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本科计量经济学实验教学管理系统的设计与实现
发布时间:2017-10-04 点击次数:

摘要:本文设计和实现了一个计量经济学实验教学管理系统,其采用B/S结构,按用户不同角色分配不同的操作权限,实现了教与学在一个网络平台上完成,不受时间、空间的约束,带来传统实验课教学模式所不具备的优势。

关键词:计量经济学实验;教学管理系统;设计与实现

计量经济学是一门应用性很强的课程,因此实验课是计量经济学教学的重要组成部分。通过实验教学,加深了学生对理论知识的理解,培养了学生定量分析问题的能力[1-2].目前的实验教学单纯采用教师演示软件,学生跟着模仿,这常常会出现学生机械地记住了软件的操作步骤,但无法对相关计量经济学理论知识理解的加深起到应有的帮助。互联网对当今世界产生了重大影响。作为利用互联网最为活跃的一个群体,大学生们已经在很大程度上形成了互联网思维。因此,本文构建一个基于互联网的计量经济学实验管理系统,实现本科计量经济学实验课程教学功能的电子化、自动化、智能化管理,切实提高学生对计量经济学理论的理解,以及在相应软件帮助下定量分析问题、解决问题的能力。

一、系统的特点与实现目标

1.系统特点。(1)基于B/S结构。该结构能减轻系统运维、升级成本和工作量,简化客户端电脑负荷,有效保护数据平台和管理访问权限,实现使用者随时随地通过浏览器进行访问和操作。(2)采用MVC设计模式。按照功能模块分层设计,各层实现相应功能,减少各层之间相互作用,提高代码复用,增加了系统可维护性[3].(3)采用基于J2EE的轻量级架构SSH,克服传统重量级框架所存在的部署复杂、运行缓慢、内部规则特别多、难以测试等缺陷[4].(4)按权限进行管理。使用者按其角色被赋予的权限,拥有不同的用户界面和功能。(5)学习资料数据库管理,学习资料通过系统上传和下载。

2.实现目标。(1)学习共享和互助。通过论坛和下载模块,实现学生与学生、学生和教师之间学习资料共享和学习经验的交流、探讨。(2)课堂考勤自动化。通过学生用户登录系统的时间、IP地址,自动确认学生到课情况。(3)学生学习的动态管理。根据学生登录本系统所实施的操作记录,实时跟踪其学习内容、了解其学习效果。(4)对学生学习进行更客观、全面、公正的评价。根据学生登录本系统所实施的操作记录,从除习题和考题外,还包括考勤、在论坛上帮助解答其他同学疑问等情况的多个方面对其学习行为进行评价。(5)补充教材理论推导所涉及的基础知识。本系统设置基础知识模块,帮助学生温习计量经济学理论推导中所涉及的之前学期开设的课程(例如,宏观经济学、微观经济学、高等数学、概率论与数理统计、矩阵论等)的知识点。(6)杜绝学生作业和考试中的抄袭行为。系统在向学生布置作业和考试时随机地给予不同的数据和题目,解决学生抄袭的问题。

二、系统的设计

1.功能模块设计。根据本系统的实现目标,以及需求分析,设计的功能模块为:(1)系统管理模块,包括角色管理、班级管理和用户管理子模块。(2)教学管理模块,包括作业批改、实验报告批改、考勤和答疑子模块。(3)基础知识点管理模块,包括宏观经济学、微观经济学、高等数学、概率论与数理统计、矩阵论知识点子模块。(4)网上交流管理模块,包括论坛管理和论坛子模块。(5)学习管理模块。包括文档下载、软件下载、作业上传、实验报告上传、问题上传子模块。(6)问卷调查管理模块,包括填写问卷、回收的问卷和调查结果统计子模块。

2.系统架构设计。本系统设计为基于SSH开发框架的三层架构:表现层、业务逻辑层和数据持久层。(1)表现层采用Struts2框架实现。Struts2继承了MVC的各项特性,减弱了业务逻辑接口和数据接口之间的耦合,使应用系统结构更加清晰,升级和维护更方便。(2)业务逻辑层采用Spring框架实现。Spring的IoC(控制反转)与AOP(面向切面编程)两大机制可实现业务代码的高效分离,同时又很好地黏合表现层与数据持久层,大大简化系统开发和维护的难度。(3)数据持久层采用Hibernate框架实现。Hibernate对JDBC进行轻量级的封装,并开发源码的对象映射框架,提供自动对应转换的方案。

三、系统的实现

1.开发环境。在Windows Server 2008系统上采用Java语言开发后台服务器端,其中后台开发工具主要包括MyEclipse9.0、Tomcat7.0、JDK1.7.0_17、Mysql5.5数据库等。

2.系统架构的实现。(1)架构层的实现。表现层是通过JSP页面接收请求(Request)和传送响应(Response),然后Struts2根据配置文件将接收到的Request委派给相应的Action处理。数据持久层中依赖于Hibernate的对象化映射和数据库交互,处理DAO组件请求的数据,并返回处理结果。Spring连接表现层和数据持久层,其将对后者的操作封装在bean里,让前者调用相应的bean来完成对数据库的操作。(2)三大框架的整合。使用Struts2作为系统的整体基础架构负责MVC分离,在Struts2框架模型部分控制业务跳转,利用Hibernate框架对持久层提供支持,Spring管理Struts2和Hibernate[5].

3.主要功能模块的实现。(1)系统管理。角色对应相应的操作权限。系统分两类用户:系统管理员和普通用户。普通用户又被设置为主讲教师、助教和学生三种角色类型。(2)教学管理。主讲教师/助教用户可在线打开学生提交到网上的作业和实验报告,并评阅、打分。学生用户则能实时在线查询自己的作业、实验报告评语和得分。(3)基础知识点管理。主讲教师/助教用户将基础课程相关知识点的电子资料上传系统,实时呈现给学生用户。(4)网上交流管理。主讲教师/助教用户通过其拥有论坛主题贴和跟帖的增、删、改、查功能,约束学生在网上谈论话题内容和方向。(5)学习管理。主讲教师/助教用户上传学习资料,学生用户可下载这些资料。学生用户可实现作业、实验报告和问题的网上提交。(6)问卷调查管理。主讲教师/助教用户设计调查问卷内容,学生用户在网上回答,系统自动统计调查结果,并能做进一步的分析、研究,找到教与学中存在的问题,以便今后改进。

系统采用B/S结构,不仅简化了系统的开发、维护和使用,而且能够让计量经济学实验课程的教与学不受时间和空间的约束;按角色分配权限,保证不同类型的用户拥有不同的功能,操作页面简洁;建立了学习资料数据库,师生通过系统上传和下载资料,实现教学资料数字化和网络化;建立学习论坛,实现学、教互动;根据学生登录信息,自动完成对学生到课的考勤,以及对学生实验学习更客观、全面、公正的评价;系统方便地对作业(考试)给予不同的数据或题目,杜绝学生的抄袭行为;问卷调查能帮助教师找到教学问题的症结所在,持续改进实验教学水平。本系统还需进一步改进和完善。例如,开发手机客服端,按照学习进度自动向学生推送学习任务,建立一个量化的学习评价指标体系,制作计量经济学模型的计算插件,甚至让学生参与其中,从而进一步加深对计量经济学相关理论的理解。

参考文献:

[1]楼永.计量经济学课程实验教学改革与研究型人才的培养[J].教育教学论坛,2015,8(2):235-236.
[2]王少平,司书耀.论计量经济学教学中的能力培养[J].教育研究,2012,390(7):110-114.
[3]刘红霞,陆文迪.改进的MVC设计模式的研究与应用[J].计算机科学与工程,2015,37(9):1688-1691.
[4]王建国.王建英.Struts+Spring+Hibernate框架及应用开发[M].北京:清华大学出版社,2011.
[5]刘茜.基于SSH框架毕业实习管理系统设计与实现[D].厦门大学,2014.

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