教學(xué)工作量管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

曾青松　郭盛煌

摘要：教師工作量管理是整個(gè)教學(xué)信息管理系統(tǒng)的核心和基礎(chǔ)。面對(duì)種類與數(shù)量繁多的數(shù)據(jù)和報(bào)表，手工處理方式已經(jīng)很難跟上現(xiàn)代化管理的步伐。設(shè)計(jì)開發(fā)了一套教師工作量管理系統(tǒng)，快速地完成與教師工作量有關(guān)的各項(xiàng)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)工作，解決計(jì)算方法繁雜、工作效率低的問題，推動(dòng)工作量管理更好的發(fā)展。

關(guān)鍵詞： 教學(xué)工作量；需求分析；教務(wù)管理；系統(tǒng)分析；Web服務(wù)

中圖分類號(hào)：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1009-3044（2016）13-0021-02

Abstract： Teaching workload management is the core task of teaching information management system. To handle a large amount of data and reports. It is very difficult to keep up with the modernization step with manual operation. This paper designed a teaching workload management system， which can quickly collect all data related to teachers' workload statistics work. It can promote the development of the workload management.

Key words： teacher workload； functional requirement； teaching management； system analysis； web service

1 背景

教師工作量管理是整個(gè)教學(xué)信息管理的核心和基礎(chǔ)[1-2]，傳統(tǒng)的教學(xué)部門對(duì)工作量的統(tǒng)計(jì)一般采取Excel表格人工統(tǒng)計(jì)[3]，這種方式雖然靈活，但是收集數(shù)據(jù)過程復(fù)雜，容易出錯(cuò)。并且對(duì)于歷史數(shù)據(jù)查詢不方便，對(duì)教師工作量沒有有效的管理和統(tǒng)計(jì)分析，不能對(duì)課程安排做出合理的決策指導(dǎo)。

結(jié)合我校多年來的教務(wù)管理工作中教師工作量統(tǒng)計(jì)的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，開發(fā)了教學(xué)工作量統(tǒng)計(jì)分析系統(tǒng)，推動(dòng)了教師工作量管理更好的發(fā)展。系統(tǒng)能準(zhǔn)確快速地完成與教師工作量有關(guān)的各項(xiàng)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)工作，解決計(jì)算方法繁雜、工作效率低的問題。

2 系統(tǒng)需求分析

一直以來，我校教師教學(xué)工作量的統(tǒng)計(jì)采用任課教師自己填報(bào)，經(jīng)各系院教學(xué)秘書核對(duì)及主管領(lǐng)導(dǎo)審核后提交至教務(wù)處，教務(wù)處審核后存檔并提交至學(xué)院人事處核算課酬。在這個(gè)過程的每一個(gè)環(huán)節(jié)中，工作量均采用手工計(jì)算，教師要記住繁雜的計(jì)算公式，還要統(tǒng)計(jì)每年的實(shí)際工作量，很顯然，這種采用人工方式計(jì)算教師工作量不僅費(fèi)時(shí)費(fèi)力，而且很容易在統(tǒng)計(jì)過程中出錯(cuò)，許多老師也多次呼吁能盡快改變目前這種手工計(jì)算教學(xué)工作量的方式。

根據(jù)我校教學(xué)工作量管理的實(shí)際流程及一些特殊要求設(shè)計(jì)并開發(fā)出教師教學(xué)工作量管理系統(tǒng)，解決教師教學(xué)工作量管理的實(shí)際問題，系統(tǒng)的總體功能需要與現(xiàn)有的教務(wù)系統(tǒng)對(duì)接，獲取教師的工作量原始數(shù)據(jù)，還需要與人事管理系統(tǒng)對(duì)接，輸出工作量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)用于核算課酬。教師工作量管理系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)如圖1所示。

3 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

3.1 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)技術(shù)

教師工作量管理系統(tǒng)的整體架構(gòu)采用B/S結(jié)構(gòu)，教師客戶端支持使用手機(jī)APP和微信訪問，教務(wù)處和系部管理端使用瀏覽器訪問。在調(diào)研現(xiàn)有教務(wù)系統(tǒng)功能的基礎(chǔ)上，通過WebService實(shí)現(xiàn)了與現(xiàn)有的教務(wù)系統(tǒng)的對(duì)接[2]，對(duì)現(xiàn)有系統(tǒng)的功能進(jìn)行封裝[4，5]，提供教師基本工作量原始數(shù)據(jù)的查詢，包含排課信息、調(diào)停課信息等。

根據(jù)學(xué)校實(shí)際工作的需求，對(duì)教師參與學(xué)校公益性工作量進(jìn)行記錄和統(tǒng)計(jì)，方便計(jì)算公益分。教師用戶手機(jī)APP用戶界面如圖2所示。

3.1.1 用戶訪問控制機(jī)制

信息系統(tǒng)的開發(fā)已經(jīng)變得越來越簡(jiǎn)單，但是每一次開發(fā)有很多的功能都是相同的，如訪問權(quán)限控制。對(duì)一個(gè)多用戶應(yīng)用系統(tǒng)而言，系統(tǒng)的安全訪問控制是必需的，系統(tǒng)的安全訪問控制一般是通過用戶認(rèn)證和用戶權(quán)限管理來實(shí)現(xiàn)。目前大致有三種安全模型：訪問矩陣、基于角色的訪問控制模型和多級(jí)模型[6]。系統(tǒng)采用基于角色的訪問控制（RBAC-Role based access control），這些基礎(chǔ)功能由OpenCenter框架提供，簡(jiǎn)化了編程工作，加速了項(xiàng)目實(shí)施的進(jìn)度。

3.1.2 服務(wù)端實(shí)現(xiàn)技術(shù)

服務(wù)端采用PHP+MySQL，具體使用ThinkPHP 3.2.3作為開發(fā)框架。ThinkPHP是一個(gè)快速、簡(jiǎn)單的基于MVC和面向?qū)ο蟮妮p量級(jí)PHP開發(fā)框架，遵循Apache2開源協(xié)議發(fā)布，為簡(jiǎn)化編程，選擇基于ThinkPHP的開源快速開發(fā)框架OpenSNS，OpenCenter（http：//www.opensns.cn/）是OpenSNS的基礎(chǔ)，以ThinkPHP為基礎(chǔ)，實(shí)現(xiàn)了應(yīng)用程序開發(fā)的基本的通用功能，提供了注冊(cè)登錄、頭像裁剪、單點(diǎn)登錄、Auth授權(quán)、權(quán)限管理、擴(kuò)展資料管理、等級(jí)頭銜、自定義積分管理、用戶行為日志機(jī)制、模塊裝卸、插件機(jī)制。OpenCenter使開發(fā)人員只需要專注于業(yè)務(wù)系統(tǒng)的開發(fā)。

3.1.3 客戶端實(shí)現(xiàn)技術(shù)

PC版本的客戶端采用HTML5+jQuery，采用Ajax方式遠(yuǎn)程調(diào)用統(tǒng)一的后端API方式實(shí)現(xiàn)，css框架使用Bootstrap 3。

教師客戶端APP采用DCloud（http：//dcloud.io/）的移動(dòng)用戶界面框架（Mobile User Interfac， MUI）。MUI是一套基于HTML 5開發(fā)移動(dòng)APP的用戶界面程序，可以方便開發(fā)出高性能App的框架，也是目前最接近原生App效果的框架，支持在線方式打包APP。它提供了豐富的APP開發(fā)常用的界面控件，并且對(duì)手機(jī)瀏覽器進(jìn)行優(yōu)化。借助于功能強(qiáng)大的HTML5 Plus模塊，使得HTML5開發(fā)的APP在流行配置的手機(jī)上能夠流暢地運(yùn)行。開發(fā)出來的APP能夠同時(shí)支持安卓和IOS系統(tǒng)，與開發(fā)原生的APP相比，節(jié)約了大量的時(shí)間，降低了程序開發(fā)的難度和維護(hù)的成本。經(jīng)過少量的修改或者交叉編譯方式可以快速的支持微信公眾號(hào)應(yīng)用。

3.2 系統(tǒng)接口設(shè)計(jì)

根據(jù)系統(tǒng)的功能需求，系統(tǒng)的客戶端包含了傳統(tǒng)的PC端、移動(dòng)客戶端APP（支持安卓和IOS系統(tǒng)）以及微信公眾號(hào)應(yīng)用。為提高系統(tǒng)的可擴(kuò)展性和降低客戶端的維護(hù)工作量，所有客戶端調(diào)用統(tǒng)一的API。API的設(shè)計(jì)遵循以下原則：

1）提供密鑰和token，確保數(shù)據(jù)不被篡改，系統(tǒng)拒絕接受偽造的訪問請(qǐng)求。

2）讀數(shù)據(jù)用HTTP get請(qǐng)求，修改數(shù)據(jù)用HTTP post請(qǐng)求。

3）提供統(tǒng)一的錯(cuò)誤碼。每個(gè)數(shù)字代表一種錯(cuò)誤。錯(cuò)誤分系統(tǒng)錯(cuò)誤和業(yè)務(wù)邏輯錯(cuò)誤，系統(tǒng)錯(cuò)誤碼統(tǒng)一從4001開始編號(hào)，業(yè)務(wù)邏輯錯(cuò)誤統(tǒng)一從5001開始編號(hào)。

4）接口返回值格式統(tǒng)一結(jié)構(gòu)，用JSON格式輸出，包含狀態(tài)碼（錯(cuò)誤碼），錯(cuò)誤信息和業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)三個(gè)基本域，如果程序執(zhí)行成功返回固定狀態(tài)碼“200”，如果出錯(cuò)則返回系統(tǒng)錯(cuò)誤碼或者業(yè)務(wù)錯(cuò)誤碼。例如：{code：200， message：成功獲取用戶數(shù)據(jù)， data：{uid：101， username：admin，…}}。

3.3 系統(tǒng)API訪問機(jī)制

為提高系統(tǒng)的安全性，每個(gè)用戶只能查詢自己的數(shù)據(jù)，并且為了避免每次請(qǐng)求都進(jìn)行身份驗(yàn)證和防止數(shù)據(jù)被篡改，系統(tǒng)在用戶初次訪問時(shí)候進(jìn)行身份驗(yàn)證，密碼通過MD5算法轉(zhuǎn)換后發(fā)送到服務(wù)器，驗(yàn)證身份通過之后獲取一個(gè)表明身份的token，服務(wù)端緩存相應(yīng)的用戶ID和登錄時(shí)間數(shù)據(jù)，實(shí)現(xiàn)'a'=>b 和'b'=>a格式的緩存，也就是說可以根據(jù)token查詢用戶id和登錄時(shí)間或者根據(jù)用戶id查詢token數(shù)據(jù)。另外為提高安全新，采用類似于微信的安全機(jī)制，產(chǎn)生一個(gè)32位的隨機(jī)字符串用于加密生成token。生成token的核心代碼如下：

private function getToken（$uid， $appid， $appsecret， $cache_time=7200）

{

$key = $appid . '_' . $appsecret._.$uid；//或者自己定義一個(gè)規(guī)則

$nonce = $this->createNoncestr（32）；//產(chǎn)生32位的隨機(jī)字符串

$tmpArr = array（$nonce， $appid， $appsecret）；

sort（$tmpArr， SORT_STRING）；

$tmpStr = implode（$tmpArr）；

$tmpStr = sha1（$tmpStr）；

//這里做了緩存 'a'=>b 和'b'=>a格式的緩存

S（$key， $tmpStr， $cache_time）；//$cache_time=7200

S（$tmpStr， $key， $cache_time）；

S（$key . '_uid'， $uid， $cache_time）；

return $tmpStr；//返回生成的TOKEN

}

其他的API調(diào)用的時(shí)候需要傳遞ID和獲取到的token，服務(wù)器端每次請(qǐng)求要驗(yàn)證是否是用戶本人的請(qǐng)求，確保數(shù)據(jù)不被非法訪問。例如，獲取用戶信息的接口請(qǐng)求：http：//xxx/api.php/getUserInfo/uid/101/token/b1b7bec6c9583a40b0d84fafa919ea357679068e，其中xxx表示服務(wù)器部署的路徑，token在用戶登錄成功的時(shí)候返回到客戶端，緩存起來方便其他的API調(diào)用。如果用戶使用現(xiàn)有的token調(diào)用api的時(shí)候出現(xiàn)訪問超時(shí)或者用戶身份與獲取token的用戶身份不一致，服務(wù)端拒絕訪問，返回4001錯(cuò)誤，客戶端要對(duì)每一次的API請(qǐng)求檢查返回的錯(cuò)誤代碼，如果接收到4001錯(cuò)誤則跳轉(zhuǎn)到登錄頁面要求用戶重新登錄。

4 結(jié)束語

教務(wù)管理工作是高校教學(xué)管理的一個(gè)基本功能，目前實(shí)現(xiàn)了教學(xué)工作量的統(tǒng)計(jì)這一特定需求，后續(xù)還將繼續(xù)完善該系統(tǒng)，尤其是教師客戶端的功能，增加日常教務(wù)信息的查詢和學(xué)生考核等方面的功能，使教師能夠通過手機(jī)訪問現(xiàn)有教務(wù)系統(tǒng)的主要功能，提高教師辦公效率。

參考文獻(xiàn)：

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