Bối cảnh và vấn đề nghiên cứu

Trong xu thế phát triển của công nghệ thông tin và mạng Internet toàn cầu, việc ứng dụng các giải pháp kỹ thuật số vào công tác quản trị trường học đóng vai trò quan trọng trong việc chuẩn hóa quy trình làm việc. Tại nhiều cơ sở giáo dục đại học, công tác quản lý thông tin của giảng viên, sinh viên và hoạt động chủ nhiệm phần lớn vẫn được thực hiện theo phương thức thủ công trên hồ sơ giấy tờ. Thực trạng này dẫn đến tình trạng thiếu tính nhất quán trong quản lý, gây nguy cơ thất thoát dữ liệu, sai lệch thông tin và tốn kém thời gian tra cứu. Nhằm khắc phục những hạn chế đó và nâng cao tính chuyên nghiệp trong quản trị môi trường giáo dục 4.0, đề tài "Xây dựng Website quản lý công tác giáo viên chủ nhiệm" đã được thực hiện tại Viện Kỹ thuật Công nghệ – Trường Đại học Thủ Dầu Một (tháng 11/2020).

Mục tiêu nghiên cứu và triển khai của đề tài bao gồm 4 nhiệm vụ cụ thể:

  1. Phân tích bài toán quản lý hệ thống quản lý công tác giáo viên chủ nhiệm.
  2. Tìm hiểu cơ sở lý thuyết của quản trị cơ sở dữ liệu Microsoft SQL Server 2012 và ngôn ngữ C# ASP.NET.
  3. Phân tích và thiết kế cơ sở dữ liệu, xây dựng các biểu đồ use-case và biểu đồ tuần tự phục vụ hệ thống.
  4. Xây dựng và hoàn thiện website quản lý công tác giáo viên chủ nhiệm.

Về giới hạn và phạm vi nghiên cứu, đề tài được xây dựng bước đầu nhằm áp dụng cho việc quản lý hệ thống công tác của giáo viên chủ nhiệm trong phạm vi nội bộ, làm nền tảng để tiếp tục phát triển, ứng dụng thực tế cho toàn bộ trường học. Về mặt kỹ thuật, phạm vi công nghệ giới hạn trong việc sử dụng ngôn ngữ C#, nền tảng ASP.NET MVC Framework kết hợp Entity Framework, môi trường phát triển Visual Studio 2017 và hệ quản trị cơ sở dữ liệu SQL Server (2012/2014) cùng MySQL.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp

Đề tài sử dụng khung lý thuyết và các công nghệ nền tảng sau:

  • Nền tảng ASP.NET MVC: Kỹ thuật lập trình và phát triển ứng dụng web phía máy chủ (Server-side) của Microsoft dựa trên mô hình kiến trúc ba thành phần Model – View – Controller. Kiến trúc này hỗ trợ phân tách rõ ràng giữa logic giao diện người dùng (View), logic nhập liệu/điều hướng (Controller) và logic nghiệp vụ/dữ liệu (Model), cho phép kiểm thử hướng kiểm thử (Test-Driven Development - TDD), hỗ trợ mô hình Front Controller, Dependency Injection (DI) và Inversion of Control (IoC), cùng cơ chế Razor View Engine và hệ thống định tuyến (routing) tối ưu hóa URL theo chuẩn REST.
  • Entity Framework (EF): Framework ánh xạ quan hệ đối tượng (Object-Relational Mapping - ORM) dành cho ADO.NET, đóng vai trò trung gian tại tầng truy cập dữ liệu (Data Access Layer) kết nối giữa cơ sở dữ liệu quan hệ và các tầng nghiệp vụ/giao diện trong dự án web.
  • Hệ quản trị cơ sở dữ liệu quan hệ và ngôn ngữ SQL: Sử dụng ngôn ngữ truy vấn có cấu trúc (SQL) với hai nhóm lệnh chính là DDL (Data Definition Language gồm CREATE, ALTER, DROP) và DML (Data Manipulation Language gồm SELECT, INSERT, UPDATE, DELETE) trên các hệ quản trị SQL Server/MySQL.
  • Phương pháp phân tích thiết kế hướng đối tượng (OOAD) và UML: Sử dụng Ngôn ngữ mô hình hóa thống nhất (Unified Modeling Language - UML) để trực quan hóa cấu trúc tĩnh và hành vi động của hệ thống thông qua biểu đồ use-case, biểu đồ lớp (class diagram) và biểu đồ tuần tự (sequence diagram).

Phương pháp nghiên cứu thực tế được tác giả áp dụng gồm có:

  • Phương pháp đọc và nghiên cứu tài liệu kỹ thuật, quy trình quản lý công tác giáo viên chủ nhiệm.
  • Phương pháp phân tích mẫu và triển khai thực nghiệm phần mềm.

Nguồn dữ liệu khảo sát được thu thập từ việc tham khảo thực tế hệ thống quản lý sinh viên, giảng viên và lịch công tác hiện hành của một số trường học qua Internet, kết hợp nghiên cứu các website quản trị nhân sự, công văn và yêu cầu nghiệp vụ trực tiếp tại Bộ môn Đồ án chuyên ngành thuộc Viện Kỹ thuật Công nghệ – Trường Đại học Thủ Dầu Một.

Thiết kế và triển khai

Hệ thống được thiết kế theo mô hình kiến trúc MVC phân tách rõ ràng các tầng xử lý, sử dụng Entity Framework làm cầu nối ánh xạ dữ liệu quan hệ.

Yêu cầu hệ thống sau khảo sát

Dựa trên khảo sát thực tế, tác giả đã tổng hợp các yêu cầu hệ thống bao gồm yêu cầu chức năng và yêu cầu phi chức năng:

Nhóm yêu cầu Hạng mục / Module Mô tả chi tiết nội dung nghiệp vụ
Yêu cầu chức năng nghiệp vụ Module lịch công tác Hiển thị đầy đủ thông tin chi tiết: Tên lịch công tác, giáo viên phụ trách, tình trạng thực hiện, loại lịch công tác, loại công việc, thời gian thực hiện, nội dung công việc và văn bản đính kèm.
Module đăng ký / cấp tài khoản Phòng Công tác sinh viên sử dụng tài khoản quản trị viên để tạo tài khoản, phân quyền tương ứng và bàn giao cho giáo viên nội bộ.
Module đăng nhập Xác thực tài khoản người dùng theo quyền hạn để truy cập vào hệ thống.
Module tìm kiếm Tìm kiếm nhanh thông tin dựa trên từ khóa gần đúng, trả về danh sách kết quả phù hợp.
Module thống kê báo cáo Tổng hợp các báo cáo của giáo viên chủ nhiệm theo từng tháng (tên giáo viên, ngày báo cáo, văn bản đính kèm).
Yêu cầu chức năng hệ thống Quản lý hệ thống Quản lý thông tin tài khoản, thêm tài khoản mới và phân quyền sử dụng.
Quản lý lịch & công việc Quản trị danh mục lịch công tác và danh sách công việc.
Quản lý đào tạo & nhân sự Quản lý phân quyền, hồ sơ giáo viên, danh sách sinh viên, danh sách lớp học và danh sách khoa.
Yêu cầu phi chức năng Giao diện Trực quan, thân thiện, dễ sử dụng cho mọi đối tượng người dùng.
Hiệu năng Tốc độ xử lý dữ liệu nhanh chóng, chính xác.
An toàn & Bảo mật Đảm bảo tính bảo mật và mức độ an toàn dữ liệu cao.
Khả năng tương thích Hoạt động tương thích với đa số các trình duyệt web phổ biến hiện hành.

Phân tích thiết kế hệ thống bằng UML

Hệ thống xác định hai tác nhân chính:

  • Quản trị viên (Admin): Đăng nhập vào hệ thống để thực hiện các chức năng quản lý lịch công tác, quản lý loại lịch công tác, quản lý lớp học, quản lý giáo viên, quản lý công việc, quản lý menu, quản lý khoa, quản lý sinh viên và quản lý người dùng.
  • Người dùng (Giáo viên): Đăng nhập, xem danh sách giáo viên theo khoa, xem danh sách sinh viên theo từng lớp học, tạo báo cáo tháng và thực hiện ghi chú công việc/sự kiện trên lịch.

Cấu trúc biểu đồ lớp tổng quát của hệ thống bao gồm 9 lớp thực thể chính:

STT Tên thực thể (Class) Mô tả trách nhiệm nghiệp vụ
1 Science Quản lý các thuộc tính và phương thức liên quan đến nghiệp vụ quản lý khoa.
2 Class Quản lý các thuộc tính và phương thức liên quan đến nghiệp vụ quản lý lớp học.
3 Teacher Quản lý các thuộc tính và phương thức liên quan đến nghiệp vụ quản lý giáo viên.
4 Student Quản lý các thuộc tính và phương thức liên quan đến nghiệp vụ quản lý sinh viên.
5 CalendarWorking Quản lý các thuộc tính và phương thức liên quan đến lịch công tác của giáo viên.
6 Work Quản lý các thuộc tính và phương thức liên quan đến danh mục công việc.
7 TypeCalendar Quản lý các thuộc tính và phương thức liên quan đến loại lịch công tác.
8 Menu Quản lý các thuộc tính và phương thức liên quan đến cấu trúc điều hướng menu.
9 User Quản lý các thuộc tính và phương thức liên quan đến tài khoản người dùng và phân quyền.

Hệ thống xây dựng 10 biểu đồ tuần tự chi tiết mô hình hóa sự tương tác giữa giao diện người dùng, bộ điều khiển (Controller), mô hình dữ liệu (Model) và cơ sở dữ liệu:

  1. Biểu đồ tuần tự chức năng Đăng nhập.
  2. Biểu đồ tuần tự chức năng Quản lý lịch công tác.
  3. Biểu đồ tuần tự chức năng Quản lý lớp học.
  4. Biểu đồ tuần tự chức năng Thêm mới menu.
  5. Biểu đồ tuần tự chức năng Quản lý khoa (Thêm mới khoa).
  6. Biểu đồ tuần tự chức năng Quản lý sinh viên.
  7. Biểu đồ tuần tự chức năng Quản lý giáo viên.
  8. Biểu đồ tuần tự chức năng Quản lý loại lịch công tác.
  9. Biểu đồ tuần tự chức năng Quản lý người dùng.
  10. Biểu đồ tuần tự chức năng Quản lý công việc.

Thiết kế cơ sở dữ liệu

Cơ sở dữ liệu của hệ thống được chuẩn hóa thành các bảng quan hệ. Cấu trúc của hai bảng dữ liệu đại diện được định nghĩa chi tiết gồm:

Bảng Science (Quản lý Khoa):

  • ID (Kiểu: int, Ràng buộc: Khóa chính - Not null): Định danh duy nhất cho khoa.
  • NAME (Kiểu: Text, Ràng buộc: Not null): Tên khoa.
  • ADDRESS (Kiểu: Text, Ràng buộc: Not null): Địa chỉ khoa.
  • DESCRIPTION (Kiểu: Text, Ràng buộc: Not null): Mô tả chi tiết về khoa.
  • FOUNDING (Kiểu: Datetime, Ràng buộc: Not null): Ngày thành lập khoa.
  • CREATEDDATE (Kiểu: Datetime, Ràng buộc: Not null): Thời điểm tạo bản ghi.
  • MODIFIEDDATE (Kiểu: Datetime, Ràng buộc: Not null): Thời điểm chỉnh sửa bản ghi gần nhất.

Bảng CalendarWorking (Quản lý Lịch công tác giáo viên):

  • ID (Kiểu: Int, Ràng buộc: Khóa chính, tự động tăng - Not null): Định danh lịch công tác.
  • NAME_CALENDARWORKING (Kiểu: Text, Ràng buộc: Not null): Tên lịch công tác/giảng viên thực hiện.
  • DESCRIPTION (Kiểu: Text, Ràng buộc: Not null): Nội dung mô tả công việc.
  • DATESTART (Kiểu: Datetime, Ràng buộc: Not null): Thời gian bắt đầu.
  • DATEEND (Kiểu: Datetime, Ràng buộc: Not null): Thời gian kết thúc.
  • ADDRESS (Kiểu: Text, Ràng buộc: Not null): Địa điểm thực hiện.
  • TEACHERID (Kiểu: Int, Ràng buộc: Khóa ngoại - Not null): Mã định danh giáo viên phụ trách.
  • WORKID (Kiểu: Int, Ràng buộc: Khóa ngoại - Not null): Mã định danh công việc.
  • TYPECALENDARID (Kiểu: Int, Ràng buộc: Khóa ngoại - Not null): Mã loại lịch công tác.
  • CREATED_AT (Kiểu: Datetime, Ràng buộc: Not null): Thời gian tạo bản ghi.
  • UPDATE_AT (Kiểu: Datetime, Ràng buộc: Not null): Thời gian cập nhật bản ghi.
  • FILES (Kiểu: Text, Ràng buộc: Not null): Đường dẫn lưu trữ văn bản đính kèm.

Nội dung chính theo từng chương

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI

Chương 1 trình bày tính cấp thiết của việc hiện đại hóa quy trình quản lý thông tin trong nhà trường, nêu rõ các nhược điểm của phương thức quản lý thủ công truyền thống. Tác giả xác định 4 mục tiêu nghiên cứu cụ thể, vạch rõ phạm vi ứng dụng ban đầu tại môi trường đại học và các công nghệ cốt lõi được lựa chọn (.NET MVC, Entity Framework, C#, SQL Server 2012/2014, Visual Studio 2017). Chương này cũng liệt kê 10 nội dung thực hiện tuần tự từ khảo sát, phân tích, thiết kế CSDL, lập trình module, kiểm thử đến triển khai thực nghiệm trên Internet dựa trên hai phương pháp nghiên cứu tài liệu và thực nghiệm.

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT

Chương 2 cung cấp nền tảng kiến thức chuyên môn về công nghệ phát triển web. Tác giả phân tích cơ chế thực thi mã lệnh phía máy chủ của ASP.NET, nguyên lý hoạt động của kiến trúc MVC thông qua việc phân định trách nhiệm giữa ba tầng Model, View, Controller và các ưu điểm trong việc hỗ trợ phát triển theo hướng kiểm thử (TDD), sử dụng Front Controller, Razor View Engine và hỗ trợ DI/IoC. Tiếp đó, chương phân tích framework ánh xạ quan hệ đối tượng Entity Framework, làm rõ vị trí thực tế của EF trong mô hình 3 tầng (Data Access Layer, Business Layer, Presentation Layer) và mô hình Data Model. Cuối cùng, chương giới thiệu tổng quan về hệ quản trị cơ sở dữ liệu MySQL/SQL Server và phân loại các câu lệnh SQL tiêu chuẩn thành hai nhóm DDL và DML.

CHƯƠNG 3: NỘI DUNG THỰC HIỆN

Chương 3 là phần trọng tâm trình bày toàn bộ quá trình khảo sát và phát triển hệ thống. Bắt đầu từ việc khảo sát yêu cầu khách hàng và phân loại yêu cầu chức năng, phi chức năng; phân tích hệ thống hướng đối tượng thông qua hệ thống biểu đồ UML hoàn chỉnh (biểu đồ use-case tổng quát và chi tiết cho từng tác nhân, biểu đồ lớp tổng quát với 9 thực thể, 10 biểu đồ tuần tự cho các luồng nghiệp vụ). Phần thiết kế cơ sở dữ liệu chi tiết hóa các bảng quan hệ với đầy đủ kiểu dữ liệu và ràng buộc khóa. Phần đặc tả giao diện trực quan hóa 18 màn hình chức năng bao gồm: Trang chủ, Chi tiết lịch công tác giáo viên (các cấp độ hiển thị 2a, 2b, 2c), Đăng nhập, Ghi chú công việc, Danh sách giáo viên theo khoa, Danh sách sinh viên theo lớp, Tạo báo cáo tháng cho giáo viên, Thống kê báo cáo tháng, Quản lý lịch công tác, Quản lý sinh viên, Quản lý giáo viên, Quản lý lớp học, Quản lý khoa, Quản lý menu và Quản lý công việc.

CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN

Chương 4 tổng kết các kết quả đạt được sau quá trình phân tích, thiết kế và xây dựng website quản lý công tác giáo viên chủ nhiệm. Đồng thời, chương chỉ ra các mặt hạn chế còn tồn tại của hệ thống và đề xuất các hướng phát triển, mở rộng tính năng để phục vụ ứng dụng thực tiễn trong công tác quản trị trường học.

Kết quả và đóng góp

Kết quả kỹ thuật đạt được

  • Hoàn thành đầy đủ bộ tài liệu phân tích thiết kế hệ thống theo chuẩn UML, bao gồm 10 biểu đồ use-case, 1 biểu đồ lớp tổng quát với 9 thực thể quản lý và 10 biểu đồ tuần tự mô tả chi tiết các luồng tương tác.
  • Thiết kế và chuẩn hóa hệ thống cơ sở dữ liệu quan hệ hoàn chỉnh phục vụ việc lưu trữ thông tin khoa, lớp học, giáo viên, sinh viên, lịch công tác, phân loại lịch và báo cáo tháng.
  • Xây dựng hoàn chỉnh giao diện và mã nguồn cho 14 module chức năng chính với 18 màn hình giao diện từ trang hiển thị công khai đến hệ thống quản trị chuyên sâu.
  • Phân quyền vận hành hệ thống rõ ràng giữa Quản trị viên (Admin) và Người dùng (Giáo viên chủ nhiệm), cho phép tạo báo cáo tháng trực tuyến và thống kê báo cáo theo từng chu kỳ.

Đóng góp thực tiễn

  • Thay thế phương thức quản lý công tác giáo viên chủ nhiệm trên văn bản giấy tờ truyền thống bằng giải pháp web trực tuyến, giảm thiểu tối đa tình trạng thất thoát hoặc sai lệch dữ liệu.
  • Chuẩn hóa quy trình gửi, nhận và tổng hợp báo cáo tháng của giáo viên chủ nhiệm, giúp bộ phận quản lý theo dõi lịch công tác và công việc của giảng viên một cách nhanh chóng, minh bạch.

Hạn chế và hướng nghiên cứu tiếp

  • Hạn chế: Hệ thống bước đầu được triển khai ở mức độ đề tài đồ án chuyên ngành áp dụng thử nghiệm cho việc quản lý công tác giáo viên chủ nhiệm; một số chức năng và phạm vi cơ sở dữ liệu cần được kiểm nghiệm kỹ lưỡng hơn trên môi trường thực tế quy mô lớn.
  • Hướng phát triển tiếp theo: Tiếp tục hoàn thiện các chức năng nghiệp vụ, phát triển mở rộng hệ thống để có thể tích hợp và ứng dụng thực tế cho toàn bộ các quy trình quản lý khác của nhà trường trên môi trường mạng Internet.

Giá trị tham khảo

Tài liệu đồ án là nguồn tài liệu tham khảo hữu ích cho sinh viên các ngành Công nghệ thông tin, Kỹ thuật phần mềm và Hệ thống thông tin trong việc:

  • Tham khảo quy trình phân tích và thiết kế hệ thống hướng đối tượng (OOAD) sử dụng UML hoàn chỉnh cho một bài toán quản trị giáo dục.
  • Học tập phương pháp xây dựng ứng dụng web sử dụng ngôn ngữ C#, kiến trúc ASP.NET MVC kết hợp Entity Framework và hệ quản trị cơ sở dữ liệu SQL Server.
  • Nắm bắt cấu trúc thiết kế cơ sở dữ liệu quan hệ và cách thức đặc tả ca sử dụng (use-case specification), kịch bản dòng sự kiện (luồng chính, luồng rẽ nhánh) cho các chức năng quản trị.

Câu hỏi thường gặp

1. Đồ án sử dụng những công nghệ và công cụ phát triển nào?
Hệ thống được phát triển bằng ngôn ngữ C# trên nền tảng ASP.NET MVC Framework và Entity Framework, sử dụng môi trường phát triển Visual Studio 2017 cùng hệ quản trị cơ sở dữ liệu Microsoft SQL Server (2012/2014) và MySQL.

2. Hệ thống phân chia người dùng thành những tác nhân nào và quyền hạn ra sao?
Hệ thống xác định 2 nhóm tác nhân chính:

  • Admin: Quản lý toàn diện hệ thống gồm lịch công tác, loại lịch công tác, lớp học, giáo viên, sinh viên, khoa, menu, công việc và phân quyền tài khoản người dùng.
  • Người dùng (Giáo viên): Đăng nhập, xem danh sách giáo viên theo khoa, xem danh sách sinh viên theo lớp, thực hiện ghi chú công việc/sự kiện và tạo báo cáo tháng gửi lên hệ thống.

3. Cơ sở dữ liệu của hệ thống quản lý những thực thể cốt lõi nào?
Biểu đồ lớp tổng quát của đồ án định nghĩa 9 lớp thực thể chính gồm: Science (Khoa), Class (Lớp học), Teacher (Giáo viên), Student (Sinh viên), CalendarWorking (Lịch công tác), Work (Công việc), TypeCalendar (Loại lịch công tác), Menu (Danh mục menu) và User (Tài khoản người dùng).

4. Bảng dữ liệu CalendarWorking lưu trữ những thông tin chi tiết nào?
Bảng CalendarWorking bao gồm các trường: ID (khóa chính tự tăng), NAME_CALENDARWORKING (tên lịch công tác/giảng viên), DESCRIPTION (mô tả), DATESTART (ngày bắt đầu), DATEEND (ngày kết thúc), ADDRESS (địa chỉ), TEACHERID (khóa ngoại giáo viên), WORKID (khóa ngoại công việc), TYPECALENDARID (khóa ngoại loại lịch), CREATED_AT (ngày tạo), UPDATE_AT (ngày cập nhật) và FILES (văn bản đính kèm).

5. Vì sao tác giả lựa chọn mô hình ASP.NET MVC thay vì Web Forms truyền thống?
Theo phân tích trong cơ sở lý thuyết, mô hình ASP.NET MVC giúp phân tách rõ ràng ba thành phần Model, View, Controller; kiểm soát hoàn toàn mã HTML; không phụ thuộc vào ViewState hay server-based form; hỗ trợ tốt cho phát triển hướng kiểm thử (TDD); và tích hợp tốt các cơ chế mở rộng như Dependency Injection và Inversion of Control.

Kết luận

Báo cáo đồ án chuyên ngành "Xây dựng Website quản lý công tác giáo viên chủ nhiệm" của sinh viên Phan Thị Phượng (Trường Đại học Thủ Dầu Một) đã giải quyết trọn vẹn bài toán số hóa quy trình quản lý thông tin giảng viên, sinh viên và lịch công tác trong môi trường đại học. Tác giả đã hoàn thành việc khảo sát yêu cầu, mô hình hóa hệ thống bằng ngôn ngữ UML, thiết kế cơ sở dữ liệu quan hệ và xây dựng ứng dụng web hoàn chỉnh trên nền tảng C# ASP.NET MVC kết hợp Entity Framework. Công trình là tài liệu tham khảo có giá trị cao về mặt phân tích thiết kế và kỹ thuật triển khai ứng dụng quản lý cho sinh viên khối ngành kỹ thuật phần mềm và công nghệ thông tin.