王東新　曲建晶

摘 要： 為了科學(xué)、全面、真實(shí)的反映和考察學(xué)生的綜合素質(zhì)，提出基于ASP.NET的學(xué)生綜合素質(zhì)評價管理系統(tǒng)。利用ASP.NET技術(shù)和K-Means算法進(jìn)行學(xué)生綜合素質(zhì)評價數(shù)據(jù)的聚類分析，通過對評價指標(biāo)的制定、權(quán)重集的構(gòu)造以及評價系統(tǒng)各個功能的搭建，可實(shí)現(xiàn)學(xué)生綜合素質(zhì)的可視化顯示。測試表明，可有效助力學(xué)生個人全面發(fā)展，幫助學(xué)校改善教學(xué)方案，為高質(zhì)量人才培養(yǎng)提供參考依據(jù)。

關(guān)鍵詞： ASP.NET; K-Means; 學(xué)生綜合素質(zhì)評價; 聚類分析

中圖分類號： TP 311文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

Design of Student Quality Evaluation Management System Based on ASP.NET

WANG Dongxin1， QU Jianjing2

（1. School of Aeronautical Manufacturing Engineering， Xi'an Aeronautical Polytechnic Institute， Xian， Shanxi 710089， China;

2. School of Economics and Management， Xidian University， Xian， Shanxi 710126， China）

Abstract： In order to examine? quality of students scientifically， comprehensively and truly， this paper proposes a comprehensive quality evaluation management system based on ASP.NET. This paper uses ASP.NET technology and K-means algorithm to cluster the students' comprehensive quality evaluation data. Through the formulation of evaluation indicators， the construction of weight sets， and the construction of various functions of the evaluation system， the visual display of students' comprehensive quality can be realized. Tests show that it can effectively help students to develop in an all-round way， help schools improve their teaching programs， and provide a reference for high-quality personnel training.

Key words： ASP.NET; K-means; student comprehensive quality evaluation; cluster analysis

0 引言

隨著我國經(jīng)濟(jì)、科技的高速增長，人才已經(jīng)成為我國各行各業(yè)急需的重要資源[1-2]。教育作為國家發(fā)展、民族富強(qiáng)的基礎(chǔ)性工作，是人才培養(yǎng)關(guān)鍵的土壤。自1980年以來，國家逐步推進(jìn)學(xué)校教育的改革，考試成績不再是評判學(xué)生的唯一標(biāo)準(zhǔn)，綜合素質(zhì)評價成為社會關(guān)注的熱點(diǎn)之一[3-7]。

由于傳統(tǒng)的教育評價過于重視學(xué)生考試成績的作用，致使學(xué)校和家長忽視了學(xué)生非智力因素在個人成長中的作用。現(xiàn)階段，大多數(shù)高校依據(jù)《普通高等學(xué)校學(xué)生管理規(guī)定》和《高等學(xué)校學(xué)生行為準(zhǔn)則》來制定符合該校實(shí)際情況的學(xué)生綜合素質(zhì)評判標(biāo)準(zhǔn)。眾多學(xué)校將學(xué)生素質(zhì)考察項(xiàng)目分為德、智、體和美這4個方面，并按照一定的比例計(jì)算總分，作為學(xué)生素質(zhì)的評判依據(jù)。雖然該種評價方式在某種程度上起到了一定的作用，但其指標(biāo)數(shù)量和各指標(biāo)權(quán)重的設(shè)置不夠科學(xué)。此外，隨著學(xué)生數(shù)量的增加，傳統(tǒng)的評價方式費(fèi)時費(fèi)力，通常容易出現(xiàn)統(tǒng)計(jì)錯誤等弊端，不能保證測評結(jié)果的公平、公正和科學(xué)客觀[8-10]。

本文利用ASP.NET技術(shù)和K-Means算法進(jìn)行學(xué)生綜合素質(zhì)評價數(shù)據(jù)的聚類分析[11-16]，探究了基于ASP.NET的學(xué)生綜合素質(zhì)評價管理系統(tǒng)。通過對評價指標(biāo)的制定、權(quán)重集的構(gòu)造以及評價系統(tǒng)各個功能的搭建，可實(shí)現(xiàn)學(xué)生綜合素質(zhì)的可視化顯示。

1 基于ASP.NET的學(xué)生綜合素質(zhì)評價管理系統(tǒng)

本文采用ASP.NET技術(shù)和K-Means算法進(jìn)行學(xué)生綜合素質(zhì)評價數(shù)據(jù)的聚類分析，搭建了基于ASP.NET的學(xué)生綜合素質(zhì)評價管理系統(tǒng)來評價學(xué)生多維度的綜合素質(zhì)。該系統(tǒng)包括“系統(tǒng)平臺搭建”和“學(xué)生綜合素質(zhì)評價模型”兩個部分，如圖1所示。

“系統(tǒng)平臺搭建”主要涉及系統(tǒng)需求分析、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)、和系統(tǒng)安全性設(shè)計(jì)等;“學(xué)生綜合素質(zhì)評價模型”主要包括評價指標(biāo)的確定、評價指標(biāo)權(quán)重的配置、評價模型算法的構(gòu)建等。

1.1 系統(tǒng)需求分析

根據(jù)學(xué)生綜合素質(zhì)評價系統(tǒng)的總體設(shè)計(jì)思想，為了全面考核學(xué)生的綜合素質(zhì)，本文提出的系統(tǒng)評定方式為：學(xué)院、班長和學(xué)生共同參與的方式，如圖2所示。

（1） 輔導(dǎo)員

輔導(dǎo)員作為學(xué)院工作人員，具有評價指標(biāo)管理、指標(biāo)權(quán)重管理、評價數(shù)據(jù)管理、綜合素質(zhì)計(jì)算、綜合素質(zhì)查看、聚類分析和評價結(jié)果導(dǎo)出這7個功能權(quán)限。其中，評價指標(biāo)管理是指根據(jù)高校的人才培養(yǎng)實(shí)際情況和社會、企業(yè)對人才培養(yǎng)的要求，輔導(dǎo)員可對具體的評價指標(biāo)進(jìn)行增加、刪減及修改等操作;指標(biāo)權(quán)重管理是通過層次分析法來計(jì)算各級指標(biāo)的權(quán)重值，以實(shí)現(xiàn)不同的素質(zhì)維度差異化對待。輔導(dǎo)員可根據(jù)政策的改變對各級指標(biāo)的權(quán)重值進(jìn)行修改;評價數(shù)據(jù)管理是對學(xué)生綜合素質(zhì)評價指標(biāo)的相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)值化管理，即可以導(dǎo)入、增加、修改、刪除數(shù)據(jù);綜合素質(zhì)計(jì)算模塊是通過既定的綜合素質(zhì)計(jì)算公式和各個評價指標(biāo)的權(quán)重值，代入具體指標(biāo)數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算;綜合素質(zhì)查看模塊是將計(jì)算得到的評價結(jié)果在網(wǎng)頁上相應(yīng)位置進(jìn)行顯示，方便各個用戶依據(jù)不同篩選條件進(jìn)行查詢顯示;聚類分析模塊是運(yùn)用設(shè)計(jì)好的學(xué)生綜合素質(zhì)聚類算法，對各個學(xué)生的評價結(jié)果進(jìn)行挖掘，得出有益于學(xué)生個人發(fā)展和學(xué)校教育管理的信息;評價結(jié)果導(dǎo)出，則是實(shí)現(xiàn)導(dǎo)出和打印等操作。

（2） 班長

班長作為各個班級的事務(wù)管理人員，具有審核評價材料、查看和導(dǎo)出評價結(jié)果的權(quán)限。審核評價材料是將學(xué)生上傳的評價材料，按照學(xué)校相關(guān)規(guī)定進(jìn)行材料有效性的審核;查看和導(dǎo)出評價結(jié)果是指用戶可以查看自身的評價數(shù)據(jù)，包括各指標(biāo)數(shù)據(jù)是否正常、總體評價數(shù)據(jù)、所占專業(yè)、年級的排名以及自身所處的素質(zhì)水平等信息，并將相關(guān)信息以PDF文件格式導(dǎo)出。

（3） 學(xué)生

學(xué)生作為此系統(tǒng)的主要服務(wù)對象，具有上傳評價材料、查看和導(dǎo)出評價結(jié)果的權(quán)限。上傳評價材料是依據(jù)學(xué)校制定的相關(guān)規(guī)定，將自己參加各類競賽、比賽、活動的獲獎證書或者榮譽(yù)證明等材料的電子版上傳到系統(tǒng)中，方便班長與輔導(dǎo)員審核;查看和導(dǎo)出評價結(jié)果，與班長的權(quán)限定義相同。

1.2 系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

本文提出的學(xué)生綜合素質(zhì)評價系統(tǒng)，基于ASP.NET平臺、采用了瀏覽器和服務(wù)器結(jié)構(gòu)。ASP.NET平臺具有Web應(yīng)用程序開發(fā)的優(yōu)勢，包含了身份驗(yàn)證、狀態(tài)管理、調(diào)試和部署等。本文采用了ASP.NET平臺中的MVC設(shè)計(jì)模式，以便降低系統(tǒng)的業(yè)務(wù)層和頁面的耦合度。ASP.NET平臺的優(yōu)勢主要體現(xiàn)在：

（1） 數(shù)據(jù)綁定技術(shù)可使數(shù)據(jù)庫中的信息與控件綁定，可靈活適用于各類數(shù)據(jù)庫;

（2） 代碼隱藏技術(shù)可使表現(xiàn)層代碼和邏輯層代碼隔離，將數(shù)據(jù)庫邏輯代碼全部保存在單獨(dú)的文件夾內(nèi)，使得程序維護(hù)更簡單;

（3） ASP.NET平臺的分層可大大提高軟件應(yīng)用開發(fā)的效率。

瀏覽器和服務(wù)器結(jié)構(gòu)，（Browser / Server）簡稱B/S結(jié)構(gòu)。在B/S結(jié)構(gòu)中，最主要的功能邏輯均在Server中實(shí)現(xiàn)，其他部分由Browser實(shí)現(xiàn)，如圖3所示。

通過B/S結(jié)構(gòu)，在高性能服務(wù)器端運(yùn)行后臺總控制程序，在用戶端運(yùn)行ASP.NET程序。

1.3 數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)

學(xué)生綜合素質(zhì)評價系統(tǒng)由于涉及到的用戶較多，且評價指標(biāo)涉及了多個維度。因此，決定了系統(tǒng)要求數(shù)據(jù)量較大的運(yùn)行環(huán)境。這使得數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)要兼顧容量大、兼容數(shù)據(jù)類型多的特點(diǎn)，具體如下：

（1） 兼容多種數(shù)據(jù)類型

由于統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)涉及多種性質(zhì)的數(shù)據(jù)，比如字符、時間和數(shù)字等。因此，系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫的設(shè)計(jì)要支持多種數(shù)據(jù)類型。

（2） 具有較大的容量

系統(tǒng)的數(shù)據(jù)包括各類登入角色的身份信息、各項(xiàng)評價指標(biāo)的內(nèi)容、各項(xiàng)評價指標(biāo)的數(shù)據(jù)等，不僅數(shù)據(jù)類型多且數(shù)據(jù)量也較大。因此，系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)必須有足夠的空間。

（3） 數(shù)據(jù)訪問權(quán)限的限定

本文提出的學(xué)生綜合素質(zhì)評價系統(tǒng)涉及學(xué)生、班長、輔導(dǎo)員等多個角色，各個角色的功能和職責(zé)不盡相同。所以，制定嚴(yán)格的用戶權(quán)限對系統(tǒng)安全極為重要。

基于上述數(shù)據(jù)類型及特點(diǎn)，本文以SQL Server為數(shù)據(jù)庫服務(wù)器來實(shí)現(xiàn)學(xué)生素質(zhì)評價管理系統(tǒng)的數(shù)據(jù)儲存。

2 學(xué)生綜合素質(zhì)評價指標(biāo)

2.1 評價指標(biāo)設(shè)置原則

本文根據(jù)大學(xué)高校的實(shí)際情況以及社會與用人單位對大學(xué)生素質(zhì)的側(cè)重點(diǎn)，制訂了指標(biāo)體系的要素集和權(quán)重集。大學(xué)生綜合素質(zhì)評價體系作為高校評價學(xué)生素質(zhì)能力的標(biāo)準(zhǔn)，其構(gòu)建要遵循一定的原則，如圖4所示。

2.2 評價指標(biāo)的設(shè)置

學(xué)生綜合素質(zhì)評價指標(biāo)體系分為5個一級指標(biāo)：思想道德、專業(yè)知識、身心素質(zhì)、人文素質(zhì)和創(chuàng)新實(shí)踐素質(zhì)。其中，思想道德素質(zhì)的二級指標(biāo)包括政治觀念、集體觀念、法制觀念、誠實(shí)守信和勞動衛(wèi)生這5個要素;專業(yè)知識素質(zhì)的二級指標(biāo)包括基礎(chǔ)課成績、專業(yè)課成績、選修課成績和專業(yè)認(rèn)證情況4個要素;身心素質(zhì)的二級指標(biāo)包括體能達(dá)標(biāo)狀況、體育競賽成績和心理測試情況3個要素;人文素質(zhì)的二級指標(biāo)包括文化常識、文藝活動表現(xiàn)和興趣愛好3個要素;創(chuàng)新實(shí)踐素質(zhì)的二級指標(biāo)包括學(xué)術(shù)研究能力、科技創(chuàng)新能力、社團(tuán)工作能力及社會實(shí)踐能力4個要素。

2.3 評價指標(biāo)權(quán)重值設(shè)置

為了構(gòu)建科學(xué)、準(zhǔn)確的評價系統(tǒng)，本文主要采用了層次分析法來確定各個指標(biāo)的權(quán)重值。并通過與多位專家的溝通進(jìn)行配置計(jì)算，得到平均值來作為各個指標(biāo)的權(quán)重值。本文采用層次分析法確定大學(xué)生綜合素質(zhì)評價體系各指標(biāo)的權(quán)重，操作步驟如下：

（1） 構(gòu)建素質(zhì)評價體系的層次結(jié)構(gòu)：依據(jù)各個要素之間的關(guān)聯(lián)性，將問題分成不同的層次。用最高處、中間層和最底層分別代表總目標(biāo)、決策要考慮的因素及具體準(zhǔn)則、供決策參考的方案和措施。

（2） 權(quán)重配置咨詢表的制定：在咨詢表中依次將排列同級指標(biāo)，并進(jìn)行比較。

（3） 制作標(biāo)度方法表：在進(jìn)行兩個指標(biāo)的比較時，為了量化比較的程度，使用1～9標(biāo)度來刻畫重要性。

（4） 判斷矩陣的構(gòu)建：利用第3步標(biāo)度方法表對待比較的指標(biāo)逐個進(jìn)行重要性比較。然后，將比較所得的結(jié)果填寫到權(quán)重配置咨詢表中，構(gòu)建出判斷矩陣。

（5） 計(jì)算權(quán)重系數(shù)：求解上一步的判斷矩陣的最大特征值和相應(yīng)的特征向量。

（6） 一致性檢驗(yàn)：使用一致性比率C.R來進(jìn)行一致性檢驗(yàn)。

3 學(xué)生綜合素質(zhì)評價聚類算法

本文采用K-Means算法進(jìn)行學(xué)生綜合素質(zhì)評價數(shù)據(jù)的聚類分析。K-Means算法又被稱K-均值算法，是一種聚類算法，根據(jù)相似性原則，將具有較高相似度的對象歸類為同一類簇。假設(shè)需要將數(shù)據(jù)歸類為k類，所屬類別為ti，每個類別的中心為wi，則函數(shù)如式（1）。

當(dāng)Tnk在數(shù)據(jù)點(diǎn)j被歸類為ti時，函數(shù)值為1，否則為0。通過迭代運(yùn)算的方式使得J最小化，具體步驟如下：

（1） 確定數(shù)據(jù)的聚類個數(shù)k，再在數(shù)據(jù)中隨機(jī)選取k個對象作為聚類的初始中心。

（2） 依據(jù)各個數(shù)據(jù)到中心數(shù)據(jù)的距離，將所有數(shù)據(jù)進(jìn)行歸類，到中心點(diǎn)距離最短的歸為一類。

（3） 判斷是否滿足收斂條件。若不滿足，依據(jù)距離的長短，更新中心點(diǎn)。

（4） 重新計(jì)算數(shù)據(jù)對象到新的中心點(diǎn)的距離，按照（2）的原則更新劃分。

（5） 重復(fù)（3）和（4），直至滿足收斂條件，聚類結(jié)果穩(wěn)定。

當(dāng)k的取值為5～10時，柱狀圖的增幅比較緩慢，變化不明顯。由此可認(rèn)為，k值合適的取值應(yīng)小于6。當(dāng)k值取4時，柱形圖的增幅變化明顯，但小于k值取1～3時的增幅。因此，k的取值可以選定為4，如圖5所示。

4 實(shí)際驗(yàn)證

為了驗(yàn)證上述系統(tǒng)方案的可行性，本實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)來源于某學(xué)院的4個年級所有學(xué)生的各項(xiàng)指標(biāo)數(shù)據(jù)。根據(jù)上文確定的各指標(biāo)權(quán)重表，運(yùn)用并行化的K-Means算法進(jìn)行了聚類分析。

當(dāng)用戶登錄后，系統(tǒng)會依據(jù)用戶的權(quán)限自動列出該用戶的功能列表，如圖6所示。

點(diǎn)擊左側(cè)的選項(xiàng)，即可進(jìn)入相應(yīng)的模塊，進(jìn)行權(quán)限對應(yīng)的各項(xiàng)操作。

分別展示了學(xué)生綜合評價查看界面和學(xué)生綜合素質(zhì)評價聚類結(jié)果，學(xué)生可以查看各自當(dāng)前的各項(xiàng)素質(zhì)發(fā)展?fàn)顩r。該系統(tǒng)使用列表和雷達(dá)圖的形式顯示其各項(xiàng)指標(biāo)得分與班級平均分、專業(yè)平均分及年級平均分的對比情況，如圖7所示。

表明本系統(tǒng)具有一定的準(zhǔn)確性，可以靈活制定學(xué)生綜合素質(zhì)評價指標(biāo)，真實(shí)反映學(xué)生當(dāng)前綜合素質(zhì)各個維度的發(fā)展?fàn)顩r以及與所在的班級、年級的對比情況，并具有一定的精度，如圖8所示。

5 結(jié)束語

本文利用ASP.NET技術(shù)和K-Means算法進(jìn)行學(xué)生綜合素質(zhì)評價數(shù)據(jù)的聚類分析，探究了基于ASP.NET的學(xué)生綜合素質(zhì)評價管理系統(tǒng)。從測試結(jié)果可以看出，該系統(tǒng)可以全面、科學(xué)、真實(shí)地反映出學(xué)生綜合素質(zhì)各個維度的發(fā)展?fàn)顩r。并可有效助力學(xué)生個人全面發(fā)展，幫助學(xué)校改善教學(xué)方案，為高質(zhì)量人才培養(yǎng)提供參考依據(jù)。

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（收稿日期： 2019.06.11）

作者簡介：

王東新（1979-），男，碩士，講師，研究方向：大學(xué)生思想政治教育。

曲建晶（1987-），男，碩士，講師，研究方向：大學(xué)生思想政治教育。