大数据下的教务管理系统研究与设计

张积鑫，黄志超，迟玉红

（西京学院，陕西西安，710123）

0 概述

教务管理工作在学校的日常教学管理中是非常重要的一个环节。各大高校自身的教学管理制度和学校各类资源的情况复杂多样。在信息化高速发展的时代，为了更好、更高效的完成教务管理工作，人们必须借助信息化的教务管理系统[1]。伴随着“大数据技术”的发展，各个行业都广泛的应用了计算机技术，我们要尽快的研究和开发新的数据处理和分析技术，来挖掘出这些数据的隐藏信息，进行有效的分析，利用这些数据来引导学校的发展，提高学校未来整体的教学质量[2]。随着技术的发展与进步，数据挖掘技术和数据库技术能更加紧密的融合在一起，才能对数据的分析与处理产生更多的有益影响。因此，在日常教学管理各环节中教务管理系统有着举足轻重的作用[3]。本文设计的系统能显著提高高校日常的教学管理的效率，同时对高校进行教学方式方法改革提供了积极的参考的作用。

1 系统的总体架构与数据库设计

本节通过对普通高校教务管理系统调研，发现其系统的整体结构落后，难以处理“大数据”时代下的各类纷繁冗余的海量数据，导致学校的教学管理效率低，进而提出大数据下的教务管理系统，该系统可以提高高校日常教学管理的效率与分析大量学生数据背后的隐藏信息的能力。

■1.1 系统的整体结构

系统整体结构将采用比较流行的MVC模型，MVC分别指的是：Model层、View层和Controller层。

把项目划分成三个层次，可以实现系统开发中所说的高内聚、低耦合的思想。

表现层：即展示给用户的界面。简单的说就是用户在进入系统时他的所看到的东西，在教务信息管理系统中就是那些JSP网页。

业务逻辑层：就是指对用户的每一个请求，进行一系列的处理，在教务信息管理系统中是Manager。

数据访问层：就是对数据库的操作，包括增加、删除、修改和查询等，在教务信息管理系统中就是Dao和Domain包。

图1 MVC模型部署图

■1.2 系统的数据库设计

本文设计的大数据下的教务管理系统主要是为高校的教学过程管理提供便利，本系统主要实现以下几个功能：学生登陆系统可以查看自己所选课程的所有成绩、查看自己选了哪些课程、给老师的教学方式方法评分还可以选修自己喜欢的课程等等。老师则可以登陆系统来上传自己学生的课程得分情况，查看自己教授哪些课程和上课地点及上课时间等。还有系统的管理员来管理本系统的日常运维，拥有很高的权限，可以在本系统中增加新的成员、备份重要的数据等。可以看出本系统主要有学生模块、教师模块、管理员模块三个模块。

管理员功能：管理和修改班级信息、管理课程安排、修改和打印课表、管理授课方案、管理和打印财务信息、管理学生、教师和管理员的信息、修改登录密码等。

教师功能：布置作业、批改作业、再现答疑、在线讨论、课件上传、学生成绩管理、教学大纲上传、修改登录密码。

学生功能：作业查看、作业提交、在线讨论、课程查看、个人成绩查看、课件下载、教学大纲下载、修改登录密码等。

1.2.1 数据库的需求分析

教务信息管理系统需要提供数据信息的查询、添加、修改以及删除等功能。从而要求数据库能完全的满足各类数据的传出和传入。通过对上述系统功能的分析，根据教务信息管理系统的功能需求总结出如下数据项：

（1）用户信息：用户号、学号、密码、姓名、性别、年龄、班级号、注册时间、用户类型、密保问题、密保答案、备注

（2）班级信息：班级号、班级名称、注解

（3）课程信息：课程号、课程名称、课程类型、教师号、注解

（4）教学计划信息：计划序号、学年、上学期/下学期、班级号、课程号、教师号、注解

（5）课程班级信息：班级名、学年、上学期/下学期、班级号、星期几、第几节课、课程号、注解

（6）学生所选课程：班级号、学生号、课程号、学年、上学期/下学期

（7）学生所得成绩：学生名、学生号、课程号、成绩、年份、上学期/下学期、注解

（8）教师教学评价：教师名、学年、上学期/下学期、教师号、学生号、综合能力得分、岗位职能得分、教学能力得分

1.2.2 数据库概念结构设计

概念设计就是对信息世界的建模，是现实世界到信息世界的第一层抽象。通常采用实体-联系方法,即E-R图。根据数据库需求分析规划出的实体有：用户信息、班级信息、课程信息、教学计划、班级课程、学生选课、学生成绩、教师评价等八个实体信息。各个实体具体的实体属性图如图2-图9所示。

图2 用户信息属性

图3 班级信息属性

图4 课程信息属性

图5 教学计划属性

图6 班级课程信息

图7 学生选课信息

图8 学生成绩信息

图9 教师评价信息

本文根据数据库的相关理论来设计数据库表：为了使数据处理更加高效，我们需要设定结构清晰，含有约束条件的数据库表，组成本系统的数据库，让本系统能够更加高效的存储和处理数据，以适应用户的各种应用需求。将信息实体的概念结构变更为MySQL所支持的数据库的逻辑结构。本系统中共设计了8个数据库表，各表的字段和含义如表1-表8所示。

表1 用户信息表（user）

表2 班级信息表(class)

班级名 class_name varchar (50) 非空

表3 课程信息表（course）

表4 教学计划表(plan)

表5 班级课程表（cplan）

表6 学生选课信息表（scource）

表7 学生成绩表（score）

表8 教师教学评价表（evaluate）

2 系统设计

■2.1 系统设计应遵循的原则

系统性：系统虽然是有不同的模块构成的，但是要知道它作为一个统一的整体存在的。所以，在做系统设计的时候，需要从整体系统各个方面进行考虑，要做到系统代码统一，传递语言尽量一致，设计规范要标准，使系统的设计思路一致，保证一次开发能够多次利用，方便以后程序修改和完善时设计人员能够更好的理解程序。

灵活性：也就是对环境的适应能力，目的是使系统能够长久保持生命力。因此，系统应当具良好的开放性以及结构的可变性，代码不要全写死。在系统的开发设计过程中，应该尽量多用模块化的结构，从而提高各模块之间的独立性，并减少模块间的联系，使各子模块间联系降低。这样将会便于不影响其他模块的情况下，对系统的单个模块的进行修改和增加新内容，提高系统适应能力。

可靠性：可靠性是指恢复系统的抗干扰能力和干扰。一个标准的社团管理系统应当具有一定的安全性和稳定性，能够进行数据备份纠错、备份和恢复等。

经济性：以经济手段来满足系统的要求，尽可能的降低系统成本。不能盲目的追求硬件的高配置、高技术，要以用户的实际需求为前提；另外，系统设计中应该尽量避免过于复杂化，各模块应该以简洁为主，从而缩短时间、减少消耗。

■2.2 系统运行要求的环境

本文研究设计的高校教务管理系统，为保证其正常运行，应该配备有完善的网络传输环境，有符合硬件要求的服务器端和符合系统运行的软件环境。

（1）硬件环境

本系统运行所要求的硬件环境不高，至于服务器端，购置一台普通的服务器即可，至于客户端，只要是能够连接网络、浏览网页和输入信息等基本要求的电脑即可。

（2）开发环境

教务信息管理系统网站页面使用Dreamweaver来进行设计，应用html和CSS样式来对本系统的界面和布局进行美观设计。Java代码部分使用MyEclipse来编程实现。首选MySQL数据库组为本系统的数据库。

3 结语

近年来，大数据技术变得非常热门，随之带来的是能够处理大量数据的技术出现，使得处理数据的能力和效率大大提高。由此，大数据逐渐的应用到各行各业，给所在的行业带来了极大的便利。而在教育领域中也有大数据的身影，尽管有很多高校都拥有自己的教务管理系统，但是其系统结构已偏老化，在数据量异常庞大的今天，在处理大量数据处理的时候越来越无法满足现代教学的需求，所以本系统运用当下流行的大数据技术，旨在提高高校处理大量数据的能力。