高校實驗管理系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)

高校實驗管理系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)選題來源o本課題來源于工作單位的物理實驗中心組織開發(fā)的軟件項目，旨在通過本軟件的開發(fā)，實現(xiàn)實驗中心的選課及教學管理網(wǎng)絡化。選題依據(jù)o高校規(guī)模的擴大，傳統(tǒng)的實驗排課已不滿足需求。o理論課程的管理與實驗項目的管理有很大的不同，管理理論課的軟件不能用于實驗項目的管理。o開放性實驗教學改革和嘗試的必然要求。選題意義o提高學生學習的自主性和主動性。學生通過網(wǎng)絡可以根據(jù)自身的實際情況，選擇自己感覺興趣的實驗，這大大提高了學生學習的主觀能動性。o教師免去了以往手工排課的繁雜勞動，使教師只用專注于教學、科研和實驗教學正常開展上面來。o系統(tǒng)的開發(fā)，可以使實驗教學的相關領導從宏觀的角度把握課程的的選課情況，從而可以達到提高教學質量的目的。研究內容o研究實現(xiàn)基于課元與回溯算法的實驗室排課，實現(xiàn)教務教師網(wǎng)上排課，生成可供學生選修的實驗項目資源。o研究學生選課，實現(xiàn)學生根據(jù)自已時間、興趣愛好選修實驗項目，從而體現(xiàn)實驗教學的開放性和自主性。o研究學生刷卡考勤，實現(xiàn)刷卡數(shù)據(jù)與實驗選課系統(tǒng)的兼容。免去實驗教師上課點名的重復工作。研究內容o研究實驗成績管理、統(tǒng)計查詢。支持自由設定成績構成比例，實驗成績權重；支持多種成績計算方式。o研究選課實時監(jiān)控，實時把握學生選課情況，確保學生按時、按量完成實驗項目指標。o支持教師工作量統(tǒng)計，根據(jù)實驗項目數(shù)、人數(shù)等，計算實驗教師的工作量，作為實驗教師考評的依據(jù)。研究內容o支持實驗項目資料上傳和下載。方便學生查詢與自己感興趣的實驗項目相關的實驗資料。o支持實驗報告的上傳和下載；支持實驗報告模板的自定義。o研究用戶權限分配，支持用戶角色的自定義，支持對用戶基礎數(shù)據(jù)的維護等。o研究與開放式實驗管理相兼容的接口，實現(xiàn)電源控制、門禁管理的相互集成，為后期的開放式實驗室項目做好準備。關鍵理論及技術o課元與回溯算法 回溯算法采用了一種“走不通就掉頭”的思想作為其控制結構,它按選優(yōu)條件向前搜索以求得解集,當搜索到某一步時,發(fā)現(xiàn)原來的方案不優(yōu)或是達不到要求,就退回一步重新選擇。將排課數(shù)學模型中的約束條件群作為選優(yōu)條件,當遍歷過程中發(fā)現(xiàn)該方案不優(yōu)或達不到目標,就將該狀態(tài)設置為回溯點,繼續(xù)遍歷可能的其它備選方案。關鍵理論及技術 根據(jù)排課業(yè)務的特點,在每個學期一開始就基于教學計劃生成課元的集合,組成需求集,并規(guī)定以下約束條件:o每位教師在一個時間片內最多只能對應一個課元;o每個自然班在一個時間片內最多只能參加一個課元;o每個時間片最多只能分配給一個課元,并且設備資源必須能夠滿足上課的需求;o盡量滿足實驗項目相應的理論課教員提出的時間要求;o必修課所對應的課元優(yōu)先安排;o在設備資源無法滿足一個時間片內完成課元任務時,自動根據(jù)資源與需求差距添加合適的輔助課元,輔助課元盡量在相鄰時間內安排時間片。關鍵理論及技術oASP.net技術 系統(tǒng)采用ASP.NET 動態(tài)網(wǎng)頁技術，利用.NET 框架技術生成和執(zhí)行動態(tài)、交互、高效、穩(wěn)定的站點服務器應用程序。ASP.NET 是由活動服務器頁面發(fā)展而來，ASP.NET 利用CommonLanguageRuntime和服務框架網(wǎng)絡應用程序提供了一個可靠的、自動化的、可擴展的主機環(huán)境。由于ASP.NET不同于ASP，可以實現(xiàn)業(yè)務邏輯和html 代碼分離，因此對于系統(tǒng)的編制和維護顯得更加的輕松、高效和合理;另外ASP.NET 的一個主要優(yōu)點是，它支持應用程序的實時更新，管理員不必關掉網(wǎng)絡服務器甚至不用停止應用程序的運行就可以更新應用文件。關鍵理論及技術o三層架構技術 實驗管理系統(tǒng)采用B/S 三層體系結構，數(shù)據(jù)庫層和前端頁面訪問層還有一個業(yè)務層。這樣設計便于實現(xiàn)系統(tǒng)的遷移和維護。所有用戶直接通過Web瀏覽器進行訪問，無需安裝客戶端軟件，數(shù)據(jù)庫為SQL Server2005實施方案系統(tǒng)功能架構圖實施方案 目標系統(tǒng)的用戶角色有系統(tǒng)管理員、課程管理員、教師管理員和學生用戶：o系統(tǒng)管理員 系統(tǒng)管理員主要負責系統(tǒng)的基礎數(shù)據(jù)維護工作，包括教師信息、學生信息、課程信息、通知公告信息等，此外，還負責數(shù)據(jù)備份和還原的操作。n教師信息管理 用來管理教師的基本信息，包括教師信息的新增、修改、刪除及查詢。n學生信息管理 用來管理學生的基本信息，包括對學生數(shù)據(jù)的新增、修改、刪除和查詢。n課程信息管理 維護課程的基本信息，指定課程的負責人。n通知公告發(fā)布 面向系統(tǒng)用戶發(fā)布通知公告信息。n數(shù)據(jù)安全管理 備份和還原系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫。實施方案o課程管理員 課程管理員主要負責某門實驗課程的教學組織。n實驗開放時間管理 設定實驗室開放的時間段。n節(jié)假日時間管理 主要用來調課和事先安排放假，避免排課時會生成節(jié)假日時間段的教學資源。n實驗信息管理 維護實驗項目的基本信息，包括實驗項目的新增、修改和刪除，支持實驗項目的指導入。n實驗安排管理 給實驗項目分配時間段、課堂實驗教師。n實驗自動排課 基于課元與回溯算法，實現(xiàn)選課系統(tǒng)教學資源的生成。n選課智能統(tǒng)計 管理員實時把握和控制學生的選課進度和情況。n學生出勤管理 集成一卡通考勤機，統(tǒng)計學生出勤記錄情況。實施方案o 普通實驗教師 普通實驗教師可以通過本系統(tǒng)查詢自己的課表，并錄入學生的實驗成績，批發(fā)主學生的實驗報告。n實驗安排查看 查詢屬于自己的實驗課表，實驗項目的先修改情況、打印學生選修名單。n成績錄入 錄入學生的實驗項目成績。n實驗報告批改 下載學生的實驗報告，批閱后可反饋給學生。實施方案o學生用戶n學生通過本系統(tǒng)進行實驗項目的選修，并查看自己的實驗成績。n實驗項目選修/退選 選修適合自己的實驗項目，或是退選實驗。n實驗成績查看 查看自己的實驗成績。n實驗報告提交 向任課教師提交實驗報告。n實驗資料下載 下載相關的實驗資源供參考學習。實施方案o教務管理員 教務人員在本系統(tǒng)中，主要負責成績的統(tǒng)計、成績錄入監(jiān)督、教師工作量的統(tǒng)計、學生出勤統(tǒng)計等。n 成績統(tǒng)計 通過多種方式下載學生的實驗成績，向教務處匯報。n出勤統(tǒng)計 統(tǒng)計學生的出勤情況。n工作量統(tǒng)計 通過學時、人數(shù)來評估教師的工作量。課題計劃o2011.2.152011.3.31：研究論文的研究方向，查閱相關文獻，做好選題論證工作。o2011.4.12011.4.30：主要進行需求調研工作，將收集的資料，進行歸納分析，開展業(yè)務流程以及數(shù)據(jù)流程的分析工作。o2011.5.12011.5.31：完成目標系統(tǒng)的設計以及編碼工作，并進行系統(tǒng)的功能測試和性能測試。o2011.6.12011.6.30：完成論文初稿寫作、修改定稿，準備答辯。