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工程教育專業認證信息管理系統的研究與實現

發布時間:2022-01-22 10:35所屬分類:教育學

摘 要:工程教育專業認證是保障高校教學質量的非常重要的手段之一。高校檔案是高校教育教學的原始過程材料,檔案信息的管理在工程教育專業認證中尤為重要。為響應國家號召,滿足廣東

  摘 要:工程教育專業認證是保障高校教學質量的非常重要的手段之一。高校檔案是高校教育教學的原始過程材料,檔案信息的管理在工程教育專業認證中尤為重要。為響應國家號召,滿足廣東海洋大學工程教育專業認證工作開展的需求,廣東海洋大學數學與計算機學院科創園學生團隊ITAEM團隊開發出一款適用于工程教育專業認證的信息管理系統,用于對工程教育專業認證工作所需的各項信息進行統一的高效率管理。

  關鍵詞:工程教育專業認證;教育信息管理;信息管理系統;軟件開發;信息技術

  引 言

  專業認證指的是專業認證機構對高等院校所開設的學科專業教育實施具有專門性、針對性的認證,其目的在于做到進一步規范各高等院校在教育教學中的人才培養工作,提高高等院校專業教育的教學效率和教學質量。作為一種保證高等教育質量的模式,認證制度已經從美國發展至全球各地的許多國家。工程教育專業認證是針對部分高等院校所開設的工程類專業的教育認證,它作為世界范圍內的一種通用的質量保證體系,為工程教育工作的開展以及工程師資格獲得國際認可奠定了十分重要的基礎。中國于2016年6月成為《華盛頓協議》正式成員,這標志著中國的工程教育專業認證被國際認可[1]。

  對專業認證機構而言,在對高校工程類專業教育進行認證的過程當中,需要高校提供大量的能夠全面展現其教育教學工作的檔案材料。正因如此,高校對自身教育教學檔案進行科學合理的管理能夠有效地推動機構對其工程類專業的認證工作的開展。在經濟與科技飛速發展的今天,高校的檔案管理工作也越發地與時俱進,不斷完善其檔案管理的信息化建設,可以更好地實現工程教育專業認證的檔案資料積累[2]。

  在目前階段,我國的工程教育專業認證仍然處于尚未完全統一標準的階段,全國各高等院校之間對工程教育專業認證的理解有所參差,工程教育專業認證的在各校的執行標準各有不同,缺乏統一的明確標準,這對我國工程教育專業認證工作的推廣產生了一定的阻力。

  1 項目背景

  跟隨著國家教育改革的步伐,廣東海洋大學于2019年展開工程教育專業認證工作。為了響應學校的號召,廣東海洋大學數學與計算機學院在一系列工科專業之中選擇了“計算機科學與技術”專業作為該學院開展工程教育專業認證工作的第一個試驗專業。工程教育專業認證是保障高等教育教學質量的必要手段,高等學校檔案是高校教育教學的原始過程材料[3]。由于學校目前正處于開展工程教育專業認證工作的初級階段,工程教育專業認證工作的具體流程正處于待完善階段,許多老師對于工程認證工作的理解不到位、對于其具體要求的認識也不清晰,而且學校內部缺少一個完善的、適合用于進行工程教育專業認證工作的信息管理系統,因此,構建一個可以滿足專業認證管理信息化要求、自動化高、操作簡單、促進認證工作中各項程序的流程化和規范化、方便教師進行信息管理的工程教育專業認證信息管理系統具有必要性和緊迫性。

  2 總體需求概述

  本系統是為本校“計算機科學與技術專業”2017級學生定制的符合工程教育專業認證需求的信息管理系統。該系統主要用于實現計算課程目標實現程度、畢業最終學位、實現用戶信息管理的要求、權限管理、課程信息管理、學生信息管理、課表管理(時間表管理)、畢業需求管理、課程目標管理、課程評估設置、課程成績管理、課程成績管理、畢業需求分析等功能。系統功能結構圖如圖1所示。

  3 詳細功能介紹

  3.1 基本信息管理

  在基本信息方面,本系統對用戶信息、課程信息、學生信息、課程考核目標、課程成績和畢業要求等信息進行統一管理,實現了對各種信息的錄入、刪除、修改和查詢功能,滿足了作為一個信息管理系統的基本要求。通過統一化的信息管理,用戶可以利用本系統輕松對各類信息進行分類管理以及整理保存,在這種標準化地對信息資源進行收集和處理的流程下,學校對各類信息資源的把握和應用擁有了更加完善的手段,大幅度地提高了各類信息資源的利用效率,工程教育專業認證中所需要的基礎信息管理得到了極大的便利。

  3.2 信息關聯及數據計算

  作為信息管理系統,不僅需要實現其基本功能,更重要的是針對其具體的應用領域進行功能完善,利用計算機的強大計算能力代替人類進行大量的數據處理和復雜的運算。本系統為了滿足工程教育專業認證的需求,通過大量的復雜運算使得數據之間產生緊密聯系,并通過簡潔明了的方式向用戶展示所需的關鍵信息。

  以課程的總達成度為例,課程的總體達成度是根據某個班級中所有學生在單門課程中每次的考試、作業和實驗等教學測試中得到的分數所計算得出,它可以以百分比的形式反映出該班級的學生對本課程的總體學習情況,從而利用數據客觀公正地為每個教師在課程中的教學行為進行輔助評價,也可以利用該數據對各學校開展的相同課程進行比對,或者對該數據進行拓展計算其他方面的指標。

  課程總體達成度的計算需要涉及學生表、成績表、課程表、課程目標表、班級表、課程的考核表共計6個表。學生課程目標的實現程度實際上是課程的實際總分除以目標分數,即第一步是計算課程目標的實際總分數,然后將兩者除以得出結果。

  課程的實際總分為該課程門下的各種考核的實際得分分別乘以該門考核所占的權重之和。以包含包括“作業”“實驗”和“考試”三個考核方式的“計算機組成與結構”這門課的目標一的實際總分計算為例:

  實際總分=考試實際得分×考試在該門課程的考核方式中所占的權重+作業實際得分×作業在該門課程的考核方式中所占的權重+實驗實際得分×實驗在該門課程的考核方式中所占的權重。

  該課程的總目標分數=該課程每次評核的總分數×該次評核的權重數之和。

  故而,設課程的總體達成度為result,課程目標點總數為nTarget(個),單門課程目標點得分為tScore(分),滿分為tFull(分),其對應權重為weight,單門課程中每個學生的得分為sScore(分),學生總數為nStudent(人),公式為:

  本系統利用了大量的計算,為各數據間提供了可靠的聯系,確保每個輸入到系統的數據都可以加以合理利用,充分發揮系統的高效性和可靠性。

  3.3 系統權限管理

  信息管理系統的數據庫中儲存著大量有關個人的信息,所以設置系統的訪問權限顯得至關重要。合理設置用戶權限不但有利于數據的安全,更有利于系統的穩定運行,降低系統由于不規范操作導致的損壞或者崩潰的情況出現。本系統做到對數據進行嚴格管理,合理分配各級管理員和用戶的使用權限,將用戶角色分為超級管理員、普通教師、課程負責人和課程建設者(大綱編撰者)四類,各級用戶在系統中各司其職,保障系統合理穩定運行。用戶操作權限圖如圖2~圖5所示。

  4 系統架構

  4.1 開發總體方案

  在著手進行系統的開發和數據庫的搭建之前,我們通過書籍和互聯網查閱工程教育專業認證工作的有關資料和咨詢學校工程教育專業認證相關負責人的方式明確工程教育專業認證信息管理系統的具體需求,對工作的開展形成較為系統的認知,確保后期的系統開發工作可以符合需求,隨后對系統的開發進行總體構思和分析,包括可行性分析和需求分析,通過討論不斷修改更新構思,最終確定一個較為完整的終版方案。

  在開發系統的過程中,我們以軟件工程學、數據庫系統概論、算法導論等理論為基礎,采用面向對象程序設計的方法對系統主體進行設計實現,同時根據系統開發的需要進行數據庫的搭建。

  在完成系統的出版設計開發之后,我們在項目后期對系統進行了各項指標的測試,包括對系統各項功能進行測試以及對數據庫進行壓力測試,科學評估測試的結果,根據測試結果對系統及時進行調整優化,在系統滿足預期要求之后交付使用。

  4.2 具體方案實現

  4.2.1 前端設計

  本系統基于B/S架構進行設計開發,其中,B指客戶端,S指服務器。系統在服務器和客戶端上分別運行服務端程序以及安裝客戶端軟件。在這個架構之中,服務端和客戶端在運行的時候會分別完成系統所分配的不同的任務??蛻舳颂幚碛脩舻那岸私缑婧徒换ゲ僮?,服務端處理后臺業務邏輯和請求數據,這使得兩端的通訊速度和通訊的效率大大地提高[4]。

  為了提高開發效率、降低系統設計的耦合度以及提高系統處理復雜業務的能力,本系統采用了前后端分離的開發技術進行開發,在前端方面采用當下流行的Vue + Element-UI進行開發,引用了Echarts組件用于實現數據可視化。開源可視化庫Echarts利用了Javascript進行實現,在PC端和移動端設備上都可以流暢地運行,它還可以兼容當前市面上例如微軟的IE瀏覽器、谷歌的Chrome瀏覽器、Safari以及火狐等大多數的瀏覽器。而且,它依賴于一個被稱為Zrender的輕量級矢量庫,從而做到可以給用戶提供直觀的、交互式的以及可以高度個性化定制的數據可視化圖表。Echarts提供了常規的折線圖、柱狀圖、散點圖、餅圖、K線圖,以及用于統計的盒形圖,用于地理數據可視化的地圖、熱力圖、線圖,用于關系數據可視化的關系圖、旭日圖,多維數據可視化的平行坐標,還有用于BI的漏斗圖,儀表盤,且支持圖與圖間的混搭[5]。


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