高校學(xué)生成果管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與應(yīng)用

摘要：隨著教育信息化的快速發(fā)展，傳統(tǒng)的學(xué)生成果管理方式已無法滿足現(xiàn)代教育的需求，因此，開發(fā)一套高校學(xué)生成果管理系統(tǒng)顯得尤為重要。本文闡述了系統(tǒng)的需求分析、設(shè)計(jì)思路和實(shí)現(xiàn)過程。在需求分析階段，本文通過用戶調(diào)研等方式，收集了學(xué)生、專業(yè)教師、輔導(dǎo)員和管理者等各方用戶的需求，為系統(tǒng)設(shè)計(jì)提供了有力支撐。在設(shè)計(jì)階段，本文采用模塊化設(shè)計(jì)思想，將系統(tǒng)劃分為系統(tǒng)管理、基礎(chǔ)信息管理、成果管理、統(tǒng)計(jì)分析等模塊，并詳細(xì)描述了各模塊的功能和交互方式。在實(shí)現(xiàn)階段，本文采用了業(yè)界主流的編程技術(shù)和數(shù)據(jù)庫管理技術(shù)，確保了系統(tǒng)的穩(wěn)定性和安全性。最后，本文對學(xué)生成果管理系統(tǒng)的實(shí)際應(yīng)用效果進(jìn)行了評估。此外，該系統(tǒng)還具備良好的擴(kuò)展性和可維護(hù)性，為后續(xù)的功能升級和系統(tǒng)優(yōu)化提供了可能性。

關(guān)鍵字：學(xué)生成果；信息系統(tǒng)分析；系統(tǒng)設(shè)計(jì)

一、引言

學(xué)生管理是高校管理的重要任務(wù)之一。近年來，隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展和高校信息化進(jìn)程的不斷推進(jìn)，通過信息化的手段和方法管理高校學(xué)生在校期間的各類數(shù)據(jù)已經(jīng)成為高校管理者的共識。高校學(xué)生的學(xué)習(xí)成果不僅體現(xiàn)了學(xué)校的信息化管理水平，更是高等學(xué)校人才培養(yǎng)成果的重要體現(xiàn)。當(dāng)前，大多數(shù)高校仍通過非常傳統(tǒng)的人工管理的方式進(jìn)行數(shù)據(jù)管理，這種方式存在很大的局限性，一方面，很難避免漏記、錯(cuò)記、多記等問題；另一方面，培養(yǎng)人才是高等學(xué)校的主要任務(wù)之一，而學(xué)生在校期間完成的各類學(xué)術(shù)、科研、競賽成果本身就是衡量和評估教學(xué)效果的最佳指標(biāo)之一，人工登記的方式僅能按學(xué)年、專業(yè)、班級等簡單維度進(jìn)行統(tǒng)計(jì)和匯總，無法進(jìn)一步挖掘數(shù)據(jù)背后的深層含義，也無法進(jìn)一步和學(xué)工輔導(dǎo)員、專業(yè)教師的工作績效有效聯(lián)動(dòng)。因此，構(gòu)建一個(gè)學(xué)生成果管理系統(tǒng)將有效提升對學(xué)生各類學(xué)習(xí)成果的統(tǒng)計(jì)匯總工作效率。本文以上海杉達(dá)學(xué)院信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院為例，闡述學(xué)生成果管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)。

二、系統(tǒng)需求分析

（一）初步用戶調(diào)研

在學(xué)生成果管理系統(tǒng)規(guī)劃建設(shè)初期，項(xiàng)目組分別訪談了筆者所在的信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院的管理人員，學(xué)工部門的輔導(dǎo)員老師，學(xué)院各專業(yè)的教師、學(xué)院的在校生代表，以確保系統(tǒng)功能全方位滿足各類用戶的需求。

首先，需要識別的是學(xué)生成果的類別。通過調(diào)研了解到，在校學(xué)生的學(xué)習(xí)成果通常包括獲獎(jiǎng)?lì)?、認(rèn)證類等幾種類型，這幾種類型也是系統(tǒng)重點(diǎn)關(guān)注和管理的成果信息（注：榮譽(yù)類、項(xiàng)目類、著作類暫未劃入系統(tǒng)一期規(guī)劃建設(shè)范圍）。

1.獲獎(jiǎng)?lì)悺Ｖ饕▽W(xué)生在各種大學(xué)生學(xué)科競賽中取得的各類獎(jiǎng)項(xiàng)。

2.認(rèn)證類。主要包括學(xué)生在各種職業(yè)資格認(rèn)證考試、水平與技能測試中所獲認(rèn)證機(jī)構(gòu)頒發(fā)的資格認(rèn)證證書、職業(yè)技能證書等。

3.榮譽(yù)類。主要包括學(xué)生在學(xué)校組織的各類評獎(jiǎng)評優(yōu)活動(dòng)和校外活動(dòng)中所獲得的榮譽(yù)稱號。

4.項(xiàng)目類。主要包括學(xué)生參與學(xué)校的各類科創(chuàng)項(xiàng)目所取得的成果。

5.著作類。主要包括學(xué)生參與發(fā)表的學(xué)術(shù)論文，以及申請的軟件著作權(quán)和專利等成果。

其次，是了解到各類受訪者對學(xué)生成果管理系統(tǒng)的不同需求。

從學(xué)生角度來看，其希望系統(tǒng)易于使用，無數(shù)據(jù)泄露等信息安全問題。

從輔導(dǎo)員老師角度來看，其希望能夠準(zhǔn)確掌握自己所帶班級學(xué)生的學(xué)習(xí)成果數(shù)據(jù)，為每學(xué)年的評獎(jiǎng)評優(yōu)提供數(shù)據(jù)支撐。

專業(yè)老師希望從系統(tǒng)中遴選有專業(yè)特長、有成長潛力的學(xué)生，以期參與科創(chuàng)項(xiàng)目。

二級學(xué)院管理者則希望從各個(gè)維度統(tǒng)計(jì)評估特定學(xué)生群體的成果數(shù)據(jù)，如橫向比較同學(xué)年、同專業(yè)、不同班級的學(xué)生成果，縱向比較同專業(yè)、不同學(xué)年在相同學(xué)習(xí)階段的學(xué)生成果，為后續(xù)進(jìn)一步的數(shù)據(jù)分析提供數(shù)據(jù)支持。

（二）系統(tǒng)功能分析

以前期用戶調(diào)研結(jié)果為基礎(chǔ)，確定了系統(tǒng)中的五類目標(biāo)用戶及其基本用例，用例圖如圖1所示。

五類用戶的用例分別如下：

1.學(xué)生用戶

學(xué)生用戶登錄系統(tǒng)后，可以添加自己的競賽獲獎(jiǎng)信息和資格證書信息，并上傳附件文件作為證明材料。添加完成后可以查詢和修改記錄，但僅限學(xué)生本人添加的競賽獲獎(jiǎng)信息和資格證書信息。

2.專業(yè)教師用戶

專業(yè)教師用戶登錄系統(tǒng)后，可以添加、修改、刪除各類學(xué)科競賽信息和職業(yè)資格考試認(rèn)證機(jī)構(gòu)，同時(shí)也可以查看教師本人所在二級學(xué)院所有學(xué)生的競賽獲獎(jiǎng)信息和資格證書信息。

3.學(xué)工輔導(dǎo)員用戶

學(xué)工輔導(dǎo)員用戶登錄系統(tǒng)后，可以查詢輔導(dǎo)員本人所帶班級學(xué)生的獲獎(jiǎng)信息和證書信息，并且可以批量導(dǎo)出數(shù)據(jù)和學(xué)生上傳的附件證明材料。

4.二級學(xué)院管理員用戶

二級學(xué)院管理員用戶登錄系統(tǒng)后，可以添加、修改、刪除所在二級學(xué)院的各個(gè)下屬部門，如系、所、專業(yè)、辦公室、實(shí)驗(yàn)室等；可以添加、修改、刪除所在二級學(xué)院的各年級班級、學(xué)生和各專業(yè)教師信息；可以查詢本人所在二級學(xué)院所有學(xué)生的獲獎(jiǎng)信息和證書信息，并且可以批量導(dǎo)出數(shù)據(jù)和學(xué)生上傳的附件證明材料。

5.系統(tǒng)管理員用戶

系統(tǒng)管理員用戶登錄系統(tǒng)后，可以進(jìn)行系統(tǒng)管理工作，包括用戶基本信息管理、用戶狀態(tài)管理、角色管理、權(quán)限管理、菜單管理等（部分功能用例在用例圖中未標(biāo)出）。

（三）數(shù)據(jù)權(quán)限需求

確定系統(tǒng)五類用戶及其基本用例后，按照基于角色的權(quán)限控制（RBAC）設(shè)計(jì)了系統(tǒng)中的五種用戶角色，即：學(xué)生、專業(yè)教師、學(xué)工輔導(dǎo)員、學(xué)院管理員、系統(tǒng)管理員。各類角色除了在功能權(quán)限方面有所區(qū)別之外，在數(shù)據(jù)權(quán)限方面也有一些差異。例如，專業(yè)教師角色的用戶登錄系統(tǒng)后，僅能查看本人所在二級學(xué)院的數(shù)據(jù)，無法修改、刪除和導(dǎo)出數(shù)據(jù)。學(xué)工輔導(dǎo)員角色用戶登錄系統(tǒng)后，可新增、修改、刪除和導(dǎo)出數(shù)據(jù)，但數(shù)據(jù)范圍僅限該輔導(dǎo)員所帶班級學(xué)生的相關(guān)數(shù)據(jù)。學(xué)院管理員角色用戶可查看本學(xué)院所有的數(shù)據(jù)。各角色的數(shù)據(jù)權(quán)限如表1所示。

三、系統(tǒng)設(shè)計(jì)

（一）系統(tǒng)概要設(shè)計(jì)

學(xué)生成果管理系統(tǒng)的功能模塊結(jié)構(gòu)如圖2所示?；谛枨蠓治鼋Y(jié)果對系統(tǒng)的功能模塊劃分：

1.系統(tǒng)管理

包含用戶管理、角色管理、菜單管理等。主要面向系統(tǒng)管理員進(jìn)行用戶賬號管理，用戶狀態(tài)管理，角色權(quán)限設(shè)置，添加、修改、刪除菜單等操作。

2.基礎(chǔ)數(shù)據(jù)

包含部門管理、班級管理、學(xué)生管理、教師管理、學(xué)科競賽管理、認(rèn)證機(jī)構(gòu)管理等。主要面向二級學(xué)院管理員、學(xué)工輔導(dǎo)員和專業(yè)教師。二級學(xué)院管理員可以從校情系統(tǒng)、教職工信息系統(tǒng)導(dǎo)出部門、班級、教師等信息，并將其導(dǎo)入學(xué)生成果管理系統(tǒng)作為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)；學(xué)工輔導(dǎo)員可以從學(xué)工系統(tǒng)中導(dǎo)出班級和學(xué)生信息，并將其導(dǎo)入學(xué)生成果管理系統(tǒng)作為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)；專業(yè)教師可以添加、修改、刪除學(xué)科競賽、認(rèn)證機(jī)構(gòu)等基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。

3.成果管理

包含競賽獲獎(jiǎng)、資格證書等。主要面向在校學(xué)生、學(xué)工輔導(dǎo)員和二級學(xué)院管理員。學(xué)生可以根據(jù)個(gè)人所獲獎(jiǎng)項(xiàng)和資格證書分別添加相關(guān)信息并上傳附件作為證明材料。每個(gè)學(xué)生僅能查看、修改、刪除自己添加的成果數(shù)據(jù)；學(xué)工輔導(dǎo)員可以查看自己所帶班級學(xué)生添加的成果數(shù)據(jù)，并可將數(shù)據(jù)和附件文件批量導(dǎo)出；二級學(xué)院管理員的功能權(quán)限和學(xué)工輔導(dǎo)員的基本相同，但數(shù)據(jù)權(quán)限擴(kuò)大到用戶所在二級學(xué)院的所有學(xué)生添加的數(shù)據(jù)。

圖2 系統(tǒng)功能模塊圖

（二）系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

系統(tǒng)架構(gòu)采用目前業(yè)界主流的基于B/S的前后端分離式架構(gòu)，該架構(gòu)支持用戶通過PC瀏覽器或者手機(jī)、平板電腦瀏覽器訪問系統(tǒng)。

前端技術(shù)?；赩ue框架。Vue是目前使用最廣泛的JavaScript框架之一，可以輕松處理大多數(shù)的web應(yīng)用場景；頁面布局采用Element UI。Element UI 提供了諸如表單、按鈕、彈窗、導(dǎo)航等常用Web頁面組件，還有一些高級組件，如日期選擇器、輪播圖等。它還支持國際化和響應(yīng)式布局，非常適合構(gòu)建中大型Web應(yīng)用程序。

后端技術(shù)棧采用基于Java技術(shù)的Spring框架、大幅簡化Spring配置的Spring Boot、提供Web前端框架的Spring MVC，以及提供基于角色用戶權(quán)限控制的Spring Security等框架。數(shù)據(jù)訪問采用了My Batis框架提供半自動(dòng)化的ORM、主要處理數(shù)據(jù)校驗(yàn)的Hibernate Validation和數(shù)據(jù)庫連接池Alibaba Druid。在基礎(chǔ)服務(wù)中，關(guān)系型數(shù)據(jù)庫采用了Maria DB；緩存采用Redis；文件服務(wù)采用本地文件服務(wù)，但也對切換為分布式文件服務(wù)做了功能預(yù)留。

運(yùn)行部署環(huán)境：前后端組件和數(shù)據(jù)庫均運(yùn)行在CentOS 7.0版本的服務(wù)器上。其中，前端Web服務(wù)器使用Nginx；后端Servlet容器為嵌入式Tomcat，Java運(yùn)行時(shí)為Java 18版本；數(shù)據(jù)庫端MariaDB版本為5.5，Redis版本為3.0。

在概念模型設(shè)計(jì)階段，根據(jù)需求分析階段已識別的實(shí)體，如學(xué)生、班級、教師、部門、學(xué)科競賽、認(rèn)證機(jī)構(gòu)等，設(shè)計(jì)了系統(tǒng)中各主要實(shí)體之間的聯(lián)系，如圖3所示：一個(gè)部門（專業(yè)）下有多個(gè)班級，一個(gè)班級中有多個(gè)學(xué)生，每個(gè)學(xué)生都?xì)w屬于一個(gè)班級，每個(gè)班級都?xì)w屬于一個(gè)部門（專業(yè)）；一個(gè)部門下有多個(gè)教師（包括專業(yè)教師和學(xué)工輔導(dǎo)員），每個(gè)教師都?xì)w屬于一個(gè)部門；一位學(xué)工輔導(dǎo)員可以管理多個(gè)班級，每個(gè)班級都僅有一位專屬的學(xué)工輔導(dǎo)員；每個(gè)學(xué)生都可以參加并通過多個(gè)認(rèn)證機(jī)構(gòu)舉辦的資格認(rèn)證考試，同一認(rèn)證機(jī)構(gòu)舉辦的資格認(rèn)證考試通常有多個(gè)學(xué)生參加并通過考試。每個(gè)學(xué)生都可以參加各類學(xué)科競賽，并且通常參加這類大學(xué)生學(xué)科競賽都需要至少一位指導(dǎo)老師參與；每個(gè)學(xué)科競賽通常都有多個(gè)學(xué)生參加并獲獎(jiǎng)。

基于以上數(shù)據(jù)庫的ER模型進(jìn)行關(guān)系模式設(shè)計(jì)，可以得到如下關(guān)系模式：

學(xué)生表（學(xué)生編號，姓名，學(xué)號，班級編號）；

教師表（教師編號，姓名，工號，部門編號，教師分類）；

班級表（班級編號，班級名稱，部門編號，教師編號）；

部門表（部門編號，部門名稱，上級部門編號）；

認(rèn)證機(jī)構(gòu)表（認(rèn)證機(jī)構(gòu)編號，認(rèn)證機(jī)構(gòu)名稱，認(rèn)證機(jī)構(gòu)類型）；

學(xué)科競賽表（競賽編號，競賽名稱，競賽級別，競賽主辦單位）；

學(xué)生證書表（學(xué)生編號，認(rèn)證機(jī)構(gòu)編號，證書名稱，頒發(fā)時(shí)間，證明附件）；

學(xué)生獎(jiǎng)項(xiàng)表（學(xué)生編號，競賽編號，獲獎(jiǎng)等級，獲獎(jiǎng)時(shí)間，指導(dǎo)老師編號，團(tuán)隊(duì)，證明附件）。

四、系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

（一）統(tǒng)一用戶身份認(rèn)證

在用戶身份認(rèn)證方面，筆者所在的上海杉達(dá)學(xué)院使用了中央身份認(rèn)證服務(wù)（Central Authentication Service，以下簡稱“CAS”）。CAS是針對Web的企業(yè)級多語言單點(diǎn)登錄解決方案，它是耶魯大學(xué)發(fā)起的一個(gè)開源項(xiàng)目，旨在為 Web 應(yīng)用系統(tǒng)提供一種可靠的單點(diǎn)登錄方法。成果管理系統(tǒng)出于信息安全和方便用戶管理的考慮，作為CAS Client接入到CAS Server，接入統(tǒng)一用戶身份認(rèn)證中心示意圖如圖4所示。一方面，通過將用戶身份認(rèn)證的工作委托給統(tǒng)一用戶身份認(rèn)證中心完成，交由學(xué)校信息中心統(tǒng)一管理用戶身份信息，減少了系統(tǒng)日常運(yùn)營和維護(hù)用戶信息的大量工作；另一方面，通過單點(diǎn)登錄提高了用戶體驗(yàn)，即用戶無需注冊即可跳轉(zhuǎn)到統(tǒng)一用戶身份認(rèn)證中心登錄，登錄完成后自動(dòng)轉(zhuǎn)到學(xué)生成果管理系統(tǒng)。

圖4 接入統(tǒng)一身份認(rèn)證中心示意圖

（二）業(yè)務(wù)功能實(shí)現(xiàn)

根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)階段完成的系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)、功能模塊設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)，進(jìn)行系統(tǒng)業(yè)務(wù)功能開發(fā)，并在專業(yè)教師指導(dǎo)下組織學(xué)生團(tuán)隊(duì)完成業(yè)務(wù)功能的測試。系統(tǒng)發(fā)布上線后，運(yùn)行狀況良好。

基本的業(yè)務(wù)功能包括用戶管理、權(quán)限管理、部門管理、班級管理、教師管理、學(xué)生管理、學(xué)科競賽管理、認(rèn)證機(jī)構(gòu)管理、學(xué)生獎(jiǎng)項(xiàng)管理、資格證書管理等。基于Spring Security實(shí)現(xiàn)了用戶功能權(quán)限管理，學(xué)生用戶在首次登錄系統(tǒng)時(shí)，根據(jù)統(tǒng)一認(rèn)證中心返回的用戶名（通常為學(xué)生的學(xué)號）就可以確定學(xué)生身份，分配給學(xué)生角色權(quán)限即可。教師用戶則需在首次登錄后人工授權(quán)設(shè)置角色。數(shù)據(jù)權(quán)限通過在后端組件中使用Spring AOP注解動(dòng)態(tài)加載數(shù)據(jù)過濾條件實(shí)現(xiàn)。為了方便管理，系統(tǒng)也為管理員提供了從前端頁面修改數(shù)據(jù)權(quán)限的功能。

（三）數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)匯總

在實(shí)現(xiàn)了基本的業(yè)務(wù)功能后，系統(tǒng)還分別按專業(yè)、年級、班級、教師等維度統(tǒng)計(jì)并匯總了學(xué)生的各項(xiàng)成果數(shù)據(jù)。通過詳細(xì)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)和分析，得出了一系列有價(jià)值的結(jié)果。這些結(jié)果不僅有助于學(xué)校相關(guān)管理人員深入了解各個(gè)學(xué)科的教學(xué)現(xiàn)狀和教學(xué)效果，還為未來進(jìn)一步的研究和分析提供了有益的參考。當(dāng)然，因數(shù)據(jù)體量有限，樣本數(shù)據(jù)的選擇也存在一定的局限性，數(shù)據(jù)價(jià)值尚未得到充分發(fā)揮。

隨著管理人員將歷史數(shù)據(jù)悉數(shù)導(dǎo)入系統(tǒng)，并增加時(shí)間維度的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)，系統(tǒng)將能得到更為全面的數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果，并為學(xué)校的學(xué)生管理工作提供更大的便利與數(shù)據(jù)價(jià)值。

五、結(jié)束語

通過規(guī)劃并建設(shè)學(xué)生成果管理系統(tǒng)，將原本以人工登記方式管理的學(xué)生成果信息通過信息系統(tǒng)有效管理起來，既可為后續(xù)學(xué)生的評獎(jiǎng)評優(yōu)工作提供相對準(zhǔn)確的數(shù)據(jù)支持，同時(shí)也可為二級學(xué)院考核學(xué)工輔導(dǎo)員和專業(yè)教師的人才培養(yǎng)工作提供詳細(xì)的數(shù)據(jù)證明。

后續(xù)，系統(tǒng)將提升其在移動(dòng)端的用戶體驗(yàn)，方便各級用戶通過移動(dòng)端完成各類權(quán)限內(nèi)操作，從而進(jìn)一步提升系統(tǒng)的易用性。

作者單位：李野 周丹 張圣篩 上海杉達(dá)學(xué)院信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院

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