基于J2EE的高校教務(wù)系統(tǒng)信息化建設(shè)與應(yīng)用研究

（南京大學(xué)金陵學(xué)院網(wǎng)絡(luò)信息中心，江蘇南京 210089）

0 引言

以人為本的大學(xué)教育管理體制改革使傳統(tǒng)的教務(wù)管理體制無(wú)法滿足教育管理的新要求。計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和信息技術(shù)的發(fā)展使高校的教育信息化建設(shè)滿足以人為本的改革政策。改變傳統(tǒng)的管理方式，用現(xiàn)代科學(xué)管理教務(wù)這個(gè)課題。教務(wù)管理系統(tǒng)是一個(gè)覆蓋學(xué)生的過(guò)程，從入學(xué)到畢業(yè)，包括學(xué)籍管理、教學(xué)計(jì)劃、開課/排課、課程選擇、成績(jī)管理、實(shí)驗(yàn)管理、畢業(yè)設(shè)計(jì)和教學(xué)質(zhì)量控制。我們基于J2EE開放式體系結(jié)構(gòu)，為高校開發(fā)了一套教務(wù)管理系統(tǒng)，可以滿足現(xiàn)代管理的要求，并適應(yīng)新的教學(xué)體系。

1 教務(wù)系統(tǒng)信息化的現(xiàn)狀

隨著計(jì)算機(jī)網(wǎng)絡(luò)和信息技術(shù)的飛速發(fā)展，教育信息化正在教育的各個(gè)領(lǐng)域迅速擴(kuò)展。根據(jù)《中國(guó)中長(zhǎng)期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）》和《教育信息化十年發(fā)展規(guī)劃（2011-2020）》（教技【2016】5號(hào)）要求大學(xué)建立各種管理體系，實(shí)現(xiàn)信息化教學(xué)管理，提高現(xiàn)代化水平[1]。

教務(wù)管理系統(tǒng)信息化雖然取得了一些成就，但也存在很多問(wèn)題，嚴(yán)重影響了教務(wù)管理系統(tǒng)信息化的有效性，也給教務(wù)管理的信息化帶來(lái)了一點(diǎn)障礙[2]。主要問(wèn)題如下：

（1）信息化建設(shè)的管理機(jī)制比較混亂。目前我國(guó)高校信息化建設(shè)過(guò)程中還沒(méi)有一個(gè)整體的組織來(lái)從全校的角度組織全校的信息化建設(shè)，而是由一個(gè)網(wǎng)絡(luò)信息中心負(fù)責(zé)。網(wǎng)絡(luò)信息中心視野狹窄，不了解教務(wù)管理的業(yè)務(wù)，使教務(wù)管理系統(tǒng)的信息化不能很好地適應(yīng)教學(xué)管理。（2）信息資源匱乏和閑置。信息化過(guò)程中重視硬件的購(gòu)置和建設(shè)，如果忽略軟件和教學(xué)資源的建設(shè)，那么已開發(fā)和運(yùn)行的軟件和資源的質(zhì)量無(wú)法滿足教育管理部門信息管理的需求。（3）缺乏信息化標(biāo)準(zhǔn)和評(píng)估體系。高校的教務(wù)管理系統(tǒng)建設(shè)缺乏統(tǒng)一的規(guī)劃、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，教務(wù)管理系統(tǒng)無(wú)法與學(xué)校的各種業(yè)務(wù)系統(tǒng)建立聯(lián)系。評(píng)估體系的缺失無(wú)法衡量教務(wù)系統(tǒng)的信息化水平，影響決策，阻礙教務(wù)系統(tǒng)信息化的發(fā)展。（4）建設(shè)成本高，投入產(chǎn)出比高。教務(wù)系統(tǒng)信息化建設(shè)的資金和人力大，但建設(shè)效果不好，所產(chǎn)生的收益很小，導(dǎo)致較高的成本效益比。（5）信息化建設(shè)人員薄弱。參與教務(wù)系統(tǒng)信息化的高校人員水平較低，不能促進(jìn)教務(wù)系統(tǒng)信息化建設(shè)。教務(wù)管理復(fù)雜多樣，根據(jù)學(xué)校教學(xué)建設(shè)的目標(biāo)，需要教務(wù)人員來(lái)構(gòu)建教務(wù)管理系統(tǒng)的信息化。但是，高校的繁重工作，有限的晉升和人員的大量流失都對(duì)教務(wù)系統(tǒng)的信息化產(chǎn)生了很大的影響。

2 教務(wù)系統(tǒng)信息化必要性

教學(xué)是大學(xué)中最重要的業(yè)務(wù)之一。教務(wù)管理是學(xué)校教學(xué)的基本操作保證。隨著高校的快速發(fā)展，對(duì)教育管理提出了更高的要求。專業(yè)大類招生，學(xué)年學(xué)分制，針對(duì)學(xué)生的個(gè)性化培養(yǎng)計(jì)劃，教務(wù)管理系統(tǒng)可以為教育行政管理人員節(jié)省時(shí)間和精力，使教務(wù)管理變得方便和高效。教務(wù)系統(tǒng)的信息化確保了學(xué)校教學(xué)的秩序，完善了管理。推進(jìn)學(xué)校的整體教學(xué)管理改革，對(duì)高校新本科課程建設(shè)具有重大的創(chuàng)新意義。

3 教務(wù)系統(tǒng)信息化的建設(shè)目標(biāo)

3.1 實(shí)現(xiàn)教務(wù)綜合一體化管理

提高課程、教師和教室等資源的利用效率，解決“數(shù)據(jù)孤島”，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，整合碩本專人才培養(yǎng)的教育管理，統(tǒng)一教務(wù)信息管理，為學(xué)校教學(xué)管理改革打下良好基礎(chǔ)。

3.2 標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范化教務(wù)信息管理模式

教學(xué)管理是最困難和最廣泛的學(xué)校事務(wù)。教務(wù)管理系統(tǒng)信息化的建設(shè)將使業(yè)務(wù)主線清晰，業(yè)務(wù)流程規(guī)范。將對(duì)教學(xué)管理流程進(jìn)行改造和重組，以達(dá)到教學(xué)管理標(biāo)準(zhǔn)化；統(tǒng)一的數(shù)據(jù)編碼實(shí)現(xiàn)教務(wù)系統(tǒng)業(yè)務(wù)的標(biāo)準(zhǔn)化，規(guī)范化和流程化；教務(wù)管理系統(tǒng)的信息化使教學(xué)資源開放，簡(jiǎn)化教學(xué)咨詢，完善教學(xué)管理。促進(jìn)學(xué)校的教學(xué)改革，增強(qiáng)其實(shí)力和競(jìng)爭(zhēng)力。

3.3 數(shù)據(jù)資源共享，解決“信息孤島”

教務(wù)管理系統(tǒng)的信息化解決了學(xué)校管理的多層次模式。從縱向的學(xué)校、教務(wù)處、部門專業(yè)到橫向的部門、院系的合作，實(shí)現(xiàn)了整個(gè)教學(xué)管理的信息化，信息資源共享，數(shù)據(jù)統(tǒng)一，真正實(shí)現(xiàn)了高校管理的信息化整合。

3.4 系統(tǒng)包容性、擴(kuò)展性、簡(jiǎn)潔性、易用性良好

教務(wù)系統(tǒng)信息化建設(shè)應(yīng)既包括現(xiàn)有系統(tǒng)，又包括未來(lái)擴(kuò)展系統(tǒng)，充分利用現(xiàn)有資源。教學(xué)需求在不斷變化和發(fā)展，教務(wù)系統(tǒng)的擴(kuò)展也應(yīng)進(jìn)行調(diào)整。提供標(biāo)準(zhǔn)接口，以便與學(xué)校的每個(gè)業(yè)務(wù)系統(tǒng)對(duì)接擴(kuò)展。高校的教務(wù)管理系統(tǒng)應(yīng)該是標(biāo)準(zhǔn)的、開放的并提供規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)的。該系統(tǒng)應(yīng)該簡(jiǎn)單、易懂、易學(xué)。簡(jiǎn)單的界面、簡(jiǎn)單的操作不僅可以滿足功能齊全的需求，還可以滿足學(xué)校的教學(xué)活動(dòng)。

3.5 系統(tǒng)支持多平臺(tái)和網(wǎng)絡(luò)環(huán)境，穩(wěn)定性和安全性高

教務(wù)系統(tǒng)可以在Linux、Unix、Solaris等系統(tǒng)上運(yùn)行，支持復(fù)雜的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境。通信機(jī)制高效、安全、身份認(rèn)證、權(quán)限檢查等。教務(wù)管理系統(tǒng)應(yīng)安全可靠，防止信息泄漏和非法入侵。它可以解決由硬件和軟件故障而造成的數(shù)據(jù)丟失，并確保數(shù)據(jù)的安全性和機(jī)密性。數(shù)據(jù)可以在網(wǎng)絡(luò)上傳輸，教學(xué)資源可以信息化，數(shù)字化和共享。

3.6 提供決策支持，方便師生使用

教務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)通過(guò)大數(shù)據(jù)分析為學(xué)校的教學(xué)改革提供決策支持。教務(wù)信息合理的標(biāo)準(zhǔn)化可以為教學(xué)管理提供高質(zhì)量和高效的處理，并為師生提供高質(zhì)量的、便捷的訪問(wèn)權(quán)限[3]。

4 教務(wù)系統(tǒng)信息化建設(shè)的措施

教務(wù)管理系統(tǒng)信息化建設(shè)應(yīng)綜合考慮設(shè)計(jì)思路、系統(tǒng)架構(gòu)、網(wǎng)絡(luò)拓?fù)洹④浻布O(shè)備。該系統(tǒng)應(yīng)在技術(shù)架構(gòu)上處于領(lǐng)先地位，具有良好的可擴(kuò)展性，支持多種協(xié)議并支持?jǐn)?shù)據(jù)共享。使用J2EE架構(gòu)、SOA標(biāo)準(zhǔn)、JAVA編寫、開放開發(fā)，可以跨平臺(tái)、跨數(shù)據(jù)庫(kù)、跨中間件并與所有應(yīng)用程序軟件兼容。教務(wù)管理系統(tǒng)建設(shè)應(yīng)考慮系統(tǒng)崩潰，短時(shí)間內(nèi)恢復(fù)并確保數(shù)據(jù)安全性。加強(qiáng)建設(shè)數(shù)據(jù)的備災(zāi)能力、系統(tǒng)安全機(jī)制、數(shù)據(jù)權(quán)限控制等。提供三方認(rèn)證，用戶身份驗(yàn)證，數(shù)據(jù)傳輸和存儲(chǔ)。支持負(fù)載平衡，將應(yīng)用程序與數(shù)據(jù)庫(kù)分離，支持系統(tǒng)的高并發(fā)性，系統(tǒng)管理簡(jiǎn)單易用。

5 采用J2EE架構(gòu)教務(wù)系統(tǒng)信息化的設(shè)計(jì)

J2EE是一個(gè)開放的系統(tǒng)架構(gòu)[4]，可以輕松訪問(wèn)其他業(yè)務(wù)系統(tǒng)，可以完美地集成軟硬件，從而使該教務(wù)系統(tǒng)不僅可以滿足學(xué)?，F(xiàn)有教學(xué)服務(wù)的需求，還可以滿足未來(lái)的改革需求和發(fā)展教學(xué)服務(wù)。

5.1 J2EE技術(shù)

J2EE 具有 Java Proramonce，run anywhere（“寫一次，在任何地方運(yùn)行”），獨(dú)立于操作系統(tǒng)，獨(dú)立于設(shè)備而運(yùn)行。輕松實(shí)現(xiàn)多層體系結(jié)構(gòu)和分布式計(jì)算。J2EE提供了以多工廠標(biāo)準(zhǔn)開發(fā)的容器功能。J2EE可以簡(jiǎn)化開發(fā)解決方案，解決方案的部署和相當(dāng)復(fù)雜的應(yīng)用程序問(wèn)題。它支持?jǐn)?shù)據(jù)庫(kù)的JDBC API、支持CORBA技術(shù)、支持Internet應(yīng)用程序中用于數(shù)據(jù)保護(hù)的安全模式等。它還完全支持 EJB（Enterprise Java Beans）、Java Servlets API、JSP（Java Server Pages）以及 XML 等技術(shù)，J2EE結(jié)構(gòu)見圖1。

圖1 J2EE結(jié)構(gòu)

5.2 教務(wù)系統(tǒng)技術(shù)架構(gòu)

面向?qū)ο?，基于組件的設(shè)計(jì)和開發(fā)。通過(guò)復(fù)制，轉(zhuǎn)換和優(yōu)化業(yè)務(wù)，分解顯示，邏輯和存儲(chǔ)之間的關(guān)系，完成操作系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫(kù)、開發(fā)工具和語(yǔ)言融合、封裝，并完成最終設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)的應(yīng)用系統(tǒng)具有很高的靈活性、復(fù)雜性和適應(yīng)性。使用J2EE Struts技術(shù)、Freemark技術(shù)、Spring Framework技術(shù)、Hibernate技術(shù)、TestNG技術(shù)、JasperReport技術(shù)來(lái)完成教務(wù)系統(tǒng)的構(gòu)建。

5.3 教務(wù)系統(tǒng)的需求分析

教務(wù)管理系統(tǒng)是解決學(xué)校教學(xué)管理和合理分配教師、教室資源的工具，其功能包括：制定培養(yǎng)計(jì)劃、選課規(guī)則、畢業(yè)審核、學(xué)位審核、學(xué)年制、學(xué)分制、完全學(xué)分制等。通過(guò)對(duì)教育管理者的調(diào)查，教務(wù)系統(tǒng)的模塊見圖2。在性能方面，它支持大量并發(fā)用戶在線訪問(wèn)并逐步授權(quán)和分級(jí)管理權(quán)限。數(shù)據(jù)安全包括網(wǎng)絡(luò)安全、系統(tǒng)安全、數(shù)據(jù)庫(kù)安全、信息安全、設(shè)備安全、信息介質(zhì)安全和計(jì)算機(jī)病毒防護(hù)。支持移動(dòng)客戶端信息查詢，擺脫時(shí)間和空間限制，為教師學(xué)生提供便利。

圖2 教務(wù)系統(tǒng)功能模塊

5.4 教務(wù)系統(tǒng)信息化的總體架構(gòu)

通過(guò)對(duì)服務(wù)層、管理層、集成層和數(shù)據(jù)層進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)計(jì)，以方便與智慧校園系統(tǒng)的對(duì)接。多層次設(shè)計(jì)便于系統(tǒng)二次開發(fā)。提供多接口和安全策略，界面簡(jiǎn)單易用；隨著業(yè)務(wù)變化而改變系統(tǒng)架構(gòu)；插件設(shè)計(jì)使現(xiàn)有系統(tǒng)受益，系統(tǒng)總體架構(gòu)見圖3。

圖3 系統(tǒng)總體架構(gòu)

5.5 教務(wù)系統(tǒng)業(yè)務(wù)架構(gòu)

根據(jù)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)、教學(xué)業(yè)務(wù)設(shè)計(jì)課程、學(xué)籍管理、教室管理、教師管理等業(yè)務(wù)，業(yè)務(wù)架構(gòu)見圖4。

圖4 業(yè)務(wù)架構(gòu)

5.6 教務(wù)系統(tǒng)的信息安全與數(shù)據(jù)備份

在用戶登錄期間，他或她的身份被隱藏為session，session存儲(chǔ)于class類而不是常規(guī)字符串類型數(shù)據(jù)。三次密碼登錄錯(cuò)誤，就無(wú)法在10min內(nèi)登錄，提供IP地址白名單機(jī)制。重要數(shù)據(jù)使用SSL加密傳輸，非關(guān)鍵數(shù)據(jù)不使用SSL加密，并提高數(shù)據(jù)傳輸速度；保存加密的密碼；業(yè)務(wù)應(yīng)用程序與數(shù)據(jù)庫(kù)分開部署，通過(guò)防火墻隔離數(shù)據(jù)庫(kù)并提高整個(gè)系統(tǒng)的安全性。

數(shù)據(jù)備份采用以下策略：每周一次完整備份，每天凌晨?jī)牲c(diǎn)進(jìn)行差異備份，完全備份每?jī)芍芨采w一次數(shù)據(jù)，差異備份每周覆蓋一次數(shù)據(jù)，最大程度地減少對(duì)業(yè)務(wù)系統(tǒng)訪問(wèn)的影響。通過(guò)遠(yuǎn)程計(jì)算機(jī)房進(jìn)行災(zāi)難防范備份可以確保教務(wù)系統(tǒng)的最大數(shù)據(jù)安全性。

6 結(jié)語(yǔ)

教務(wù)信息系統(tǒng)是一個(gè)長(zhǎng)期的建設(shè)過(guò)程。J2EE技術(shù)用于構(gòu)建開放式教務(wù)系統(tǒng)。通過(guò)該系統(tǒng)，可以促進(jìn)學(xué)校的教學(xué)改革，提高整個(gè)教學(xué)管理的效率，合理分配課程，教師和教室等資源，節(jié)省學(xué)校的人力和財(cái)力[5]。

教務(wù)系統(tǒng)的信息化建設(shè)也應(yīng)納入到學(xué)校智慧校園建設(shè)中，完善學(xué)校智慧校園整體建設(shè)的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，為學(xué)校教學(xué)管理提供技術(shù)支持，促進(jìn)學(xué)校智慧校園建設(shè)，促進(jìn)學(xué)校的多元化教學(xué)培養(yǎng)模式和個(gè)性化學(xué)生的能力。