审核评估背景下机能实验教学管理系统的设计与实现

李军，袁艺标，董晓宇

摘 要：为了本科教学审核评估及时获取教学信息，完善高校教学质量保障体系，提高教学质量，应用Delphi软件设计、开发了机能实验教学信息管理系统，介绍了该系统的功能、结构特点及其应用。

关键词：审核评估；Delphi；管理系统

中图分类号：G640 文献标志码：A 文章编号：2096-000X（2017）21-0161-04

Abstract： Delphi software is applied to design and develop the management system of teaching information on the functional experiment to acquire the teaching information for assessment and improve the quality guarantee system of teaching activities in higher universities and colleges and thus enhance the teaching quality. This article introduces the function， structure character and application of the management system.

Keywords： examination and assessment； Delphi； management system

國家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020）指出，要建立健全教学质量保障体系，改进教育教学评价。促进高等学校走以提高质量为核心的内涵式发展道路，教学评估是关键抓手。

高等学校本科教学工作审核评估重点是考察学校的本科教学质量，强化教学质量保障体系的运行和建设。审核评估以学校自评为基础，因此高校要建立教学管理信息系统，收集传递各种教学信息资源，为审核评估提供方便快捷的手段。机能实验教学作为高等医学院校教学的重要部分，日常教学管理目前还是按照教学计划，由教师手工完成，遇有检查评估难于及时提供信息和实行高效的管理，尤其是审核评估还需要数据的统计分析。教学工作审核评估实质上是教学质量的管理控制，20世纪50年代，美国质量管理大师约瑟夫·朱兰在《质量控制手册》中提出，大多数影响质量的问题由关键少数因素决定，也就是所谓的二八定律，我们针对审核评估所要评估的要点，确定那些影响教学质量的关键信息，采用Delphi软件设计、开发了结构合理、使用方便的实验教学信息管理系统。优化了管理过程，实现了机能实验教学科学、规范、动态的管理。

一、系统设计环境

Delphi是一个优秀的面向对象的程序设计（Object-Oriented Programming，OOP）开发环境，本设计在Windows下以Delphi7.0作为前端开发工具，以Microsoft Access作为后台数据库服务器，通过分析机能实验教学的全过程，对实际应用领域进行调查研究，参考各种资料进行数据库编程，设计数据库应用系统以实现机能实验教学信息的管理。

Delphi是一种全新的可视化软件开发工具，它整体上小巧精短，然而其功能却可以和庞大的Visual C++媲美；它易学易用，如同VB、PB，被称为第4代编程语言（4GL）；它在数据库存取功能、丰富的控件库等许多方面有其优点和先进性；Delphi支持BDE、ODBC和ADO等几种数据引擎，可以访问多种数据格式。

Delphi 7不仅是一种流行的程序设计语言，同时也是一种功能强大的数据库应用程序开发平台。利用Delphi 7可以方便地设计出数据库应用程序，对于简单的数据库桌面应用程序，利用Delphi本身提供的组件，甚至不需要编写一行代码就能实现。

Delphi 7强大的数据库处理功能的具体表现之一，就是它能访问和操作多种类型的数据库。在开发数据库应用程序时，可以通过BDE（Borland Database Engine）或者ADO（Active Data Object）来访问各种数据源。

完整的Delphi 7集成开发环境（IDE）主要由主窗口、窗体设计器、对象树形浏览器、对象观察器、代码编辑器和代码浏览器组成。

基于两层的数据库应用程序的结构中，均涉及ODBC（Open DataBase Connectivity，开放的数据库互连），它是一种访问数据库的统一界面标准。通过ODBC，数据库应用程序不需要考虑不同数据库的格式，而采用统一的方法去使用数据库。

ODBC是Windows开放服务体系（WOSA）的一部分，是数据库访问的标准接口。使用这一标准接口，可以不关心具体的数据库管理系统（DBMS）的细节，而只要有相应类型数据库的ODBC驱动程序，就可以实现对数据库的访问。ODBC的界面一致性使得它实现了最大程度的互操作性。任何一个简单的应用程序，都可以通过一套通用的代码访问不同的RDBMS平台。

ODBC编程接口提供了极大的灵活性，可以通过这一个接口访问不同种类的数据库。而且，通过相应的ODBC驱动程序，可以方便地实现不同数据类型之间的转换。

Delphi在对数据库进行编程时，通常将数据访问组件和用户界面组件分开，即将数据访问组件放在数据模块中，将用户界面组件放在窗体中，这样能保证应用程序具有一致的用户界面。基于可视化编程，及数据库方面的特长，从客户机/服务器模式到多层数据库结构模式，程序运行效率高，处理能力强，数据的安全性提高，系统设计处于良好的开发环境。

机能实验教学信息管理系统对计算机系统硬件的要求并不高，占用的系统空间并不大，设计和使用时，采用目前基本配置的主流机型，或根据需要和可能采用基本配置以上的计算机系统，主频2GHz以上，内存2GB以上，磁盘容量为100GB以上的硬盘，以及Windows操作系统是可以满足需要的。

由于Delphi的一系列特点，其用户交互能力强，应用软件可移植性好，能够表现出Windows图形用户界面的许多优点，使用简捷方便，适合多数教师与教学管理人员的计算机应用水平。

二、系统功能分析

计算机信息管理技术发展迅速，并且计算机信息管理日益显示出许多优点：首先，存储量大；其次，查询速度快；再次，管理规范，查找灵活；第四，通过技术手段，可降低管理信息如课程安排、考试成绩的出错率，安全性高；第五，计算机信息网络迅速发展，信息传递方便快捷。因此，计算机信息管理技术已应用于许多领域。

在具体的技术实现上我们运用“自上而下地总体规划，自下而上地应用开发”的策略，进行开发一个教学信息管理系统的全过程。通过分析本部门教学管理流程，创建了一套行之有效的计算机管理信息系统的方案。

整个系统从符合操作简便、界面友好、灵活、实用等的要求出发，实行机能实验教学全过程的管理，进行常用的数据处理、传递及分析，考察关键信息，为教学审核评估提供依据。根据系统所要实现的功能，按照结构化程序设计的原则，可以将整个系统划分为若干个功能模块：系统用户管理；实验教学管理；实验室管理。

系统用户管理包含系统初始化、用户登录认证、密码修改、用户添加、用户删除、用户信息修改等。系统启动时执行系统初始化；系统安装后设定用户权限；系统设定也是在安装后一次设定完成。

实验教学管理：

课程信息管理子模块，包含：课程库管理；课程安排；课程安排查询；班级课表查询；

考试成绩管理子模块，包含：考试成绩管理；班级成绩分析；学生成绩查询。

实验室管理：

实验室建设，包含：基本情况介绍；教学改革；代表性课件、成果；教学计划；教学检查；教学研究。

教学文档管理，包含：上级文件；教学制度；教材；备课；预实验；实验报告与成绩；资产计划；报告总结；其他资料等。

人员管理，包含：工作安排；工作量统计；培训与进修；

实验室资源管理，包含：仪器管理；药品管理；经费管理；日常物资管理。

三、系统设计

在系统功能分析的基础上，进行机能实验教学信息管理系统的概要设计。概要设计的基础是完成用概念数据模型表示数据及其相互间的关系，这种数据模型是不涉及具体数据库的、与DBMS无关的、面向现实世界的、易于理解的数据模型，独立于计算机的数据模型，独立于计算机的软硬件系统，与用户进行交流十分方便。

概念数据模型关心的是如何完整、正确地反映客观实际情况，不关心在数据库中如何实现；这种数据模式能真实地反映用户要求的实际情况，是一种容易被人们理解的直观的数据库结构模式；同时也是一种相对稳定统一的数据模式，一般情况下很少变动。概念数据模型在用户和设计者之间建立了桥梁，是设计数据库结构的基础。

概念结构设计中自顶向下的实体分析方法，即常用的实体联系模型（简称E-R模型），对具体数据进行抽象加工，将实体集合抽象成实体类型。用实体间联系反映现实世界事物间的内在联系。E-R模型是建立概念数据模型的有力工具。

通过对机能实验教学信息管理系统操作流程的分析，可以列出机能实验教学信息管理系统所需的数据项和数据结构，对应于实验教学管理功能模块，系统应设计的实体和属性如下：

学生信息：学号、姓名、性别、出生日期、籍贯、所属班级、所在系、入学时间、备注等。

班级信息：班级编号、班级名称、所属院系、班主任等。

课程信息：课程编号、课程名称、学分、学时数、任课教师、课程说明等。

课程安排信息：课程编号、選课班级编号、上课地点、上课时间等。

考试成绩信息：课程编号、学号、考试成绩等。

实体和实体之间的关系E-R图如下：

分析机能实验教学信息管理系统的操作流程，可以构造系统的数据流程图，从而构成业务总体流程。

数据库系统为我们提供了一种把与我们的教学工作紧密相关的信息集合在一起的方法，它还提供了在某个集中的地方存储和维护这些信息的方法。数据库系统主要由三大部分组成：数据库管理系统（DBMS：它是专门负责组织和管理数据信息的程序）、 数据库应用程序（它使我们能够获取、显示和更新由DBMS存储的数据）、数据库（按一定结构组织在一起的相关数据的集合）。

一般来说，DBMS和数据库应用程序都驻留在同一台计算机上并在同一台计算机上运行，很多情况下两者甚至结合在同一个程序中，以前使用的大多数数据库系统都是用这种方法设计的。但是随着DBMS技术的发展，目前的数据库系统采用客户/服务器模式。客户/服务器数据库将DBMS和数据库应用程序分开，从而提高了数据库系统的处理能力。数据库应用程序运行在一个或多个用户工作站（客户机）上，并且通过网络与运行在其他计算机上（服务器）的一个或多个DBMS进行通信。

数据库管理系统（DBMS）是用于描述、管理和维护数据库的程序系统，是数据库系统的核心组成部分。它建立在操作系统的基础上，对数据库进行统一的管理和控制。

DBMS中存储了大量的数据信息，其目的是为用户提供数据信息服务，而数据库应用程序正是与DBMS进行通信，并访问DBMS中的数据，它是DBMS实现其对外提供数据信息服务这一目的的唯一途径。简单地说，数据库应用程序是一个允许用户插入、修改、删除并报告数据库中的数据的计算机程序。数据库应用程序在传统上是由程序员用一种或多种通用或专用的程序设计语言编写的，但是随着多种面向用户的数据库应用程序开发工具的出现，这些工具可以简化使用DBMS的过程，并且不需要专门编程。Delphi就是一种强有力的数据库应用程序开发工具。

Delphi使用可视化的组件创建数据库应用，跟创建其它的非数据库应用程序一样，数据库组件都具备一定的属性，程序设计人员可以在设计过程中设置组件的多种属性，也可以在程序运行过程中通过程序来设置组件的各种属性。数据库应用程序首先是利用Delphi提供的数据库组件与BDE建立联系，然后再通过BDE与数据库联系。BDE被自动地包含在Delphi中，因此，我们在创建数据库应用程序时，不必关心BDE的有关内容。

在Delphi组件板上有两页数据库组件，数据访问组件和数据控制组件用于开发数据库应用程序。

数据访问组件页上提供了一组数据访问组件用来访问数据库中的数据。当要创建一个数据库应用时，首先在窗体中选择一个数据访问组件，然后为数据访问组件设置有关的属性，说明要访问的数据库、数据表以及表中的记录等，数据访问组件为数据控制组件与数据源建立一条通道。

数据控制组件页上的组件，主要用于设计用户界面，对数据库中的数据进行浏览、编辑、插入、删除等操作。因而数据控制组件常常又被称为数据浏览组件，数据控制组件其实是在Standard页上的标准部件的基础上，相应地增加了数据浏览功能，使得它们能够显示和编辑数据库中数据信息。

数据库设计是对于机能实验教学应用领域，设计优化的数据库逻辑和物理结构，以满足实验教学信息管理的要求和数据操作要求，有效地支持应用系统的开发和运行。系统的E-R图，通过优化，可以设计出关系模式（即数据表）来存储相应的信息，如用户信息表存储用户信息，如下表1；用户名一般用字母表示，便于用户输入，用户姓名是用户的真实姓名。实验教学管理模块实现教学信息的输入、浏览、修改、删除等功能。教学信息保存在相应的数据表中，通过数据表组件和数据导航组件实现对数据的浏览、添加、修改和删除等操作。

各功能模块的设计，适应机能实验教学管理的特点；由于系统采用模块化结构设计，大大降低了系统的复杂程度，易于维护。相关信息的数据维护只需到相应的信息表中进行数据更新即可。系统功能的增减也很容易，可以根据用户的需要灵活配置，只需增减相应的功能模块即可。

如主窗体界面设计如下，主窗口平台主要实现对功能模块的显示和调用工作，打开主窗体（Formmain），设置窗体的有关属性如下表2所示。

部分程序的实现

unit FormMain；

interface

uses

Windows， Messages， SysUtils， Variants， Classes， Graphics， Controls， Forms，

Dialogs， StdCtrls， Menus， DB， DBTables；

type

TfrmMain = class（TForm）

btnWelcome： TButton；

MainMenu1： TMainMenu；

mntCourse： TMenuItem；

mntCourseMaint： TMenuItem；

mntCourseArrange： TMenuItem；

mntCourseQeury： TMenuItem；

mntCourseClass： TMenuItem；

mntScore： TMenuItem；

mntScoreManage： TMenuItem；

mntScoreSP： TMenuItem；

mntScoreStudent： TMenuItem；

mntScoreClass： TMenuItem；

mntSystem： TMenuItem；

mntSysUser： TMenuItem；

mntSysSP1： TMenuItem；

mntSysAbout： TMenuItem；

mntSysSP2： TMenuItem；

mntSysQuit： TMenuItem；

dbCourseMIS： TDatabase；

procedure FormShow（Sender： TObject）；

procedure FormPaint（Sender： TObject）；

procedure btnWelcomeClick（Sender： TObject）；

procedure mntSysQuitClick（Sender： TObject）；

private

{ Private declarations }

public

{ Public declarations }

end；

var

frmMain： TfrmMain；

implementation

{$R *.dfm}

procedure TfrmMain.FormShow（Sender： TObject）；

begin

dbCourseMIS.Connected ：=true；

Caption ：= Application.Title + ' - 主窗口'；

Width：=Width-2；

Height：= Height+3；

Font.Color：=clBlue；

end；

procedure TfrmMain.FormPaint（Sender： TObject）；

begin

Canvas.TextOut（300，100，'Hello My Friend！'）；

Canvas.TextOut（300，200，'歡迎使用"机能实验教学信息管理系统"！'）；

end；

procedure TfrmMain.btnWelcomeClick（Sender： TObject）；

begin

Font.Color ：=clRed；

Refresh；

end；

procedure TfrmMain.mntSysQuitClick（Sender： TObject）；

begin

Close；

end；

采用Client/Server和Browser/Server复合型结构，主要工作在客户机上进行，通过网络向管理部门传送数据，学校，院系和实验教学中心通过共享方式浏览客户端信息，提取统计分析结果，及时了解实验教学的运行情况，实现动态管理，提高了实验教学管理水平和管理效率；也减轻了网络传送和服务器的负担。

四、结束语

经过系统测试，机能实验教学信息管理系统运行良好，通过应用，能够实现系统设计的教学管理功能。由于本科教学审核评估强调的是构建高校自身的教学质量保障体系，而且审核评估首先是学校的自评，要取得教学质量的第一手资料，教学管理的科学、规范是基础，实验教学信息管理系统的应用，正是适应了这一现实需要，使得原来靠人力去处理实验教学日常管理的情况得以改变，更重要的是教学部门之间，及实验室与院校管理部门之间的信息上传下达高效便捷，学校可以及时了解实验教学的运行状态，并且，教学评估要获取各种数据，进行统计分析也更方便；根据评估的要求随时调取各种教学质量的关键信息，并且在平时的教学管理过程中就为评估做好了数据信息的准备，总之，软件的应用使实验教学管理更加科学、规范，为教学评估奠定了基础。

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