基于‘走班排课系统’的在线教学平台设计与实现——以绵阳为例

2026-01-18 23:36

随着信息技术的迅猛发展，在线教育逐渐成为传统教育的重要补充。尤其是在疫情后，教育信息化的推进速度显著加快，许多学校开始采用“走班排课系统”来优化课程安排和教学管理。本文以“走班排课系统”为核心，结合绵阳地区教育资源分布特点，探讨其在在线教育环境下的实现方式，并提供相应的技术方案和代码示例。

1. 引言

“走班排课系统”是一种用于管理学生选课、教师授课以及课程资源分配的智能化系统。它通过算法优化排课流程，提高教学效率，降低管理成本。近年来，随着在线教育的兴起，该系统也逐步向在线化、云端化方向发展。绵阳作为四川省重要的教育城市，拥有众多中小学和高等院校，其教育信息化水平较高，具备良好的实施条件。

2. 走班排课系统的功能需求分析

走班排课系统的核心功能包括：课程管理、教师管理、学生管理、排课规则设置、冲突检测、自动排课、排课结果展示等。这些功能需要在在线环境中高效运行，确保数据的安全性、实时性和可扩展性。

在在线环境下，系统还需要支持多终端访问，包括PC端、移动端，以及与现有教务管理系统进行数据对接。此外，系统应具备良好的用户权限管理机制，确保不同角色（如管理员、教师、学生）能够按照各自权限操作。

3. 技术架构设计

为了满足上述功能需求，本系统采用前后端分离的架构，前端使用React框架构建响应式界面，后端采用Spring Boot框架开发RESTful API，数据库选用MySQL，同时引入Redis缓存提升性能。

系统整体架构如下：

排课系统

前端：React + Ant Design + Axios

后端：Spring Boot + Spring Security + MyBatis Plus

数据库：MySQL + Redis

部署环境：Docker + Nginx + Jenkins CI/CD

4. 在线排课系统的实现

在在线教育背景下，“走班排课系统”需要具备远程访问能力，允许教师和学生通过浏览器或移动应用完成课程选择和查看排课结果。以下为部分核心代码示例。

4.1 数据库表结构设计

以下是排课系统中涉及的主要数据库表结构：


-- 课程表
CREATE TABLE course (
    id BIGINT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
    name VARCHAR(255) NOT NULL,
    teacher_id BIGINT,
    start_time DATETIME,
    end_time DATETIME,
    classroom VARCHAR(255),
    FOREIGN KEY (teacher_id) REFERENCES teacher(id)
);

-- 教师表
CREATE TABLE teacher (
    id BIGINT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
    name VARCHAR(255) NOT NULL,
    subject VARCHAR(255)
);

-- 学生表
CREATE TABLE student (
    id BIGINT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
    name VARCHAR(255) NOT NULL,
    class VARCHAR(255)
);

-- 选课记录表
CREATE TABLE enrollment (
    id BIGINT PRIMARY KEY AUTO_INCREMENT,
    student_id BIGINT,
    course_id BIGINT,
    FOREIGN KEY (student_id) REFERENCES student(id),
    FOREIGN KEY (course_id) REFERENCES course(id)
);

4.2 排课逻辑实现

排课算法是系统的核心部分，通常采用贪心算法或遗传算法进行优化。以下是一个简单的排课逻辑示例，使用Java语言实现。


public class ScheduleService {
    public List scheduleCourses(List courses, List classrooms) {
        List scheduled = new ArrayList<>();
        for (Course course : courses) {
            for (Classroom classroom : classrooms) {
                if (isAvailable(course, classroom)) {
                    course.setClassroom(classroom.getName());
                    scheduled.add(course);
                    break;
                }
            }
        }
        return scheduled;
    }

    private boolean isAvailable(Course course, Classroom classroom) {
        // 检查时间是否冲突
        return !hasConflict(course, classroom);
    }

    private boolean hasConflict(Course course, Classroom classroom) {
        // 实现时间冲突检测逻辑
        return false; // 示例逻辑
    }
}

4.3 前端页面实现

前端使用React框架实现排课界面，以下为一个简单的组件代码示例：


import React, { useState, useEffect } from 'react';
import axios from 'axios';

function SchedulePage() {
    const [courses, setCourses] = useState([]);

    useEffect(() => {
        axios.get('/api/courses')
            .then(response => setCourses(response.data))
            .catch(error => console.error(error));
    }, []);

    return (
        
            课程排课
            
                {courses.map(course => (
                    
                        {course.name} - {course.classroom}
                    
                ))}
            
        
    );
}

export default SchedulePage;

5. 系统部署与优化

系统采用Docker容器化部署，便于快速扩展和维护。同时，利用Nginx进行负载均衡，提升系统稳定性。Jenkins用于自动化构建和部署，提高开发效率。

为了进一步提升用户体验，系统还引入了Redis缓存，减少数据库查询压力。例如，将热门课程信息缓存到Redis中，避免频繁访问数据库。

6. 在线教育中的实践案例——以绵阳为例

绵阳市某中学在2023年引入了“走班排课系统”，并将其与在线教学平台集成。该系统实现了以下功能：

学生在线选课，无需线下排队；

教师在线发布课程信息；

系统自动检测并解决课程冲突；

排课结果实时同步至学生和教师端。

走班排课系统