摘 要
教務管理系統是學校教學管理信息化的核心部分,教務系統管理工作內容繁 雜、工作量大;對工作效率和智能化要求的不斷提高,使傳統的教務管理系統的弊 端日益凸顯,因此設計一個智能化的教務管理系統,改善教育教學質量,提高教育 教學和辦公效率成為教學管理信息化的當務之急。
根據當前的發展形勢,設計開發了智能教務管理系統。在系統開發前,首先確 定了本系統的開發技術,然后對系統進行可行性分析和系統架構設計,并完成了數 據庫的設計工作。接下來,根據學校的實際情況和使用需求設計了系統功能模塊, 并對主要功能模塊的具體功能進行了詳細的分析和設計,在設計過程中采用組件化 設計思想進行系統代碼的編寫和調試。在系統測試環節中,針對系統的功能、性能 和穩定性等方面開展了測試。
在系統設計中,針對自動排課功能,改良了傳統的排課遺傳算法,提升了自動 排課的性能和效率;針對目前動態化考試的需求以及主觀題閱卷難的現狀,研究出 一種新的計算方法,采用先進的雙向遍歷空間計算技術、分布式視圖技術、文本動 態生成技術等,在保證閱卷準確性的前提下,實現了系統對試卷主觀題的自動閱卷 評分,滿足了教務管理系統中的智能化需求。
關鍵詞:教務管理;自動排課;系統閱卷
Abstract
The education management system is the core part of the school management,which has complicated, large amount of work. With the efficiency of the work to seek the high, the disadvantages of the original education management system are becoming more and more obvious, as this we requires the need to set up a intellectual education management system , in order to improve the education and teaching quality, the school efficiency.
According to the current development situation, we designed the development of intellectual education management system.Before the system was launched,we firstly confirmed the development techniques of the system, and then we also analyzed the system's feasibility and set up the system's architecture design ,and we also completed the design work of the database .And next , according to the actual situation and the using needs ,we set the functional modules, and we also detailed analyse and designed the main functional modules . In the design process we used the component design thinking to write and test the code. In the system testing section we tested theaspects of the system's functionality, sexuality and stability.
In the system design process , we improved the traditional class-planning algorithms for the self-class-planning function. The need for a state-oriented examination and the difficult situation of the main subject reading paper,we research a new method of calculation, which use the advanced two-way traversal of space calculation techniques, distribution visual technology, writing and writing skills, etc., on the basis of the certification of the paper's accuracy. The system is now the master of the test volume of the main topic of the self-action reading volume rating, and meet the needs of education management.
Keywords: educational administration, automatic course, system marking
目 次
第 1 章 緒論
本章主要介紹了了教務管理系統的應用價值,分析了國內外教務管理系統的發 展現狀,從而得出了進一步的研究方向。
1.1 研究背景及意義
隨著信息化技術與新興技術的發展,各個領域的技術業務得到了極大的推動。 就當前的絕大多數領域而言,其業務的開展都會依賴于計算機技術,對于學校的管 理工作來說,同樣也可以借助計算機技術來提高管理工作的效率與水平,借助計算 機技術來對控制數據進行處理,這樣不僅能夠對數據的安全性水平進行提升,同 時,計算機在對復雜與巨量的數據進行處理時也具有更快的效率與準確性。
當前,在我國各個學校中的智能教務管理系統具有非常繁多的種類,同時中小 學校也都開始了對智能教務管理系統的應用。但是在實際工作的過程中,尤其是我 國西部貧困地區的中小學校,由于其社會環境發展滯后,相關的技術與軟硬件需求 無法得到滿足,因而難以實現智能教務管理系統的研發[1].
伴隨教學信息化建設的基本理念逐步深入推進,管理也開始逐漸從人工管理模 式轉變為信息化管理模式。得益于當前網絡技術、數據技術以及社會經濟的高速發 展,校園數據化的建設工作成果越發地明顯,學校在進行日常管理工作時也更多地 能夠借助于信息化技術來完成。絕大部分學校已經開始應用智能教務管理系統,但 是其中依然有很多的實際問題存在,而為了能夠有效解決這些問題,相關的研究與 分析工作應該更加地深入化。
在設計智能教務管理系統的過程中主要對 ASP.NET 技術進行了應用。其優勢 在于具有較低的成本、較快速的檢索速率、較高的可靠性以及信息安全性等。在學 校中應用本系統以后,我們就能夠幫助學校將規范化的管理目標進行實現,可以在 很大程度上提高管理人員的工作效率。 在對教務管理系統進行設計與實現的過程中,采用了系統設計的相關指導方 法,有效運用了當前的信息通訊技術,并根據國家在設備管理方面的章程與規范的 要求,我們對當前學校學生的詳細數據進行了搜集、提取與處理,進而完成了學生 數據管理系統的創建。 基于既有的研究理論成果,對數字簽名和學校管理在實際操作過程中的可行性 展開了進一步研究與分析,以此來提升教務管理系統的相應水平。
1.2 國內外發展現狀
1)國內研究發展狀況
最早在 1980 年左右我國的一些學者就開始針對學校教務管理系統進行研究 了。但是,我國自改革開放以來一直實行計劃經濟的相關體制,因此在各方面都存 在著局限性,導致了我國計算機技術相比較于其他國家較落后,并且,相關研究沒 有得到較大的進展。對此,為了使各類學校師生的壓力得到一定程度上的減輕,使 其徹底解脫于繁瑣的日常管理工作,實現不再通過手工的方式來對學生信息進行錄 入與存儲,我國開始對學校教務管理軟件進行了研發。雖然當時設計實現的軟件只 是能夠簡單地替代傳統手工操作的方式,也只能夠部分降低工作的出錯率,但是, 對于那個時期的管理人員來說,這個工具的效率已經是非常高的了,借助于研發出 來的軟件,管理人員能夠大幅提高自己的工作效率以及工作質量,當然,依然有很 多的問題出現于使用此軟件的過程之中。盡管這樣,學校的管理水平得益于此智能 教務管理系統而得到了較大的提高,那時的絕大多數管理工作都被這個管理方式所 主導[2].隨著我國不斷推進的改革開放進程,傳統計劃經濟體制逐漸被市場經濟體制所 取代,即我國的經濟模式轉變為了市場經濟體制,在這樣的設備環境中,學校管理 的需求已經不再能夠通過既有的管理軟件進行滿足了。同時,隨著我國經濟狀況的 不斷發展與進步,為了更好的滿足學校管理人員迫切的工作需求與學校管理信息資 源的需求,開始了對智能教務管理系統進行了升級與優化,因此,在那個時期,如 果學校想要更好更快地發展,那么首先就是要擁有可以使用的數據化智能教務管理 系統。下面具體介紹了我國智能教務管理系統的 4 個發展階段[3]:
。1)穩健型教務管理系統 數據化技術與互聯網技術的高速發展對社會進程的發展進行了大力地推動,在 我國的地方學校和政府部門內已經完成了數據網絡的創建工作,對于其在整體上的 水平而言,我國教務管理系統在現階段通常以辦公軟件為主,并且在處理學校信息 的過程中已經實現了全程無紙化辦公。作為最初的辦公系統化模型,系統最為主要 的處理素材就是文件,通過該系統便進一步滿足了各學校之間的信息交流與數據共 享需求,并且有效地提升了管理人員的工作效率。 (2)協同型教務管理系統 在此階段中,我國的主要辦公方式為協同辦公,在對學校的工作進行管理的過
程中,需要在待處理問題的流程內引入協同辦公。在每一個流程中,對于負責管理 的人來說,協同合作是他們工作的基本要求,這是因為要想成功地實現管理工作, 就必須對這種方式進行應用。與之前的穩健型體制相較而言,這種類型的智能教務 管理系統的變動非常的大,其基本的思想觀念是以工作流為主,同時系統中實現了 大量的功能,進一步使得相關工作人員的工作效率得到了提升 .
。3)知識型教務管理系統 得益于社會數據化進程的穩步推進,推動了學校各個部門數據化進程的發展, 在這種社會環境中,學校也快速地發展了自身的教務管理系統。這個時期的主要指 導思想為知識管理,對于學校的日常管理工作而言,通過與知識管理的相關思想相 結合,才能夠夠有效的完成工作,因此,在這個階段中,知識型的學生教務管理系 統是學校進行學生成績管理的主要方式。
。4)決策型教務管理系統 現如今,決策性的發展模式基本已經主導了我國學校教務管理系統的發展,那 么,對于學校教務管理的相關工作而言,如何才能夠在現代化經濟的環境下與決策 性教務管理系統充分融合,從而實現日常的教務管理工作,是其未來的發展趨向。
2)國外的研究動態
在 20 世紀 60 年代末期,智能教務管理系統誕生了。而在其誕生以前,美國的 很多學者就已經對多篇研究文章進行了發表。在 20 世紀 70 年代初期,肯尼萬對 MIS 進行了定義,其認為:管理者在進行決策時,要在合適的時間節點中給經 理、員工以及外界人員提供關聯于企業內部環境的數據,而這些數據不僅僅是當前 的,也要是過去的和未來的,提供形式可以為書面形式,也可以為口頭形式。接 著,首批 MIS 博士生誕生了。為了對 MIS 進行發展壯大,美國的很多高校都制定 了 MIS 計劃。同時,由麻省理工學校提出的數字化校園這一重要理念得到了社會 各界的廣泛認可。接著,在 1985 年左右,明尼蘇達大學大力在 MIS 方面取得了巨 大的突破,這應該更多地歸功于 MIS 的創建人,因為其同時也是這所大學的一名 教授,他提出,系統的基礎主要是計算機硬件、軟件以及手工作業,系統的屬性主 要為人機系統,其主要是計劃分析與控制各種決策模型和數據庫,能夠提供各種有 效的數據,進而對企業或者組織的決策、日常運營以及管理工作提供支撐。此外, 在管理教育師資方面人們也對 MIS 進行了應用[4]. 從 20 世紀 70 年代到 20 世紀 80 年代的十年時間中,人們逐漸完善了 MIS 智 能教務管理系統。在長時間的研究與發展進程中,絕大多數學校已經逐步對其數字 化校園模型進行了完善。自上世紀七十年代起,美國開始了一年一度的 MIS 會
議,而我國參與到該會議中的學者也越來越多。由于 MIS 會議屬于最高級別的一 種會議,所以在改會議中每一次提出的教學計劃都具有相當重要的現實意義。而在 進入了 20 世紀 90 年代以后,人們開始了 MIS 的二次創業、創新以及發展。而 MIS 則通過與互聯網技術相結合而達到了新的發展階段,使得 MIS 管理信息系統 吸引了更多人的關注[5]. 有關的調研資料統計,從 20 世紀 90 年代初期至今,國外大部分國家的高等院 校都對自身的數字化校園建設進程進行了大力推動。但是,對于國外的院校來說, 他們主要是對數字資源進行重點關注,而忽略了系統集成度的問題,此外,他們也 會更多的注重學生在學習過程中的科研與協同能力,因此,學生教務管理系統在該 領域中發揮的作用還有待提升[6]. 結合國內外發展現狀,就當前我國智能教務管理系統研發與設計工作來說,主 要的問題在于:
。1)科學的管理方式 對于早期的智能教務管理系統來說,管理軟件的應用程序非常簡單,只能簡單 地處理一些工作。而我國由于在較晚的時期才開始研究學校智能教務管理系統,因 而相較于歐美等國家來說,技術不夠先進,同時思想觀念也較為傳統,這就要求學 校需要基于自身的需求來對適宜的智能教務管理系統進行設計與研發。智能教務管 理系統不僅要對基本的功能進行滿足,還需要與實際需求相結合來對軟件的功能進 行拓展與優化。
。2)安全性保障 對于智能教務管理系統而言,首要的工作是要對系統的安全性以及數據化網絡 的安全性等問題進行有效解決。 為了對上述問題進行有效解決,引入了 ASP.NET 技術來設計并開發智能教務 管理系統。
1.3 研究內容
結合教務管理系統的發展現狀和學校的實際情況,確定了以下研究內容:
1)分析教務管理系統的研發技術 在設計并實現教務管理系統時引入了相關的核心技術,比如 ASP.NET 技術以 及數據庫技術等。
2)完成教務管理系統的需求分析 在對教務管理系統進行設計與開發的過程中,首先需要完成的是對其相關需求
進行仔細的分析,根據分析結果對系統各功能模塊進行了設計與實現。對于學校來 說,對于系統安全性的重視越來越高,因此,在進行需求分析時也對系統的安全性 設計進行了分析。
3)設計并實現教務管理系統 在設計并實現教務管理系統的過程中,結合了 ASP.NET 技術。在對系統的數 據庫進行設計的過程中,由于其核心內容是數據儲存單元,是基于各種表格的形式 來展示的,因此具體地完成了針對數據庫表的相關設計工作。同時,針對系統各功 能模塊展開了下一步設計與實現的相關工作。
4)對研發完成的系統進行測試 在完成了系統的研發工作后,還需要進行相關的測試工作,其目的是為了對系 統的可靠性與安全性提供保障,從測試結果中我們獲悉,設計并實現的智能教務管 理系統符合預期目標。
第 2 章 相關技術概述
2.1 ASP.NET 技術
2.2 B/S 架構
2.3 SQL 數據庫
2.4 IIS 服務
2.5 其他相關技術
第 3 章 系統需求分析
3.1 可行性分析
3.2 功能需求分析
3.2.1 系統功能模塊分析
3.2.2 系統用戶功能分析
3.2.3 排課問題分析
3.2.4 主觀題閱卷問題分析
3.3 非功能性需求分析
第 4 章 系統設計
4.1 系統架構設計
4.2 系統功能設計
4.2.1 教師子系統
4.2.2 學生子系統
4.2.3 管理員子系統
4.2.4 時序圖
4.3 數據庫設計
4.3.1 E-R 分析
4.3.2 數據表設計
4.4 自動排課功能設計
4.4.1 算法分析
4.4.2 基本原理
4.4.3 問題分析
4.4.4 模型構建
4.4.5 算法設計
4.4.6 算法實現
4.5 主觀題閱卷功能設計
4.5.1 技術分析
4.5.2 問題分析
4.5.3 雙向關鍵詞匹配設計
4.5.4 中文分詞設計
7 4.5.5 向量空間計算模型設計
5.5.6 主觀題閱卷實現
4.6 系統安全設計
第 5 章 系統實現
5.1 系統接口實現
5.2 系統權限控制實現
5.3 系統功能模塊實現
5.3.1 登錄模塊實現
5.3.2 教師管理模塊實現
5.3.3 學生管理模塊實現
5.3.4 課程管理模塊實現
5.3.5 考務管理模塊實現
5.3.6 信息發布模塊實現
5.3.7 系統管理模塊實現
第 6 章 系統測試
6.1 測試概述
6.2 測試方法
6.3 系統功能性能測試
6.4 系統算法測試
6.5 測試結果
結 論
通過對學校教務管理情況的調研和分析,并對目前教務管理系統存在的問題與 缺陷進行了改進,結合學校的使用需求設計了開發了智能教務管理系統。
系統共包 含六個功能模塊:教師管理、學生管理、課程管理、考務管理、信息發布、系統管 理。系統基于 ASP.NET 技術,采用 B/S 架構模式,智能教務管理系統自提出到實 現共經歷了系統需求分析、系統設計、系統實現、系統測試四個階段。
通過對遺傳 算法的改進,改良了自動排課功能,使排課的性能和效率都得以提升;采用雙向遍 歷空間計算等技術,研究出了新的計算方法,從而解決了主觀題閱卷難的狀況,實 現了系統對主觀題自動評分的功能,經測試,系統自動閱卷和人工閱卷的相似比存 在較小的差異,證明所設計的計算模型及計算方法具有可行性。 經測試,系統運行穩定,符合學校的實際情況,能夠滿足學校的日常使用需 求。
但隨著學校和計算機技術的發展,教務管理系統也要與時俱進,因此在實踐中 需要對本系統進行不斷地完善,保證系統的可持續使用。
參考文獻
[1] 于秀蕓。 智能化網絡教務管理系統的設計與實現[D]. 天津:天津大學, 2018.
[2] 王偉東。 一種無紙化教務管理系統的設計與實現[D]. 重慶:重慶大學, 2017.
[3] 鄧宏濤。 基于多層體系結構技術的教學教務管理系統的分析與設計[D]. 武漢:華中師范大 學, 2017.
[4] 丁之旺。 教務管理系統的分析和設計[D]. 云南:云南大學, 2016.
[5] RMEZ ELMSRI. University of Texstrli fundmentls of base Systems[M]. New York:Person Eduction, 2019:287-299.
[6] BRHM SILBERSCHTZ,HENRY F.KORTH,S.SUDRSHN. Dtbase Systems Concepts[M]. New York:McGrw-Hill College,2016:56-69.
[7] HNS VN VLIET. Softwre Engineering-Principles nd Prctice[M]. New York:John Wiley & Sons, 2014:300-301.
[8] JEFFREY RICHTER. Applied Microsoft.NET Framework Programming[M]. China:qinghua university, 2016:90-100.
[9] DOUGLASJ.REIILY. ASP.NET WEB 應用程序開發新思維[M]. 趙海譯。 北京:清華大學 出版社, 2015:25-49.
[10] BEAUCHEMIN. ADO.NET 本質論[M]. 周靖譯。 北京:清華大學出版社, 2015:16-59.
[11] 梁立新。 項目實踐精解:ASP.NET 應用開發-基于 ASP.NET、C#和 ADO.NET 的三層架構 案例分析[M]. 北京:電子工業出版社, 2017:16-69.
[12] 譚桂華。 Visual C#高級編程范例[M]. 北京:清華大學出版社, 2015, 8(9):26-59.
[13] 嚴濤。 Visual C#2016 程序設計與應用簡明教程[M]. 北京:清華大學出版社, 2015:59-120.
[14] 楊正洪。 中文 SQL Server 2016 關系數據庫系統管理和開發指南[M]. 機械工業出版社, 2016:56-125.
[15] DOUGLASJ.REIILY. ASP.NET WEB 應用程序開發新思維[M]. 趙海譯。 北京:清華大學 出版社, 2015:23-46.
[16] 丁吳凱, 許靜雯, 謝黎文, 等。 ASP.NET 網站開發典型模塊與實例精講[M]. 北京:電子工 業出版社, 2017.
[17] 梁立新。 項目實踐精解:ASP.NET 應用開發-基于 ASP.NET、C#和 ADO.NET 的三層架 構案例分析[M]. 北京:電子工業出版社, 2017:19-23.
[18] 陸勇萍。 Microsoft SQL Server 2016 數據庫編程[M]. 北京:北京希望電子出版社, 2017:98-120.
[19] ALES SPETIC, JONATHAN GENNICK. Transact-SQL Cookbook[M]. Berlin: O'Reilly, 2014:80-113.
[20] BEZNOSOV.K. Experience report: Design and implementation of a component-based protection architecture for ASP.NET web services. Component-Based Software Engineering, Proceedings[R]. Berlin:Springer, 2016:10-13.
[21] WANG YanLei, CHEN ChunLiang. A New Function Modeling Method and Its Application in MIS[R]. China: Proceedings of the 2017 IEEE International Conference on Information Acquisition. 2017:441-445. [22] FAWAZ A.MASOUD, DANA H.HALABI, DEEMA H.HALABI. ASP.NET frameworks and JSP frameworks in model view controller implementation[R]. China:IEEE, 2017, 3593-3598.
[23] 王得燕, 錢曉忠, 肖穎。 基于診斷與改進工作的教務管理系統研究與實現[J]. 中國職業技 術教育, 2018(11):76-80.
[24] AKKAN C, GULCU A. A bicriteria hybrid Genetic Algorithm with robustness objective for the course timetabling problem[J]. Computer&Operations Research. 2018, 90:22-32.
[25] KADRI R L, BOCTOR F F. An efficient genetic algorithm to solve the resource-constrained project scheduling problem with transfer times:The single mode case[J]. European Journal of Operational Research. 2018,265:454-462.
[26] COLAK R, YIGIT T. The effect of genetic algorithm parameters in the solution of the course timetable problem[J]. International Conference on Computer Science and Engineering. 2017:1090-1094.
[27] Zhao Y, Cai Y, Cheng D. A novel local exploitation scheme for conditionally breeding real- coded genetic algorithm[J]. Multimedia Tools&Applications. 2016:1-15.
[28] IBRAHIM H, ABURUKBA R O, EL-FAKIH K. An Integer Linear Programming model and Adaptive Genetic Algorithm approach to minimize energy consumption of Cloud computing data center[J]. Computer&Electrical Engineering. 2018,67:551-565.
[29] ZEHETNER M,GUTJAHR W J. Sampling-Based Genetic Algroithms for the Biobjective Stochastic Covering Tour Problem[J]. 2018,62:253-284.
[30] BASHIAZGHADI S N, AFSHAR A, AFSHAR M H. Multi-period response management to contaminated water distribution networks:dynamic programming versus genetic algorithms[J].Engineering Optimizetion. 2018:1-15.
[31] 杜立智, 陳和平, 符海東。 NP 完全問題研究及前景剖析[J]. 武漢工程大學學報,2015,37(10):73-78.
[32] 廖宇力。 基于遺傳算法的排課問題適應度函數設計[J]. 現代計算機, 2010(4):53-57.
[33] 張越然。 改進型遺傳算法在高校排課系統中的應用[J]. 中國新通信, 2017,19(19)。
[34] 高陽。 基于 B/S 的高校自動排課系統的設計與實現[D]. 天津大學, 2015.
[35] 葉靖。 遺傳-蟻群混合算法在高校排課系統中的應用研究[D]. 廣西大學, 2014.
[36] 徐飛, 孫勁光。 中文分詞切分技術研究[J]. 計算機工程與科學, 2012,30(5):126-128.
[37] 張勁松, 袁健。 回溯正向匹配中文分詞算法[J]. 計算機工程與應用, 2013,45(22):132-134.
[38] 高思丹, 袁春風。 語句相似度計算在主觀題自動批改技術中的初步應用[J]. 計算機工程 與應用, 2010(14):132-135.
[39] 張旭。 一個基于詞典和統計的中文分詞算法[D]. 西安電子科技大學, 2004.
[40] 游春暉。 基于語義情感傾向的文本相似度計算[D]. 電子科技大學, 2011.
[41] 黃姝怡。 基于知網的中文文本相似度計算研究[D]. 中山大學, 2014.
[42] 陳耀東, 王挺。 基于有向圖的雙向匹配分詞算法及實現[J]. 計算機應用, 2015,25(6):1442- 1444.
[43] 譚靜。 基于向量空間模型的文本相似度算法研究。[D]. 西南石油大學, 2015.
致 謝
在職研究生學業即將結束,感謝我的導師安永麗老師、企業導師楊杰老師, 為我的論文研究工作指明了方向,提出了嚴謹、專業的指導意見,盡管安老師每日 的工作很繁忙,但對于我提出的問題,安老師總是給予我耐心的解答。在論文寫作 過程中,安老師屢次提供寶貴意見,在此,我向我的導師致以深深的敬意和謝意, 感謝老師對我的付出和指導。
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