基于B/S结构的考试成绩分析系统

马千雯

摘要：随着大数据时代的到来，如何应用现代信息技术的成果来分析大量考试成绩数据并指导教学工作，是值得探索和研究的一个方向。为指导教学工作，系统量化并实现了学科有效分与教师业绩得分的计算。该系统使用Struts2框架实现MVC模式，并用Hibernate框架完成数据持久化操作。该系统设计并实现了考试数据的电子化管理，支持Excel直接导入学生和成绩信息，并实现了数据可视化，以直观、生动可交互的图表展示对考试数据进行多维度的统计与分析的结果。

关键词：Hibernate+Struts2；电子化管理；Excel导入；数据可视化；多维度成绩分析

中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）16-0020-03

1 研究内容及特点

1.1 背景

随着信息社会的发展，教育领域的数据量呈现出爆炸式的增长。有专家指出，教育将是大数据可以大有作为的一个重要应用领域，大数据分析将给教育带来革命性的变化。中学为了检测教学质量，提高升学率，总会进行许多考试（如月考、模拟考、期中考、期末考等）。这些考试会产生大量成绩数据，然而如何对这些数据进行有效、便捷地分析呢？ 目前大多中学采用Excel或其他类似软件进行数据统计及分析，操作繁琐、分析结果较为抽象且有很大局限性。

1.2 研究意义

什么是“有效”？现代汉语词典这样解释：“能实现预期目的的”。有效分是“能实现预期目的的考分”。 考试的目的就是甄别与选拔，结合当今具有明显选拔功能的中高考来看，有效分就是按政策划定的最低录取分。可见，在考试中有效分始终存在特定的价值，它确立了各学科进行比较的逻辑起点，在指导教学管理工作与学生全面发展，促进学校内部的均衡教育有重要意义。

系统可帮助学生及时掌握个人成绩情况，并设定阶段性目标；也可指导教师的教学管理工作，并帮助老师关注个别学生；还可以指导学校发展优势学科，治理跛脚学科来促进均衡教育以及拟定奖励制度。

1.3 特点

1） 数据可视化：系统以直观、生动可交互的图表展示了对考试数据统计与分析的结果。

2） 电子化信息管理：系统实现了考试数据的电子化管理，支持Excel直接导入学生和成绩信息。

3） 多维度分析：本系统对考试成绩进行多维度的分析比较，数据分析功能全面、多样。

4）学科有效分及教师业绩得分计算：量化并实现了学科有效分及教师业绩得分的计算。

1.4 目标

1） 考试数据的电子化管理 （可将学生及成绩信息的Excel文件直接导入系统）；

2） 根据量化指标，计算出学科有效分与教师业绩得分；

3） 对以下考试数据进行统计与分析，并以直观、可交互性图表显示出来：

① 学科平均分、学科有效分

② 学科成绩分段累计人数、总分分段累计人数

③ 任课教师成绩排名得分与排名

④对学生单科成绩分数变化及总分排名的涨跌进行分析

2 系统设计

2.1 系统功能模块

本系统从教育教学管理的实际需求出发，从基本信息管理及成绩分析两大方面设计系统功能。

2.2 数据库设计

1）根据成绩分析系统的需求分析及功能模块，进行概念结构设计，可以画出实体联系图（E-R图）

2）由E-R图转换为MySQL数据库支持的数据模型。再对数据模型进行修改、优化，可得到最终的数据表存储结构及表之间的结构关系。（注：为了方便业务逻辑操作，各个数据表的主键均使用代理主键）

2.3 主要算法设计

2.3.1 学科有效分

概念介绍：预先确定录取人数，上线人中最后一名的总分成绩即为总有效分。可通过设定不同的上线（录取）人数，取得不同的总有效分，从而计算出不同的学科有效分。

计算公式：学科有效分=（总有效分-总分平均分）×学科标准差÷各学科标准差之和+学科平均分；

算法流程：见图4。

2.3.2 教师业绩得分

概念介绍：依据上一节学科有效分的概念，统计教师授课班级的学生学科成绩超过学科有效分的人数，用此数据反映教师业绩。学科有效分有两类，一是一本学科有效分（A分），另一个是二本有效分（B分）。

计算公式：任课教师业绩得分=1.5x+y（x， y分别为教师授课班级中，学科成绩不低于A、B分的学生人数）

算法流程：见下图。

2.3.3 学生成绩分段算法

概念：采用五段法进行学生成绩分段，低于满分60%的为不合格，分数介于满分60%与70%之间的为合格，分数介于满分70%与80%之间的为达标，分数介于满分80%与90%之间的为良好，分数介于90%与满分之间的为优秀。

3 系统实现

3.1 JSP+Hibernate+Struts2技术

系统是基于B/S结构的四层体系：第一层为客户端的web浏览器，用户使用支持JS的浏览器即可；第二层为MVC模式层，采用struts框架，其遵循MVC模式，将视图、业务逻辑与数据访问操作清晰的分离开；第三层为数据持久化层，采用Hibernate实现持久化操作，简化代码编写工作；第四层数据模型层，采用开源、灵活快速的MySQL数据库管理数据。

3.2 系统功能的实现

系统可通过左侧导航菜单选择或切换功能，首页展现了基本数据统计及多维度分析结果。

用户只需通过下拉菜单选择或是输入即可获得分析结果（以成绩分段为例）。

4 小结

本文设计和实现了基于B/S结构的考试成绩分析系统，其在功能方面，信息管理便捷、实现了学科有效分与教师业绩得分的计算且数据分析功能全面，实现了数据可视化使得分析结果直观；在人机交互方面，系统交互性良好、图表直观生动 易于分析使用；在应用价值方面，系统可帮助学生及时掌握个人成绩情况，并设定阶段性目标，也可指导教师的教学管理工作，并帮助老师关注个别学生，系统可指导学校发展优势学科，治理跛脚学科来促进均衡教育以及拟定奖励制度等，故而有较高应用价值；在移植性方面，系统可推广用于各个高中或初中的成绩分析，也可与其他成绩管理系统结合使用。

参考文献：

[1] 李宁， 刘岩， 张国平. Java Web编程实战宝典[M]. 北京： 清华大学出版社， 2014.

[2] 孙卫琴. 精通Hibernate：Java对象持久化技术详解[M]. 2版.北京： 电子工业出版社， 2010.

[3] Don Brown， Chad Davis， Scott Stannic. Struts2实战[M]. 北京： 人民邮电出版社， 2010.

[4] Ben Forta. MySQL必知必会[M]. 北京： 人民邮电出版社， 2009.

[5] 林峰， 赵庶， Erik，等. ECharts参考手册[EB/OL]. http：//echarts.baidu.com/echarts2/doc/doc.html.