基于Web的教案管理系统的设计与实现

王丽

摘要：教案是教师备课信息的有效记录，是教师上课的书面计划。设计和撰写教案是教师必不可少的工作，大部分学校的教师都是通过Word软件撰写教案，缺点是重复性劳动较多、待教案累积后查找和管理不便，为了解决这些问题，设计并开发一个基于Vue和Spring Boot框架的在线教案管理系统，集教案的设计、撰写、管理于一体，操作便捷，界面友好，有助于提高教师撰写教案的效率，有利于教师把工作重心放在更加重要的教学过程设计和创新上，从而提升教案的质量。

关键词：设计教案;撰写教案;Vue;Spring Boot;教案管理系统

中图分类号：TP311.52      文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2022）25-0060-04

开放科学（资源服务） 标识码（OSID） ：

1 引言

教案是一种教学文书，是教师根据课程标准、教学大纲、教材及学生实际情况，以课时为单位对即将进行的教学活动进行的有针对性、计划性的预先设计，是教师顺利开展教学活动的前期指导，也是后期对教师教学管理和评价的重要方面[1]。

大部分学校的教师都是通过本地Word软件撰写教案，教案内容一般有统一的格式要求，各个学校根据实际情况提供相应的模板，模板内容可能稍有不同，但基本都包含教師的教学方法、讲授内容以及教师和学生课程活动交互的整个过程。具体涉及的内容如：授课主题、授课对象、教学目标、教学重难点、教学方法、教学过程、作业设计、板书设计、教学反思等。

从教案内容角度分析，教师需要设计每节课的教案，有些内容是基本一致的，如授课对象、授课学期、授课课程;有些内容是很有规律的，如授课课次根据教学周变化，授课主题、教学目标、教学重难点根据课程大纲变化;有些内容是可以根据经验沉淀的，如教学方法、教学过程。

从撰写教案这项工作分析，陈华忠[2]指出为避免教师备课抄写教参的情况，可以尝试“分工协作，共同参与”的模式共同撰写教案，如将优秀教案作为母案，以母案为模板，结合自己的教学特点和当前班级学生的实际情况进行修改、优化，在提高撰写效率的同时做到教案个性化。如果使用本地Word软件撰写教案，通过传输文件方式共享母案，管理文件并不方便，母案的版本修订也会带来一定程度的版本不一致，然而信息技术的发展为教案的设计、撰写、共享等提供了更加灵活的实现方式，也为教案设计的优化提供了新的发展思路[3]，所以应用信息技术开发教案管理系统大势所趋[4]。

综上，设计并开发一个基于Web的教案管理系统，是非常可行且必要的。通过梳理教案内容的特点及逻辑关联，抽取基础数据统一维护，实现数据共享和一致性。通过Web实现在线设计、撰写、管理教案的功能，流程上倾向于让教师把工作重心放在更加重要的教学过程设计和创新上，从而提升教案的质量。后续也可根据需要扩展新的功能，如共享模板、复制教案、教案版本管理等功能，更好地为教师提供服务。

2 系统分析

2.1 需求分析

通过对教师设计、撰写教案过程的调查与分析，以及教案格式和内容的特点，教案管理系统需要具有以下基本功能。

1） 简单、友好的操作界面，操作尽量按照教师以往的操作习惯，有助于教师的日常教案撰写工作。

2） 整个系统的操作流程简单、顺畅，直观易懂，易于上手。

3） 涵盖教案设计、撰写、管理的功能。

4） 强大的基础数据设置功能，基础数据共享，简化教案撰写工作。

2.2 可行性研究

设计和撰写教案是教师日常工作的一部分，是教师备课的重要标志性成果。教案的格式比较固定，内容相对有规律，使用基于Web的教案管理系统一站式设计、撰写和管理教案，可以提高教师撰写教案的效率，有利于教师将工作重心放在更加重要的课程设计和创新上，从而提升教案质量。

技术实现上，采用B/S系统架构，运用前后端分离的开发模式，前端专注于界面交互和数据展示，后端专注于业务逻辑和数据存储，前后端通过接口进行数据的交换[5]。

前端使用Vue和Bootstrap框架，Vue是目前比较流行的前端框架，是一套构建用户界面的渐进式框架，架构简单，灵活、开放，适合开发人员快速掌握并使用[6]。Bootstrap是简洁、直观、强悍的前端开发框架，让Web开发更迅速、简单[7]。

后端基于Java Web技术开发，使用Spring Boot轻量级框架，Spring Boot提供一个很好的平台，Java开发人员可以使用最少配置开发一个可以运行的独立和生产级Spring应用程序，提高开发效率[8]。

数据存储使用MySQL数据库，MySQL是一种关系型数据库，开源，跨平台，功能强大，支持快速开发。

3 系统设计

3.1 系统目标

从教师的角度出发，设计一个教案管理系统，保证在系统上撰写的教案与实际使用的教案格式一致，撰写教案的流程与传统的流程基本一致，操作上更加简明、快捷。

在教案管理系统的实现上抽取教案中相对固定、经验沉淀类的内容以基础数据形式维护，方便一处维护，多处使用，提高复用性[9]。

1） 教案管理系统支持基础数据的设置，如学期、课程、授课方法等。

2） 一站式操作流程，如创建、设计、撰写、导出教案等。

3） 界面设计友好、美观，符合教师使用习惯，操作简明、快捷，如能选择的优先选择，能提示的显示提示，有模板的提供模板。

4） 系统运行稳定，系统数据安全可靠。

3.2 系统功能结构

教案管理系统的功能结构如图1所示。主要包括四大模块，用户管理、信息展示、基础数据和教案管理。

用户管理模块主要是账号相关信息维护，如用户的注册、登录、退出。

信息展示模块一方面展示操作流程，指导用户如何使用教案管理系统，另一方面展示学期课程教案维度的教案列表，方便快速创建对应学期及对应课程的教案。

基础数据模块是固定信息如学期、课程，或者经验沉淀信息如板书设计、教学方法、教学过程等的基础数据的维护，保持基础数据的一致性，为后续撰写教案操作提供便利。

教案管理是对教案的一系列操作，基本操作如添加教案、修改教案、删除教案，查询教案、预览教案和导出教案。

3.3 数据库设计

数据库的设计在信息管理系统的建设中起着非常重要的作用。良好的数据库设计能够减少数据的冗余度，提高数据的独立性，实现很好的扩展性[10]。

教案管理系统的数据库设计共包含11张表，其物理结构设计如图2所示。

其中最核心的表是教案表（lesson）和用户表（user），教案表（lesson）主要维护教案内容对应的各个字段，如授课主题、授课对象、教学目标、教学重难点、教学方法、教学过程、作业设计、教学反思等。用户表（user）用于维护用户登录的账号信息。

为简化教案设计和撰写工作，抽取其中比较独立的字段单独维护，如学期（term）、板书设计（board）、教学方法（method）、教学过程（teaching process）、教学过程详情（teachdetail）、课程（course）等内容，以便后续撰写教案过程中直接使用选择操作。考虑到这些独立单元与lesson（教案表）的关联关系，如一对多或多对多，根据情况针对多对多关系增加中间表来维护它们之间的关系，如学期与课程增加中间表（term_course）、教案与教学方法增加中间表（lesson_method）、教案与教学过程详情增加中间表（lesson_teachdetail），以使数据库设计满足第三范式。

4 系统实现

4.1 数据库及接口实现

根据前期的数据库设计，基于MySQL8.0建立数据库，组织基础数据入库，做好数据准备工作。后端应用程序通过JDBC驱动与数据库建立连接。

后端接口实现上，基于Spring Boot2框架开发Restful API接口，接口的设计主要根据系统功能结构来设计。如用户管理模块设计的接口主要有注册、登录、退出接口，信息展示模块设计的接口主要有学期课程教案展示接口，即关联学期、课程、教案表分维度查询对应的数据，基础数据、课程管理、教案管理模块设计的接口主要是一些增删改查接口。

4.2 界面实现

界面实现主要划分为首页、基础数据、课程管理、教案管理四个页面。

首页，如图3所示，主要是展现操作流程，并从学期、课程的维度分层展示教案列表，让教师对已有的内容有一个全局把握，也可以通过按钮“添加教案”快速添加当前学期、当前课程下的教案。

基础数据页面，如图4所示，主要是维护基础数据如学期、板书设计、教学方法、教学过程的增删改查，为后续撰写教案提供便捷操作。

课程管理页面，如图5所示，主要是维护课程信息的增删改查，并与学期建立关联关系。

教案管理页面，如图6所示，主要是维护教案的增删改查及预览、导出，其中最核心的页面是添加教案页面，基于前面的基础数据、课程管理提供的信息，快捷设置教案中的各个字段的内容。在教学过程栏，点击“添加教学环节”，弹出添加教学环节对话框，支持选择教学环节与教学方法，自由撰写对应的教学内容与活动设计，当添加某个教学环节后，支持相应的修改和删除操作。

5 结束语

本文依据教案对于教师的重要性、教师在设计和撰写教案过程中存在的问题以及教案这一特殊教学文书结构的规范性，说明设计教案管理系统的必要性和可行性。接着对教案管理系统进行了詳细的系统设计，包括系统功能结构设计、数据库设计，其中系统功能结构主要围绕设计、撰写、管理教案展开，数据库设计结合教案结构中各部分内容的关联关系，拆分基础数据单独维护，实现基础数据重复利用，提高撰写教案的效率。最后采用前后端分离开发模式，前端基于Vue框架负责数据展示和用户交互，后端基于Spring Boot负责提供数据处理接口，最终完成教案管理系统的实现。

目前教案管理系统已完成基础的功能，设计、撰写和管理教案，相对传统基于Word软件撰写教案的方式，流程更加直观，操作更加便捷，教师可以从学期、课程、教案的维度管理教案，这也是教案信息化的体现。其中基础数据的维护，有利于教师定期梳理、沉淀教学经验，不断优化教案，提升教案的质量。

后续根据教师需求，可以扩展出更丰富的功能，如共享教案、教案版本管理、团队管理等功能。

参考文献：

[1] 石义堂，付宁娟.新时代教案的设计、撰写与使用[J].当代教育与文化，2019，11（6）：96-100.

[2] 陈华忠.教案管理应做好“三个转变”[J].教学与管理，2010（17）：17-18.

[3] 叶星星.应用APP云平台技术辅助历史教案设计[J].教学与管理，2019（22）：73-75.

[4] 张人杰.高校教案管理分析与系统研究[J].文化创新比较研究，2018，2（22）：96-97.

[5] 马雪山，张辉军，陈辉，等.前后端分离的Web平台技术研究与实现[J].电子技术与软件工程，2022（8）：70-73.

[6] 朱二华.基于Vue.js的Web前端应用研究[J].科技与创新，2017（20）：119-121.

[7]  Bootstrap中文网.Bootstrap中文网[EB/OL].[2021-10-27].https：//www.bootcss.com.

[8]  Spring 中文网.Spring Boot_Spring 中文网[EB/OL].[2021-10-27].https：//springref.com/projects/spring-boot.

[9] 周发刚，张弦，阳镇涛.医学课程教案编写软件的开发[J].中国医学教育技术，2011，25（6）：611-616.

[10] 丁鑫，史家俊，龙登宇，等.基于小程序的设备管理系统[J].中国新通信，2022，24（3）：45-47.

【通联编辑：谢媛媛】