信息技術(shù)教學(xué)實(shí)驗(yàn)中心排課系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

文/謝佳東

信息技術(shù)教學(xué)實(shí)驗(yàn)中心是江蘇省高等學(xué)?；A(chǔ)課實(shí)驗(yàn)教學(xué)示范中心，是南京中醫(yī)藥大學(xué)人工智能與信息技術(shù)學(xué)院實(shí)驗(yàn)教學(xué)中心的組成部分，負(fù)責(zé)承擔(dān)全校所有信息技術(shù)實(shí)驗(yàn)課程的教學(xué)任務(wù)及學(xué)生課后練習(xí)、考試等服務(wù)工作。信息技術(shù)教學(xué)實(shí)驗(yàn)中心設(shè)立了兩個(gè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)，分別是計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)與計(jì)算機(jī)專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)，其中計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)承擔(dān)全校中醫(yī)藥類專業(yè)學(xué)生的信息技術(shù)實(shí)驗(yàn)課程與實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目；計(jì)算機(jī)專業(yè)實(shí)驗(yàn)教學(xué)平臺(tái)承擔(dān)計(jì)算機(jī)科學(xué)與技術(shù)、軟件工程、醫(yī)學(xué)信息工程、電子商務(wù)、信息管理與信息系統(tǒng)專業(yè)的實(shí)驗(yàn)教學(xué)任務(wù)[1]。此外，信息技術(shù)教學(xué)實(shí)驗(yàn)中心還承擔(dān)著國(guó)家級(jí)與省級(jí)計(jì)算機(jī)等級(jí)考試、國(guó)家執(zhí)業(yè)醫(yī)師資格考試、衛(wèi)生健康行業(yè)職業(yè)技能全國(guó)統(tǒng)一鑒定考試、普通話水平測(cè)試等大型考試任務(wù)。

隨著學(xué)?！半p一流”建設(shè)的不斷推進(jìn)，學(xué)校辦學(xué)層次和科研能力逐步提升，計(jì)算機(jī)科學(xué)作為輔助支撐學(xué)科與中醫(yī)藥主體學(xué)科交叉融合得越來越緊密，信息技術(shù)教學(xué)實(shí)驗(yàn)中心承擔(dān)的課程、練習(xí)、考試等顯著增加，亟需設(shè)計(jì)一套系統(tǒng)幫助信息技術(shù)教學(xué)實(shí)驗(yàn)中心合理的安排課程，提升實(shí)驗(yàn)室使用效率。本文通過總結(jié)我校近年來信息技術(shù)教學(xué)實(shí)驗(yàn)中心課程安排與上機(jī)考試情況，基于B/S架構(gòu)設(shè)計(jì)了信息技術(shù)教學(xué)實(shí)驗(yàn)中心排課系統(tǒng)，為全校師生提供合理、便捷的實(shí)驗(yàn)課程編排、課后練習(xí)以及考試服務(wù)。

1 信息技術(shù)教學(xué)實(shí)驗(yàn)中心排課系統(tǒng)概述

信息技術(shù)教學(xué)實(shí)驗(yàn)中心排課系統(tǒng)主要是為了合理有效地安排全校實(shí)驗(yàn)課程、課后練習(xí)以及考試考場(chǎng)布置，在保證信息技術(shù)教學(xué)實(shí)驗(yàn)中心正常運(yùn)轉(zhuǎn)的情況下，提升實(shí)驗(yàn)室使用效率，更好地服務(wù)全校師生。

2 系統(tǒng)主要功能設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

通常情況下，系統(tǒng)的主要功能設(shè)計(jì)是軟件開發(fā)中最為重要的一個(gè)步驟，為了加深對(duì)信息技術(shù)教學(xué)實(shí)驗(yàn)中心排課系統(tǒng)設(shè)計(jì)的認(rèn)識(shí)與理解，接下來從需求分析、系統(tǒng)架構(gòu)等方面入手，對(duì)信息技術(shù)教學(xué)實(shí)驗(yàn)中心排課系統(tǒng)的設(shè)計(jì)進(jìn)行詳細(xì)介紹。

2.1 需求分析

為了開發(fā)符合實(shí)際應(yīng)用需求、簡(jiǎn)單易用的信息技術(shù)教學(xué)實(shí)驗(yàn)中心排課系統(tǒng)，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行功能性需求與非功能性需求分析。

2.1.1 功能性需求分析

信息技術(shù)教學(xué)實(shí)驗(yàn)中心排課系統(tǒng)主要由用戶與權(quán)限管理、實(shí)驗(yàn)室管理、實(shí)驗(yàn)室課程管理、開放實(shí)驗(yàn)管理、考試管理、通知公告等功能模塊組成，其功能模塊如圖1所示。

（1）用戶與權(quán)限管理。用戶與權(quán)限管理功能模塊主要分為用戶管理與權(quán)限管理兩個(gè)部分。

用戶管理主要對(duì)系統(tǒng)中包含的用戶的登錄名、密碼、姓名、年齡、工號(hào)/學(xué)號(hào)、聯(lián)系電話、電子郵箱等基本信息進(jìn)行管理。

權(quán)限管理主要是根據(jù)用戶類別開放相對(duì)應(yīng)的系統(tǒng)權(quán)限。用戶類別分為系統(tǒng)超級(jí)管理員、教務(wù)處管理教師、實(shí)驗(yàn)室管理教師、任課教師與學(xué)生用戶。系統(tǒng)超級(jí)管理員具有用戶與權(quán)限管理、實(shí)驗(yàn)室管理、實(shí)驗(yàn)課程管理、開放實(shí)驗(yàn)管理、考試管理、發(fā)布通知公告等功能模塊的增加、刪除、修改、查詢權(quán)限。教務(wù)處管理教師具有實(shí)驗(yàn)室管理、實(shí)驗(yàn)課程管理、考試管理、通知公告管理等功能模塊的增加、刪除、修改、查詢、審核權(quán)限以及開放實(shí)驗(yàn)管理查詢權(quán)限。實(shí)驗(yàn)室管理教師具有實(shí)驗(yàn)室管理、實(shí)驗(yàn)課程管理、開放實(shí)驗(yàn)管理、考試管理、通知公告等功能模塊的增加、刪除、修改、查詢權(quán)限。任課教師具有實(shí)驗(yàn)課程管理的增加、刪除、修改、查詢權(quán)限以及實(shí)驗(yàn)室管理、通知公告管理的查詢權(quán)限。學(xué)生具有實(shí)驗(yàn)室管理、實(shí)驗(yàn)課程管理、開放實(shí)驗(yàn)管理、考試管理、發(fā)布通知公告等功能模塊的查詢權(quán)限。

用戶與權(quán)限管理功能模塊均需具備Excel文件導(dǎo)入導(dǎo)出功能，方便系統(tǒng)管理員批量管理系統(tǒng)用戶與權(quán)限。

（2）實(shí)驗(yàn)室管理。實(shí)驗(yàn)室管理功能模塊主要對(duì)實(shí)驗(yàn)室基本信息與實(shí)驗(yàn)室類別進(jìn)行管理。實(shí)驗(yàn)室類別包括計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)實(shí)驗(yàn)室、計(jì)算機(jī)專業(yè)實(shí)驗(yàn)室、英語語音專業(yè)實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)室基本信息包括實(shí)驗(yàn)室名稱、實(shí)驗(yàn)室類別、實(shí)驗(yàn)室地點(diǎn)、實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)人、實(shí)驗(yàn)室容量、可用機(jī)位數(shù)、使用安排情況、是否維護(hù)改造等信息。

實(shí)驗(yàn)室管理管理功能模塊需具備Excel文件導(dǎo)入導(dǎo)出功能，便于用戶管理、保存、統(tǒng)計(jì)實(shí)驗(yàn)室信息。

圖1：信息技術(shù)教學(xué)實(shí)驗(yàn)中心排課系統(tǒng)功能模塊圖

圖2：信息技術(shù)教學(xué)實(shí)驗(yàn)中心排課系統(tǒng)架構(gòu)圖

（3）實(shí)驗(yàn)課程管理。實(shí)驗(yàn)課程管理功能模塊主要對(duì)信息技術(shù)教學(xué)實(shí)驗(yàn)中心承擔(dān)的實(shí)驗(yàn)課程進(jìn)行管理，管理內(nèi)容包括課程編號(hào)、課程名稱、課程類別、可選擇實(shí)驗(yàn)室編號(hào)、選課學(xué)生數(shù)量、上課周次、任課教師等信息。

實(shí)驗(yàn)課程管理功能模塊需具備Excel文件導(dǎo)入導(dǎo)出功能，便于用戶管理、保存、統(tǒng)計(jì)信息技術(shù)教學(xué)實(shí)驗(yàn)中心承擔(dān)實(shí)驗(yàn)課程信息。

（4）開放實(shí)驗(yàn)管理。開放實(shí)驗(yàn)管理功能模塊主要是對(duì)教師或?qū)W生提出申請(qǐng)進(jìn)行某類課程或?qū)嶒?yàn)的開放活動(dòng)進(jìn)行管理。該模塊包括開放實(shí)驗(yàn)名稱、申請(qǐng)人、申請(qǐng)地點(diǎn)、開始時(shí)間、結(jié)束時(shí)間、用途等信息。

開放實(shí)驗(yàn)功能模塊需具備Excel文件導(dǎo)入導(dǎo)出功能，便于用戶管理、保存、統(tǒng)計(jì)開放實(shí)驗(yàn)信息。

（5）考試管理?？荚嚬芾砉δ苣K包括考試類別與具體考試安排管理兩個(gè)部分?？荚囶悇e分為全國(guó)計(jì)算機(jī)等級(jí)考試、國(guó)家執(zhí)業(yè)醫(yī)師資格考試、江蘇省計(jì)算機(jī)等級(jí)考試、衛(wèi)生健康行業(yè)職業(yè)技能全國(guó)統(tǒng)一鑒定考試、普通話水平測(cè)試、江蘇省實(shí)驗(yàn)動(dòng)物從業(yè)人員上崗考試、英語專業(yè)四級(jí)考試、英語專業(yè)八級(jí)考試、新生英語分級(jí)考試、平時(shí)測(cè)試、期末考試、其他考試?？荚嚢才殴芾韮?nèi)容包括考試名稱、考試類別、考試優(yōu)先級(jí)、考試人數(shù)、考試地點(diǎn)、可用機(jī)位數(shù)、參與考試人員等信息。

考試管理功能模塊需具備Excel文件導(dǎo)入導(dǎo)出功能，便于用戶管理、保存、統(tǒng)計(jì)承擔(dān)考試信息。

（6）通知公告。通知公告模塊主要將實(shí)驗(yàn)室使用情況、課程安排情況、臨時(shí)調(diào)整等信息公布在門戶網(wǎng)站以方便師生查閱。此外，系統(tǒng)超級(jí)管理員、教務(wù)處管理教師、實(shí)驗(yàn)室管理教師在發(fā)布公告時(shí)可以選擇以郵件方式及時(shí)通知因?qū)嶋H調(diào)整所受影響的學(xué)生和教師。

2.1.2 非功能性需求分析

除了功能性需求之外，為有效降低后期系統(tǒng)維護(hù)與升級(jí)成本，應(yīng)具備以下非功能性需求。

（1）穩(wěn)定性要求。系統(tǒng)在使用過程中，穩(wěn)定可靠，可以持續(xù)為全校師生提供實(shí)驗(yàn)室課程編排、課后練習(xí)及考試等服務(wù)。

（2）安全性要求。系統(tǒng)作為信息技術(shù)教學(xué)實(shí)驗(yàn)中心日常管理的支撐軟件，包含了每個(gè)學(xué)期的實(shí)驗(yàn)室使用情況、實(shí)驗(yàn)課程開設(shè)情況、考試安排等信息，需要對(duì)系統(tǒng)服務(wù)器進(jìn)行安全加固升級(jí)，對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)中涉及的隱私信息進(jìn)行加密，定期備份系統(tǒng)與數(shù)據(jù)庫(kù)，以確保數(shù)據(jù)的安全性。

（3）用戶體驗(yàn)要求。系統(tǒng)界面簡(jiǎn)潔友好，操作簡(jiǎn)單，使用方便。

2.2 系統(tǒng)架構(gòu)

信息技術(shù)教學(xué)實(shí)驗(yàn)中心排課系統(tǒng)基于B/S設(shè)計(jì)模式，采用典型的Java EE三層結(jié)構(gòu)，分為表示層、業(yè)務(wù)邏輯層和數(shù)據(jù)服務(wù)層。表示層與客戶端進(jìn)行交互，獲取用戶請(qǐng)求，傳遞數(shù)據(jù)、封裝數(shù)據(jù)、展示數(shù)據(jù)。業(yè)務(wù)邏輯層實(shí)現(xiàn)復(fù)雜的業(yè)務(wù)處理請(qǐng)求，包括數(shù)據(jù)導(dǎo)入導(dǎo)出、課程分類安排、通知郵件發(fā)送等。數(shù)據(jù)服務(wù)層與數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行交互，實(shí)現(xiàn)業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)持久化。信息技術(shù)教學(xué)實(shí)驗(yàn)中心排課系統(tǒng)架構(gòu)如圖2所示。

3 系統(tǒng)測(cè)試與應(yīng)用

信息技術(shù)教學(xué)實(shí)驗(yàn)中心排課系統(tǒng)開發(fā)完成之后，首先對(duì)系統(tǒng)的主要功能進(jìn)行了功能測(cè)試，課程安排、權(quán)限管理、用戶登錄、通知公告等功能測(cè)試結(jié)果符合預(yù)期，可以實(shí)現(xiàn)對(duì)中心各類實(shí)驗(yàn)課程、考試的有序安排，實(shí)際應(yīng)用效果良好。

4 結(jié)束語

本文結(jié)合學(xué)校實(shí)際情況，綜合考慮排課系統(tǒng)的復(fù)雜性，對(duì)信息技術(shù)教學(xué)實(shí)驗(yàn)中心排課系統(tǒng)進(jìn)行了深入研究，實(shí)現(xiàn)了基礎(chǔ)課程、專業(yè)課程以及考試分類的有序編排，有利于提升信息技術(shù)教學(xué)實(shí)驗(yàn)中心各類實(shí)驗(yàn)室使用效率，滿足了全校師生專業(yè)學(xué)習(xí)、課后練習(xí)與考試需求，為學(xué)?！半p一流”建設(shè)貢獻(xiàn)綿薄之力。