新一代高校教务系统的设计与思考
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作者:吕军
摘 要：高校教务系统是高校人才培养的核心关键系统，经历了从手工到计算机辅助再到智能化的阶段。文章从教务系统发展的过程逐一分析了不同阶段教务系统以及高校教学管理的特点，在此基础上总结了目前教务系统存在的问题和不足，提出了教务系统2.0的概念，并着重围绕插件式开发、流程化管理、大数据分析、多终端访问、信息归档以及安全方面进行了设计与分析。最后，还建议教务系统转变思路，更加关注为用户提供优质的服务而不是纠结于日常琐碎的事务。
关键词：教务系统;插件开发;流程管理;多终端访问;信息安全
中图分类号：TP315 文献标志码：A 文章编号：1673-8454（2020）09-0048-04
教务系统，英文为Educational Administration System，通常是对教学事务管理系统的简称，泛指利用计算机网络和数据库技术，高效地组织、运行和管理学校教学计划、教学运行、教学研究和教学保障的一种专门的信息化系统。人才培养位于高等学校四大职能之首，教务系统作为人才培养的重要基础，是高校最基础、最核心的信息化业务系统，关系到学校日常教学运行的方方面面，牵涉面广，影响面大。[1]教务系统设计与运行的好坏，直接体现出一所高校教学管理的水平和能力。近些年来，随着高等教育由“精英化”向“大众化”的发展，各个高校的招生规模不断扩大，各种教学改革不断涌现，对日常教学事务的管理提出了更高的要求;[2]并且，人工智能、大数据以及5G网络为代表的新一代技术的不断成熟，让教务系统这一高校关键业务系统面临着前所未有的机遇与挑战。
一、教务系统发展过程
为更好地确定新一代教务系统的功能定位、体系结构以及设计思路，我们首先需要梳理教务系统发展的各个阶段，对原有的教务系统进行分析与总结。
1.手工方式的教务系统
上世纪90年代以前，高校在校生较少，教学事务比较简单，日常教学管理环节采用的是人工操作的方式，基本都能满足需要。而且，当时计算机还没有普及，大多数学校只能在计算机系或电子系的机房或实验室里才能接触到，暂不能为教学管理提供服务，所以我们把此阶段称为手工方式的教务系统，这也是教务管理最原始的方式。
2.计算机辅助的教务系统
从上世纪90年代开始，随着计算机技术的逐步发展，高校的教务管理者开始意识到可以利用先进的计算机技术帮助学校进行教务辅助管理，从而使原有效率低下、准确度不高的手工方式变得更加可靠和高效。例如，利用文字处理软件完成课表的编排，利用数据库软件实现学籍管理，利用电子表格软件实现成绩管理等。计算机辅助阶段系统的特点为，教学管理中使用的软件大多数还是单机形式，业务逻辑相对简单，通常只能解决一些独立的简单问题，各独立软件模块之间没有联网，数据间缺乏共享交换途径。而且这个阶段高校大多还是实行学年制管理，在校学生规模不大，教学管理制度相对简单，教学模式也比较单一。这个阶段被认为是教学管理系统的雏形阶段。
3.系统集成化的教务系统
進入新世纪以后，越来越多的高校和社会企业意识到高校的教学管理和运行是一个非常庞大的体系架构，必须用专业的集成化的软件系统来加以辅助实现。一些专业的软件公司开始与高校合作，共同打造应用于高校整体教学的管理系统，将原先分散的教学功能模块进行整合，扩展系统应用领域，涵盖了学籍、选排课、成绩、毕业审核等诸多方面，有人也称为“大教务系统”。这个经历了C/S和B/S两种架构发展阶段，采用了不同的用户访问形式，优化了系统的体系结构，提高了用户的访问效率。[3]同时，高校的学生规模不断扩大，学年制逐渐向学分制发展过渡，各项管理制度也不断完善，对教务系统的要求也不断提高。这也是我们目前主流的教务系统阶段，我们通常称其为第一代教务系统，也即教务系统1.0阶段。
4.新一代的教务系统
近年来，高等学校人才培养进入了新的发展阶段，个性化和国际化培养已经成为当前重点和主流。而且，随着人工智能、大数据以及新一代通信技术的产生和发展，我们已经从信息化时代逐步迈进智能化时代，各行各业都迎来了新的发展机遇，教务系统也应不甘落后。当前，教务系统1.0阶段虽然可以较好地应付教学管理的各环节，但是在新的大环境下，教务系统设计的理念、架构的体系和安全的保障都要进入一个更高的设计领域，也即教务系统2.0，并且在智能适应、智能推送、数据分析、移动管理等方面还有很大的改进提升空间。
二、新一代教务系统设计的几点思考
新版教务系统既要继承原有教务系统精准保障教学运行的优势，又要顺应时代和技术发展，创造性形成并体现出智能信息化时代教务系统的特点，主要表现在以下几个方面：
1.灵活的插件式模块
教务系统功能模块的发展经历了由单独开发到整合应用的过程。早期的系统仅关注某一特定功能，将学籍、成绩等应用进行独立设计。随着教学管理软件的不断深入和整合，越来越多的功能模块被设计并整合到教务系统中，例如选排课、收费、教材等方面。一方面，这些功能模块大大扩充了原有的教学管理系统，减轻了管理者的工作负担;另一方面，由于缺乏整体思考和系统设计，过多功能模块的加入使教务系统过于庞大、结构复杂，功能模块之间依赖过多，耦合性高，底层数据缺乏统一的数据标准。这样给系统后期维护和再开发带来了相当大的难度，无法快速高效响应用户新的需求。
所以，教务系统2.0必须进行充分调研，对教学管理中产生和需要的数据进行科学归类并建立统一的数据标准，所有功能模块调用的数据一定要按照国标、部标和校标三级标准体系，采取插件式的开发架构，（见图1）利用松耦合的方式，让各插件模块间通过公共函数库和消息进行通信，降低教务系统整体的复杂性和依赖性，从而使应用程序开发环境更敏捷，能更快地适应更改，并且降低维护风险。 灵活的插件式模块开发可以让教学系统的功能具有较大的扩展性，各个功能模块既可以复用原有的业务逻辑，也可以在之前的基础上方便灵活地扩充新的功能，各功能之间相互不影响。未来，只要遵守标准的教务数据接口，任何公司和个人都可以在教务系统开放平台上上传自己开发的业务功能模块，建立教务系统开发生态环境，打破原有封闭孤立的应用局面。
2.便捷的流程化管理
教务系统的应用大多是在高校内部，管理日常教学各环节的事务性工作，所以业务中有相当多的部分是基于流程的应用事务，例如教学计划的修改审批、教师调停课的审核、学生成绩修改认定等。这些业务流程都需要各级管理者根据相关管理制度和职责进行逐级审批。原有的业务流程大多通过线下进行，通常由流程发起者填写纸质申请表格，各管理者审核后签字盖章，最后汇总到教务管理部门进行处理，图2是教师调课申请流程的示意图。
然而，这种线下流程方式存在一些弊端：其一，审批流程较为繁杂，申请者和审批者往往不太清楚申请单的审批流程，造成业务无法及时办理提交;其二，审批手段较为单一，多数审批流程需要负责人签字和盖章，但由于一些不确定因素导致签字和盖章无法及时完成，影响了流程的正常运转。
新一代教务系统的设计要充分认识到教学管理流程的重要性，学校要以更换教务系统为契机，对原来线下教学管理流程进行进一步的梳理和再造，精简以往繁琐的业务流程，并以互联网的思维将线下流程转换成线上流程，本着服务师生的理念，让“数据多跑腿，让师生少跑腿”，方便广大师生在网上完成办事业务的流转，力争实现“最多跑一次”的服务目标。
3.精准的大数据分析
随着高校日常教学管理的深入，越来越多的教学管理业务都运行在教务系统之上，随之而来产生了大量的教学运行数据，包括师生基本情况、学生学习成绩情况、教师教学教研情况等。然而，这些孤立的数据目前只能静静地躺在数据库的角落里，很难得到太多有价值的信息。大数据技术的优势是能够广泛进行数据汇集，还可以让我们从这些数据中分析研判出隐藏在背后的大量信息。
高校的核心任务是提高人才培养质量，强化教学管理、改进管理手段是高校发展及提升人才培养质量的关键。[4]高校科学发展的抓手在于数据。大数据分析可以帮助高校，多元化、综合性的数据和数据分析必然会成为决策的基础和创新的起点，是高校教学管理科学化的核心。在大数据时代，构建学校信息化管理平台、提高高校信息化水平，能够大大提升管理效率，扩大教育资源利用效能，在教务系统中引入大数据已成为教学管理提升的必然选择。
所以，教务系统2.0在设计时要充分利用数据挖掘和分析技术对数据进行采集、储存和分析，利用大数据方法分析、展示和运用各种教学运行数据，能够帮助教师不断创新教学方法，大胆进行教学改革，为不同专业、不同层面的学生设计个性化的课程，提供更加人性化的教学服务。同时，还要高校管理者及时掌握教学运行状况和教学服务能力，为科学决策和教学管理提供良好的支撑，改变以往的经验主义方式，使高校的决策和发展更趋理性化。
4.完善的电子档案管理
高校教学档案信息是教学运行过程中形成的具有权威性的专门信息，记录了高校教学活动中的教学管理、教学实践、教学研究及学生学习等很多方面的内容。随着信息技术的飞速发展，包括教學档案在内的档案资源在形式、种类等方面越来越多样化，其数量更是急速增长。此外，随着教学档案需求面的扩大，以及对教学档案服务系统性和时效性要求不断增加，传统的纸质教学档案管理和服务方式由于技术落后、效率较低，已经难以适应当前教学管理对教学档案服务工作的需求。[5]
对于传统教学档案在量和质两方面都无法胜任的情况，新一代的教务系统要充分认识到教学档案在教学管理工作中的重要性，转变观念，树立互联网思维，尽量将原有线下的档案文件转换成线上的电子档案，将线下的手工流程转换成线上的电子流程，既满足了广大师生的日常需要，也提高了教学管理的效率。对于无法更换的纸质档案，要运用先进的电子手段进行信息化，通过拍照、扫描等方式加以记录和存储。同时，将各种电子档案按照一定原则进行排序和归类，为广大教学管理者提供长久保存以及快捷方便检索的功能。
如学生因病办理休学，传统方式需要学生本人填写纸质申请表，附上相关医院证明材料和学生家长签字确认书，经院系主管领导审核同意后，报送学校教务部门处理。其中休学申请表、医院证明材料和家长确认书都是纸质的档案，通常需要把所有流程走完后将以上纸质材料汇总存放到专门的文件夹中。但是，学校日常的学生休复学数量还是比较可观的，大量的纸质材料的堆积既不方便日后的存放，也不方便进行查找。利用信息化手段，我们就可以将休学申请从线下转变为线上，流程审批也转换成线上审批，一些支撑的纸质材料通过专门的扫描仪或者手机拍照上传的方式进行电子化，并附在该条休学流程中，作为流程的附件。日后，只要进入教务系统就可以很快定位到这条休学记录，并能直接定位查看到相应的支撑纸质材料。
5.方便的多终端操作
教务系统经历了从早期的相对独立的专门软件，到高度集成的C/S架构模式，再到松散的B/S架构模式，体现了教务系统发展由“松”到“紧”再到“有联系的松”这样一个变化过程。目前使用较多的C/S架构模式的教务系统，采用Client-Server的部署形式，使用者需要安装专门的客户端软件才能使用教务系统，但客户端软件的安装需要有专业的计算机知识，一般操作者无法迅速安装并使用教务系统客户端，造成了使用上的门槛。现有的B/S架构的教务系统采取了Browse-Server模式，用户不再需要安装专门的客户端，只要拥有常规的网页浏览器就可以登录并使用教务系统，大大降低了对客户端软件的依赖程度，成为近年来比较主流的教务系统部署方式。
然而，随着移动应用的不断增长，越来越多的人开始习惯用移动终端访问互联网，并完成一系列以往在PC上的工作。这也预示着教务系统也要顺应移动办公的潮流，将教务系统业务功能移动化，通过APP、微信小程序和HTML5等流行的移动技术，支持手机、pad等各类型终端访问，真正实现随时随地进行教务信息工作，摆脱了时间、空间对教务系统的限制，提供了泛在化的教学管理时空，为学校的教师、学生提供极大的便利。多终端访问教务系统架构如图3所示。 6.更加完备的安全机制
系统安全是任何应用系统都必须要重视的方面。[6]教务系统由于使用人数众多，关注程度较大，业务逻辑复杂，对系统安全方面更要格外注意。新一代教务系统需从网络安全、系统安全、数据库安全、信息安全、设备安全、信息介质安全和计算机病毒防治等方面进行综合考虑。
首先，教务系统2.0需要从物理网络上加强防范。应在外网和内网之间架设防火墙，尽量隔绝外部非法攻击;同时将数据库服务器和Internet分离，只有Web服务器能访问，数据库放在局域网内防火墙后面，其他用户不能通过互联网直接访问数据库服务器，以保证系统服务器与外网访问之间通过防火墙进行隔断，以保护服务器的访问安全。
其次，教务系统2.0需要建立完善的用户权限管理制度。采用统一的安全检查机制，由系统管理员通过权限管理模块对用户系统的操作权限进行分配设置。用户在登录系统以后，访问的功能模块也由系统来验证其访问权限，以确保系统的安全性;同时，系统应该具有强大的后台日志功能，记录所有用户的业务层面的操作行为，这对分析和溯源一些难以发现的问题和潜在的错误很有帮助。
最后，教务系统2.0需要落实数据安全职责。为了提高数据安全性，系统要进行每日数据备份，备份的数据做到异机异地，从而保障系统的数据安全，对于教务系统中的一些关键数据，例如成绩、用户密码、录入密码等应采用SSL加密方式传输。为了提高系统响应速度，非关键数据可以进行简单加密处理，但所有密码采用加密算法保存在数据库中，不以明文方式存储;同时后台要增加访问IP段的限制、登录时间段的限制、连接数的限制、特定时间段内登录次数的限制等，保证系统数据的安全性;此外，对核心的成绩数据，要建立定期的巡检制度，一旦发现被非正常修改，要及时在系统里进行提示，并能够通过日志进行溯源。
三、结束语
教务系统是学校教学运行必须依赖的业务系统，对于新一代的教务系统，也就是教务系统2.0的设计，我们除了以上功能和技术角度的思考和考虑之外，还有一个重要的观念需要转变——重新思考教务系统的内涵。
正如文章开头的描述，很多人将教务系统理解成教务管理系统的简称，从中国知网中以“教务系统”为关键词进行搜索，按照相关度排序的前20条文献中有18条文献都将教务系统确定为教务管理系统，所占比例高达95%。可见，大多数人都将教务系统看成了管理教学运行环节的一个工具系统。
然而，随着高校管理服务重心的转变，越来越多的高校和管理者意识到，教务系统不能仅仅停留在管好理好各种日常的教学环节，还应该更加关注师生使用的体验感。换句话说，教务系统的重心应该从管理转向服务，将原先事务的“务”改换成服务的“务”，让教务系统回归本心、回归初心，服务于广大教师和学生，让他们能够在互联网信息时代享受便利高效的教学服务。
参考文献：
[1]钮锡珍.精细化：高校教学管理的理想追求[J].东南大学学报（哲学社会科学版），2009（6）：119-122.
[2]皋春.我国高校教学管理信息化研究展望[J].黑龙江高教研究，2015（9）：47-50.
[3]王利明.基于B/S结合C/S结构的高校教务学生管理系统设计与实现[D].长春：吉林大学，2012.
[4]黄寒冰.论高校教学管理中的大数据及其应用[J].浙江傳媒学院学报，2017（6）： 8-12，147.
[5]唐文利.高校教务管理信息化存在的问题及对策[J].教育探索，2013（7）：80-81.
[6]欧阳汉斌，王志远，王明炎等.高校教务管理系统安全问题分析及对策[J].山东师范大学学报（自然科学版），2008（2）：22-24.
（编辑：王天鹏）
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