儿童体测数据分析系统的设计与开发

朱书彪 邹小慧

摘要：为了解决儿童体测数据难以统计处理的问题，研究了一种基于B/S架构的儿童体测数据分析系统。采用了SpringBoot、Mybatis、LayUI等主流Web开发技术，实现了幼儿园、小学、初中三个阶段的儿童体测数据分析功能。依据国家标准对儿童的体测数据进行自动化分析，并生成相应的电子报告和PDF报告。系统在设计上综合考虑多方面因素，为学校和培训机构提供了体测报表管理、体测数据录入分析、体测报告管理、报告个性化设计、电子版报告查询等实用性的功能。

关键词：SpringBoot;LayUI;B/S架构;儿童体测;数据分析

中图分类号：TP311      文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2022）17-0041-03

1引言

我国教育在发展过程中，始终强调素质教育的重要性，高举“德智体美劳”全面发展的大旗，破除应试教育的壁垒。“十四五”规划中提出体育在五育中占據重要地位，体育的发展关乎人类的可持续健康发展[1]。但是在当下，我国大部分学校的体育教育并非为了学生强身健体、更不是培养学生的体育兴趣，而是为了让学生能够在中考体育中获得更高的分数。有研究表明，中考体育确实在一定程度上提高了学生的身体素质，但是没有达到培养学生终身体育的目的，大多数学生在考试结束后就将体育抛弃[2]。

近年来，在国家政策的引导下，越来越多的学校逐渐重视学生体育素质的提升，但体测工作十分烦琐，仅仅依靠于人工统计分析，不仅耗时长，并且容易发生错误，也很难给到老师和学生反馈建议[3]。因此设计开发一个儿童体测数据分析系统具有很大的必要性。本文主要研究儿童体测数据分析系统的设计与开发，严格按照国家相关标准——《国民体质测定标准手册（幼儿部分）》《国家学生体质健康标准（2014 年修订）》对儿童的体测数据进行分析评测，不仅可以帮助学校、培训机构等体测组织者完成儿童的体测数据统计分析，还可以给学生、家长、老师相应的反馈报告，使得体测工作能够顺利进行。

2 系统总体设计

2.1 系统用户群体分析

在项目开发之前对用户群体进行分析是至关重要的一个步骤，了解系统使用者的需求有利于后期产品的普及[4]。在本系统中，使用者主要包括系统管理运营人员、幼儿园和中小学负责体测的教师、儿童体育培训机构的机构老师以及学生家长。针对不同的用户群体，将系统分为了三个不同的端口，为系统运营人员建设管理员端，功能强大，可以对系统情况、用户信息、体测数据等内容进行统一的管理;为学校、培训机构的体测教师分别学校端和场馆端，界面美观、操作方便，可以根据需求对PDF报告进行个性化设计;为家长和学生提供家长端，考虑到App开发成本大、使用成本高的弊端，家长端采用公众号平台，为家长提供查询报告的功能。

2.2 系统架构设计

本系统采用当下流行的SpringBoot、MyBatis、LayUI、SpringSecurity等框架进行项目代码的开发，使用MySQL数据库进行数据的存储，使用七牛云CDN存储系统图片文件。项目的系统架构图如图1所示：

2.3 系统主要功能

体测老师在线下为学生进行测试，统计学生体测数据，通过系统进行数据导入，系统可以自动根据国家规定的体测标准对数据进行智能化分析，为学生生成体测报告，报告分为PDF版和电子版，体测老师可以在学校端、场馆端管理学生的体测数据以及体测报告;家长可以通过关注公众号查询学生的电子版报告;管理员可以对系统中所有的体测数据、学校/场馆信息等内容进行管理。系统主要实现了以下功能：

1）系统用户管理。

2）体测标准管理。

3）体测报表管理。

4）体测数据录入分析。

5）体测报告管理。

6）报告个性化设计。

7）电子版报告查询。

3 系统数据库设计

根据前期的需求分析，综合考虑系统安全等各方面因素，系统设计了59张表，例如：体测标准表、体测数据表、体测项目表、用户表等。该系统数据库设计严格遵循第三范式设计原则，另外，考虑到物理外键的维护成本较高，所以本系统采用了目前较为成熟的逻辑外键，将一张表的主键作为字段设置到与其相关联的表中，以此来映射两张表之间的关系[5]。数据库部分表结构如图2、图3所示。

4.1数据管理分析

本系统支持幼儿阶段（3～6岁）、小学、初中三个阶段的数据分析，管理员预先将三个阶段的体测项目、评分标准录入至数据库中。体测老师通过学校端/场馆端可以将学生的体测数据导入系统中，系统可以自动根据不同的学段匹配相关标准，并给出对应的分数，考虑到数据分析效率的问题，本系统采用了多线程技术，设计了优质的算法，提高了系统的运行效率。为了满足录入时的不同需求，系统支持页面表单数据提交、Excel批量导入两种方式，不论是使用哪种方式，都提供了数据格式校验功能，避免了因数据格式不正确导致导入失败的问题。同时，为了方便机构和学校对数据的管理，系统支持标签功能，可以将体测数据分门别类进行管理。

客户端通过HTTP协议将体测数据传输到服务器端，服务器接收到数据后，采用多线程技术对每一条数据进行分析，分析过程中需要将各数据项与相匹配的标准进行比较，生成得分、评语、个人排名以及班级整体数据报告。数据管理分析部分代码如下所示：

@PostMapping（"/hallImport"）

public AjaxResulthallImport（@RequestBodyRequestHallImportVorequestHallImportVo） {

hallDataService.hallImport（requestHallImportVo）;

return AjaxResult.success（）;

}

@PostMapping（"/importByExcel"）

public AjaxResultimportByExcel（@RequestParam（"file"） MultipartFilemultipartFile，

@RequestParam（name = "tagName"，required = false） String tagName） throws IOException {

hallDataService.importByExcel（multipartFile，tagName）;

return AjaxResult.success（"导入成功"）;

}

4.2 PDF报告生成

PDF报告生成功能在本系统中至关重要，在项目开发前期，我们尝试了多种生成PDF的方法，均不能达到预期的效果，例如使用Freemarker模板设计报告样式，在通过Java语言调用打印PDF、使用ITEXT生成PDF等。最终，经过严格的实验，我们选择了phantomjs，一个基于webkit的JavaScript API。它不仅是个隐形的浏览器，提供了诸如CSS选择器、支持Web标准、DOM操作、JSON、HTML5、Canvas、SVG等，同时也提供了处理文件I/O的操作，从而可以向操作系统读写文件等[5]。基于phantomjs的强大功能，我们为不同阶段的儿童分别设计了HTML报告模板，使用Java语言调用phantomjs，并且将分析的数据作为参数传递给HTML报告模板，HTML报告模板加载到数据后，phantomjs可以将当前网页转成PDF格式，保存在服务器中，至此就完成了PDF报告的生成功能。PDF报告生成部分代码如下所示：

try {

link = "phantomjs --debug=yes /root/PhantomJS/outputPDF.js " + path + uuid + hallGrformEntity.getStudentName（） +".pdf＼"file：///root/PhantomJS/bb/index3.html？" + URLEncoder.encode（link， "UTF-8"） + "＼"";

} catch （UnsupportedEncodingException e） {

log.error（"UnsupportedEncodingException in link" + e）;

}

link = link.replaceAll（"%3D"， "="）;

link = link.replaceAll（"%26"， "&"）;

log.info（link）;

Runtime run = Runtime.getRuntime（）;

String[] cmdA = {"/bin/sh"， "-c"， link};

int status = 0;

try {

Process pro = run.exec（cmdA）;

status = pro.waitFor（）;

} catch （Exception e） {

log.info（"phantomJs执行出错了" + e）;

return false;

}

4.3 电子报告查询

电子报告查询功能主要是为了方便家长了解孩子的体测情况，电子版报告分为简版、详版，同时为三个不同的学段设置了不同的样式，在界面设计上符合了学生的年龄特征。家长关注公众号后，可以点击进入体测报告查询入口，然后输入手机号/11位编号即可查询到孩子所有的体测报告信息。电子版报告查询功能主要代码如下所示：

public R queryByUuid（@RequestParam（"uuid"） String uuid） {

Map result = new HashMap<>（）;

TestDataEntitytiCeData = testDataService.queryByUuid（uuid）;

if （ObjectUtils.isEmpty（tiCeData））{

throw new RRException（"数据不存在"）;

}

TestGrformEntitytestGrformEntity = testGrformService.queryByUuid（uuid）;

result.put（"uuid"， tiCeData.getUuid（））;

result.put（"school"， testGrformEntity.getSchoolName（））;

......（为result设置参数）

return R.ok（）.put（"result"， result）;

}

5系统效果展示

完成系统开发后，将系统部署至阿里云服务器，并申请了域名，为全国200余家体育场馆/学校提供了体测数据分析服务。目前系统还在不断更新迭代，在未来还将提供高中、大学等学段的体测数据分析功能。系统部分运行界面如图4～图8所示。

6 结束语

通过本系统的研究与应用，为中小学幼儿园以及各大体育场馆提供了技术上的帮助，有效解决了当下体测数据难以统计、处理等问题。为了保证系统后期的运行与维护，最终采用了阿里云服务器进行项目的部署，同时还利用Jenkins+Gitee进行持续集成，有助于系统的后期更新。项目上线后，首先在江西省南昌市试运行，主要对象为南昌市各大幼儿园，试运行结束后，我们根据实际用户的意见对系统进行了改进，例如，新增家长分享报告功能、扩充报告主题等功能。目前，系统使用者已经超过100家单位，真實体测数据近2万条。下一步，我们将根据前期客户的实际体验，对系统进行进一步的升级，提升客户的使用效率，更加注重体验感，对报告的样式进行设计，符合不同年龄段学生的特征。

参考文献：

[1] 李晓玥，曹林，赵旺，等.基于学生体测大数据的健康智能评价方法[J].办公自动化，2021，26（18）：38-41.

[2] 胡娟.学生体质健康标准数据管理系统的设计与实现[J].科技展望，2015，25（32）：252-254.

[3] 鹿耀辉.中学生体测对学生锻炼习惯的影响[J].体育风尚，2021（8）：265-266.

[4] 朱锐勋，黄亮，岳正江.基于Spring Boot的办学质量评估系统设计[J].信息技术与信息化，2022（3）：134-137.

[5] ZuQingWebDriver自动化测试工具（3）—PhantomJS的使用[EB/OL].[2021-06-20].https：//www.cnblogs.com/zuqing/p/7298 266.html.

收稿日期：2022-03-16

作者简介：朱书彪（1998—），男，江西赣州人，信息系统项目管理师，助教，学士，主要研究方向为企业信息化建设;邹小慧（1996—），女，广西贺州人，学士，主要研究方向为软件系统建设。