審核評估背景下機能實驗教學(xué)管理系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

李軍，袁藝標(biāo)，董曉宇

摘 要：為了本科教學(xué)審核評估及時獲取教學(xué)信息，完善高校教學(xué)質(zhì)量保障體系，提高教學(xué)質(zhì)量，應(yīng)用Delphi軟件設(shè)計、開發(fā)了機能實驗教學(xué)信息管理系統(tǒng)，介紹了該系統(tǒng)的功能、結(jié)構(gòu)特點及其應(yīng)用。

關(guān)鍵詞：審核評估；Delphi；管理系統(tǒng)

中圖分類號：G640 文獻標(biāo)志碼：A 文章編號：2096-000X（2017）21-0161-04

Abstract： Delphi software is applied to design and develop the management system of teaching information on the functional experiment to acquire the teaching information for assessment and improve the quality guarantee system of teaching activities in higher universities and colleges and thus enhance the teaching quality. This article introduces the function， structure character and application of the management system.

Keywords： examination and assessment； Delphi； management system

國家中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020）指出，要建立健全教學(xué)質(zhì)量保障體系，改進教育教學(xué)評價。促進高等學(xué)校走以提高質(zhì)量為核心的內(nèi)涵式發(fā)展道路，教學(xué)評估是關(guān)鍵抓手。

高等學(xué)校本科教學(xué)工作審核評估重點是考察學(xué)校的本科教學(xué)質(zhì)量，強化教學(xué)質(zhì)量保障體系的運行和建設(shè)。審核評估以學(xué)校自評為基礎(chǔ)，因此高校要建立教學(xué)管理信息系統(tǒng)，收集傳遞各種教學(xué)信息資源，為審核評估提供方便快捷的手段。機能實驗教學(xué)作為高等醫(yī)學(xué)院校教學(xué)的重要部分，日常教學(xué)管理目前還是按照教學(xué)計劃，由教師手工完成，遇有檢查評估難于及時提供信息和實行高效的管理，尤其是審核評估還需要數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析。教學(xué)工作審核評估實質(zhì)上是教學(xué)質(zhì)量的管理控制，20世紀50年代，美國質(zhì)量管理大師約瑟夫·朱蘭在《質(zhì)量控制手冊》中提出，大多數(shù)影響質(zhì)量的問題由關(guān)鍵少數(shù)因素決定，也就是所謂的二八定律，我們針對審核評估所要評估的要點，確定那些影響教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵信息，采用Delphi軟件設(shè)計、開發(fā)了結(jié)構(gòu)合理、使用方便的實驗教學(xué)信息管理系統(tǒng)。優(yōu)化了管理過程，實現(xiàn)了機能實驗教學(xué)科學(xué)、規(guī)范、動態(tài)的管理。

一、系統(tǒng)設(shè)計環(huán)境

Delphi是一個優(yōu)秀的面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計（Object-Oriented Programming，OOP）開發(fā)環(huán)境，本設(shè)計在Windows下以Delphi7.0作為前端開發(fā)工具，以Microsoft Access作為后臺數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，通過分析機能實驗教學(xué)的全過程，對實際應(yīng)用領(lǐng)域進行調(diào)查研究，參考各種資料進行數(shù)據(jù)庫編程，設(shè)計數(shù)據(jù)庫應(yīng)用系統(tǒng)以實現(xiàn)機能實驗教學(xué)信息的管理。

Delphi是一種全新的可視化軟件開發(fā)工具，它整體上小巧精短，然而其功能卻可以和龐大的Visual C++媲美；它易學(xué)易用，如同VB、PB，被稱為第4代編程語言（4GL）；它在數(shù)據(jù)庫存取功能、豐富的控件庫等許多方面有其優(yōu)點和先進性；Delphi支持BDE、ODBC和ADO等幾種數(shù)據(jù)引擎，可以訪問多種數(shù)據(jù)格式。

Delphi 7不僅是一種流行的程序設(shè)計語言，同時也是一種功能強大的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用程序開發(fā)平臺。利用Delphi 7可以方便地設(shè)計出數(shù)據(jù)庫應(yīng)用程序，對于簡單的數(shù)據(jù)庫桌面應(yīng)用程序，利用Delphi本身提供的組件，甚至不需要編寫一行代碼就能實現(xiàn)。

Delphi 7強大的數(shù)據(jù)庫處理功能的具體表現(xiàn)之一，就是它能訪問和操作多種類型的數(shù)據(jù)庫。在開發(fā)數(shù)據(jù)庫應(yīng)用程序時，可以通過BDE（Borland Database Engine）或者ADO（Active Data Object）來訪問各種數(shù)據(jù)源。

完整的Delphi 7集成開發(fā)環(huán)境（IDE）主要由主窗口、窗體設(shè)計器、對象樹形瀏覽器、對象觀察器、代碼編輯器和代碼瀏覽器組成。

基于兩層的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用程序的結(jié)構(gòu)中，均涉及ODBC（Open DataBase Connectivity，開放的數(shù)據(jù)庫互連），它是一種訪問數(shù)據(jù)庫的統(tǒng)一界面標(biāo)準(zhǔn)。通過ODBC，數(shù)據(jù)庫應(yīng)用程序不需要考慮不同數(shù)據(jù)庫的格式，而采用統(tǒng)一的方法去使用數(shù)據(jù)庫。

ODBC是Windows開放服務(wù)體系（WOSA）的一部分，是數(shù)據(jù)庫訪問的標(biāo)準(zhǔn)接口。使用這一標(biāo)準(zhǔn)接口，可以不關(guān)心具體的數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DBMS）的細節(jié)，而只要有相應(yīng)類型數(shù)據(jù)庫的ODBC驅(qū)動程序，就可以實現(xiàn)對數(shù)據(jù)庫的訪問。ODBC的界面一致性使得它實現(xiàn)了最大程度的互操作性。任何一個簡單的應(yīng)用程序，都可以通過一套通用的代碼訪問不同的RDBMS平臺。

ODBC編程接口提供了極大的靈活性，可以通過這一個接口訪問不同種類的數(shù)據(jù)庫。而且，通過相應(yīng)的ODBC驅(qū)動程序，可以方便地實現(xiàn)不同數(shù)據(jù)類型之間的轉(zhuǎn)換。

Delphi在對數(shù)據(jù)庫進行編程時，通常將數(shù)據(jù)訪問組件和用戶界面組件分開，即將數(shù)據(jù)訪問組件放在數(shù)據(jù)模塊中，將用戶界面組件放在窗體中，這樣能保證應(yīng)用程序具有一致的用戶界面?；诳梢暬幊?，及數(shù)據(jù)庫方面的特長，從客戶機/服務(wù)器模式到多層數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)模式，程序運行效率高，處理能力強，數(shù)據(jù)的安全性提高，系統(tǒng)設(shè)計處于良好的開發(fā)環(huán)境。

機能實驗教學(xué)信息管理系統(tǒng)對計算機系統(tǒng)硬件的要求并不高，占用的系統(tǒng)空間并不大，設(shè)計和使用時，采用目前基本配置的主流機型，或根據(jù)需要和可能采用基本配置以上的計算機系統(tǒng)，主頻2GHz以上，內(nèi)存2GB以上，磁盤容量為100GB以上的硬盤，以及Windows操作系統(tǒng)是可以滿足需要的。

由于Delphi的一系列特點，其用戶交互能力強，應(yīng)用軟件可移植性好，能夠表現(xiàn)出Windows圖形用戶界面的許多優(yōu)點，使用簡捷方便，適合多數(shù)教師與教學(xué)管理人員的計算機應(yīng)用水平。

二、系統(tǒng)功能分析

計算機信息管理技術(shù)發(fā)展迅速，并且計算機信息管理日益顯示出許多優(yōu)點：首先，存儲量大；其次，查詢速度快；再次，管理規(guī)范，查找靈活；第四，通過技術(shù)手段，可降低管理信息如課程安排、考試成績的出錯率，安全性高；第五，計算機信息網(wǎng)絡(luò)迅速發(fā)展，信息傳遞方便快捷。因此，計算機信息管理技術(shù)已應(yīng)用于許多領(lǐng)域。

在具體的技術(shù)實現(xiàn)上我們運用“自上而下地總體規(guī)劃，自下而上地應(yīng)用開發(fā)”的策略，進行開發(fā)一個教學(xué)信息管理系統(tǒng)的全過程。通過分析本部門教學(xué)管理流程，創(chuàng)建了一套行之有效的計算機管理信息系統(tǒng)的方案。

整個系統(tǒng)從符合操作簡便、界面友好、靈活、實用等的要求出發(fā)，實行機能實驗教學(xué)全過程的管理，進行常用的數(shù)據(jù)處理、傳遞及分析，考察關(guān)鍵信息，為教學(xué)審核評估提供依據(jù)。根據(jù)系統(tǒng)所要實現(xiàn)的功能，按照結(jié)構(gòu)化程序設(shè)計的原則，可以將整個系統(tǒng)劃分為若干個功能模塊：系統(tǒng)用戶管理；實驗教學(xué)管理；實驗室管理。

系統(tǒng)用戶管理包含系統(tǒng)初始化、用戶登錄認證、密碼修改、用戶添加、用戶刪除、用戶信息修改等。系統(tǒng)啟動時執(zhí)行系統(tǒng)初始化；系統(tǒng)安裝后設(shè)定用戶權(quán)限；系統(tǒng)設(shè)定也是在安裝后一次設(shè)定完成。

實驗教學(xué)管理：

課程信息管理子模塊，包含：課程庫管理；課程安排；課程安排查詢；班級課表查詢；

考試成績管理子模塊，包含：考試成績管理；班級成績分析；學(xué)生成績查詢。

實驗室管理：

實驗室建設(shè)，包含：基本情況介紹；教學(xué)改革；代表性課件、成果；教學(xué)計劃；教學(xué)檢查；教學(xué)研究。

教學(xué)文檔管理，包含：上級文件；教學(xué)制度；教材；備課；預(yù)實驗；實驗報告與成績；資產(chǎn)計劃；報告總結(jié)；其他資料等。

人員管理，包含：工作安排；工作量統(tǒng)計；培訓(xùn)與進修；

實驗室資源管理，包含：儀器管理；藥品管理；經(jīng)費管理；日常物資管理。

三、系統(tǒng)設(shè)計

在系統(tǒng)功能分析的基礎(chǔ)上，進行機能實驗教學(xué)信息管理系統(tǒng)的概要設(shè)計。概要設(shè)計的基礎(chǔ)是完成用概念數(shù)據(jù)模型表示數(shù)據(jù)及其相互間的關(guān)系，這種數(shù)據(jù)模型是不涉及具體數(shù)據(jù)庫的、與DBMS無關(guān)的、面向現(xiàn)實世界的、易于理解的數(shù)據(jù)模型，獨立于計算機的數(shù)據(jù)模型，獨立于計算機的軟硬件系統(tǒng)，與用戶進行交流十分方便。

概念數(shù)據(jù)模型關(guān)心的是如何完整、正確地反映客觀實際情況，不關(guān)心在數(shù)據(jù)庫中如何實現(xiàn)；這種數(shù)據(jù)模式能真實地反映用戶要求的實際情況，是一種容易被人們理解的直觀的數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)模式；同時也是一種相對穩(wěn)定統(tǒng)一的數(shù)據(jù)模式，一般情況下很少變動。概念數(shù)據(jù)模型在用戶和設(shè)計者之間建立了橋梁，是設(shè)計數(shù)據(jù)庫結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)。

概念結(jié)構(gòu)設(shè)計中自頂向下的實體分析方法，即常用的實體聯(lián)系模型（簡稱E-R模型），對具體數(shù)據(jù)進行抽象加工，將實體集合抽象成實體類型。用實體間聯(lián)系反映現(xiàn)實世界事物間的內(nèi)在聯(lián)系。E-R模型是建立概念數(shù)據(jù)模型的有力工具。

通過對機能實驗教學(xué)信息管理系統(tǒng)操作流程的分析，可以列出機能實驗教學(xué)信息管理系統(tǒng)所需的數(shù)據(jù)項和數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，對應(yīng)于實驗教學(xué)管理功能模塊，系統(tǒng)應(yīng)設(shè)計的實體和屬性如下：

學(xué)生信息：學(xué)號、姓名、性別、出生日期、籍貫、所屬班級、所在系、入學(xué)時間、備注等。

班級信息：班級編號、班級名稱、所屬院系、班主任等。

課程信息：課程編號、課程名稱、學(xué)分、學(xué)時數(shù)、任課教師、課程說明等。

課程安排信息：課程編號、選課班級編號、上課地點、上課時間等。

考試成績信息：課程編號、學(xué)號、考試成績等。

實體和實體之間的關(guān)系E-R圖如下：

分析機能實驗教學(xué)信息管理系統(tǒng)的操作流程，可以構(gòu)造系統(tǒng)的數(shù)據(jù)流程圖，從而構(gòu)成業(yè)務(wù)總體流程。

數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)為我們提供了一種把與我們的教學(xué)工作緊密相關(guān)的信息集合在一起的方法，它還提供了在某個集中的地方存儲和維護這些信息的方法。數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)主要由三大部分組成：數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DBMS：它是專門負責(zé)組織和管理數(shù)據(jù)信息的程序）、 數(shù)據(jù)庫應(yīng)用程序（它使我們能夠獲取、顯示和更新由DBMS存儲的數(shù)據(jù)）、數(shù)據(jù)庫（按一定結(jié)構(gòu)組織在一起的相關(guān)數(shù)據(jù)的集合）。

一般來說，DBMS和數(shù)據(jù)庫應(yīng)用程序都駐留在同一臺計算機上并在同一臺計算機上運行，很多情況下兩者甚至結(jié)合在同一個程序中，以前使用的大多數(shù)數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)都是用這種方法設(shè)計的。但是隨著DBMS技術(shù)的發(fā)展，目前的數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)采用客戶/服務(wù)器模式?？蛻?服務(wù)器數(shù)據(jù)庫將DBMS和數(shù)據(jù)庫應(yīng)用程序分開，從而提高了數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的處理能力。數(shù)據(jù)庫應(yīng)用程序運行在一個或多個用戶工作站（客戶機）上，并且通過網(wǎng)絡(luò)與運行在其他計算機上（服務(wù)器）的一個或多個DBMS進行通信。

數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)（DBMS）是用于描述、管理和維護數(shù)據(jù)庫的程序系統(tǒng)，是數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)的核心組成部分。它建立在操作系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，對數(shù)據(jù)庫進行統(tǒng)一的管理和控制。

DBMS中存儲了大量的數(shù)據(jù)信息，其目的是為用戶提供數(shù)據(jù)信息服務(wù)，而數(shù)據(jù)庫應(yīng)用程序正是與DBMS進行通信，并訪問DBMS中的數(shù)據(jù)，它是DBMS實現(xiàn)其對外提供數(shù)據(jù)信息服務(wù)這一目的的唯一途徑。簡單地說，數(shù)據(jù)庫應(yīng)用程序是一個允許用戶插入、修改、刪除并報告數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)的計算機程序。數(shù)據(jù)庫應(yīng)用程序在傳統(tǒng)上是由程序員用一種或多種通用或?qū)Ｓ玫某绦蛟O(shè)計語言編寫的，但是隨著多種面向用戶的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用程序開發(fā)工具的出現(xiàn)，這些工具可以簡化使用DBMS的過程，并且不需要專門編程。Delphi就是一種強有力的數(shù)據(jù)庫應(yīng)用程序開發(fā)工具。

Delphi使用可視化的組件創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫應(yīng)用，跟創(chuàng)建其它的非數(shù)據(jù)庫應(yīng)用程序一樣，數(shù)據(jù)庫組件都具備一定的屬性，程序設(shè)計人員可以在設(shè)計過程中設(shè)置組件的多種屬性，也可以在程序運行過程中通過程序來設(shè)置組件的各種屬性。數(shù)據(jù)庫應(yīng)用程序首先是利用Delphi提供的數(shù)據(jù)庫組件與BDE建立聯(lián)系，然后再通過BDE與數(shù)據(jù)庫聯(lián)系。BDE被自動地包含在Delphi中，因此，我們在創(chuàng)建數(shù)據(jù)庫應(yīng)用程序時，不必關(guān)心BDE的有關(guān)內(nèi)容。

在Delphi組件板上有兩頁數(shù)據(jù)庫組件，數(shù)據(jù)訪問組件和數(shù)據(jù)控制組件用于開發(fā)數(shù)據(jù)庫應(yīng)用程序。

數(shù)據(jù)訪問組件頁上提供了一組數(shù)據(jù)訪問組件用來訪問數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)。當(dāng)要創(chuàng)建一個數(shù)據(jù)庫應(yīng)用時，首先在窗體中選擇一個數(shù)據(jù)訪問組件，然后為數(shù)據(jù)訪問組件設(shè)置有關(guān)的屬性，說明要訪問的數(shù)據(jù)庫、數(shù)據(jù)表以及表中的記錄等，數(shù)據(jù)訪問組件為數(shù)據(jù)控制組件與數(shù)據(jù)源建立一條通道。

數(shù)據(jù)控制組件頁上的組件，主要用于設(shè)計用戶界面，對數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)進行瀏覽、編輯、插入、刪除等操作。因而數(shù)據(jù)控制組件常常又被稱為數(shù)據(jù)瀏覽組件，數(shù)據(jù)控制組件其實是在Standard頁上的標(biāo)準(zhǔn)部件的基礎(chǔ)上，相應(yīng)地增加了數(shù)據(jù)瀏覽功能，使得它們能夠顯示和編輯數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)信息。

數(shù)據(jù)庫設(shè)計是對于機能實驗教學(xué)應(yīng)用領(lǐng)域，設(shè)計優(yōu)化的數(shù)據(jù)庫邏輯和物理結(jié)構(gòu)，以滿足實驗教學(xué)信息管理的要求和數(shù)據(jù)操作要求，有效地支持應(yīng)用系統(tǒng)的開發(fā)和運行。系統(tǒng)的E-R圖，通過優(yōu)化，可以設(shè)計出關(guān)系模式（即數(shù)據(jù)表）來存儲相應(yīng)的信息，如用戶信息表存儲用戶信息，如下表1；用戶名一般用字母表示，便于用戶輸入，用戶姓名是用戶的真實姓名。實驗教學(xué)管理模塊實現(xiàn)教學(xué)信息的輸入、瀏覽、修改、刪除等功能。教學(xué)信息保存在相應(yīng)的數(shù)據(jù)表中，通過數(shù)據(jù)表組件和數(shù)據(jù)導(dǎo)航組件實現(xiàn)對數(shù)據(jù)的瀏覽、添加、修改和刪除等操作。

各功能模塊的設(shè)計，適應(yīng)機能實驗教學(xué)管理的特點；由于系統(tǒng)采用模塊化結(jié)構(gòu)設(shè)計，大大降低了系統(tǒng)的復(fù)雜程度，易于維護。相關(guān)信息的數(shù)據(jù)維護只需到相應(yīng)的信息表中進行數(shù)據(jù)更新即可。系統(tǒng)功能的增減也很容易，可以根據(jù)用戶的需要靈活配置，只需增減相應(yīng)的功能模塊即可。

如主窗體界面設(shè)計如下，主窗口平臺主要實現(xiàn)對功能模塊的顯示和調(diào)用工作，打開主窗體（Formmain），設(shè)置窗體的有關(guān)屬性如下表2所示。

部分程序的實現(xiàn)

unit FormMain；

interface

uses

Windows， Messages， SysUtils， Variants， Classes， Graphics， Controls， Forms，

Dialogs， StdCtrls， Menus， DB， DBTables；

type

TfrmMain = class（TForm）

btnWelcome： TButton；

MainMenu1： TMainMenu；

mntCourse： TMenuItem；

mntCourseMaint： TMenuItem；

mntCourseArrange： TMenuItem；

mntCourseQeury： TMenuItem；

mntCourseClass： TMenuItem；

mntScore： TMenuItem；

mntScoreManage： TMenuItem；

mntScoreSP： TMenuItem；

mntScoreStudent： TMenuItem；

mntScoreClass： TMenuItem；

mntSystem： TMenuItem；

mntSysUser： TMenuItem；

mntSysSP1： TMenuItem；

mntSysAbout： TMenuItem；

mntSysSP2： TMenuItem；

mntSysQuit： TMenuItem；

dbCourseMIS： TDatabase；

procedure FormShow（Sender： TObject）；

procedure FormPaint（Sender： TObject）；

procedure btnWelcomeClick（Sender： TObject）；

procedure mntSysQuitClick（Sender： TObject）；

private

{ Private declarations }

public

{ Public declarations }

end；

var

frmMain： TfrmMain；

implementation

{$R *.dfm}

procedure TfrmMain.FormShow（Sender： TObject）；

begin

dbCourseMIS.Connected ：=true；

Caption ：= Application.Title + ' - 主窗口'；

Width：=Width-2；

Height：= Height+3；

Font.Color：=clBlue；

end；

procedure TfrmMain.FormPaint（Sender： TObject）；

begin

Canvas.TextOut（300，100，'Hello My Friend！'）；

Canvas.TextOut（300，200，'歡迎使用"機能實驗教學(xué)信息管理系統(tǒng)"！'）；

end；

procedure TfrmMain.btnWelcomeClick（Sender： TObject）；

begin

Font.Color ：=clRed；

Refresh；

end；

procedure TfrmMain.mntSysQuitClick（Sender： TObject）；

begin

Close；

end；

采用Client/Server和Browser/Server復(fù)合型結(jié)構(gòu)，主要工作在客戶機上進行，通過網(wǎng)絡(luò)向管理部門傳送數(shù)據(jù)，學(xué)校，院系和實驗教學(xué)中心通過共享方式瀏覽客戶端信息，提取統(tǒng)計分析結(jié)果，及時了解實驗教學(xué)的運行情況，實現(xiàn)動態(tài)管理，提高了實驗教學(xué)管理水平和管理效率；也減輕了網(wǎng)絡(luò)傳送和服務(wù)器的負擔(dān)。

四、結(jié)束語

經(jīng)過系統(tǒng)測試，機能實驗教學(xué)信息管理系統(tǒng)運行良好，通過應(yīng)用，能夠?qū)崿F(xiàn)系統(tǒng)設(shè)計的教學(xué)管理功能。由于本科教學(xué)審核評估強調(diào)的是構(gòu)建高校自身的教學(xué)質(zhì)量保障體系，而且審核評估首先是學(xué)校的自評，要取得教學(xué)質(zhì)量的第一手資料，教學(xué)管理的科學(xué)、規(guī)范是基礎(chǔ)，實驗教學(xué)信息管理系統(tǒng)的應(yīng)用，正是適應(yīng)了這一現(xiàn)實需要，使得原來靠人力去處理實驗教學(xué)日常管理的情況得以改變，更重要的是教學(xué)部門之間，及實驗室與院校管理部門之間的信息上傳下達高效便捷，學(xué)?？梢约皶r了解實驗教學(xué)的運行狀態(tài)，并且，教學(xué)評估要獲取各種數(shù)據(jù)，進行統(tǒng)計分析也更方便；根據(jù)評估的要求隨時調(diào)取各種教學(xué)質(zhì)量的關(guān)鍵信息，并且在平時的教學(xué)管理過程中就為評估做好了數(shù)據(jù)信息的準(zhǔn)備，總之，軟件的應(yīng)用使實驗教學(xué)管理更加科學(xué)、規(guī)范，為教學(xué)評估奠定了基礎(chǔ)。

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