基于Web教学管理系统的设计与实现

基于Web的实验教学管理系统的设计与实现

陈兵陈六平*

（中山大学化学与化学工程学院广州510275）

摘要本文阐述了基于Web的实验教学管理系统的开发与设计思想，以及应用ASP技术实现其前

台和后台信息交互的方法及过程。发展了一个新的实验教学管理模式，对于促进实验教学实施科学

的网络化和信息化管理具有现实意义。

关键词基于Web，实验教学管理系统，C/S模型，Web服务，数据库系统。

Internet的迅速发展及校园网的建成，加快了高校教学网络化的进程。整个社会信息变革的同时，学校也面临信息化管理的挑战。作为教学管理的一个重要环节，实验教学管理要负责教学、教研、考核、管理等多项任务，工作复杂、繁琐，模式固定，信息交换频繁。因此，针对某些学科专业的基础实验课程，非常有必要建立一个基于Web的实验教学管理系统。覆盖了全校的校园网络为建立基于Web的管理信息系统提供了良好的基础。而各部门计算机的普及，使用计算机的人员越来越多，这就为管理系统的运行和维护提供了人员保障。另外，管理系统的建立也有利于各级领导及时、全面地了解实验教学情况。

针对化学基础实验课程的教学特点，本文设计开发了一套实验教学网络管理系统，下面对此予以介绍。

1.系统设计目标

基于Web的实验教学管理系统应当具备这样的功能[1]：在校园内任何一台联网计算机上，学生可以进行实验项目的相关查询，教师也可以方便地登录学生实验的成绩；有合理的成绩评定方式，能充分发挥奖勤罚惰的作用；有相应的安全保障，避免预约信息资料的丢失或破坏，以及实验成绩不被篡改；具有很强的统计及报表输出功能；能够建立起有效的师生交流渠道等。

*基金项目：中山大学化学学院创新化学实验研究基金（批准号：01005）资助。

第一作者：陈兵（1980年），中山大学化学与化学工程学院98基地班

通讯联系人：陈六平副教授 E-mail:cesclp@

要实现这些目标，系统的设计必须遵循以下原则:

（1）较快的响应速度和较高的工作率；

（2）充分利用现有资源，包括局域网，数据资料等，尽量减少重复投入；

（3）适应能力强，可扩充，易维护，操作简单；

（4）以学生为主要应用对象，充分考虑学生的经济承受力；

（5）有效处理数据访问的并发操作。

2.系统开发思想

基于Web的实验教学管理系统，实质上是在校园网上实现预约信息数据库的异地Web访问。在Web 平台上，实现数据库的访问有多种方式。它既可以通过CGI(Common Gateway Interface，通用网关接口)、JDBC(Java Database Connectivity，Java与数据库的连接技术)、SSI(Server Side Include，服务器端插件)、ISAPI(Internet Server Application ProgramInterface，服务器应用程序接口)，也可以使用象Oracle、Sybase 等数据库系统所提供的专用开发工具，

建立起动态HTML页与数据库之间的连接，使浏览器可以利用SQL语句实现数据库的查询，

甚至增加、删除、修改数据库信息等。在物理实现上，本系统采用了C/S（Client/Server，客户机/服务器）结构体系[2]，见图1。

前端Web浏览器通过Web服务器向数据库发出命令请求或者接受数据，Web服务器和数据库之间则采用ODBC进行通讯。采用这种体系结构便于集中管理。应用程序、数据库和相关构件全部集中在服务器上，客户端只需要有Web浏览器即可。而且系统更新、维护和数据管理都在服务器上面实现，利于系统的管理。

3.系统总体结构和功能

按照模块化的设计思想，我们设计出了系统的总体框架，见图2。系统由最高管理员模块、管理员模块、教师模块和学生模块等四个模块组成，同时具备了设定数据库，访问数据库，修改数据库等多种功能，各个功能模块相互协调工作。

除了以上功能，还考虑到本系统使用的范围大，涉及面广，使用对象包括学生、教师、管理员、系统管理员等，使用层次不一，系统在安全方面做了相应处理。如系统管理员给管理员授权安排工作，管理员给教师安排工作等。而根据登陆用户的权限的不同，系统提供了相应范围的功能。

图2、系统功能结构图

4.系统的设计细节

基于Web的实验教学管理系统的设计，需要经过以下几个阶段：

（1）选择合适的开发技术；

（2）建立合适的Web服务器；

（3）选择合适的数据库服务器，建立合适的数据库；

（4）选择恰当的数据库访问方式；

（5）建立实现数据库交换的Web页面和服务器处理程序；

（6）系统并发机制控制；

（7）安全性控制。

1.开发技术的选择

目前用于开发交互式动态Web站点的技术主要为ASP(Active Server Page)、PHP(Personal Home Page)和JSP(Java Server Page)。而本系统采用目前比较流行的ASP技术编写。ASP是目前进行Web应用开发

的理想选择。ASP (Active Server Page，动态服务页面)是IIS 3.0以上版本的附加组件，综合了传统的HTML 文件、ActiveX脚本程序语言及ActiveX组件技术[3]。利用ADO(ActiveX Data Objects)组件与数据库对话，用户还可以自己定义组件加入其中，使自己的动态网页几乎具有无限的扩张能力，这是传统的CGI 等方式所不能比的。相对于传统方式，ASP方式具有开发效率高、容易编译、交互性好、安全性强、跨平台、可扩充和面向对象等多种优点。

2.Web服务器的建立

由于本系统采用了ASP 技术编写应用程序，而ASP 作为IIS3.0以上产品的附带组件，开发ASP 应用程序的Web服务器平台首选Windows NT Server上的IIS(3.0以上版本)。还可以使用Windows NT workstation 或Windows 95/98的Personal Web Server（PWS），也可以使用其他选择，如来自Chili！Soft 公司的Chili！ASP等[4]。

本系统采用了IIS5.0，操作系统采用了Windows2000 Advanced Server。相比前几个版本，IIS5.0版新增了很多功能[5]，有助于Web管理员创建可升级的、灵活的应用程序，如安全通信、服务器网关加密、权限向导、进程限制、改进的自定义错误消息、应用程序保护等。

3.数据库服务器的建立

由于本系统涉及的专业、学生人数较多，有必要采用关系数据库。相比非关系模型，其数据结构简单、清晰，用户易懂易用，数据独立性好，安全性高，利于程序员开发、工作。本系统采用的关系数据库为Microsoft SQL Server2000。作为Microsoft公司在关系数据库方面的主要产品，它与Windows NT 系统紧密连接。其建立于成熟和强有力的关系模型上，是Windows系列平台上首选的数据存储和检索模型。

本系统中最主要的信息是实验课程的安排情况和学生的成绩统计。随着学期和课程的进行，这些数据会不断变化。因此，我们设计了四个关系表。用户信息表用于保存管理员、教师、实习研究生和学生的资料，如密码、姓名、联系方式等。大组信息表用于保存各个专业年级的基本情况，包括人数、实验数、小组数及实验名称等。小组信息表用于保存各个小组的基本设置，包括小组所在大组、组员数、小组实验时间、任课教师等。学生成绩表，用于保存各个学生各个实验的具体得分。各个表中将自动完成合法性检验，如一个学生不可以同时出现于两个小组中等。

4.访问数据库

ASP中推荐的数据操作方式是ActiveX数据对象（ADO）。它功能强大，使用方便，是ASP的核心技术之一。在ASP网页中使用ADO必须先配置服务器，提供一条使ADO定位、标识和数据库通信的