摘 要： 基于校園網(wǎng)，采用網(wǎng)絡(luò)與數(shù)據(jù)庫技術(shù)，研發(fā)出體育課在線選課系統(tǒng)，實現(xiàn)的功能包括：學(xué)生在學(xué)期初上網(wǎng)選擇運動項目與課程班，隨后快速編班與打印課程班表，教師在學(xué)期末快速輸入考核成績到學(xué)院教務(wù)管理系統(tǒng)等。該系統(tǒng)很好地解決了體育教學(xué)中遇到的麻煩，使學(xué)生、教師和教學(xué)管理人員都很滿意，收到了很好的效果。
關(guān)鍵詞： 體育教學(xué)；在線選課；校園網(wǎng)；數(shù)據(jù)庫技術(shù)
體育課是高校的一門重要的公共課程，是體育教學(xué)的基本組織形式，對于增加學(xué)生的體育與保健知識、提高體育運動的基本技術(shù)、技能、提高學(xué)生的身體素質(zhì)和運動技術(shù)水平，都具有重要的作用。近年來，為了提高學(xué)生對體育課的興趣，提升體育課的教學(xué)效果，學(xué)院體育部采用了讓學(xué)生自選運動項目，然后以此為基礎(chǔ)編班上課的組織方式。這種做法有著明顯的優(yōu)越性，學(xué)生對自己選擇的運動項目有興趣。但是，這對體育部的工作帶來了麻煩，因為選課與編班十分費事。每學(xué)期初，要求學(xué)生到體育部從多種運動項目中選擇一種感興趣的項目，還要選擇在時間上不與已安排的其他課程相沖突的體育班（一種運動項目需要開設(shè)多個班，每個班的人數(shù)不能超過規(guī)定數(shù)），然后根據(jù)學(xué)生選課情況排出課程班表。由于學(xué)生人數(shù)多，相關(guān)工作十分繁雜，工作量很大。每到新學(xué)期開始時，學(xué)生們到體育部排隊選課，往往要花很多時間，體育部的工作人員工作量加大，導(dǎo)致上課時間推遲。
隨著辦學(xué)規(guī)模的擴(kuò)大，學(xué)生人數(shù)逐年增加，選課的工作量不斷加大，體育部工作壓力也愈來愈大。在這種情況下，考慮到用計算機(jī)與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)來解決這一難題。為此，申報了一個院級研究課題“體育部選課系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)”。經(jīng)過仔細(xì)的需求分析、總體設(shè)計、數(shù)據(jù)庫設(shè)計和詳細(xì)設(shè)計與實現(xiàn)等階段的工作，較好地完成了課題任務(wù)，實現(xiàn)了預(yù)定目標(biāo)?，F(xiàn)在，該選課系統(tǒng)運行良好，使相關(guān)工作的效率大大提高。
本文就“體育部選課系統(tǒng)”的設(shè)計與實現(xiàn)中的主要技術(shù)問題進(jìn)行討論，包括體育部網(wǎng)站的開發(fā)、在線選課系統(tǒng)的設(shè)計、后臺數(shù)據(jù)庫設(shè)計、系統(tǒng)的安全性設(shè)計等幾個部分。
1 體育部網(wǎng)站的開發(fā)
體育選課系統(tǒng)應(yīng)當(dāng)在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中運行，讓學(xué)生能在任意一臺聯(lián)網(wǎng)的計算機(jī)上進(jìn)行選課操作。因此，該系統(tǒng)需要網(wǎng)站的支持。系統(tǒng)設(shè)計方案如下：在校園網(wǎng)的環(huán)境中開發(fā)體育部二級網(wǎng)站，將體育選課作為該二級網(wǎng)站的一個重要的功能模塊[1]。隨著計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)技術(shù)與數(shù)據(jù)庫技術(shù)的密切結(jié)合，網(wǎng)站制作趨向靈活、實用、便捷與快速，為網(wǎng)上選課系統(tǒng)的開發(fā)提供了極大便利。從另一角度說，網(wǎng)站作為單位的窗口，有利于展示單位的面貌和內(nèi)涵建設(shè)情況，樹立良好形象，可進(jìn)行信息、通知與新聞的發(fā)布，促進(jìn)內(nèi)部管理和實現(xiàn)辦公自動化，可促進(jìn)體育教學(xué)、體育運動和體育競賽的開展[2]。
通過總體設(shè)計，體育部二級網(wǎng)站包括網(wǎng)站首頁、部門簡介、課程介紹、教師團(tuán)隊和其他等多個欄目，在每個欄目下設(shè)置其下級網(wǎng)頁。該二級網(wǎng)站的框圖如圖1所示。其中，“在線選課”為一個管理信息系統(tǒng)，包括“學(xué)生注冊”、“登錄選課”和“后臺管理”等功能模塊；“其他”欄目下設(shè)有“信息與通知”、“新聞發(fā)布”、“學(xué)院主頁”和“友情鏈接”等內(nèi)容。
該網(wǎng)站利用網(wǎng)頁設(shè)計軟件Flash、Dreamweaver、Asp和Access數(shù)據(jù)庫進(jìn)行開發(fā)[2-3]，其主頁設(shè)計美觀大方，體現(xiàn)出學(xué)院體育部的形象與特色，還能動態(tài)發(fā)布文字圖片等信息。
2 在線選課系統(tǒng)設(shè)計
“在線選課”功能只有在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下才能實現(xiàn)，因此將“在線選課系統(tǒng)”作為一個主要的功能模塊置于體育部網(wǎng)站系統(tǒng)之中，利用Access作為數(shù)據(jù)庫，設(shè)計學(xué)生與課程信息總表，將需上體育課的學(xué)生信息存入其中，包括學(xué)號、姓名、性別、身份證號、系別、班級等信息項，再加上課程信息表和課程班表等輔助數(shù)據(jù)庫表。以此為基礎(chǔ)，設(shè)計出學(xué)生注冊與登錄、學(xué)生選課、課程班調(diào)整與課表輸出、考核成績錄入等程序模塊。下面分別介紹這些程序模塊及其設(shè)計。
2.1 學(xué)生注冊與登錄模塊
為了保障系統(tǒng)能安全穩(wěn)定地運行又方便用戶操作，特設(shè)置用戶身份認(rèn)證功能：學(xué)生第一次登錄時，要求在登錄對話框中輸入其學(xué)號、姓名和系統(tǒng)給出的初始密碼，當(dāng)找到對應(yīng)的記錄時出現(xiàn)修改密碼對話框，要求用戶輸入要設(shè)置的密碼，成功設(shè)置密碼后即可進(jìn)行選課操作，選課后自動退出系統(tǒng)。如果學(xué)生對所選課不滿意，可再次登錄重選，這時就要輸入自己設(shè)置的密碼了。讓用戶設(shè)置密碼的目的在于防止有人利用他人的信息隨意修改已選課程，搞亂正常選課。
2.2 學(xué)生選課模塊
學(xué)生登錄后，進(jìn)入如圖2所示的選課界面。在此界面中，可通過點擊“課程簡介”按鈕或“[]”中的課程名按鈕了解課程的相關(guān)知識與特點；也可找到一個課程名與上課時間都適合自己的課程，點擊“選課”字樣可達(dá)到選擇該課的目的（每生限選一門）。被選擇的課程對應(yīng)欄中的選課人數(shù)將自動加1。如果某課程欄中的“選課”已變成“已滿”，如圖2中星期二的“排球”課為“已滿”，則該課程就不能再選了。
2.3 課程班調(diào)整與輸出模塊
在選課過程中，難免出現(xiàn)某些異常情況，比如：（1）有的學(xué)生選了一門課后覺得不太滿意，而為重新選課再次登錄時忘記了自己設(shè)置的密碼。為了方便這部分同學(xué)登錄，系統(tǒng)提供幫助回憶密碼的功能，即通過輸入身份證號等信息獲得密碼信息；（2）少數(shù)同學(xué)選課較遲，自己感興趣的項目名額已滿，剩余的項目都不愿意選，這種情況下，通過系統(tǒng)管理員修改相關(guān)課程班學(xué)生數(shù)上限來解決問題。
當(dāng)選課過程結(jié)束后，可通過點擊[課表輸出]菜單，顯示或打印每個課程班表（包括項目名稱、任課老師、上課時間和學(xué)生名單等信息）。在打印輸出全部課表的基礎(chǔ)上，管理人員對課程班信息表進(jìn)行必要的檢查與調(diào)整，經(jīng)體育部領(lǐng)導(dǎo)審查批準(zhǔn)后，即可按課程班信息表組織學(xué)生上課。
2.4 考核成績錄入模塊
每個學(xué)期末，各個任課老師都要對自己所任課程班學(xué)生進(jìn)行考核，并將學(xué)生成績錄入到學(xué)生信息表中。對于任課老師來說，最方便的是按體育課程班學(xué)生順序送入成績。但是，體育課程班的學(xué)生可能來自不同系的不同班級，故成績錄入課程班表后，還需轉(zhuǎn)入按學(xué)號順序編排的學(xué)生信息表，以便導(dǎo)入學(xué)院教學(xué)網(wǎng)絡(luò)管理系統(tǒng)。
2.5 后臺管理模塊
該模塊是供管理員進(jìn)行后臺管理的，其操作包括：（1）添加、修改與查詢教師、學(xué)生和課程的相關(guān)信息；?。?）發(fā)布選課時間窗口，開通選課功能，查詢學(xué)生選課進(jìn)展情況；（3）顯示或打印課程班信息表；（4）錄入考核成績等。
系統(tǒng)還提供管理員設(shè)置各個課程班學(xué)生數(shù)上限的功能。當(dāng)某門課程班的人數(shù)達(dá)到上限時，選課界面中的“選課”字樣變成“已滿”，顏色由藍(lán)變?yōu)榧t，表示不能再選該班了。
3 后臺數(shù)據(jù)庫設(shè)計
為了全院學(xué)生能在規(guī)定的時間內(nèi)，通過網(wǎng)絡(luò)選擇不同體育項目對應(yīng)的課程班，為了實現(xiàn)輸出課程信息表、輸入學(xué)生考核成績等多項功能，系統(tǒng)采用Access作為后臺數(shù)據(jù)庫，設(shè)計出如下數(shù)據(jù)庫表[4]：
?。?）學(xué)生與課程信息總表，設(shè)有學(xué)號、姓名、性別、入學(xué)年份、系別、專業(yè)、班級、密碼、課程號、考核成績、身份證號和籍貫等字段。其中的學(xué)生信息主要來自學(xué)院的學(xué)籍管理系統(tǒng)，“密碼”的初始信息由系統(tǒng)自動設(shè)置，并在學(xué)生登錄后由學(xué)生本人修改而得到各自的密碼，“課程號”與“課程名”信息來自課程信息表，“考核成績”字段的信息是在學(xué)期末由課程班信息表轉(zhuǎn)入的。
?。?）課程信息表，設(shè)有課程號、課程名、課程班號、上課時間和授課教師等字段，用于保存各體育課程的相關(guān)信息，由系統(tǒng)管理員輸入。
?。?）課程班信息表，設(shè)有課程號、課程班號、學(xué)號、姓名和考核成績等字段，分別用于保存各個課程班及選擇該課程班的學(xué)生的相關(guān)信息。其中，“學(xué)號”、“姓名”字段的信息來自學(xué)生選課，“考核成績”由任課教師在學(xué)期末輸入。
4 系統(tǒng)的安全性考慮
網(wǎng)站的可靠性與安全性問題是一個較為復(fù)雜的系統(tǒng)工程。本網(wǎng)站系統(tǒng)除了可能遇到一般的攻擊外，由于在每學(xué)期初的較短時間內(nèi)有數(shù)千名學(xué)生集中訪問，難免出現(xiàn)誤操作和有意亂操作等情況，可靠性與安全性問題更為突出。因此，應(yīng)盡一切可能采取有效措施，去阻止各種惡意的訪問和操作，把不安全的因素降到最少。本系統(tǒng)安全性措施包括以下幾個方面：
?。?）在服務(wù)器端安裝最新的防病毒軟件和防火墻，并經(jīng)常用軟件補(bǔ)丁修補(bǔ)系統(tǒng)漏洞，從服務(wù)器端有效提高系統(tǒng)的安全性。
?。?）后臺管理模塊采用密碼與驗證碼來防止非法登陸。后臺登錄者應(yīng)具備管理員的權(quán)限，故系統(tǒng)必須提供設(shè)置管理員密碼的功能。而由于一般密碼不難用窮舉法（即暴力破解程序）破解，安全性不高，故本系統(tǒng)還加上了驗證碼。驗證碼是利用servlet隨機(jī)產(chǎn)生而無法預(yù)料的，可有效防止通過暴力破解管理員密碼來非法登錄。
?。?）選課模塊采取必要安全防范措施。選課模塊是本系統(tǒng)中最容易受到攻擊的部位，需要防止有人反復(fù)多次選課，特別要防止以虛假身份多次登錄選課的行為。因為如果個人多次登錄會加重系統(tǒng)的負(fù)擔(dān)，甚至使系統(tǒng)癱瘓；而個人多次選課可能使系統(tǒng)中產(chǎn)生大量虛假信息，導(dǎo)致選課結(jié)果無用。為防止這些違規(guī)行為，可采用注冊、設(shè)置登錄密碼等措施，對參與選課的人進(jìn)行在籍學(xué)生身份驗證，并限制每個學(xué)生的登錄次數(shù)。同時，在學(xué)生重新選課時，采用替換辦法，以后一次的選課代替前次選的。
?。?）禁止網(wǎng)絡(luò)直接資源訪問。網(wǎng)絡(luò)直接資源訪問是指通過統(tǒng)一資源定位器（URL）繞過權(quán)限認(rèn)證訪問網(wǎng)站的后臺程序。在網(wǎng)站使用過程中，可能有人通過瀏覽器直接對后臺asp文件進(jìn)行訪問，因而對系統(tǒng)構(gòu)成威脅。為禁止所有用戶的直接資源訪問，采用當(dāng)前主流技術(shù)，在Web應(yīng)用中創(chuàng)建一個從不使用的角色NeverUsedRole，將所有的asp資源文件配置為必須具有該角色才能訪問。由于沒有任何用戶能成為該角色，也就無人能對后臺資源直接訪問了。
經(jīng)過對體育選課系統(tǒng)各項功能的仔細(xì)需求分析、系統(tǒng)總體設(shè)計、數(shù)據(jù)庫設(shè)計、詳細(xì)設(shè)計和代碼實現(xiàn)等各階段工作，較好地實現(xiàn)了各項功能和安全性要求。上學(xué)期和本學(xué)期開學(xué)初，經(jīng)受了七千多名學(xué)生在較短時間內(nèi)集中上網(wǎng)選課的考驗，并使編班、打印課程班表和期末考核成績輸入到學(xué)院教務(wù)管理系統(tǒng)等工作十分快捷。實際使用表明，系統(tǒng)工作穩(wěn)定，其可靠性與安全性也很好。
參考文獻(xiàn)
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