本科計(jì)量經(jīng)濟(jì)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

劉潭秋

摘要：本文設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了一個(gè)計(jì)量經(jīng)濟(jì)學(xué)實(shí)驗(yàn)教學(xué)管理系統(tǒng)，其采用B/S結(jié)構(gòu)，按用戶不同角色分配不同的操作權(quán)限，實(shí)現(xiàn)了教與學(xué)在一個(gè)網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)上完成，不受時(shí)間、空間的約束，帶來(lái)傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)課教學(xué)模式所不具備的優(yōu)勢(shì)。

關(guān)鍵詞：計(jì)量經(jīng)濟(jì)學(xué)實(shí)驗(yàn)；教學(xué)管理系統(tǒng)；設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

中圖分類號(hào)：G642.0 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：1674-9324（2017）39-0023-02

計(jì)量經(jīng)濟(jì)學(xué)是一門(mén)應(yīng)用性很強(qiáng)的課程，因此實(shí)驗(yàn)課是計(jì)量經(jīng)濟(jì)學(xué)教學(xué)的重要組成部分。通過(guò)實(shí)驗(yàn)教學(xué)，加深了學(xué)生對(duì)理論知識(shí)的理解，培養(yǎng)了學(xué)生定量分析問(wèn)題的能力[1-2]。目前的實(shí)驗(yàn)教學(xué)單純采用教師演示軟件，學(xué)生跟著模仿，這常常會(huì)出現(xiàn)學(xué)生機(jī)械地記住了軟件的操作步驟，但無(wú)法對(duì)相關(guān)計(jì)量經(jīng)濟(jì)學(xué)理論知識(shí)理解的加深起到應(yīng)有的幫助?；ヂ?lián)網(wǎng)對(duì)當(dāng)今世界產(chǎn)生了重大影響。作為利用互聯(lián)網(wǎng)最為活躍的一個(gè)群體，大學(xué)生們已經(jīng)在很大程度上形成了互聯(lián)網(wǎng)思維。因此，本文構(gòu)建一個(gè)基于互聯(lián)網(wǎng)的計(jì)量經(jīng)濟(jì)學(xué)實(shí)驗(yàn)管理系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)本科計(jì)量經(jīng)濟(jì)學(xué)實(shí)驗(yàn)課程教學(xué)功能的電子化、自動(dòng)化、智能化管理，切實(shí)提高學(xué)生對(duì)計(jì)量經(jīng)濟(jì)學(xué)理論的理解，以及在相應(yīng)軟件幫助下定量分析問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。

一、系統(tǒng)的特點(diǎn)與實(shí)現(xiàn)目標(biāo)

1.系統(tǒng)特點(diǎn)。（1）基于B/S結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)能減輕系統(tǒng)運(yùn)維、升級(jí)成本和工作量，簡(jiǎn)化客戶端電腦負(fù)荷，有效保護(hù)數(shù)據(jù)平臺(tái)和管理訪問(wèn)權(quán)限，實(shí)現(xiàn)使用者隨時(shí)隨地通過(guò)瀏覽器進(jìn)行訪問(wèn)和操作。（2）采用MVC設(shè)計(jì)模式。按照功能模塊分層設(shè)計(jì)，各層實(shí)現(xiàn)相應(yīng)功能，減少各層之間相互作用，提高代碼復(fù)用，增加了系統(tǒng)可維護(hù)性[3]。（3）采用基于J2EE的輕量級(jí)架構(gòu)SSH，克服傳統(tǒng)重量級(jí)框架所存在的部署復(fù)雜、運(yùn)行緩慢、內(nèi)部規(guī)則特別多、難以測(cè)試等缺陷[4]。（4）按權(quán)限進(jìn)行管理。使用者按其角色被賦予的權(quán)限，擁有不同的用戶界面和功能。（5）學(xué)習(xí)資料數(shù)據(jù)庫(kù)管理，學(xué)習(xí)資料通過(guò)系統(tǒng)上傳和下載。

2.實(shí)現(xiàn)目標(biāo)。（1）學(xué)習(xí)共享和互助。通過(guò)論壇和下載模塊，實(shí)現(xiàn)學(xué)生與學(xué)生、學(xué)生和教師之間學(xué)習(xí)資料共享和學(xué)習(xí)經(jīng)驗(yàn)的交流、探討。（2）課堂考勤自動(dòng)化。通過(guò)學(xué)生用戶登錄系統(tǒng)的時(shí)間、IP地址，自動(dòng)確認(rèn)學(xué)生到課情況。（3）學(xué)生學(xué)習(xí)的動(dòng)態(tài)管理。根據(jù)學(xué)生登錄本系統(tǒng)所實(shí)施的操作記錄，實(shí)時(shí)跟蹤其學(xué)習(xí)內(nèi)容、了解其學(xué)習(xí)效果。（4）對(duì)學(xué)生學(xué)習(xí)進(jìn)行更客觀、全面、公正的評(píng)價(jià)。根據(jù)學(xué)生登錄本系統(tǒng)所實(shí)施的操作記錄，從除習(xí)題和考題外，還包括考勤、在論壇上幫助解答其他同學(xué)疑問(wèn)等情況的多個(gè)方面對(duì)其學(xué)習(xí)行為進(jìn)行評(píng)價(jià)。（5）補(bǔ)充教材理論推導(dǎo)所涉及的基礎(chǔ)知識(shí)。本系統(tǒng)設(shè)置基礎(chǔ)知識(shí)模塊，幫助學(xué)生溫習(xí)計(jì)量經(jīng)濟(jì)學(xué)理論推導(dǎo)中所涉及的之前學(xué)期開(kāi)設(shè)的課程（例如，宏觀經(jīng)濟(jì)學(xué)、微觀經(jīng)濟(jì)學(xué)、高等數(shù)學(xué)、概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)、矩陣論等）的知識(shí)點(diǎn)。（6）杜絕學(xué)生作業(yè)和考試中的抄襲行為。系統(tǒng)在向?qū)W生布置作業(yè)和考試時(shí)隨機(jī)地給予不同的數(shù)據(jù)和題目，解決學(xué)生抄襲的問(wèn)題。

二、系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

1.功能模塊設(shè)計(jì)。根據(jù)本系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)目標(biāo)，以及需求分析，設(shè)計(jì)的功能模塊為：（1）系統(tǒng)管理模塊，包括角色管理、班級(jí)管理和用戶管理子模塊。（2）教學(xué)管理模塊，包括作業(yè)批改、實(shí)驗(yàn)報(bào)告批改、考勤和答疑子模塊。（3）基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)管理模塊，包括宏觀經(jīng)濟(jì)學(xué)、微觀經(jīng)濟(jì)學(xué)、高等數(shù)學(xué)、概率論與數(shù)理統(tǒng)計(jì)、矩陣論知識(shí)點(diǎn)子模塊。（4）網(wǎng)上交流管理模塊，包括論壇管理和論壇子模塊。（5）學(xué)習(xí)管理模塊。包括文檔下載、軟件下載、作業(yè)上傳、實(shí)驗(yàn)報(bào)告上傳、問(wèn)題上傳子模塊。（6）問(wèn)卷調(diào)查管理模塊，包括填寫(xiě)問(wèn)卷、回收的問(wèn)卷和調(diào)查結(jié)果統(tǒng)計(jì)子模塊。

2.系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)為基于SSH開(kāi)發(fā)框架的三層架構(gòu)：表現(xiàn)層、業(yè)務(wù)邏輯層和數(shù)據(jù)持久層。（1）表現(xiàn)層采用Struts2框架實(shí)現(xiàn)。Struts2繼承了MVC的各項(xiàng)特性，減弱了業(yè)務(wù)邏輯接口和數(shù)據(jù)接口之間的耦合，使應(yīng)用系統(tǒng)結(jié)構(gòu)更加清晰，升級(jí)和維護(hù)更方便。（2）業(yè)務(wù)邏輯層采用Spring框架實(shí)現(xiàn)。Spring的IoC（控制反轉(zhuǎn)）與AOP（面向切面編程）兩大機(jī)制可實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)代碼的高效分離，同時(shí)又很好地黏合表現(xiàn)層與數(shù)據(jù)持久層，大大簡(jiǎn)化系統(tǒng)開(kāi)發(fā)和維護(hù)的難度。（3）數(shù)據(jù)持久層采用Hibernate框架實(shí)現(xiàn)。Hibernate對(duì)JDBC進(jìn)行輕量級(jí)的封裝，并開(kāi)發(fā)源碼的對(duì)象映射框架，提供自動(dòng)對(duì)應(yīng)轉(zhuǎn)換的方案。

三、系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

1.開(kāi)發(fā)環(huán)境。在Windows Server 2008系統(tǒng)上采用Java語(yǔ)言開(kāi)發(fā)后臺(tái)服務(wù)器端，其中后臺(tái)開(kāi)發(fā)工具主要包括MyEclipse9.0、Tomcat7.0、JDK1.7.0_17、Mysql5.5數(shù)據(jù)庫(kù)等。

2.系統(tǒng)架構(gòu)的實(shí)現(xiàn)。（1）架構(gòu)層的實(shí)現(xiàn)。表現(xiàn)層是通過(guò)JSP頁(yè)面接收請(qǐng)求（Request）和傳送響應(yīng)（Response），然后Struts2根據(jù)配置文件將接收到的Request委派給相應(yīng)的Action處理。數(shù)據(jù)持久層中依賴于Hibernate的對(duì)象化映射和數(shù)據(jù)庫(kù)交互，處理DAO組件請(qǐng)求的數(shù)據(jù)，并返回處理結(jié)果。Spring連接表現(xiàn)層和數(shù)據(jù)持久層，其將對(duì)后者的操作封裝在bean里，讓前者調(diào)用相應(yīng)的bean來(lái)完成對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的操作。（2）三大框架的整合。使用Struts2作為系統(tǒng)的整體基礎(chǔ)架構(gòu)負(fù)責(zé)MVC分離，在Struts2框架模型部分控制業(yè)務(wù)跳轉(zhuǎn)，利用Hibernate框架對(duì)持久層提供支持，Spring管理Struts2和Hibernate[5]。

3.主要功能模塊的實(shí)現(xiàn)。（1）系統(tǒng)管理。角色對(duì)應(yīng)相應(yīng)的操作權(quán)限。系統(tǒng)分兩類用戶：系統(tǒng)管理員和普通用戶。普通用戶又被設(shè)置為主講教師、助教和學(xué)生三種角色類型。（2）教學(xué)管理。主講教師/助教用戶可在線打開(kāi)學(xué)生提交到網(wǎng)上的作業(yè)和實(shí)驗(yàn)報(bào)告，并評(píng)閱、打分。學(xué)生用戶則能實(shí)時(shí)在線查詢自己的作業(yè)、實(shí)驗(yàn)報(bào)告評(píng)語(yǔ)和得分。（3）基礎(chǔ)知識(shí)點(diǎn)管理。主講教師/助教用戶將基礎(chǔ)課程相關(guān)知識(shí)點(diǎn)的電子資料上傳系統(tǒng)，實(shí)時(shí)呈現(xiàn)給學(xué)生用戶。（4）網(wǎng)上交流管理。主講教師/助教用戶通過(guò)其擁有論壇主題貼和跟帖的增、刪、改、查功能，約束學(xué)生在網(wǎng)上談?wù)撛掝}內(nèi)容和方向。（5）學(xué)習(xí)管理。主講教師/助教用戶上傳學(xué)習(xí)資料，學(xué)生用戶可下載這些資料。學(xué)生用戶可實(shí)現(xiàn)作業(yè)、實(shí)驗(yàn)報(bào)告和問(wèn)題的網(wǎng)上提交。（6）問(wèn)卷調(diào)查管理。主講教師/助教用戶設(shè)計(jì)調(diào)查問(wèn)卷內(nèi)容，學(xué)生用戶在網(wǎng)上回答，系統(tǒng)自動(dòng)統(tǒng)計(jì)調(diào)查結(jié)果，并能做進(jìn)一步的分析、研究，找到教與學(xué)中存在的問(wèn)題，以便今后改進(jìn)。

系統(tǒng)采用B/S結(jié)構(gòu)，不僅簡(jiǎn)化了系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)、維護(hù)和使用，而且能夠讓計(jì)量經(jīng)濟(jì)學(xué)實(shí)驗(yàn)課程的教與學(xué)不受時(shí)間和空間的約束；按角色分配權(quán)限，保證不同類型的用戶擁有不同的功能，操作頁(yè)面簡(jiǎn)潔；建立了學(xué)習(xí)資料數(shù)據(jù)庫(kù)，師生通過(guò)系統(tǒng)上傳和下載資料，實(shí)現(xiàn)教學(xué)資料數(shù)字化和網(wǎng)絡(luò)化；建立學(xué)習(xí)論壇，實(shí)現(xiàn)學(xué)、教互動(dòng)；根據(jù)學(xué)生登錄信息，自動(dòng)完成對(duì)學(xué)生到課的考勤，以及對(duì)學(xué)生實(shí)驗(yàn)學(xué)習(xí)更客觀、全面、公正的評(píng)價(jià)；系統(tǒng)方便地對(duì)作業(yè)（考試）給予不同的數(shù)據(jù)或題目，杜絕學(xué)生的抄襲行為；問(wèn)卷調(diào)查能幫助教師找到教學(xué)問(wèn)題的癥結(jié)所在，持續(xù)改進(jìn)實(shí)驗(yàn)教學(xué)水平。本系統(tǒng)還需進(jìn)一步改進(jìn)和完善。例如，開(kāi)發(fā)手機(jī)客服端，按照學(xué)習(xí)進(jìn)度自動(dòng)向?qū)W生推送學(xué)習(xí)任務(wù)，建立一個(gè)量化的學(xué)習(xí)評(píng)價(jià)指標(biāo)體系，制作計(jì)量經(jīng)濟(jì)學(xué)模型的計(jì)算插件，甚至讓學(xué)生參與其中，從而進(jìn)一步加深對(duì)計(jì)量經(jīng)濟(jì)學(xué)相關(guān)理論的理解。

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