓名、性別、身份證號(hào)、系別、班級(jí)等信息項(xiàng)，再加上課程信息表和課程班表等輔助數(shù)據(jù)庫(kù)表。以此為基礎(chǔ)，設(shè)計(jì)出學(xué)生注冊(cè)與登錄、學(xué)生選課、課程班調(diào)整與課表輸出、考核成績(jī)錄入等程序模塊。下面分別介紹這些程序模塊及其設(shè)計(jì)。

2.1 學(xué)生注冊(cè)與登錄模塊

為了保障系統(tǒng)能安全穩(wěn)定地運(yùn)行又方便用戶(hù)操作，特設(shè)置用戶(hù)身份認(rèn)證功能：學(xué)生第一次登錄時(shí)，要求在登錄對(duì)話(huà)框中輸入其學(xué)號(hào)、姓名和系統(tǒng)給出的初始密碼，當(dāng)找到對(duì)應(yīng)的記錄時(shí)出現(xiàn)修改密碼對(duì)話(huà)框，要求用戶(hù)輸入要設(shè)置的密碼，成功設(shè)置密碼后即可進(jìn)行選課操作，選課后自動(dòng)退出系統(tǒng)。如果學(xué)生對(duì)所選課不滿(mǎn)意，可再次登錄重選，這時(shí)就要輸入自己設(shè)置的密碼了。讓用戶(hù)設(shè)置密碼的目的在于防止有人利用他人的信息隨意修改已選課程，搞亂正常選課。

2.2 學(xué)生選課模塊

學(xué)生登錄后，進(jìn)入如圖2所示的選課界面。在此界面中，可通過(guò)點(diǎn)擊“課程簡(jiǎn)介”按鈕或“[]”中的課程名按鈕了解課程的相關(guān)知識(shí)與特點(diǎn)；也可找到一個(gè)課程名與上課時(shí)間都適合自己的課程，點(diǎn)擊“選課”字樣可達(dá)到選擇該課的目的（每生限選一門(mén)）。被選擇的課程對(duì)應(yīng)欄中的選課人數(shù)將自動(dòng)加1。如果某課程欄中的“選課”已變成“已滿(mǎn)”，如圖2中星期二的“排球”課為“已滿(mǎn)”，則該課程就不能再選了。

圖2 選課界面

2.3 課程班調(diào)整與輸出模塊

在選課過(guò)程中，難免出現(xiàn)某些異常情況，比如：（1）有的學(xué)生選了一門(mén)課后覺(jué)得不太滿(mǎn)意，而為重新選課再次登錄時(shí)忘記了自己設(shè)置的密碼。為了方便這部分同學(xué)登錄，系統(tǒng)提供幫助回憶密碼的功能，即通過(guò)輸入身份證號(hào)等信息獲得密碼信息；（2）少數(shù)同學(xué)選課較遲，自己感興趣的項(xiàng)目名額已滿(mǎn)，剩余的項(xiàng)目都不愿意選，這種情況下，通過(guò)系統(tǒng)管理員修改相關(guān)課程班學(xué)生數(shù)上限來(lái)解決問(wèn)題。

當(dāng)選課過(guò)程結(jié)束后，可通過(guò)點(diǎn)擊[課表輸出]菜單，顯示或打印每個(gè)課程班表（包括項(xiàng)目名稱(chēng)、任課老師、上課時(shí)間和學(xué)生名單等信息）。在打印輸出全部課表的基礎(chǔ)上，管理人員對(duì)課程班信息表進(jìn)行必要的檢查與調(diào)整，經(jīng)體育部領(lǐng)導(dǎo)審查批準(zhǔn)后，即可按課程班信息表組織學(xué)生上課。

2.4 考核成績(jī)錄入模塊

每個(gè)學(xué)期末，各個(gè)任課老師都要對(duì)自己所任課程班學(xué)生進(jìn)行考核，并將學(xué)生成績(jī)錄入到學(xué)生信息表中。對(duì)于任課老師來(lái)說(shuō)，最方便的是按體育課程班學(xué)生順序送入成績(jī)。但是，體育課程班的學(xué)生可能來(lái)自不同系的不同班級(jí)，故成績(jī)錄入課程班表后，還需轉(zhuǎn)入按學(xué)號(hào)順序編排的學(xué)生信息表，以便導(dǎo)入學(xué)院教學(xué)網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)。

2.5 后臺(tái)管理模塊

該模塊是供管理員進(jìn)行后臺(tái)管理的，其操作包括：（1）添加、修改與查詢(xún)教師、學(xué)生和課程的相關(guān)信息；（2）發(fā)布選課時(shí)間窗口，開(kāi)通選課功能，查詢(xún)學(xué)生選課進(jìn)展情況；（3）顯示或打印課程班信息表；（4）錄入考核成績(jī)等。

系統(tǒng)還提供管理員設(shè)置各個(gè)課程班學(xué)生數(shù)上限的功能。當(dāng)某門(mén)課程班的人數(shù)達(dá)到上限時(shí)，選課界面中的“選課”字樣變成“已滿(mǎn)”，顏色由藍(lán)變?yōu)榧t，表示不能再選該班了。

3 后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)

為了全院學(xué)生能在規(guī)定的時(shí)間內(nèi)，通過(guò)網(wǎng)絡(luò)選擇不同體育項(xiàng)目對(duì)應(yīng)的課程班，為了實(shí)現(xiàn)輸出課程信息表、輸入學(xué)生考核成績(jī)等多項(xiàng)功能，系統(tǒng)采用Access作為后臺(tái)數(shù)據(jù)庫(kù)，設(shè)計(jì)出如下數(shù)據(jù)庫(kù)表[4]：

（1）學(xué)生與課程信息總表，設(shè)有學(xué)號(hào)、姓名、性別、入學(xué)年份、系別、專(zhuān)業(yè)、班級(jí)、密碼、課程號(hào)、考核成績(jī)、身份證號(hào)和籍貫等字段。其中的學(xué)生信息主要來(lái)自學(xué)院的學(xué)籍管理系統(tǒng)，“密碼”的初始信息由系統(tǒng)自動(dòng)設(shè)置，并在學(xué)生登錄后由學(xué)生本人修改而得到各自的密碼，“課程號(hào)”與“課程名”信息來(lái)自課程信息表，“考核成績(jī)”字段的信息是在學(xué)期末由課程班信息表轉(zhuǎn)入的。

（2）課程信息表，設(shè)有課程號(hào)、課程名、課程班號(hào)、上課時(shí)間和授課教師等字段，用于保存各體育課程的相關(guān)信息，由系統(tǒng)管理員輸入。

（3）課程班信息表，設(shè)有課程號(hào)、課程班號(hào)、學(xué)號(hào)、姓名和考核成績(jī)等字段，分別用于保存各個(gè)課程班及選擇該課程班的學(xué)生的相關(guān)信息。其中，“學(xué)號(hào)”、“姓名”字段的信息來(lái)自學(xué)生選課，“考核成績(jī)”由任課教師在學(xué)期末輸入。

4 系統(tǒng)的安全性考慮

網(wǎng)站的可靠性與安全性問(wèn)題是一個(gè)較為復(fù)雜的系統(tǒng)工程。本網(wǎng)站系統(tǒng)除了可能遇到一般的攻擊外，由于在每學(xué)期初的較短時(shí)間內(nèi)有數(shù)千名學(xué)生集中訪(fǎng)問(wèn)，難免出現(xiàn)誤操作和有意亂操作等情況，可靠性與安全性問(wèn)題更為突出。因此，應(yīng)盡一切可能采取有效措施，去阻止各種惡意的訪(fǎng)問(wèn)和操作，把不安全的因素降到最少。本系統(tǒng)安全性措施包括以下幾個(gè)方面：

（1）在服務(wù)器端安裝最新的防病毒軟件和防火墻，并經(jīng)常用軟件補(bǔ)丁修補(bǔ)系統(tǒng)漏洞，從服務(wù)器端有效提高系統(tǒng)的安全性。

（2）后臺(tái)管理模塊采用密碼與驗(yàn)證碼來(lái)防止非法登陸。后臺(tái)登錄者應(yīng)具備管理員的權(quán)限，故系統(tǒng)必須提供設(shè)置管理員密碼的功能。而由于一般密碼不難用窮舉法（即暴力破解程序）破解，安全性不高，故本系統(tǒng)還加上了驗(yàn)證碼。驗(yàn)證碼是利用servlet隨機(jī)產(chǎn)生而無(wú)法預(yù)料的，可有效防止通過(guò)暴力破解管理員密碼來(lái)非法登錄。

（3）選課模塊采取必要安全防范措施。選課模塊是本系統(tǒng)中最容易受到攻擊的部位，需要防止有人反復(fù)多次選課，特別要防止以虛假身份多次登錄選課的行為。因?yàn)槿绻麄€(gè)人多次登錄會(huì)加重系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)，甚至使系統(tǒng)癱瘓；而個(gè)人多次選課可能使系統(tǒng)中產(chǎn)生大量虛假信息，導(dǎo)致選課結(jié)果無(wú)用。為防止這些違規(guī)行為，可采用注冊(cè)、設(shè)置登錄密碼等措施，對(duì)參與選課的人進(jìn)行在籍學(xué)生身份驗(yàn)證，并限制每個(gè)學(xué)生的登錄次數(shù)。同時(shí)，在學(xué)生重新選課時(shí)，采用替換辦法，以后一次的選課代替前次選的。

（4）禁止網(wǎng)絡(luò)直接資源訪(fǎng)問(wèn)。網(wǎng)絡(luò)直接資源訪(fǎng)問(wèn)是指通過(guò)統(tǒng)一資源定位器（URL）繞過(guò)權(quán)限認(rèn)證訪(fǎng)問(wèn)網(wǎng)站的后臺(tái)程序。在網(wǎng)站使用過(guò)程中，可能有人通過(guò)瀏覽器直接對(duì)后臺(tái)asp文件進(jìn)行訪(fǎng)問(wèn)，因而對(duì)系統(tǒng)構(gòu)成威脅。為禁止所有用戶(hù)的直接資源訪(fǎng)問(wèn)，采用當(dāng)前主流技術(shù)，在Web應(yīng)用中創(chuàng)建一個(gè)從不使用的角色NeverUsedRole，將所有的asp資源文件配置為必須具有該角色才能訪(fǎng)問(wèn)。由于沒(méi)有任何用戶(hù)能成為該角色，也就無(wú)人能對(duì)后臺(tái)資源直接訪(fǎng)問(wèn)了。

經(jīng)過(guò)對(duì)體育選課系統(tǒng)各項(xiàng)功能的仔細(xì)需求分析、系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)、數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)、詳細(xì)設(shè)計(jì)和代碼實(shí)現(xiàn)等各階段工作，較好地實(shí)現(xiàn)了各項(xiàng)功能和安全性要求。上學(xué)期和本學(xué)期開(kāi)學(xué)初，經(jīng)受了七千多名學(xué)生在較短時(shí)間內(nèi)集中上網(wǎng)選課的考驗(yàn)，并使編班、打印課程班表和期末考核成績(jī)輸入到學(xué)院教務(wù)管理系統(tǒng)等工作十分快捷。實(shí)際使用表明，系統(tǒng)工作穩(wěn)定，其可靠性與安全性也很好。

[1]馬偉，華馳.動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁(yè)設(shè)計(jì)與制作[M].北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2010.

[2]孫晨霞.數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用技術(shù)[M].北京：北京郵電大學(xué)出版社，2010.

[3]丁慧.Dreamweaver行為功能的分析與實(shí)現(xiàn)[J].電腦知識(shí)與技術(shù)，2008（11）：1210-1211.

[4]高玉喜，賈涵越.高校二級(jí)網(wǎng)站的開(kāi)發(fā)與研究[J].長(zhǎng)春師范學(xué)院學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版），2008（12）：43-45.