韓家偉

(長(zhǎng)春大學(xué) 軟件學(xué)院，吉林 長(zhǎng)春 130022)

1 高校信息化教務(wù)系統(tǒng)建設(shè)的提出

隨著我國(guó)高等學(xué)校辦學(xué)規(guī)模的不斷擴(kuò)大，傳統(tǒng)的教學(xué)管理模式越來(lái)越不適應(yīng)學(xué)?，F(xiàn)代化管理的基本要求，因此，更新教學(xué)管理平臺(tái)，即采用先進(jìn)的教務(wù)管理系統(tǒng)來(lái)處理紛繁復(fù)雜的各類(lèi)信息、數(shù)據(jù)和報(bào)表，成為提升教務(wù)管理效率和質(zhì)量，提高學(xué)校辦學(xué)效益和人才培養(yǎng)質(zhì)量的必要選擇。基于此，從實(shí)際出發(fā)，構(gòu)建合理的教務(wù)管理模式，建立適合本校的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)管理平臺(tái)成為高校教學(xué)管理建設(shè)的核心內(nèi)容和實(shí)現(xiàn)教育信息化的核心環(huán)節(jié)。

2 高校信息化教務(wù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

(1)高校信息化教務(wù)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)原則。高校信息化教務(wù)系統(tǒng)建設(shè)要有的放矢，解決實(shí)際問(wèn)題，因此在系統(tǒng)平臺(tái)的設(shè)計(jì)過(guò)程中，主要遵循以下原則:

①實(shí)用性原則。高校信息化教務(wù)系統(tǒng)是面向整個(gè)學(xué)校的教學(xué)運(yùn)行過(guò)程的，因此充分考慮教師、學(xué)生以及各級(jí)教學(xué)管理人員的切實(shí)要求，將這些基層需要反映到管理系統(tǒng)中，才可能解決實(shí)際問(wèn)題，提高系統(tǒng)的適用性和使用效率。

②易用性原則。教務(wù)管理系統(tǒng)的使用是為了提高管理效率，因此，系統(tǒng)的使用要簡(jiǎn)便、易學(xué)，容易使用。

③易于擴(kuò)展原則。教學(xué)管理的特點(diǎn)就是不確定因素多，因此系統(tǒng)會(huì)面臨多次的反復(fù)的修改、增刪，所以要求教學(xué)管理系統(tǒng)應(yīng)易于擴(kuò)展。

(2)高校信息化教務(wù)系統(tǒng)的主要模塊及其功能。我校的信息化教務(wù)系統(tǒng)采用的是基于Portal技術(shù)的的B/S結(jié)構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)，采用多層軟件架構(gòu)，統(tǒng)一身份認(rèn)證，通過(guò)校園網(wǎng)或互聯(lián)網(wǎng)實(shí)現(xiàn)教學(xué)運(yùn)行規(guī)范化、信息化。高校信息化教務(wù)系統(tǒng)的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖1。

圖1 高校信息化教務(wù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖

2.1 教學(xué)資源管理子系統(tǒng)

教學(xué)資源是高校教學(xué)運(yùn)行的各種保障，主要包括教學(xué)區(qū)、教學(xué)樓、各種類(lèi)型教室、實(shí)驗(yàn)室、運(yùn)動(dòng)場(chǎng)館、實(shí)習(xí)基地的信息以及、專(zhuān)業(yè)設(shè)置、培養(yǎng)方案、教師教輔人員、外聘教師等各項(xiàng)信息。教學(xué)資源管理子系統(tǒng)的功能包括:

(1)設(shè)置各種教學(xué)資源信息，這些數(shù)據(jù)是系統(tǒng)中所有功能模塊的基礎(chǔ)，通過(guò)統(tǒng)一設(shè)置、集中調(diào)用方式，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)的高度共享。

(2)多渠道、多方式進(jìn)行教學(xué)信息的發(fā)布，其中包括LED電子屏幕管理模塊、教務(wù)網(wǎng)站RSS定制模塊、手機(jī)短信發(fā)送模塊、教學(xué)信息自助查詢(xún)終端模塊等多個(gè)模塊，及時(shí)準(zhǔn)確的將動(dòng)態(tài)教學(xué)資源信息發(fā)布給全校師生，全校師生能夠隨時(shí)查詢(xún)到教室占用等各項(xiàng)教學(xué)資源的即時(shí)信息。

(3)提供技術(shù)數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的教學(xué)信息分析功能及各項(xiàng)數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)報(bào)表功能，包括專(zhuān)業(yè)信息統(tǒng)計(jì)，各專(zhuān)業(yè)占用教學(xué)資源統(tǒng)計(jì)，教師結(jié)構(gòu)分析，教學(xué)場(chǎng)地占用情況分析等功能便于教學(xué)管理人員進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析和提前決策。

2.2 教學(xué)運(yùn)行管理子系統(tǒng)

教學(xué)運(yùn)行管理子系統(tǒng)中包括全部教學(xué)運(yùn)行中各個(gè)環(huán)節(jié)的管理。所有模塊采用三級(jí)權(quán)限管理，以面對(duì)工作流的方式實(shí)現(xiàn)教學(xué)運(yùn)行的常態(tài)化管理。

圖2 教學(xué)運(yùn)行管理子系統(tǒng)工作流圖

2.3 教務(wù)辦公自動(dòng)化系統(tǒng)

教務(wù)辦公自動(dòng)化管理系統(tǒng)是，對(duì)與教學(xué)運(yùn)行管理子系統(tǒng)并行的一套面向全校教學(xué)管理人員的網(wǎng)絡(luò)辦公自動(dòng)化系統(tǒng)，是對(duì)教學(xué)管理日常工作規(guī)范化管理的一套先進(jìn)的辦公系統(tǒng)。所有教學(xué)管理系統(tǒng)內(nèi)部的任務(wù)分配，公文流轉(zhuǎn)，報(bào)告審批的功能均在此系統(tǒng)中完成，在教務(wù)辦公自動(dòng)化系統(tǒng)中運(yùn)用了數(shù)字簽名技術(shù)和短信確認(rèn)技術(shù)，提高教學(xué)管理的效率和日常教務(wù)管理的規(guī)范性。

3 關(guān)鍵技術(shù)與關(guān)鍵算法

(1)用于提高訪問(wèn)效率的虛擬化集群技術(shù)。教務(wù)信息化系統(tǒng)的各個(gè)子系統(tǒng)采取統(tǒng)一的基于Portal的認(rèn)證方式，所以為提高大量用戶(hù)集中訪問(wèn)系統(tǒng)時(shí)的效率，本系統(tǒng)在Web服務(wù)器端采用了基于Vmware Infrastructure虛擬化集群技術(shù)的解決方案，最大限度的提高了服務(wù)器硬件資源的使用效率，同時(shí)提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，保證信息化教務(wù)系統(tǒng)7*24小時(shí)穩(wěn)定的提供服務(wù)。

(2)用于課表編排的優(yōu)化了的自適應(yīng)蟻群算法。課表編排是教學(xué)運(yùn)行管理中的一個(gè)關(guān)鍵環(huán)節(jié)，好的課表編排要綜合考慮教師信息、教室資源信息、學(xué)生信息、課程信息、上課時(shí)間、上課地點(diǎn)、人數(shù)限制等多個(gè)要素，最終生成相對(duì)優(yōu)化、比較合理的課程表。本系統(tǒng)采用一種改進(jìn)的自適應(yīng)蟻群算法，實(shí)現(xiàn)了高效、科學(xué)、合理的發(fā)揮教學(xué)資源、教師資源的最大效益。

(3)用于決策管理的數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)。本系統(tǒng)通過(guò)基于數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的教學(xué)信息分析模塊，可以對(duì)全校學(xué)生的基本信息、成績(jī)信息、教師教學(xué)信息以及與學(xué)工系統(tǒng)共享的助學(xué)貸款信息、學(xué)生心理測(cè)評(píng)信息等進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘。通過(guò)對(duì)各項(xiàng)教學(xué)信息數(shù)據(jù)的抽取、轉(zhuǎn)化和加載，將關(guān)聯(lián)規(guī)則和聚類(lèi)算法進(jìn)行應(yīng)用到數(shù)據(jù)挖掘中，可以分析出隱含在內(nèi)部的不易察覺(jué)的得到了許多有價(jià)值的信息，包括各年級(jí)、各專(zhuān)業(yè)學(xué)生教學(xué)效果、哪些教師在哪門(mén)課程中教學(xué)效果比較好，因家庭環(huán)境和心理問(wèn)題等原因影響成績(jī)的學(xué)生信息等。這些信息有助于進(jìn)一步提高教學(xué)質(zhì)量、更好地完成畢業(yè)學(xué)生綜合成績(jī)?cè)u(píng)定、學(xué)生就業(yè)指導(dǎo)等工作，以便促進(jìn)學(xué)校更好更快地發(fā)展，培養(yǎng)未來(lái)社會(huì)需要的多樣化的人才，這些分析數(shù)據(jù)對(duì)教學(xué)工作的開(kāi)展與改進(jìn)具有一定的指導(dǎo)意義。

4 高校信息化教務(wù)管理系統(tǒng)的使用情況及存在的問(wèn)題

高校信息化教務(wù)系統(tǒng)極大地提高了教師、教輔人員以及教學(xué)管理人員的工作效率，降低了出錯(cuò)率，充分利用現(xiàn)有的教學(xué)資源，使用效果良好，在我校信息化建設(shè)中起到了很好的推動(dòng)作用。但在使用中也存在一些問(wèn)題:

(1)有時(shí)出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)擁堵現(xiàn)象。教學(xué)管理系統(tǒng)的用戶(hù)是教學(xué)管理人員以及教師和學(xué)生，每個(gè)教學(xué)階段，系統(tǒng)的訪問(wèn)頻率差別很大，在課表編排、成績(jī)錄入、實(shí)驗(yàn)預(yù)約、學(xué)生選課等用戶(hù)集中訪問(wèn)的階段會(huì)出現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)擁堵，訪問(wèn)超時(shí)的問(wèn)題，影響教師、學(xué)生及教輔人員正常訪問(wèn)，這有礙于教學(xué)管理系統(tǒng)的更好發(fā)揮作用以及工作效率的提升。

(2)數(shù)據(jù)安全性有待加強(qiáng)。隨著高校信息化教務(wù)系統(tǒng)的深入使用，歷年數(shù)據(jù)的積累及各項(xiàng)功能模塊的廣泛應(yīng)用，大量重要的關(guān)鍵數(shù)據(jù)的安全問(wèn)題成為十分核心、重要的問(wèn)題。計(jì)算機(jī)病毒感染、網(wǎng)絡(luò)入侵、系統(tǒng)故障、自然災(zāi)害等情況造成的數(shù)據(jù)丟失或篡改都會(huì)給學(xué)校教學(xué)管理帶來(lái)無(wú)法估量的損失。

5 教學(xué)管理系統(tǒng)建設(shè)的思考

(1)提升高校信息化建設(shè)的水平。高校信息化教務(wù)系統(tǒng)可以切實(shí)提高學(xué)校信息化建設(shè)的水平。針對(duì)學(xué)校的教學(xué)實(shí)際以及人才培養(yǎng)體系，高校信息化教務(wù)系統(tǒng)開(kāi)放、靈活的特點(diǎn)以及實(shí)時(shí)的數(shù)據(jù)反饋可以幫助教學(xué)管理人員全程、準(zhǔn)確了解學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程以及教師的教學(xué)質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)對(duì)教與學(xué)的管理與控制，使管理高效化、有效化、實(shí)時(shí)化、全程化。

與此同時(shí)，高校信息化教務(wù)系統(tǒng)有利于降低消耗，其采用網(wǎng)絡(luò)化的辦公模式，可以迅速、準(zhǔn)確的傳遞信息，使無(wú)紙化辦公成為可能，節(jié)約了資源，促進(jìn)學(xué)校更快、更好的發(fā)展。

(2)教學(xué)管理系統(tǒng)的未來(lái)發(fā)展。教學(xué)管理系統(tǒng)的使用，極大地了提高了高校教學(xué)管理的水平，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的使用，教學(xué)管理系統(tǒng)亦存在一定的不足，相信通過(guò)進(jìn)一步的使用深入研究與開(kāi)發(fā)，逐漸將高性能的“云計(jì)算”技術(shù)及方便快捷的3G網(wǎng)絡(luò)等技術(shù)、異地備份技術(shù)、基于SAN的虛擬化存儲(chǔ)技術(shù)、入侵檢測(cè)技術(shù)等技術(shù)應(yīng)用到系統(tǒng)中以提高系統(tǒng)的訪問(wèn)效率及系統(tǒng)安全性，以便進(jìn)一步地提高教育信息化的水平。

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