基于数据挖掘的学生体质健康测试系统的设计与实现

任宇飞，刘海林，任宏飞

（1.陕西交通职业技术学院 体育部，陕西 西安 710018；2.陕西交通高速公路服务有限公司 陕西 西安710075；3.陕西省交通厅 信息中心，陕西 西安 710075）

基于数据挖掘的学生体质健康测试系统的设计与实现

任宇飞1，刘海林2，任宏飞3

（1.陕西交通职业技术学院 体育部，陕西 西安 710018；2.陕西交通高速公路服务有限公司 陕西 西安710075；3.陕西省交通厅 信息中心，陕西 西安 710075）

文中设计一套基于数据挖掘的智能化检测系统，并对系统构成的功能模块做出了详细的设计与实现描述。从系统的主干服务模块和信息交互模块出发，逐步实现涵盖系统管理操作、数据测试、学生管理和数据分析等信息交互与传递功能的完整体系，为实现规范化、智能化、便捷化学生体质测试与数据采集提供重要的技术支持。

学生体质健康测试；数据挖掘；系统构建；测试与管理；数据分析

Abstract:The author put forward the idea to design a set of intelligent detection system based on data mining， and the system structure of the functional modules to make a detailed design and implementation description.Starting from the main service module and information interaction module of the system，and gradually realize the management system covering the complete system operation，data testing， data analysis and student management information exchange and transfer function，in order to realize the test and the number of students'physique standardized， intelligent， convenient data collection and provide important technical support.

Key words:students'physical fitness test； data mining； system construction； testing and management；data analysis

智能化管理和数据采集系统是为适应社会高效信息处理需求而产生的一种新型管理模式。社会节奏的加快导致工作压力剧增，也使得人们更加注重基本身体素质的管理。而作为人才输送的重要枢纽，高职院校在此背景下逐渐衍生出围绕学生体质监测和定期检测的管理模式。而为了实现更优质的管理，向社会输送高质量优秀人才，需要实现体质信息的规范化收集和集中处理，这就离不开基于系统算法与数据挖掘的高效分析和科学化网络管理[1]。以下便主要研究在计算机网络下如何构建出符合体质监测需求的科学、规范化监测系统，从而缩减信息采集成本，提升数据质量和工作分析效率，最大化保持测试结果的客观准确性。

1 需求分析及模型架构

作为学生体质测试的数据网络化管理模式系统，在数据挖掘技术的基础上，本文在系统设计中集成了包括：数据支持和网络支持的系统管理模块；数据分析与总结的学生信息集散模块；测试对比、信息采集的动态学生交互模块等多项功能模块[2]。同时，在系统模型的建立、发布、执行和结果反馈过程中，详细介绍系统管理方式以及对资讯的收集与处理方法，为校方体育锻炼方案制定及相关决策提供有效数据支持[3]。

图1 超级管理员功能用图

2 系统模型构建

针对系统的不同用户，以下分别给出了系统可访问的内容及对应权限。

1）超级管理员

超级管理员具备最高权限，实施所有系统管理员的管理和任务分配，一般由系统开发设计者本人担任。如图1所示，超级管理员操作相对较为简单，只需要对下属管理员进行添加、调整和任务分配即可[6]。

2）系统管理员

系统管理员相对工作种类较多，需要执行日常管理的大多数操作，所以拥有系统管理员权限的人数也应相对较多。如图2所示，系统管理员主要实行日常系统维护、Bug修复、学生信息校对、数据备份、学生档案管理和测试分析等系统任务。并在发生异常情状况时进行人工修补，或是在学生用户登录信息丢失、遗忘时，进行数据找回和还原。

图2 系统管理员任务功能图例

3）学生用户

学生是系统的主要用户群体，也是系统服务的对象。因此，面向学生用户的功能和操作主要包括：系统登录、预约测试、个人信息填写及修改、测试成绩查询、核实反馈以及信息提交等[7]，关系如图3所示。

图3 学生用户功能图例

根据以上群体划分权限等级进行用户内容区别开放，对于体质健康测试系统的“学生登录”可采用表1的模型框架。

系统及服务器设计构架，在基础的Browser/Server体系范围进行功能扩展，并添加体质测试和收集设备前端。骨干结构遵循图4模式。

图4 系统骨干框架

3部分结构各自完成系统部分功能，并协同实现数据收集和转存分析过程。其中，体质测试设备前端主要由测试仪器构成，用于实地接受学生体质参数。数据传回服务器后，在服务器内部按照体质鉴定标准进行相关逻辑分析，再将分析结果转存到系统数据库中，经由浏览器将数据按统一标准进行发布[8]。其的结构关系，如图5所示。

图5 系统详细架构

3 系统内容设计与实现

3.1 测试用户服务系统设计

系统服务版块设计和功能实现分为4个模块进行：系统管理员管理、系统资讯管理、学生数据信息反馈和系统储存与备份四项模块来实现体质测试系统[9]。

系统管理员模块主管权限，即对系统管理行为的各项操作。所有的管理操作均由系统预设定的权限代码进行审核及执行，常用有Administrator和AdministratorManagement两类。详细间类关系，如图6所示。

图6 系统管理员模块间类关系

系统资讯模块主管系统资讯数据的管理操作，需要管理员权限才能执行。内部划分若干数据类别，针对资讯IDNID、资讯标题NTitle、资讯内容NContent、资讯发布时间NPublishtime和资讯发布者NAuthor等属性信息，实现新闻、系统通知、资讯管理、内容添加、修改和删除等操作。该项模块的间类关系，如图7所示。

图7 系统资讯模块间类关系

反馈信息模块主要负责管理系统接收的各项学生信息，同样由管理员实行各项系统操作。模块间类关系，如图8所示。

系统备份模块主要实现数据的备份和加密储存，在后续的数据修正和缺失修补过程中起重要参考作用。备份方法包含“备份路径、备份表格、备份系统参数params”，协同主导系统进行备份审定和执行。

3.2 数据挖掘分析模块设计

数据挖掘分析模块专门负责进行学生体质数据的各项分析与测试，并按统一标准进行体质状况评定，是数据分析的“主力军”。数据挖掘模块得到的体质报表、用户大数据分类和体质趋向等各类信息，将为学生体质锻炼方案执行和后续计划审定提供重要参考和支持。具体组件运行，如图9所示。

图8 反馈信息管理模块间类关系

图9 数据分析模块间类关系

数据挖掘分析模块主要集中在Data Analysis Module环境下实现，分别进行GradeEvaluation的成绩评定和测试数据分级；GenerateTables优良统计报表；Search的测试条件结果查询；基于Mining Rules For Decision的决策关联与挖掘算法支持[10-14]。

4 结束语

文中主要从服务系统所包含的数据和交互模块入手，进行学生体质测试系统的设计与实现。并从管理模块、测试模块、学生模块和数据模块几个子项目分别着手，实现系统功能分工与合作的有机融合，使系统成为管理完备、资讯齐全、反馈及时的成熟、完善的系统体系。注重系统的各模块功能互补性，从而共同实现大学生体质测试和数据分析的数字信息化管理。为体质测验后续的成绩评定、报表生成、结果查询以及校方新阶段的体育锻炼计划制定与实施，提供重要的技术支持与数据参考。

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The design and implementation of the students'physical fitness test system based on data mining

REN Yu-fei1，LIU Hai-lin2，REN Hong-fei2
（1.Department of Physical Education， Shaanxi Vocational and Technical College， Xi'an710018，China；2.Shaanxi Highway Traffic Services Ltd.， Xi'an710075，China；3.Shaanxi Provincial Communications Department Information Center， Xi'an710075，China）

TN99

A

1674－6236（2017）19-0060-04

2016-10-20稿件编号201610102

任宇飞（1982—），男，陕西洛川人，硕士，讲师。研究方向：篮球教学与训练。