基于UML的教学质量管理系统分析与设计

周庆勋

（青岛广播电视大学，山东 青岛 266012）

步入21世纪以来，我国社会经济得到了迅猛的发展，对专业人才的需求缺口越来越大，高等教育在社会以及设厂需要的呼声下迅速壮大。目前，在我国的社会环境与经济环境下，众多高职院校得到了快速的发展。我国高职院校以培养应用型人才为第一办学宗旨，学生不仅要掌握理论知识，而且还要掌握一定的操作技能。面对逐年增多的学生数量，教师如何进一步做好教学管理工作更为重要。原先的教学管理主要是依靠纸质文件，教师的工作量大，来自学生和家长的反馈慢，而且材料不易保管，可以通过现代化的管理手段提高高职院校教学管理水平非常必要。总而言之，高职院校建设适合与实际情况的教学质量管理系统是大势所趋。

信息管理最为根本的目的就是通过对信息资源合理的、科学的开发，利用先进的科学技术对现有的信息资源进一步地组织、规划、统筹，有效利用、管理现有信息资源。作为高校的教学信息管理系统，对高校各种教育资源进行合理的、高效的、科学的利用是当前教学质量管理系统设计开发过程中最为主要的目标。教学质量管理系统设计开发应当建立在提高教学质量，减少教师处理日常事务的工作量，提高工作效率的前提下

一、系统需求分析

1.需求层次

系统的需求层次主要有：业务需求、用户需求、功能需求以及非功能需求。

图1系统需求层次

其中，业务需求描述了产品或系统所需满足的目标要求，一般情况下，业务需求在前景文档当中会做规定和说明；用户需求是从用户角度出发，对系统提出具体要求，通常是通过用例文档或是方案脚本对此说明；功能需求对软件功能进行提现，有了软件功能，业务需求才能得到实现；非功能需求与功能需求相对应，对产品或是系统需要满足的业务规则、质量属性、约束条件、规格说明等进行体现，是系统展现出来的行为或者执行操作等。

2.系统功能需求

高职院校教学质量管理系统涉及到教学教育的各个方面，面向学院的各个部门及各个层次用户，是一个具有多个模块的综合信息管理系统。如图2所示。

图2教学质量管理系统功能

二、系统的建模与设计

1.系统架构设计

系统架构是根据系统的网络结构，对系统在整体上进行设计，并且对各功能模块提出整体设计思路的过程。参与者的分类与抽象图如图3所示。

2.结构模型

用例模型对系统外部特征进行描述，为了获得更完整准确的系统需求，还需要对软件的行为特征以及内部结构进一步分析与设计。结构建模对系统内部特点进行有效描述，类图是结构建模的结果显示。

（1）结构模型概述

结构模型的建立是为了在系统中形成一个可维护的逻辑结构，着眼于系统的基本功能。建模时，对用例进行分析，将系统进行分解，得到分析类，这些分析类之间相互协调，利用类图对对象类属性以及相互之间的关系进行描述。

（ 2）类图

在UML中，类分为三种类型：控制类(ControlClass)、边界类(Boundary Class)以及实体类(Entity Class)。对于本文设计的教学质量管理系统，这里重点介绍学籍管理功能模块，如图4所示。

图3参与者的分类与抽象图

图4 学籍管理类图

3.行为模型

静态模型对系统内部结构进行了描述，但是并不完整，实际中系统都是活动的，需要行为模型进行描述。

（1）行为模型概述

为模型对象间的操作与行为进行了具体描述，包括状态模型、活动模型以及交互模型。交互图和行为图是系统行为模型描述的两个表述方式，在系统分析设计中，通过用例和对象类绘制图像，同时还可以验证和完善系统的静态结构，满足用户需求。

（ 2）交互图

交互图用于描述具体的工作流程，参与的类和角色以及之间的交互是关键点。交互图分为协作图和时序图，时序图是根据时间的先后顺序分析用例及活动的处理流程，系统选择时序图来进行分析。

（ 3）行为图

行为图是系统动态模型中的第二类图，可以分为：活动图、状态图两类。活动图对活动之间顺序以及分支流进行了显示。

下面以职业资格认证管理用例中的学生报名活动为例，对活动图进行介绍，如图5所示。

图5学生职业资格认证报名活动图

4.数据模型

对于教学质量管理系统，系统的构建需要用到后台数据库，数据库主要用来存储各类数据信息，这就涉及到数据模型。

（ 1）E-R 模型

E-R模型也叫做实体-联系图。E-R模型对实体的类型、属性以及联系的展示提供方法。

（2）数据库逻辑结构设计

根据E-R图，将模型转变为关系模型，确定数据表，以学籍管理为例，设计数据表。 见附表 1、2、3、4、5。

5.物理模型

用例模型、结构模型和行为模型都是对系统进行需求分析得到的结果，在进行系统设计时，需要选择合适的物理模型，从而设计系统架构以及相关的子系统。明确了系统体系架构之后，需要根据组件图和部署图建立系统的实现模型。

（1）系统体系结构

对于本文设计的教学质量管理系统，根据类、关系和行为将系统划分为很多应用子系统，包括：学籍管理、成绩管理、选课管理、教学计划管理、评教、实践教学管理等。

（ 2）组件图

组件图用于建立系统的实现模型，也可以建立系统的业务模型，组件图包括组件、接口以及组件之间的联系。

（ 3）部署图

部署图表示系统各节点以及节点之间的关系，一个节点表示一个类型的硬件。在选好节点后，就可以把组件安排到各个节点中。

三、部分功能模块实现

1.学籍管理

学籍管理是学生基本信息管理中非常重要的方面，学籍管理功能是根据学生所在系和班级情况分类处理，记录的信息包括学生学籍号、学号、入校时间、班级以及一些个人基本资料等。本文设计的教学质量管理系统，是基于PHP动态语言进行开发，基于B/S模式开发Web应用程序，整个界面和功能效果都比较理想，学籍管理的界面如图6所示。

图6 学籍管理界面

学校教学质量管理原先主要通过纸质文档来记录相关信息，包括学生的成绩、教师的教学计划等，随着时间的推移和学生数量的增加，文档越来越多，有些文档虽然暂时没有作用了，但也需要留档备份，使教学管理人员的工作很难进行。随着信息化的发展，有必要针对学校的实际情况，建设学校教学质量管理系统。教学质量管理系统应该具有学籍管理、基本信息管理、学生评教与选课、成绩查询和教师教学计划管理等功能，把以前纸质文档的工作尽量转移到网络系统中，从而简化办公流程，提高工作效率。

2.素质评价

高职教育不同于传统的本科教育，理论知识的比重没有那么高，学校重视对学生实践能力的培养，考核方式更应该抛弃传统的一次考试定胜负的模式，考核方式、评价标准应该多元化。素质评价功能是针对高职院校的情况，考虑到职业技术学院的实际需要增加的一项功能。素质评价功能是将学生成绩的一部分由同学、老师、家长、企业、校外专家等综合评价来计算得来的，学生素质评价机制是高职院校教学改革的一个重要体现，体现了素质教育的要求。本功能模块的重点是评价内容的设置，评价内容构成了综合素质评价表。下面为学生综合素质评价界面。

图7学生素质评价界面

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