張軍 葉成景 葉玫

摘? 要：大數(shù)據(jù)時代，高效的信息管理有著迫切的現(xiàn)實需求。本文立足于各院校關(guān)心的學(xué)生管理信息，采用大數(shù)據(jù)技術(shù)采集及清洗各類數(shù)據(jù)，并通過設(shè)計各類規(guī)則庫自動運算，從班級、個人兩個維度的成績管理、考勤管理、獎懲管理三個類別的分析及可視化，設(shè)計實現(xiàn)了一種學(xué)生信息管理平臺。該平臺可提供學(xué)生學(xué)習(xí)情況、課堂考勤等的關(guān)鍵事件、異常行為的快速提取，自動分析，可視化呈現(xiàn)，便于院校進(jìn)行精準(zhǔn)的學(xué)生信息管理。

關(guān)鍵詞：大數(shù)據(jù)技術(shù);分析;信息管理;平臺

中圖分類號：TP311.52? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：2096-4706（2020）20-0006-04

Design and Implementation of Student Management Platform

Based on Big Data Analysis

ZHANG Jun，YE Chengjing，YE Mei

（Guangdong Polytechnic of Science and Technology，Zhuhai? 519090，China）

Abstract：In the era of big data，efficient information management has an urgent practical demand. Based on the studentsmanagement information concerned by colleges and universities，this paper adopts big data technology to collect and clean all kinds of data，and through designing various rule bases for automatic calculation，analyzing and visualizing the three categories of performance management，attendance management，and reward and punishment management in the two dimensions of class and individual，a student information management platform is designed and implemented. The platform can provide fast extraction，automatic analysis and visual presentation of key events and abnormal behaviors of studentslearning situation and class attendance，which is convenient for colleges and universities to carry out accurate student information management.

Keywords：big data technology;analysis;information management;platform

0? 引? 言

在大數(shù)據(jù)時代，作為現(xiàn)代學(xué)校管理工作中的重要組成部分——學(xué)生管理，通過建立基于大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用的學(xué)生管理分析平臺是必然趨勢，同時也是提升學(xué)生工作管理效率的重要途徑。

大數(shù)據(jù)應(yīng)用在學(xué)生管理方面的案例越來越多，很多院校已經(jīng)開展相應(yīng)的嘗試。例如2016年3月，南京理工大學(xué)的三百多名學(xué)生突然發(fā)現(xiàn)飯卡里多了十幾元到幾百元不等的錢[1]，這是學(xué)校對學(xué)生在學(xué)校食堂用餐消費情況進(jìn)行了數(shù)據(jù)分析和篩選，整個過程基于數(shù)據(jù)自動分析處理并在學(xué)生不知情的情況下進(jìn)行，既維護(hù)了學(xué)生的自尊心，又提高了篩選的準(zhǔn)確性，可以看出注重數(shù)據(jù)價值為優(yōu)化學(xué)生管理工作提供新的思路。與此同時，隨著高?！爸腔坌@”的加速建設(shè)，信息化平臺的日臻完善，各信息孤島逐一被打破，使得構(gòu)建基于“大數(shù)據(jù)”的高校學(xué)生管理分析系統(tǒng)成為了可能和必要。依托本平臺立項的2020年廣東省教學(xué)改革研究與實踐項目和廣東科學(xué)技術(shù)職業(yè)學(xué)院科研項目“基于大數(shù)據(jù)應(yīng)用的學(xué)生管理分析系統(tǒng)”等，采集在校生基本信息、成績、考勤等數(shù)據(jù)并統(tǒng)計分析，通過圖表形式實現(xiàn)可視化呈現(xiàn)。

1? 平臺設(shè)計

大數(shù)據(jù)的價值不僅體現(xiàn)在大規(guī)模的數(shù)據(jù)量，更重要的是數(shù)據(jù)分析[2]。目前院校各業(yè)務(wù)系統(tǒng)（教務(wù)、考勤等）在一定程度上實現(xiàn)了學(xué)生日常管理的科學(xué)化、規(guī)范化，但如何在龐大的學(xué)生數(shù)據(jù)中分析挖掘有價值的信息，實現(xiàn)在校學(xué)生學(xué)習(xí)情況、課堂考勤等的關(guān)鍵事件、異常行為的快速提取，自動分析，數(shù)據(jù)可視化呈現(xiàn)，是各院校學(xué)生工作管理普遍關(guān)注的問題[3]。本平臺從我校學(xué)生管理工作實際出發(fā)，運用大數(shù)據(jù)技術(shù)采集、清洗各類數(shù)據(jù)，通過設(shè)計各類規(guī)則庫自動運算，開發(fā)實現(xiàn)從班級、個人兩個維度的成績管理、考勤管理、獎懲管理三個類別的分析及可視化的學(xué)生信息管理平臺[4]。

1.1? 設(shè)計構(gòu)想

平臺與學(xué)校信息中心、學(xué)生處協(xié)同合作，依托信息中心大數(shù)據(jù)源，以學(xué)校學(xué)生管理任務(wù)為中心，以大數(shù)據(jù)應(yīng)用為技術(shù)鏈條，主要開展的工作有：（1）分散、獨立子系統(tǒng)數(shù)據(jù)的標(biāo)準(zhǔn)化。目前高職院校對學(xué)生的信息管理設(shè)計的部門較多，具體部門管理內(nèi)容也不同，主要包括對學(xué)生的學(xué)籍管理、基本信息管理、成績管理、貧困助學(xué)管理等十幾個方面，平臺擬采集學(xué)生成績信息（教務(wù)系統(tǒng)）、學(xué)生上課出勤信息（考勤系統(tǒng)）、學(xué)生飯?zhí)孟M信息和圖書借閱信息（一卡通系統(tǒng)），將以上不同平臺的各類數(shù)據(jù)格式通過ETL工具（kettle）抽取、轉(zhuǎn)化，裝載到MySQL數(shù)據(jù)庫中儲存與管理;（2）建立學(xué)生管理規(guī)則庫。本平臺設(shè)置學(xué)生貧困資助、獎學(xué)金評優(yōu)、學(xué)生紀(jì)律處分、成績預(yù)警等四個規(guī)則庫，規(guī)則的參數(shù)指標(biāo)量化的合理性一方面結(jié)合學(xué)校學(xué)生管理各項制度及方法，并分析規(guī)則庫之間的內(nèi)在聯(lián)系，通過相關(guān)算法優(yōu)化各指標(biāo)參數(shù)的比重，在保證規(guī)則公平性的前提下，又滿足個體差異性及彈性;（3）基于Hadoop主流大數(shù)據(jù)平臺，運用Python開發(fā)語言等大數(shù)據(jù)技術(shù)手段，以實現(xiàn)院校學(xué)生管理駕駛窗為目的，開發(fā)一套全自主智能數(shù)據(jù)采集、清洗、存儲、分析、可視化的學(xué)生管理分析平臺，助力學(xué)校智慧校園建設(shè)。平臺實現(xiàn)技術(shù)路線如圖1所示。

1.2? 總體結(jié)構(gòu)設(shè)計

隨著高校規(guī)模不斷擴(kuò)大，來自不同地區(qū)的學(xué)生數(shù)量也急劇增加，有關(guān)學(xué)生的各種信息量也成倍增長[5]，高校收錄的新生個人信息各不相同且數(shù)量龐大，如何有序的整理大量新生的個人信息，更好分配生源班級;如何了解學(xué)生未來的行為和成績，使學(xué)生管理人員能更輕松、無誤地完成各項工作。針對傳統(tǒng)學(xué)生管理工作實時性不強(qiáng)、信息化程度不高等弊端，構(gòu)建基于大數(shù)據(jù)技術(shù)的學(xué)生管理系統(tǒng)，符合學(xué)校智慧校園建設(shè)理念，亦是平臺設(shè)計的一個主要構(gòu)建思想。

學(xué)生信息管理平臺主要為學(xué)校學(xué)生處大量業(yè)務(wù)處理工作而開發(fā)的管理系統(tǒng)，主要用于學(xué)校學(xué)生管理，總體任務(wù)是實現(xiàn)學(xué)生關(guān)系的系統(tǒng)化、科學(xué)化、規(guī)范化和自動化，其主要任務(wù)是用信息化對學(xué)生進(jìn)行日常管理?？蓮膫€人、班級、TOP5、地區(qū)等方面來分析每位學(xué)生在校的表現(xiàn)情況，公開、公平、公正地實現(xiàn)學(xué)校評優(yōu)、助學(xué)、預(yù)警全過程數(shù)字化分析，并運用圖表形式可視化呈現(xiàn)出來。在信息交通如此發(fā)達(dá)的時代，學(xué)生信息管理平臺將為高校的學(xué)生信息管理提供更加強(qiáng)大的信息處理能力[6]。所設(shè)計的管理平臺總體結(jié)構(gòu)與功能如圖2所示。

1.3? 關(guān)鍵功能分析

1.3.1? 系統(tǒng)管理

本模塊主要有登錄、數(shù)據(jù)管理、退出功能。登錄類型分為系統(tǒng)管理員與普通用戶，選擇登錄類型，輸入正確的用戶名與密碼，即可成功登錄;數(shù)據(jù)管理是學(xué)生成績、考勤等數(shù)據(jù)的導(dǎo)入接口，實現(xiàn)學(xué)生數(shù)據(jù)的上傳、清洗、存儲等一鍵入庫操作。

1.3.2? 個人信息分析

成績分析：通過展開所選班級人員名單，可選擇顯示學(xué)生個人的總分、算術(shù)平均分以及排名等數(shù)據(jù)。

考勤分析：通過展開所選班級人員名單，可選擇顯示學(xué)生個人的曠課總節(jié)數(shù)、事假總節(jié)數(shù)、病假總節(jié)數(shù)、公假總節(jié)數(shù)、遲到總節(jié)數(shù)以及作弊總節(jié)數(shù)等數(shù)據(jù)。

預(yù)警及警告：可選擇顯示學(xué)生個人曠課違紀(jì)、不及格門數(shù)對應(yīng)的警告級別等數(shù)據(jù)。

評比評優(yōu)：統(tǒng)計學(xué)生的總分，根據(jù)班級總分的前20%進(jìn)行排序，并以考勤情況、請假與曠課次數(shù)進(jìn)行排序作為學(xué)生評比評優(yōu)的參考。

1.3.3? 班級信息分析

成績情況：依據(jù)課程成績、班級課程平均分等數(shù)據(jù)，比較同一門課不同班級之間的成績分?jǐn)?shù)，從而分析哪個班級的學(xué)習(xí)接受能力較好，學(xué)習(xí)氛圍濃厚。

考勤匯總：可以查看班級的曠課、遲到、作弊、請假等數(shù)據(jù)。

獎學(xué)金情況：綜合學(xué)生成績總分、考勤記錄以及校方的評比規(guī)則等信息，對各班按總分的前20%排序，屏蔽不及格和違紀(jì)的學(xué)生，客觀評選出滿足獎學(xué)金所有條件的學(xué)生。

1.3.4? 地區(qū)管理分析

成績總體排名：依據(jù)學(xué)生生源地、總分等數(shù)據(jù)，篩選專業(yè)總分前20%的學(xué)生，按生源地區(qū)分，計算該生源地總分前20%的學(xué)生占總學(xué)生人數(shù)比例并排序，分析各地生源學(xué)習(xí)進(jìn)取情況，為招生投放指標(biāo)提供依據(jù)。

違紀(jì)情況排名：根據(jù)各學(xué)年學(xué)生違紀(jì)情況，直觀展示全國各省市學(xué)生紀(jì)律意識，使學(xué)生管理隊伍為可能違紀(jì)學(xué)生提供針對性輔導(dǎo)。

1.3.5? TOP5

個人成績排行：依據(jù)學(xué)生成績總分、算術(shù)平均分以及門數(shù)，按學(xué)院排序展示學(xué)院前二十名，按專業(yè)排序展示不同專業(yè)前十名，按班級排序展示各個班級前五。

班級違紀(jì)排行：依據(jù)學(xué)生上課總次數(shù)、曠課、遲到、作弊等數(shù)據(jù)，查看違紀(jì)次數(shù)前五的班級。為管理者及時介入、糾正班級違紀(jì)提供依據(jù)。

班級補(bǔ)考排行：依據(jù)補(bǔ)考次數(shù)，可以查看補(bǔ)考次數(shù)前五名的班級。為管理人員了解各年級各班級學(xué)習(xí)學(xué)風(fēng)提供數(shù)據(jù)支撐，并針對性指導(dǎo)落后班級。

2? 平臺實現(xiàn)

平臺呈現(xiàn)為一個可視化網(wǎng)站，MySQL為數(shù)據(jù)庫，后端使用支持Flask、Django框架下的專業(yè)Web開發(fā)功能的PyCharm開發(fā)軟件，前端使用支持跨平臺Windows、Mac以及Linux的開源輕量級代碼開發(fā)軟件Visual Studio Code，前端架構(gòu)使用構(gòu)建用戶界面的漸進(jìn)式框架Vue，數(shù)據(jù)可視化則運用Vue.js結(jié)合ECharts實現(xiàn)。

2.1? 數(shù)據(jù)庫表結(jié)構(gòu)設(shè)計

Bmob云平臺提供用戶搭建安全的數(shù)據(jù)庫管理后臺，方便開發(fā)者在終端存儲和管理各類數(shù)據(jù)。在此平臺上可以創(chuàng)建了多個數(shù)據(jù)庫，只需配置相應(yīng)密碼及下載安裝BmobSDK，并且在程序中調(diào)用接口即可使用[7]。本學(xué)生管理平臺中，數(shù)據(jù)庫主要針對學(xué)生基本信息、學(xué)生成績信息、學(xué)生考勤信息、班級信息、專業(yè)及學(xué)院信息建立了相應(yīng)的表，如表1所示。

2.2? 功能模塊實現(xiàn)

運用大數(shù)據(jù)技術(shù)手段實現(xiàn)院校學(xué)生信息管理是本平臺開發(fā)的目的[8]。平臺基于大數(shù)據(jù)主流平臺Hadoop，利用Python結(jié)合Flask實現(xiàn)上傳數(shù)據(jù)，清洗數(shù)據(jù)，導(dǎo)入數(shù)據(jù)庫的功能;后端通過Python結(jié)合MySQL數(shù)據(jù)庫實現(xiàn)數(shù)據(jù)分析，將數(shù)據(jù)組裝成可視化圖表所需的數(shù)據(jù)格式;前端使用Vue和Element-UI框架，利用Axios發(fā)送Ajax調(diào)用后臺數(shù)據(jù)，把得到的JSON數(shù)據(jù)組裝到ECharts上，實現(xiàn)可視化圖表的展示以及和后端的交互。

平臺開發(fā)的主頁如圖3所示，成功登錄后可進(jìn)行操作。右上角為修改密碼、退出等系統(tǒng)管理功能。最左邊為平臺功能，包括個人信息分析、班級信息分析、地區(qū)管理分析、TOP5等。中間為各功能可視化分析頁面區(qū)域，其中個人信息分析功能獲得以學(xué)生個人為維度，學(xué)期為時間段的成績分析、考勤分析，并以圖表的形式呈現(xiàn)預(yù)警及警告、評比評優(yōu)等相關(guān)信息;班級信息分析功能獲得以班級為維度的成績情況、考勤匯總及獎學(xué)金情況，并以圖表的形式呈現(xiàn)相關(guān)信息，從而可分析班級之間的班風(fēng)、學(xué)風(fēng)等總體情況;地區(qū)管理分析功能獲得以地區(qū)為維度的成績總體排名、違紀(jì)情況排名等信息，為分析某地區(qū)生源學(xué)習(xí)能力及紀(jì)律性提供依據(jù);TOP5模塊獲得以學(xué)院、專業(yè)、班級為維度的個人成績排行和班級違紀(jì)排行，從而展現(xiàn)具體學(xué)院、專業(yè)、班級學(xué)風(fēng)和紀(jì)律情況。

2.3? 個人信息分析模塊實現(xiàn)

功能模塊界面中（以個人信息分析為例），用戶在搜索條件提示下，如圖4所示，選擇學(xué)年、學(xué)期、班級等信息。在出現(xiàn)的學(xué)生名冊，點擊具體學(xué)生名單，可以圖表形式展示學(xué)生個人的成績分析、考勤分析、預(yù)警及警告及評比評優(yōu)等信息。

3? 結(jié)? 論

大數(shù)據(jù)技術(shù)的引入對于完善現(xiàn)代化高職院校學(xué)生管理制度、構(gòu)建高職院校學(xué)生管理理論、踐行數(shù)據(jù)分析的學(xué)生管理均具有重要意義。本文基于大數(shù)據(jù)技術(shù)，設(shè)計實現(xiàn)了一種學(xué)生信息管理平臺，從個人和班級兩維度進(jìn)行數(shù)據(jù)采集和分析，可提供預(yù)測與指導(dǎo)，便于院校獲得精準(zhǔn)的數(shù)據(jù)信息。該平臺成功應(yīng)用于廣東科學(xué)技術(shù)職業(yè)學(xué)院4 000余名計算機(jī)學(xué)院2017—2020級在校大學(xué)生信息管理過程中，提高了數(shù)據(jù)處理效率，增加了學(xué)生管理透明度，提供了院校學(xué)生數(shù)據(jù)的規(guī)范化應(yīng)用方案。

平臺作為基于大數(shù)據(jù)技術(shù)應(yīng)用的高校綜合管理治理的子系統(tǒng)，將進(jìn)一步與學(xué)校其他子系統(tǒng)開放融通，提升數(shù)據(jù)的融合共享，同時數(shù)據(jù)挖掘分析和預(yù)測功能將日趨完善，實現(xiàn)學(xué)生的行為、軌跡的分類與識別，由此也將帶來主體隱私權(quán)的侵犯，即利用數(shù)據(jù)和保護(hù)隱私之間的權(quán)衡將是教育大數(shù)據(jù)應(yīng)用急需解決的課題。

參考文獻(xiàn)：

[1] 楊萍.301張暖心飯卡的“精準(zhǔn)援助” [N].江蘇教育報，2016-03-25（2）.

[2] 陳玲，歐坤.基于大數(shù)據(jù)分析的大學(xué)生資助管理平臺的設(shè)計 [J].長沙民政職業(yè)技術(shù)學(xué)院學(xué)報，2017，24（4）：98-100.

[3] 宋強(qiáng).基于大數(shù)據(jù)分析的通信網(wǎng)絡(luò)監(jiān)控體系研究 [J].信息技術(shù)與信息化，2019（10）：128-130.

[4] 龍浩，霍娜.基于大數(shù)據(jù)分析的教學(xué)評價體系建立與實踐 [J].電腦知識與技術(shù)，2019，15（15）：19-20.

[5] 范征宇.基于大數(shù)據(jù)分析的物流管理系統(tǒng)項目與高職學(xué)生就業(yè)關(guān)系的研究 [J].農(nóng)家參謀，2018（22）：126.

[6] 李佳.數(shù)據(jù)分析功能在高校學(xué)生就業(yè)管理系統(tǒng)中的應(yīng)用探索 [J].無線互聯(lián)科技，2016（23）：135-136.

[7] 李昌科.基于大數(shù)據(jù)的學(xué)生個性化教育管理系統(tǒng)及分析 [J].基礎(chǔ)教育參考，2016（11）：13-14.

[8] 張旭念.大數(shù)據(jù)分析在高校就業(yè)領(lǐng)域中的應(yīng)用探索 [J].智庫時代，2019（47）：34-35.

作者簡介：張軍（1977—），男，漢族，廣東韶關(guān)人，副教授，CCF會員，碩士，研究方向：信息技術(shù)、高職教育技術(shù);葉成景（1979—），男，漢族，廣東陽江人，實驗師，碩士，研究方向：軟件系統(tǒng)開發(fā)、嵌入式系統(tǒng)應(yīng)用、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)。