王偉勍

摘要：該文介紹了一種基于Spring框架設(shè)計實現(xiàn)的教學(xué)管理系統(tǒng)。該系統(tǒng)在后端使用成熟的Spring框架集成Redis與MySQL數(shù)據(jù)庫接口，與前端頁面進(jìn)行可跨域的JSON數(shù)據(jù)交互，進(jìn)而實現(xiàn)不同身份角色的登錄權(quán)限驗證、表單的申請與審批、成績錄入與審批、工資條明細(xì)展示、教學(xué)資產(chǎn)登記與報修等功能，從而滿足一般的教學(xué)管理要求。

關(guān)鍵詞：Spring框架; 教學(xué)管理; JSON數(shù)據(jù); 應(yīng)用軟件

中圖分類號：TP311? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1009-3044（2021）11-0069-02

1 引言

現(xiàn)代學(xué)校的教學(xué)管理已經(jīng)逐步擺脫了傳統(tǒng)的單純依靠教學(xué)秘書、教師、輔導(dǎo)員等教職工結(jié)合少量學(xué)生干部對廣大學(xué)生進(jìn)行組織規(guī)制的方式，隨著社會節(jié)奏的加快與教師、學(xué)生社會身份的多元化，尤其在此次新冠肺炎疫情的影響下，線上線下相結(jié)合的教學(xué)方式已經(jīng)成為當(dāng)前解決教學(xué)管理問題的主流思路。此外，學(xué)生在教學(xué)過程中的參與程度和主動性正在大幅提高，典型的如翻轉(zhuǎn)課堂、借取場地組織活動、報修宿舍用品等;同時，教職工在進(jìn)行教學(xué)管理的過程中經(jīng)常會遭遇如教具損壞或過于陳舊、科研教研項目申請不能及時得到審批、因人事和檔案關(guān)系變動造成的待遇變動等情況，以上問題無疑給教學(xué)管理帶來了新的挑戰(zhàn)。

為嘗試解決這些關(guān)乎教職工和學(xué)生切身利益的問題，本文設(shè)計并實現(xiàn)了一款基于Spring框架的教學(xué)管理系統(tǒng)，充分借鑒了現(xiàn)代企業(yè)管理中常用的OA辦公系統(tǒng)，將需要領(lǐng)導(dǎo)參與的事務(wù)抽象為表單的申請與審批流程，這樣后端系統(tǒng)便能根據(jù)表單屬性和領(lǐng)導(dǎo)對應(yīng)的身份角色自動將表單送達(dá)至相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)，大大縮減了相關(guān)事務(wù)的處理時間。此外，本系統(tǒng)還將常見的學(xué)生成績錄入與審批、工資條明細(xì)展示等功能融入進(jìn)來，力圖使系統(tǒng)更加完備。

2 基本結(jié)構(gòu)

設(shè)計開發(fā)中使用的工具軟件為Eclipse。應(yīng)用Spring框架的集成能力，結(jié)合Security模塊的權(quán)限驗證功能、Redis的內(nèi)存級高速緩存功能與MySQL的快速持久化功能，在實現(xiàn)設(shè)計功能的同時使系統(tǒng)具有初步的抗高并發(fā)訪問能力。

前端頁面使用Vue3.0技術(shù)開發(fā)，設(shè)計五個主要頁面，對應(yīng)登錄與退出、表單的申請與審批、成績錄入與審批、工資條明細(xì)展示、教學(xué)資產(chǎn)登記與報修等五個主要功能，用戶可根據(jù)需要，在登錄后切換功能頁面。

后端程序?qū)?yīng)功能頁面進(jìn)行模塊式開發(fā)，Security模塊對應(yīng)登錄與退出頁面，結(jié)合CAS工具包實現(xiàn)用戶的單點登錄。登錄到系統(tǒng)內(nèi)部后，用戶會獲得對應(yīng)的身份令牌，并根據(jù)令牌信息判別相應(yīng)權(quán)限，如學(xué)生的身份令牌只能填寫申請教室的表單或報修宿舍設(shè)施，而教師則在此基礎(chǔ)上又可以進(jìn)行成績錄入、查看工資條等操作。而一旦用戶點擊退出按鈕，后端程序立即在Redis緩存中清除相應(yīng)的令牌信息，以此禁止未登錄用戶的操作。

對其他四個功能頁面，首先將后端程序劃分為REST、Service和Dao三個層次，并按相應(yīng)功能在三個層次中劃分出對應(yīng)的功能模塊，從而完成模塊式開發(fā)。從層次的角度上看，REST層直接與前端頁面交互，但在交互過程中需要調(diào)用Service層進(jìn)行數(shù)據(jù)的具體處理，而后者則要調(diào)用Dao層獲取具體數(shù)據(jù)。綜上，系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖如圖1所示。

3 程序設(shè)計簡述

3.1 數(shù)據(jù)庫表設(shè)計

根據(jù)面向?qū)ο蟮某绦蛟O(shè)計思路，將教職工與學(xué)生統(tǒng)一抽象為用戶類，有用戶名、密碼、姓名、年齡、性別、身份、權(quán)限等屬性。在處理具體業(yè)務(wù)時，根據(jù)身份、權(quán)限等屬性確定與之關(guān)聯(lián)的數(shù)據(jù)庫表，由此實現(xiàn)不同功能。簡要的數(shù)據(jù)庫表關(guān)系如圖2所示。

3.2 Security模塊

使用Spring開源代碼中的Security工具包構(gòu)建一連串過濾器鏈，包裹在SpringMVC核心外部，并利用配置文件和Authentication Filter等過濾器類對來訪用戶進(jìn)行身份認(rèn)定和鑒權(quán)，并提供登錄和登出功能。

當(dāng)用戶執(zhí)行登錄操作時，Security模塊會根據(jù)用戶名和密碼到用戶表中查詢是否存在及正確，從而判斷是否通過驗證。如果通過則在Redis緩存中存入一個專屬令牌（Token），并將此令牌交互給前端頁面存入Cookie，后續(xù)操作僅驗證令牌值是否正確或過期，從而省去重復(fù)查詢MySQL數(shù)據(jù)庫的過程，提高響應(yīng)效率。

3.3 REST層

REST是表述性狀態(tài)傳遞的英文單詞縮寫，其本質(zhì)是一種軟件編程風(fēng)格，本文使用根據(jù)其開發(fā)的JSON數(shù)據(jù)格式實現(xiàn)前后端數(shù)據(jù)交互。接到前端的數(shù)據(jù)請求后，REST層中的相應(yīng)接口會解析出具體的數(shù)據(jù)要求，而后調(diào)用Service層中的服務(wù)方法，得到已經(jīng)按結(jié)構(gòu)要求封裝的數(shù)據(jù)，而后REST接口將其重新轉(zhuǎn)換為JSON數(shù)據(jù)，回傳給前端頁面。

3.4 Service層

在接到REST層的數(shù)據(jù)請求后，Service層中的方法會根據(jù)業(yè)務(wù)邏輯和所給參數(shù)調(diào)用Dao層中的接口，對MySQL數(shù)據(jù)庫中的庫表進(jìn)行增刪改查操作。得到返回值后，相應(yīng)的服務(wù)方法會對數(shù)據(jù)進(jìn)行排序、拼裝、格式轉(zhuǎn)換等處理，最終將結(jié)果返回給REST層，完成一次調(diào)用。

3.5 Dao層

Dao實際上是數(shù)據(jù)訪問對象的英文簡稱，設(shè)計此層的目的是封裝對數(shù)據(jù)庫的訪問操作，從而與具體的業(yè)務(wù)邏輯區(qū)分開。本文使用MyBatis工具包將MySQL數(shù)據(jù)庫抽象封裝為可供Spring框架調(diào)用的類和方法，并將驅(qū)動、連接、關(guān)閉和操作數(shù)據(jù)庫的SQL代碼改造為可替換參數(shù)的動態(tài)語句，從而提高訪問效率、降低訪問錯誤。

4 各界面簡述

4.1 登錄界面

登錄界面采用響應(yīng)式布局，包含用戶名、密碼和驗證碼的輸入文本框，注冊和登錄按鈕，以及可供勾選的記住密碼選項框。

4.2 表單申請與審批界面

該界面包含事假、項目經(jīng)費、差旅報銷等常用的十三項申請表單，以及一項自定義表單。在頁面中部采用組件列表的形式展示已申請表單的審批進(jìn)度。對于相關(guān)審批人員，接到表單后，會在頁面右上角進(jìn)行表單數(shù)量提示。

4.3 成績錄入與審批

該界面主要提供下轄學(xué)生的詳細(xì)列表，并可按專業(yè)、班級、科目等類別進(jìn)行統(tǒng)計展示，以及學(xué)生成績的線上和Excel模板上傳兩種錄入方式。頁面下側(cè)對教學(xué)秘書和院系領(lǐng)導(dǎo)提供成績修改與確認(rèn)按鈕。

4.4 工資條明細(xì)

該界面主要展示當(dāng)前教職工自入職以來的工資明細(xì)情況，并提供Excel文件下載。

4.5 教學(xué)資產(chǎn)登記與報修

該界面對后勤人員展示現(xiàn)有教學(xué)資產(chǎn)的明細(xì)情況，對已報修的資產(chǎn)，可進(jìn)一步展示修理進(jìn)度。對教師、輔導(dǎo)員、學(xué)生等提供報修選項，供其填寫報修資產(chǎn)的損壞情況。

5 結(jié)束語

本文研究設(shè)計的基于Spring框架的教學(xué)管理系統(tǒng)采用了當(dāng)前主流的前后端分離的設(shè)計方法，使用Spring框架集成Security、CAS、MyBatis等工具包實現(xiàn)單點登錄、數(shù)據(jù)庫操作、數(shù)據(jù)緩存等操作，從而完成能夠提供JSON數(shù)據(jù)服務(wù)的后端程序開發(fā)。對于前端頁面，本文采用流行的Vue3.0技術(shù)進(jìn)行開發(fā)，設(shè)計了五個主要頁面，從而實現(xiàn)登錄與退出、表單的申請與審批、成績錄入與審批、工資條明細(xì)展示、教學(xué)資產(chǎn)登記與報修等五個主要功能。

當(dāng)然，本系統(tǒng)在設(shè)計上仍然存在一定缺陷，在使用Python腳本進(jìn)行高并發(fā)訪問測試時發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)對大流量訪問的響應(yīng)仍不理想，前端界面相對于主流OA系統(tǒng)也稍顯簡陋。但根據(jù)目前的調(diào)研結(jié)果，在本系統(tǒng)的基礎(chǔ)上進(jìn)行界面和高并發(fā)性能上的優(yōu)化，并根據(jù)用戶體驗做進(jìn)一步調(diào)整后，相信能夠取得更大的應(yīng)用價值。

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【通聯(lián)編輯：李雅琪】