基于ASP.NET的智能教务管理系统的研究与设计

　　摘 要

　　教务管理系统是学校教学管理信息化的核心部分，教务系统管理工作内容繁 杂、工作量大；对工作效率和智能化要求的不断提高，使传统的教务管理系统的弊 端日益凸显，因此设计一个智能化的教务管理系统，改善教育教学质量，提高教育 教学和办公效率成为教学管理信息化的当务之急。

　　根据当前的发展形势，设计开发了智能教务管理系统。在系统开发前，首先确 定了本系统的开发技术，然后对系统进行可行性分析和系统架构设计，并完成了数 据库的设计工作。接下来，根据学校的实际情况和使用需求设计了系统功能模块， 并对主要功能模块的具体功能进行了详细的分析和设计，在设计过程中采用组件化 设计思想进行系统代码的编写和调试。在系统测试环节中，针对系统的功能、性能 和稳定性等方面开展了测试。

　　在系统设计中，针对自动排课功能，改良了传统的排课遗传算法，提升了自动 排课的性能和效率；针对目前动态化考试的需求以及主观题阅卷难的现状，研究出 一种新的计算方法，采用先进的双向遍历空间计算技术、分布式视图技术、文本动 态生成技术等，在保证阅卷准确性的前提下，实现了系统对试卷主观题的自动阅卷 评分，满足了教务管理系统中的智能化需求。

　　关键词：教务管理；自动排课；系统阅卷

　　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 绪论

　　本章主要介绍了了教务管理系统的应用价值，分析了国内外教务管理系统的发 展现状，从而得出了进一步的研究方向。

　　1.1 研究背景及意义

　　随着信息化技术与新兴技术的发展，各个领域的技术业务得到了极大的推动。 就当前的绝大多数领域而言，其业务的开展都会依赖于计算机技术，对于学校的管 理工作来说，同样也可以借助计算机技术来提高管理工作的效率与水平，借助计算 机技术来对控制数据进行处理，这样不仅能够对数据的安全性水平进行提升，同 时，计算机在对复杂与巨量的数据进行处理时也具有更快的效率与准确性。

　　当前，在我国各个学校中的智能教务管理系统具有非常繁多的种类，同时中小 学校也都开始了对智能教务管理系统的应用。但是在实际工作的过程中，尤其是我 国西部贫困地区的中小学校，由于其社会环境发展滞后，相关的技术与软硬件需求 无法得到满足，因而难以实现智能教务管理系统的研发[1].

　　伴随教学信息化建设的基本理念逐步深入推进，管理也开始逐渐从人工管理模 式转变为信息化管理模式。得益于当前网络技术、数据技术以及社会经济的高速发 展，校园数据化的建设工作成果越发地明显，学校在进行日常管理工作时也更多地 能够借助于信息化技术来完成。绝大部分学校已经开始应用智能教务管理系统，但 是其中依然有很多的实际问题存在，而为了能够有效解决这些问题，相关的研究与 分析工作应该更加地深入化。

　　在设计智能教务管理系统的过程中主要对 ASP.NET 技术进行了应用。其优势 在于具有较低的成本、较快速的检索速率、较高的可靠性以及信息安全性等。在学 校中应用本系统以后，我们就能够帮助学校将规范化的管理目标进行实现，可以在 很大程度上提高管理人员的工作效率。 在对教务管理系统进行设计与实现的过程中，采用了系统设计的相关指导方 法，有效运用了当前的信息通讯技术，并根据国家在设备管理方面的章程与规范的 要求，我们对当前学校学生的详细数据进行了搜集、提取与处理，进而完成了学生 数据管理系统的创建。 基于既有的研究理论成果，对数字签名和学校管理在实际操作过程中的可行性 展开了进一步研究与分析，以此来提升教务管理系统的相应水平。

　　1.2 国内外发展现状

　　1）国内研究发展状况

　　最早在 1980 年左右我国的一些学者就开始针对学校教务管理系统进行研究 了。但是，我国自改革开放以来一直实行计划经济的相关体制，因此在各方面都存 在着局限性，导致了我国计算机技术相比较于其他国家较落后，并且，相关研究没 有得到较大的进展。对此，为了使各类学校师生的压力得到一定程度上的减轻，使 其彻底解脱于繁琐的日常管理工作，实现不再通过手工的方式来对学生信息进行录 入与存储，我国开始对学校教务管理软件进行了研发。虽然当时设计实现的软件只 是能够简单地替代传统手工操作的方式，也只能够部分降低工作的出错率，但是， 对于那个时期的管理人员来说，这个工具的效率已经是非常高的了，借助于研发出 来的软件，管理人员能够大幅提高自己的工作效率以及工作质量，当然，依然有很 多的问题出现于使用此软件的过程之中。尽管这样，学校的管理水平得益于此智能 教务管理系统而得到了较大的提高，那时的绝大多数管理工作都被这个管理方式所 主导[2].随着我国不断推进的改革开放进程，传统计划经济体制逐渐被市场经济体制所 取代，即我国的经济模式转变为了市场经济体制，在这样的设备环境中，学校管理 的需求已经不再能够通过既有的管理软件进行满足了。同时，随着我国经济状况的 不断发展与进步，为了更好的满足学校管理人员迫切的工作需求与学校管理信息资 源的需求，开始了对智能教务管理系统进行了升级与优化，因此，在那个时期，如 果学校想要更好更快地发展，那么首先就是要拥有可以使用的数据化智能教务管理 系统。下面具体介绍了我国智能教务管理系统的 4 个发展阶段[3]:

　　（1）稳健型教务管理系统 数据化技术与互联网技术的高速发展对社会进程的发展进行了大力地推动，在 我国的地方学校和政府部门内已经完成了数据网络的创建工作，对于其在整体上的 水平而言，我国教务管理系统在现阶段通常以办公软件为主，并且在处理学校信息 的过程中已经实现了全程无纸化办公。作为最初的办公系统化模型，系统最为主要 的处理素材就是文件，通过该系统便进一步满足了各学校之间的信息交流与数据共 享需求，并且有效地提升了管理人员的工作效率。 （2）协同型教务管理系统 在此阶段中，我国的主要办公方式为协同办公，在对学校的工作进行管理的过

　　程中，需要在待处理问题的流程内引入协同办公。在每一个流程中，对于负责管理 的人来说，协同合作是他们工作的基本要求，这是因为要想成功地实现管理工作， 就必须对这种方式进行应用。与之前的稳健型体制相较而言，这种类型的智能教务 管理系统的变动非常的大，其基本的思想观念是以工作流为主，同时系统中实现了 大量的功能，进一步使得相关工作人员的工作效率得到了提升 .

　　（3）知识型教务管理系统 得益于社会数据化进程的稳步推进，推动了学校各个部门数据化进程的发展， 在这种社会环境中，学校也快速地发展了自身的教务管理系统。这个时期的主要指 导思想为知识管理，对于学校的日常管理工作而言，通过与知识管理的相关思想相 结合，才能够够有效的完成工作，因此，在这个阶段中，知识型的学生教务管理系 统是学校进行学生成绩管理的主要方式。

　　（4）决策型教务管理系统 现如今，决策性的发展模式基本已经主导了我国学校教务管理系统的发展，那 么，对于学校教务管理的相关工作而言，如何才能够在现代化经济的环境下与决策 性教务管理系统充分融合，从而实现日常的教务管理工作，是其未来的发展趋向。

　　2）国外的研究动态

　　在 20 世纪 60 年代末期，智能教务管理系统诞生了。而在其诞生以前，美国的 很多学者就已经对多篇研究文章进行了发表。在 20 世纪 70 年代初期，肯尼万对 MIS 进行了定义，其认为：管理者在进行决策时，要在合适的时间节点中给经 理、员工以及外界人员提供关联于企业内部环境的数据，而这些数据不仅仅是当前 的，也要是过去的和未来的，提供形式可以为书面形式，也可以为口头形式。接 着，首批 MIS 博士生诞生了。为了对 MIS 进行发展壮大，美国的很多高校都制定 了 MIS 计划。同时，由麻省理工学校提出的数字化校园这一重要理念得到了社会 各界的广泛认可。接着，在 1985 年左右，明尼苏达大学大力在 MIS 方面取得了巨 大的突破，这应该更多地归功于 MIS 的创建人，因为其同时也是这所大学的一名 教授，他提出，系统的基础主要是计算机硬件、软件以及手工作业，系统的属性主 要为人机系统，其主要是计划分析与控制各种决策模型和数据库，能够提供各种有 效的数据，进而对企业或者组织的决策、日常运营以及管理工作提供支撑。此外， 在管理教育师资方面人们也对 MIS 进行了应用[4]. 从 20 世纪 70 年代到 20 世纪 80 年代的十年时间中，人们逐渐完善了 MIS 智 能教务管理系统。在长时间的研究与发展进程中，绝大多数学校已经逐步对其数字 化校园模型进行了完善。自上世纪七十年代起，美国开始了一年一度的 MIS 会

　　议，而我国参与到该会议中的学者也越来越多。由于 MIS 会议属于最高级别的一 种会议，所以在改会议中每一次提出的教学计划都具有相当重要的现实意义。而在 进入了 20 世纪 90 年代以后，人们开始了 MIS 的二次创业、创新以及发展。而 MIS 则通过与互联网技术相结合而达到了新的发展阶段，使得 MIS 管理信息系统 吸引了更多人的关注[5]. 有关的调研资料统计，从 20 世纪 90 年代初期至今，国外大部分国家的高等院 校都对自身的数字化校园建设进程进行了大力推动。但是，对于国外的院校来说， 他们主要是对数字资源进行重点关注，而忽略了系统集成度的问题，此外，他们也 会更多的注重学生在学习过程中的科研与协同能力，因此，学生教务管理系统在该 领域中发挥的作用还有待提升[6]. 结合国内外发展现状，就当前我国智能教务管理系统研发与设计工作来说，主 要的问题在于：

　　（1）科学的管理方式 对于早期的智能教务管理系统来说，管理软件的应用程序非常简单，只能简单 地处理一些工作。而我国由于在较晚的时期才开始研究学校智能教务管理系统，因 而相较于欧美等国家来说，技术不够先进，同时思想观念也较为传统，这就要求学 校需要基于自身的需求来对适宜的智能教务管理系统进行设计与研发。智能教务管 理系统不仅要对基本的功能进行满足，还需要与实际需求相结合来对软件的功能进 行拓展与优化。

　　（2）安全性保障 对于智能教务管理系统而言，首要的工作是要对系统的安全性以及数据化网络 的安全性等问题进行有效解决。 为了对上述问题进行有效解决，引入了 ASP.NET 技术来设计并开发智能教务 管理系统。

　　1.3 研究内容

　　结合教务管理系统的发展现状和学校的实际情况，确定了以下研究内容：

　　1）分析教务管理系统的研发技术 在设计并实现教务管理系统时引入了相关的核心技术，比如 ASP.NET 技术以 及数据库技术等。

　　2）完成教务管理系统的需求分析 在对教务管理系统进行设计与开发的过程中，首先需要完成的是对其相关需求

　　进行仔细的分析，根据分析结果对系统各功能模块进行了设计与实现。对于学校来 说，对于系统安全性的重视越来越高，因此，在进行需求分析时也对系统的安全性 设计进行了分析。

　　3）设计并实现教务管理系统 在设计并实现教务管理系统的过程中，结合了 ASP.NET 技术。在对系统的数 据库进行设计的过程中，由于其核心内容是数据储存单元，是基于各种表格的形式 来展示的，因此具体地完成了针对数据库表的相关设计工作。同时，针对系统各功 能模块展开了下一步设计与实现的相关工作。

　　4）对研发完成的系统进行测试 在完成了系统的研发工作后，还需要进行相关的测试工作，其目的是为了对系 统的可靠性与安全性提供保障，从测试结果中我们获悉，设计并实现的智能教务管 理系统符合预期目标。

　　第 2 章 相关技术概述

　　2.1 ASP.NET 技术

　　2.2 B/S 架构

　　2.3 SQL 数据库

　　2.4 IIS 服务

　　2.5 其他相关技术

　　第 3 章 系统需求分析

　　3.1 可行性分析

　　3.2 功能需求分析

　　3.2.1 系统功能模块分析

　　3.2.2 系统用户功能分析

　　3.2.3 排课问题分析

　　3.2.4 主观题阅卷问题分析

　　3.3 非功能性需求分析

　　第 4 章 系统设计

　　4.1 系统架构设计

　　4.2 系统功能设计

　　4.2.1 教师子系统

　　4.2.2 学生子系统

　　4.2.3 管理员子系统

　　4.2.4 时序图

　　4.3 数据库设计

　　4.3.1 E-R 分析

　　4.3.2 数据表设计

　　4.4 自动排课功能设计

　　4.4.1 算法分析

　　4.4.2 基本原理

　　4.4.3 问题分析

　　4.4.4 模型构建

　　4.4.5 算法设计

　　4.4.6 算法实现

　　4.5 主观题阅卷功能设计

　　4.5.1 技术分析

　　4.5.2 问题分析

　　4.5.3 双向关键词匹配设计

　　4.5.4 中文分词设计

　　7 4.5.5 向量空间计算模型设计

　　5.5.6 主观题阅卷实现

　　4.6 系统安全设计

　　第 5 章 系统实现

　　5.1 系统接口实现

　　5.2 系统权限控制实现

　　5.3 系统功能模块实现

　　5.3.1 登录模块实现

　　5.3.2 教师管理模块实现

　　5.3.3 学生管理模块实现

　　5.3.4 课程管理模块实现

　　5.3.5 考务管理模块实现

　　5.3.6 信息发布模块实现

　　5.3.7 系统管理模块实现

　　第 6 章 系统测试

　　6.1 测试概述

　　6.2 测试方法

　　6.3 系统功能性能测试

　　6.4 系统算法测试

　　6.5 测试结果

结 论

　　通过对学校教务管理情况的调研和分析，并对目前教务管理系统存在的问题与 缺陷进行了改进，结合学校的使用需求设计了开发了智能教务管理系统。

　　系统共包 含六个功能模块：教师管理、学生管理、课程管理、考务管理、信息发布、系统管 理。系统基于 ASP.NET 技术，采用 B/S 架构模式，智能教务管理系统自提出到实 现共经历了系统需求分析、系统设计、系统实现、系统测试四个阶段。

　　通过对遗传 算法的改进，改良了自动排课功能，使排课的性能和效率都得以提升；采用双向遍 历空间计算等技术，研究出了新的计算方法，从而解决了主观题阅卷难的状况，实 现了系统对主观题自动评分的功能，经测试，系统自动阅卷和人工阅卷的相似比存 在较小的差异，证明所设计的计算模型及计算方法具有可行性。 经测试，系统运行稳定，符合学校的实际情况，能够满足学校的日常使用需 求。

　　但随着学校和计算机技术的发展，教务管理系统也要与时俱进，因此在实践中 需要对本系统进行不断地完善，保证系统的可持续使用。

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致 谢

　　在职研究生学业即将结束，感谢我的导师安永丽老师、企业导师杨杰老师， 为我的论文研究工作指明了方向，提出了严谨、专业的指导意见，尽管安老师每日 的工作很繁忙，但对于我提出的问题，安老师总是给予我耐心的解答。在论文写作 过程中，安老师屡次提供宝贵意见，在此，我向我的导师致以深深的敬意和谢意， 感谢老师对我的付出和指导。

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