【计算机毕设/任务书-免费领取源码】基于微信小程序的学生选课系统的设计与实现

一、研究目的

随着高校教育改革的不断深化和学分制的全面推行，传统的学生选课方式面临着选课流程繁琐、信息不对称、资源分配不均、系统响应缓慢等问题。特别是在移动互联网时代，学生对便捷、高效的选课服务需求日益增长。构建一个基于微信小程序的学生选课系统，能够实现课程信息的实时获取、在线选课的便捷操作、智能化的课程推荐、个性化的学习规划，对于优化教学资源配置、提高选课效率、促进个性化人才培养具有重要意义。

本课题旨在设计并实现一个基于微信小程序前端和SSM框架后端的学生选课系统，通过移动互联网技术实现课程查询、在线选课、课表管理、成绩查询、教学评价、学习分析等功能。系统支持学生、教师、教务管理员等多角色协同工作，打造一个高效、智能、便捷的移动选课平台，促进高校教学管理的信息化转型。

二、研究要求

a. 需求分析

1. 业务需求分析

当前高校学生选课面临以下挑战：选课系统访问受限，只能在特定时间和地点操作；课程信息不全面，学生难以做出科学选择；选课冲突检测不智能，容易出现时间冲突和学分超限；个性化推荐缺失，学生难以发现符合兴趣的课程；选课结果反馈不及时，学生难以及时调整选课计划。移动化、智能化的选课系统能够解决这些问题，实现选课服务的个性化、智能化和便捷化。

2. 用户角色分析

系统需要支持三类用户角色：

• 学生：需要课程查询、在线选课、课表查看、成绩查询、教学评价、学习分析等功能

• 教师：需要课程发布、学生管理、成绩录入、教学评价查看、课表管理等功能

• 教务管理员：需要课程管理、选课控制、数据统计、系统设置、权限管理等功能

3. 非功能性需求

• 高性能：支持选课高峰期高并发访问，系统响应时间不超过2秒

• 实时性：课程容量、选课状态、课表信息需实时更新

• 安全性：学生成绩信息、选课记录、个人隐私必须严格保护

• 易用性：界面简洁直观，操作简单，符合移动端使用习惯

• 可靠性：系统需保证选课期间稳定运行，选课、退选等关键业务不能中断

• 智能性：支持基于学生画像的智能课程推荐

b. 系统功能设计

系统共设计10个功能模块，每个模块包含5-7个具体功能点：

1. 用户中心模块

• 微信授权登录（学号/工号绑定、统一身份认证）

• 个人资料管理（基本信息、专业信息、联系方式、头像设置）

• 身份认证管理（学生身份认证、教师资质认证、管理员认证）

• 消息通知中心（选课通知、课程变更、成绩发布、系统公告）

• 账户安全管理（密码管理、登录记录、设备管理）

• 个人空间管理（我的课表、我的成绩、我的收藏、我的设置）

• 权限分级管理（学生权限、教师权限、管理员权限）

2. 课程管理模块

• 课程信息管理（课程代码、课程名称、学分、学时、课程性质）

• 课程分类管理（必修课、选修课、通识课、专业核心课、实践课）

• 课程详情展示（课程简介、教学大纲、考核方式、参考教材）

• 课程状态管理（开放选课、选课中、已满额、已关闭、已停开）

• 课程查询检索（按课程名称查询、按教师查询、按时间查询、按学分查询）

• 课程评价管理（学生评价、教师评价、课程评分、改进建议）

• 课程统计分析（选课人数统计、课程评价统计、教学效果统计）

3. 在线选课模块

• 选课入口（选课开始、选课进行中、选课结束、补退选）

• 选课操作（添加课程、移出课程、课程替换、批量选课）

• 冲突检测（时间冲突检测、先修课程检测、学分超限检测）

• 容量控制（课程容量实时更新、候补队列、自动补位）

• 选课状态（待确认、已选课、待审核、已确认、已退选）

• 选课记录（选课时间、选课IP、操作日志、历史记录）

• 选课统计（选课人数统计、选课成功率统计、热门课程统计）

4. 课表管理模块

• 课表生成（自动生成课表、手动调整课表、冲突检测）

• 课表展示（日视图、周视图、月视图、列表视图）

• 课表查询（个人课表、班级课表、教师课表、教室课表）

• 课表调整（课程调整申请、调课审批、调课通知、调课记录）

• 课表统计（课程分布统计、时间利用统计、教室使用统计）

• 课表提醒（上课提醒、调课提醒、考试提醒、课程变更提醒）

• 课表导出（图片导出、PDF导出、日历同步、打印输出）

5. 智能推荐模块

• 学生画像构建（基本信息、学业成绩、兴趣爱好、选课历史）

• 推荐算法库（协同过滤推荐、内容推荐、混合推荐、深度学习推荐）

• 推荐策略（基于兴趣推荐、基于成绩推荐、基于就业推荐、基于考研推荐）

• 推荐场景（首页推荐、搜索推荐、选课推荐、个性化推荐）

• 推荐反馈（喜欢/不喜反馈、点击行为、选课行为、评价反馈）

• 推荐优化（A/B测试优化、算法参数调优、特征工程优化）

• 推荐解释（推荐理由生成、课程关联分析、个性化学习路径）

6. 成绩管理模块

• 成绩录入（平时成绩、作业成绩、实验成绩、考试成绩、总评成绩）

• 成绩查询（个人成绩查询、班级成绩查询、课程成绩查询、学期成绩查询）

• 成绩分析（成绩分布分析、成绩趋势分析、成绩对比分析、成绩预警分析）

• 成绩统计（平均分统计、及格率统计、优秀率统计、学分绩点统计）

• 成绩报告（个人成绩报告、班级成绩报告、课程分析报告、学业预警报告）

• 成绩修改（成绩修改申请、修改审核、修改记录、历史追溯）

• 成绩归档（成绩单生成、成绩档案管理、成绩证明开具）

7. 教学评价模块

• 评价指标体系（教学内容、教学方法、教学态度、教学效果）

• 评价方式（学生评价、同行评价、督导评价、自我评价）

• 评价管理（评价发布、评价收集、评价统计、评价分析）

• 评价反馈（评价结果反馈、改进建议反馈、优秀案例展示）

• 评价统计（参评率统计、平均分统计、各维度统计、趋势分析）

• 评价分析（评价结果分析、问题分析、改进效果分析、教学质量分析）

• 评价应用（评奖评优参考、职称评定参考、教学改进参考）

8. 学习分析模块

• 学业进度分析（学分完成情况、课程完成情况、毕业要求完成情况）

• 学习行为分析（选课行为、出勤行为、作业行为、考试行为）

• 学习效果分析（知识掌握情况、能力发展情况、综合素质发展）

• 学习预警（学业预警、成绩预警、出勤预警、毕业预警）

• 学习规划（学业规划制定、学习计划调整、个性化发展建议）

• 学习统计（学习时长统计、学习效率统计、学习质量统计）

• 学习报告（学业进展报告、学习分析报告、发展规划报告）

9. 数据分析模块

• 选课数据分析（选课人数、选课率、课程容量、选课偏好）

• 教学数据分析（教学质量、教学效果、教学满意度、教学改进）

• 学业数据分析（学业成绩、学业进展、学业预警、学业发展）

• 资源数据分析（教室利用率、教师工作量、课程开设、资源优化）

• 运营数据分析（系统使用率、用户满意度、问题处理率、改进效果）

• 数据可视化（选课看板、教学看板、学业看板、资源看板）

• 决策支持（课程设置建议、教学改进建议、资源优化建议、政策调整建议）

10. 系统管理模块

• 用户管理（用户信息管理、用户权限管理、用户状态管理）

• 课程管理（课程信息管理、课程状态管理、课程审核管理）

• 选课管理（选课规则设置、选课时间控制、选课数据管理）

• 数据管理（数据备份、数据恢复、数据清理、数据迁移）

• 日志管理（操作日志、系统日志、安全日志、业务日志）

• 系统配置（基础参数配置、业务规则配置、选课规则配置）

• 系统维护（版本更新、补丁管理、故障处理、性能优化）

c. 系统实现

1. 技术架构

• 前端技术：

• 微信小程序：WXML + WXSS + JavaScript + 小程序云开发

• 后台管理端：Vue.js 3 + Element Plus

• 后端技术：Spring 5 + Spring MVC 5 + MyBatis 3 + Java 8

• 数据库：MySQL 8.0（业务数据）+ Redis 7.0（缓存）+ MongoDB 6.0（日志数据）

• 服务器：Tomcat 9.0 + Nginx

• 开发工具：微信开发者工具 + IntelliJ IDEA + VS Code

• 其他技术：

• 微信模板消息

• 腾讯云COS（文件存储）

• 短信服务

• Spring Security + JWT

• ECharts（数据可视化）

• Elasticsearch（全文搜索）

• WebSocket（实时通知）

2. 系统特点

• 微信小程序无需下载，即用即走，选课便捷

• SSM框架成熟稳定，适合选课系统的业务复杂度

• 实时冲突检测，避免选课冲突

• 智能推荐算法，提供个性化选课建议

• 移动端管理，支持随时随地选课

• 多维度数据分析，支持教学管理决策

• 完善的权限控制，保障系统安全

3. 数据库设计

系统主要数据表设计：

• 用户表（user）：用户ID、学号/工号、微信openid、姓名、角色、状态

• 学生表（student）：学生ID、用户ID、专业、班级、入学年份、培养方案

• 教师表（teacher）：教师ID、用户ID、院系、职称、研究方向、授课资格

• 课程表（course）：课程ID、课程代码、课程名称、学分、学时、课程性质

• 选课表（course_selection）：选课ID、学生ID、课程ID、选课时间、选课状态

• 成绩表（grade）：成绩ID、学生ID、课程ID、成绩、成绩类型、录入时间

• 课表表（schedule）：课表ID、课程ID、上课时间、上课地点、授课教师

• 评价表（evaluation）：评价ID、学生ID、课程ID、评分、评价内容、评价时间

• 推荐表（recommendation）：推荐ID、学生ID、课程ID、推荐度、推荐理由

• 系统日志表（system_log）：日志ID、操作类型、操作内容、操作时间

• 配置表（config）：参数ID、参数名称、参数值、参数说明

d. 系统测试

1. 测试策略

• 功能测试：重点测试在线选课、课表管理、成绩查询、智能推荐等核心功能

• 性能测试：模拟选课高峰期高并发场景，测试系统响应时间

• 安全测试：测试用户权限控制、数据安全、系统安全

• 兼容性测试：测试不同手机型号、微信版本下的兼容性

• 用户体验测试：测试界面友好性、操作便捷性、流程合理性

• 算法测试：测试推荐算法的准确性和有效性

2. 测试方法

• 单元测试：使用JUnit对Service层和DAO层进行单元测试

• 集成测试：测试前后端接口调用和数据一致性

• 系统测试：模拟完整选课业务流程进行端到端测试

• 用户验收测试：邀请学生、教师、管理员参与测试

• 性能测试：使用JMeter模拟高并发场景测试

• 安全测试：进行SQL注入测试、XSS攻击测试、接口安全测试

3. 测试用例设计

• 用户登录测试（微信授权、身份验证、权限验证）

• 课程管理测试（课程查询、课程详情、课程分类、课程统计）

• 在线选课测试（选课操作、冲突检测、容量控制、选课记录）

• 课表管理测试（课表生成、课表展示、课表调整、课表导出）

• 智能推荐测试（推荐算法、推荐展示、推荐反馈、推荐优化）

• 成绩管理测试（成绩查询、成绩分析、成绩统计、成绩报告）

• 教学评价测试（评价指标、评价方式、评价统计、评价分析）

• 学习分析测试（学业进度、学习行为、学习预警、学习规划）

• 数据分析测试（选课分析、教学分析、学业分析、资源分析）

• 系统管理测试（用户管理、课程管理、选课管理、系统配置）

• 性能压力测试（高并发选课、实时课表更新、消息推送）

• 安全测试（数据加密、权限控制、防SQL注入、防XSS攻击）

三、总体进度和安排

周次	工作内容	主要成果
第1-2周	需求调研与分析	需求规格说明书、教学管理流程分析
第3-4周	系统架构与数据库设计	系统架构图、数据库设计文档
第5-6周	后端核心功能开发	用户管理、课程管理、选课管理API
第7-8周	微信小程序前端开发	小程序页面、组件、接口调用
第9-10周	后台管理端开发	Vue.js管理后台、数据可视化
第11周	系统集成与测试	测试报告、性能优化、用户体验优化
第12周	部署上线与论文撰写	部署文档、用户手册、毕业论文

四、推荐参考文献

1. 张明. 移动互联网时代的高校教学管理创新[M]. 北京：高等教育出版社, 2023.

2. 李华. 基于微信小程序的智慧校园应用研究[J]. 中国电化教育, 2023, 43(10): 156-159.

3. 王芳. SSM框架在教学管理系统中的应用实践[J]. 软件工程, 2023, 26(60): 123-126.

4. 刘洋. 个性化课程推荐算法研究[J]. 计算机科学, 2023, 50(34): 89-92.

5. 赵静. 高校选课系统优化研究[J]. 教育理论与实践, 2023, 43(28): 102-105.

6. 陈伟. 微信小程序在高校教学中的应用实践[J]. 软件导刊, 2023, 22(64): 112-115.

7. 孙丽. 学习分析技术在教育管理中的应用[J]. 现代教育技术, 2023, 33(18): 178-181.

8. 周涛. 高并发选课系统性能优化研究[J]. 计算机应用研究, 2023, 40(52): 67-70.

9. 吴刚. 高校教学数据可视化分析[J]. 数据分析与知识发现, 2023, 7(42): 78-81.

10. 郑强. 教学管理系统安全机制研究[J]. 计算机安全, 2023, 23(64): 134-137.