高校实验管理系统的设计与实现

高校实验管理系统的设计与实现选题来源o本课题来源于工作单位的物理实验中心组织开发的软件项目，旨在通过本软件的开发，实现实验中心的选课及教学管理网络化。选题依据o高校规模的扩大，传统的实验排课已不满足需求。o理论课程的管理与实验项目的管理有很大的不同，管理理论课的软件不能用于实验项目的管理。o开放性实验教学改革和尝试的必然要求。选题意义o提高学生学习的自主性和主动性。学生通过网络可以根据自身的实际情况，选择自己感觉兴趣的实验，这大大提高了学生学习的主观能动性。o教师免去了以往手工排课的繁杂劳动，使教师只用专注于教学、科研和实验教学正常开展上面来。o系统的开发，可以使实验教学的相关领导从宏观的角度把握课程的的选课情况，从而可以达到提高教学质量的目的。研究内容o研究实现基于课元与回溯算法的实验室排课，实现教务教师网上排课，生成可供学生选修的实验项目资源。o研究学生选课，实现学生根据自已时间、兴趣爱好选修实验项目，从而体现实验教学的开放性和自主性。o研究学生刷卡考勤，实现刷卡数据与实验选课系统的兼容。免去实验教师上课点名的重复工作。研究内容o研究实验成绩管理、统计查询。支持自由设定成绩构成比例，实验成绩权重；支持多种成绩计算方式。o研究选课实时监控，实时把握学生选课情况，确保学生按时、按量完成实验项目指标。o支持教师工作量统计，根据实验项目数、人数等，计算实验教师的工作量，作为实验教师考评的依据。研究内容o支持实验项目资料上传和下载。方便学生查询与自己感兴趣的实验项目相关的实验资料。o支持实验报告的上传和下载；支持实验报告模板的自定义。o研究用户权限分配，支持用户角色的自定义，支持对用户基础数据的维护等。o研究与开放式实验管理相兼容的接口，实现电源控制、门禁管理的相互集成，为后期的开放式实验室项目做好准备。关键理论及技术o课元与回溯算法 回溯算法采用了一种“走不通就掉头”的思想作为其控制结构,它按选优条件向前搜索以求得解集,当搜索到某一步时,发现原来的方案不优或是达不到要求,就退回一步重新选择。将排课数学模型中的约束条件群作为选优条件,当遍历过程中发现该方案不优或达不到目标,就将该状态设置为回溯点,继续遍历可能的其它备选方案。关键理论及技术 根据排课业务的特点,在每个学期一开始就基于教学计划生成课元的集合,组成需求集,并规定以下约束条件:o每位教师在一个时间片内最多只能对应一个课元;o每个自然班在一个时间片内最多只能参加一个课元;o每个时间片最多只能分配给一个课元,并且设备资源必须能够满足上课的需求;o尽量满足实验项目相应的理论课教员提出的时间要求;o必修课所对应的课元优先安排;o在设备资源无法满足一个时间片内完成课元任务时,自动根据资源与需求差距添加合适的辅助课元,辅助课元尽量在相邻时间内安排时间片。关键理论及技术oASP.net技术 系统采用ASP.NET 动态网页技术，利用.NET 框架技术生成和执行动态、交互、高效、稳定的站点服务器应用程序。ASP.NET 是由活动服务器页面发展而来，ASP.NET 利用CommonLanguageRuntime和服务框架网络应用程序提供了一个可靠的、自动化的、可扩展的主机环境。由于ASP.NET不同于ASP，可以实现业务逻辑和html 代码分离，因此对于系统的编制和维护显得更加的轻松、高效和合理;另外ASP.NET 的一个主要优点是，它支持应用程序的实时更新，管理员不必关掉网络服务器甚至不用停止应用程序的运行就可以更新应用文件。关键理论及技术o三层架构技术 实验管理系统采用B/S 三层体系结构，数据库层和前端页面访问层还有一个业务层。这样设计便于实现系统的迁移和维护。所有用户直接通过Web浏览器进行访问，无需安装客户端软件，数据库为SQL Server2005实施方案系统功能架构图实施方案 目标系统的用户角色有系统管理员、课程管理员、教师管理员和学生用户：o系统管理员 系统管理员主要负责系统的基础数据维护工作，包括教师信息、学生信息、课程信息、通知公告信息等，此外，还负责数据备份和还原的操作。n教师信息管理 用来管理教师的基本信息，包括教师信息的新增、修改、删除及查询。n学生信息管理 用来管理学生的基本信息，包括对学生数据的新增、修改、删除和查询。n课程信息管理 维护课程的基本信息，指定课程的负责人。n通知公告发布 面向系统用户发布通知公告信息。n数据安全管理 备份和还原系统的数据库。实施方案o课程管理员 课程管理员主要负责某门实验课程的教学组织。n实验开放时间管理 设定实验室开放的时间段。n节假日时间管理 主要用来调课和事先安排放假，避免排课时会生成节假日时间段的教学资源。n实验信息管理 维护实验项目的基本信息，包括实验项目的新增、修改和删除，支持实验项目的指导入。n实验安排管理 给实验项目分配时间段、课堂实验教师。n实验自动排课 基于课元与回溯算法，实现选课系统教学资源的生成。n选课智能统计 管理员实时把握和控制学生的选课进度和情况。n学生出勤管理 集成一卡通考勤机，统计学生出勤记录情况。实施方案o 普通实验教师 普通实验教师可以通过本系统查询自己的课表，并录入学生的实验成绩，批发主学生的实验报告。n实验安排查看 查询属于自己的实验课表，实验项目的先修改情况、打印学生选修名单。n成绩录入 录入学生的实验项目成绩。n实验报告批改 下载学生的实验报告，批阅后可反馈给学生。实施方案o学生用户n学生通过本系统进行实验项目的选修，并查看自己的实验成绩。n实验项目选修/退选 选修适合自己的实验项目，或是退选实验。n实验成绩查看 查看自己的实验成绩。n实验报告提交 向任课教师提交实验报告。n实验资料下载 下载相关的实验资源供参考学习。实施方案o教务管理员 教务人员在本系统中，主要负责成绩的统计、成绩录入监督、教师工作量的统计、学生出勤统计等。n 成绩统计 通过多种方式下载学生的实验成绩，向教务处汇报。n出勤统计 统计学生的出勤情况。n工作量统计 通过学时、人数来评估教师的工作量。课题计划o2011.2.152011.3.31：研究论文的研究方向，查阅相关文献，做好选题论证工作。o2011.4.12011.4.30：主要进行需求调研工作，将收集的资料，进行归纳分析，开展业务流程以及数据流程的分析工作。o2011.5.12011.5.31：完成目标系统的设计以及编码工作，并进行系统的功能测试和性能测试。o2011.6.12011.6.30：完成论文初稿写作、修改定稿，准备答辩。