教务管理信息系统的研究与发展
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作者: 祝 桥
摘要：在学校管理中教务管理是一个核心工作，其工作的复杂性、综合性客观上要求现代化管理手段。通过计算机教务管理系统实施学校教学工作的综合管理，可以提升学校教学管理工作水平、促进学校管理进步。教务管理信息系统涵盖了教务业务中的各个功能部件，从学籍、注册、排课、选课、考试、成绩、教学评价、教材等诸多方面形成一体化管理模式，全面支持广域网络办公模式，可大大减少教务管理的手工劳动。在教务管理系统中排课模块最为关键。由于传统的手工排课非常复杂，这样研究和确定一种高效地排课算法显得尤为重要。
关键词：教务管理系统；排课模块；B／S架构；算法
中图分类号：F287.5
文献标识码：A
文章编号：1672-3198(2009)09-0251-02
随着现代信息技术的迅速发展，计算机成为人们生活和工作不可或缺的工具。尤其在互联网迅猛发展之后，当今社会已进入网络时代，计算机网络已成为社会和经济发展的强大动力。而利用先进的网络技术手段提高学校的教学管理水平，对提高人才的综合素质培养具有重大的影响和意义。
1 系统开发背景
随着高等院校的办学规模不断扩大，教学资源日益紧张。如何充分利用紧缺的教学资源，提高资源的使用率，处理成倍增长的信息量，已成为管理职能部门共同关心的焦点。特别是许多学校已启动并加快了数字化校园建设的步伐，相继建成了校园网，搭建了数字化校园的硬件平台，在此基础上应该快速高效地开发一套适用的教务管理系统及教务管理系统所应具备的体系结构和功能特性，这成为教务管理系统分析与设计的迫切需要和重点研究内容。
目前市面上有关高等院校教务管理信息系统的产品比较多，但由于各个院校的管理模式不同，通用系统适用性较差。而教务管理是整个学校的核心工作、重中之重，其管理模式的科学化与规范化、管理手段的信息化与自动化建设将对学校的总体发展产生深远的影响。因此有必要结合学校的实际情况开发一套有自己特色的教务管理系统，以适应学校教学管理的创新特色，使得教师、学生、教学管理人员能够方便地完成教学资源管理、学生学籍管理、成绩管理、教学计划的安排与执行、智能排课、考务管理等工作，为教学管理分析和决策的提供有效辅助手段，为教学活动产生更好的促进作用。
2 研究现状与发展
利用计算机与信息技术来改进学校教务管理，可以使教学管理者从繁琐的教务工作中解脱出来，提高了工作效率。从国内外学校的教务管理系统来看，其发展大致经历了以下几个阶段：
一是以单机和独立的业务系统为主体的教务管理信息系统发展阶段。从20世纪80年代到90年代初期，计算机硬件的价格开始降低，为其在国内普及应用提供了条件。正是在这一时期，计算机走入了教育行业。但这时的教务管理信息系统几乎都处于功能间的相互独立状态，大量的数据是以独享方式存在的，没有实现信息的整合。
二是以局域网和数据库为基础的网络教务管理信息系统发展阶段。从90年代中后期以来由于网络的迅速崛起及网络数据库的普遍应用，教务管理系统的建设以先进的教育思想和基于Web的教务计算理念为指导，以计算机及网络技术、现代教育技术及信息技术为支撑，以开放式、交互式、共享式为原则，建设一个信息安全可靠、传输快速、分散处理、集中优化、资源共享的教务管理环境。教务管理系统的设计开始注重数据共享，即开始考虑不同部门之间的数据交换问题。这使学校整体教务管理的效率得到了很大程度上的提高，重复工作也逐渐得以避免。
就主流的教务管理信息系统产品而言，除了产品名称不同外，主要的功能模块一般都包括：系统及权限管理、公共信息管理、学籍成绩管理、教师管理、毕业管理、考务管理、教材管理、教学计划管理、选课系统、排课系统、教务办公等。从设计结构方面大部分教务管理系统采用了比较适于网络方式并易于升级维护的B／s(浏览器／服务器，Brow-set／server)结构方式，用户使用客户端浏览器访问系统。这种方式相对于C／s(客户机／服务器，Client／Server)结构方式可以使开发和维护工作大大减轻，也使用户的操作使用更加简单。
目前，教务管理系统的开发平台主要有：SUN公司的J2EE平台和Microsoft公司的，NET平台；数据库平台主要有：Oracle公司的Oracle 9i、IBM公司的DB2和Microsoft公司的sQL Server等。
在整个教务管理系统中自动排课的研究始终是一个重点。对于课表编排问题早在60年代末，国外就有人开始研究。1962年，Gotlieb曾提出一个课表问题的数学模型，此后人们又对课表问题的算法、解的存在性等问题作了很多探索，但大多数文献中用到的数学模型都是Gotlieb的数学模型的简化或补充。20世纪70年代中期，美国人s・Even等在论文中论证了课表问题是NP完全类问题，这就从理论的角度回答了排课在实践中遇到困难的原因。s・Even的论证方式正式确立了排课问题的学术地位，把人们对课表编排复杂性的认识提高到理论的高度。
进入90年代，国外对排课问题的研究仍然非常活跃。如印度Uastapur大学管理学院的Arabinda Tripathy、加拿大Montreal大学的Jean Aubin和J aequesA・Ferland以及Charles Fleutent等。Arahinda Tripathy的工作是针对以“人”为单位进行课表编排的。他运用拉格朗日松弛法和分支定界法求解，这种方法的缺点是为减少变量的个数，人为造成科目间的冲突。ATripathy还研究了研究生课表编排问题，他采用多重课组的方法来处理冲突(即根据学生选课的矛盾情况，将人数较多的课程在一星期内多次开课)。JaequesA，Ferland等人则把排课问题分成两个子问题：时间表问题和分组问题。在时间表问题中，根据学生注册情况、教师和教室的可利用情况形成一个主时间表。对于选课人数较多的大课，一星期要分成几个时间段来上，分组问题就是将学生分给各时间段。两个问题相关联，通过惩罚因子来构造启发函数。他们研制的SAPHIR课程调度决策支持系统分为数据处理、自动优化、交互优化等几个模块。该系统解决矛盾的主要方法也是采用多重课组，这与他们西方的教学管理体制是密不可分的。国外的研究表明，解决大规模的课表编排问题光靠数学方法是行不通的，而利用运筹学中分层规划的思想将问题分解，将是一个有希望得到成功的办法。
在国内，对排课问题的研究开始于80年代初期，排课系统中具有代表性的有：南京工学院的UTSS(A University Timetable Scheduling System)系统，清华大学的TISER(Timetable SchedulER)系统，大连理工大学的智能教学组织管理与课程调度，广东工业大学计算机工程研发中心的高校教学管理系统中的排课系统等等，这些系统大多数都是模拟手工排课过程，以“班”为单位，运用启发式函数来进行编排的。但是这些系统课表编排系统往往比较依赖于各个学校的教学体制，推广时要做大量的修改工作。
目前，解决课表问题的方法有：模拟手工排课法，图论方法，拉格朗日松弛法，二次分配法等多种方法。
3 结语
随着计算机技术和Internet的飞速发展及学校教学改革的深入，开发出适合本校的教务管理系统已经势在必行。而随着排课技术的不断成熟，多种算法相结合进行排课的优势得到了更多的认可。但是在教务管理信息化建设进程中，不论软件、技术和设备如何先进，最终取得成效的关键在于教务管理人员的计算机信息技术水平，在于教务管理者掌握的专业基本知识和现代教育理论。因此，学校应加大对各级教学管理人员计算机信息技术的培训力度，提高运用计算机信息技术进行教务管理的水平，以促进教务管理信息化的快速发展，提升管理层次和水平。
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