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摘 要：模考成绩分析是中学用作教学评价以诊断教学缺陷的重要环节,也是高中生能否步入理想大学的必需表征,而传 统成绩分析依靠教师手工解决,不仅数据管理工作量巨大而且效率问题凸显。故针对中学模考成绩从系统分析、总体设计、详 细设计、系统实现、系统测试与维护这几个开发步骤设计通用性成绩管理系统。系统为管理者、教师和学生提供不同操作成绩 的功能和权限,通过自动化成绩分析提高教师的工作效率,减轻工作压力 ;建成信息化中学,更准确地把握学生学习状态,制 定因材施教的个性化教学模式。
Design and Development of an Automated Score Analysis System for General- purpose High School Mock Exams
WU Xu, XU Huazhi, SUN Yanqing, WANG Jian
(School of Computer and Information Technology, Liaoning Normal University, Dalian Liaoning 116081)
【Abstract】： The analysis of the results of the mock examination is an important link for middle schools to use as a teaching evaluation to diagnose teaching defects, and it is also the lifeline for senior middle school students to enter an ideal university, not only the data management workload is huge and efficiency issues highlighted. In view of the high school model test result from the system analysis, the overall design, the detailed design, the system realization, the system test and the maintenance several aspects designs develops the universal result management system. The system provides managers, teachers and students with the functions and authority of different operation grades, improves the working efficiency of teachers and reduces the work pressure through the automatic grade analysis, builds an information-based middle school, and grasps the students' study state more accurately, formulating individualized teaching mode according to students' aptitude.
【Key words】： system devise;test scores;data management
0 引言
2021 年 7 月 21 日,国家教育部等六部门印发《关 于推进教育新型基础建设构建高质量教育支撑体系的指 导意见》, 其内容的重点方向就是信息网络新型基础设 施、平台体系新型基础设施、数字资源新型基础设施、 智慧校园新型基础设施、创新应用新型基础设施、可信 安全新型基础设施。在教育信息化 2.0 政策之后,国家教育实施各类指导工作帮助中小学校园数字资源建设, 努力打造中小学教育新基建,做强做优校内教育,健全 学校教育质量服务体系,切实做到教师应教尽教、学生 学足学好 [1]。而如何更科学全面地对学生的考试成绩进 行统计和分析,协助教师完善教学过程、帮助学生认识 自我、促进教与学的全面发展,是深化改
革、全面推进 素质教育过程中重大的理论与实践课题,也是国家新一轮教育课程改革的目标之一 [2]。随着大数据技术融入教 育行业并深刻改革着教务管理,各级中学迫切需要一款 功能丰富、操作简单、使用安全的成绩管理系统。以高 中生模考成绩作为数据来源设计自动化成绩分析系统实 现数据的共享处理,提高模考成绩统计的管理效率和水 平,避免因工作量大而导致的数据丢失以及统计的失 误,从而全面提高教学质量。
1 开发意义
2021 年 7 月 24 日, 中共中央办公厅 国务院办公 厅印发《关于进一步减轻义务教育阶段学生作业负担 和校外培训负担的意见》( 以下简称“双减”)。教师工 作司司长任有群强调将教师从繁重的无关的工作解救出 来,将重心放在提升教学质量上。传统的考试成绩汇总 分析由全校单科教职员分别计算统计,教学组长对结果 再进行纵向比较,数据保存和统计不仅耗时长、易返 工、而且出错率高,绩效工作总落后于学校领导的思想 和教学进展,对于信息素养不强的教师来说无疑是一项 沉重负担。有学者 [3] 通过调查足够数量的中小学教师, 证实在校教师“双减”过后工作负担增加,压力来源为 类似统计成绩的非教育性工作等繁琐内容。一个健全的 成绩信息数据库是学校信息管理的核心部分,也是中学 教学工作者分析学生学业状态的主要检测标准。成绩既 是评价教学质量的主要指标之一,也可作为检验学生对 所学课程知识掌握程度的重要依据 [4],通过解读政策, “双减”是新时代基础教育改革重大战略布局下的手段, “建设高质量教育体系”“构建教育良好生态”才是学业 负担治理的目标,其中国家层面着力强调在线教育信息 安全措施,强化常态运营监管等,本文在构建管理系统 时充分考虑教育信息安全体系因素,树立在线教育规范 和良性运行的信心。
2 系统分析
2.1 用户系统分析
在系统开发过程中,明确捕获涉众对系统的需求, 是系统需求分析阶段的重要步骤。
进行初步可行性分析后,通过掌握涉众用户对系统 的要求,创建系统逻辑模型,以此为基础,提出总体实 施规划。通过详细的调查研究,涉众任务包括管理员需 要将学生和教师的信息录入到系统中并对教师和学生设 置不同的权限。同时将本系统的用户需求关系形成可观 的整体系统用例图,如图 1 所示,其中超级用户的管 理信息用例包含管理成绩信息和维护个人信息两个事件 流,是管理信息的包含用例 ;与基用例存在包含关系 ; 打印成绩为独立且可选动作,是导出成绩的拓展用例,二者存在拓展关系。在管理员模块中享有最高权限,通 过登录账号管理教师、学生和学生成绩分析管理 ;分析 结果可视化是数据分析工具的开发涉及到的关键问题之 一 [5]。以登录系统系统为例,根据使用者的登录业务对 系统中的过程、结构及数据流的形式化描述,如图 2 所 示为用户在登录模块时的活动图。
2.2 系统非功能性需求分析
学生成绩管理系统不仅要求业务性能良好,而且应 考虑到可靠性、响应时间、可延展性等非功能性需求。以 响应时间为例,需保证用户简单访问等待时间不超过 3s, 而且用户 98% 的复杂查询访问响应时间目标在 3 ~ 5s, 以此保证用户进行正常的网络操作。总的来说,学生成 绩管理系统的非功能性需求主要体现在以下四个方面。
2.2.1 可操作性
这一特性是系统最基本的特性, 管理员、教师和学 生能通过浏览器浏览和操作系统,实现对高中生模考成 绩进行自动化分析。在此过程中,不同权限用户不可越 级操作,保证功能及其数据传递过程的一致性 ;在系统运行异常或故障时,有解决简单问题的处理能力。
2.2.2 灵活性
系统运行所需的环境配置应极力求简,系统的使用 不受限制,对不同的浏览器和操作系统兼容性强。同时 系统具有清晰易用的导航功能,相关说明文字和用户手 册的语义明确,必要时提供友好提醒 ;而且应系统处理 能力的横向拓展需求,系统须提供多种标准数据接口, 以实现对新开展系统模块的链接。
2.2.3 实用性
判断一个系统的设计是否成功,关键在于是否适 用,满足于学生成绩管理这一基本需求,切实解决了分 析数据的实际问题。保证系统可以不间断、连续、稳定 运行,偶然因素导致对外宕机的时间不超过全年 2%。
2.2.4 安全性
开发人员在开发系统时必须将网络安全置于最关键 的位置,在学生成绩管理系统中须首要保证程序安全、 数据安全、系统安全、物理安全和用户安全。同时,数 据管理系统(DBMS)对成绩数据库的保护措施除了体 现在数据库恢复和并发控制两方面以外,也包括系统缓 冲区的管理、数据储存某些自适应调节机制等。
3 总体设计
管理系统简洁易用并不意味着它的功能单一,而是 指应用端清晰明了,这需要系统依靠一个非常强大的数据库来支持。据层次模型理论优势来看,基于数据层、 中间层和表示层的 B/S 模型更合适开发该系统,三层 架构如图 3 所示,因表示层的操作是独立于数据库的, 因此为表示层开发相关应用程序要更加方便。表示层 (UL) 可理解为浏览器客户端, 向用户展示管理系统的 界面,可通过表示层对数据进行输入、修改和删除等命 令供应用程序的访问。业务逻辑层(BLL)也叫“中间 层”其主要功能是操作和调节数据业务,将表示层的原 始数据抽象化为访问层所需的逻辑数据组合。数据访问 层(DAL)直接链接数据库,实现对数据表的基本操 作,并完成对数据文件的访问、储存和读取任务。
该通用型的校园成绩管理系统需保证数据库内的数 据实时统一,能够在同一时间内有效管理分布在不同地 区的数据,不同地区的操作人员对数据库有着相应的访 问权限。实时数据同步,必须确保这两个区域信息交流 通畅,网络管理员需要更高的专业技术及时维护服务器 和客户端,异地操作需使用专用网络连接到服务器,进 行系统升级、信息共享与远程维护。设置服务器主要是 设置 IIS 属性,在联通网络的上下文中建立域名和 IP 之间的映射,形成的拓扑架构如图 4 所示。
4 详细设计
4.1 流程设计
成绩管理系统流程分析需具体到整个调查分析过程所涉及到的每个环节的业务流程,一般从系统的注册登 录流程着手,以实际操为行动出发点,保证数据流能够 正常使用的同时,考虑到数据存储的完整性以及信息处 理过程的合理性,并根据实际操作步骤绘制具体的流程 图。本文列举两个系统主要流程图,注册流程图如图 5 所示 ;登录流程图如图 6 所示。
4.2 数据库搭建
数据库的概念是将用户所描述现实世界的事物,通 过概括描述、分类来建立概念数据模型,通过概念模型 反映现实世界中事物之间的联系 [6]。为了准确解释成绩 管理系统的数据连接,制定成绩管理系统的数据模型 E-R 图。其中 E-R 图的实体包括 : 课程信息、教师信息、 学生成绩信息、班级信息、学生信息、用户信息 6 个数 据对象 ;各实体之间的关系有学生和教师对于课程之间 是一对多的关系 ;课程和班级之间是多对多的关系 ;班 级和成绩之间是一对多的关系 ;学生和成绩之间多对多 的关系,E-R 图如图 7 所示。
4.3 系统运行环境
通用型高中生模考数据管理系统中使用 Microsoft SQL 开发后台数据库,当系统安装以及运行时,首先 必须配置环境,安装数据库,明确 Web 服务器的路径。 数据库配置需要将各个信息表添加到 Microsoft SQL 数 据库中,查找到安装的文件夹路径,以附件的方式将文 件添加到数据库中,并且设置用户权限和密码 ;如修改 文件,会使原始密码与实际用户名不同 ;最后在构建系 统服务器时,分别安装和设置 IIS 和 Net 属性。
4.4 系统设计与实现
学生第一次登录需注册用户信息,数据信息保存数据库,供登录时查找,如图 8 所示 ;输入用户名和密 码正确可成功登录系统 ;用户名和密码与数据库存储信 息不符,系统将会提示用户发生错误,提示用户重新输入,如图 9 所示 ;通过以上步骤,在注册登录后进入主 界面,进行查看用户注册和使用情况并统计,更好的掌 握用户信息,如图 10 所示。
5 系统测试与维护
系统测试是为验证该成绩管理系统是否满足学生、 教师及管理员的需要,包括功能测试和健壮性测试,本 文针对功能性测试列举注册、登录、两个简单模块进行 测试,在注册时当输入信息短缺,信息存在时,测试结 果为系统提示信息不允许为空,需要重新输入 ;登录时用户名和密码错误时,系统弹窗提醒信息错误,需重新 输入。经过测试和调试其他模块能够按照需求正常运 行,测试结果均全部通过,测试结果已经达到了预期目 标,满足了开发者和用户的需求,但是推送、服务等附 加功能还是需要进一步开发设计。系统维护是开发本成 绩管理系统的最后阶段,其中目的是为了让系统稳定地 运行,提高该软件的效率和寿命,管理员确保系统在新 的操作环境中各个功能要素保持新的、正确的工作状态。
6 系统试用
本文以大同市广灵县某中学为例,进行社会调查和 该系统的试验分析。整体来看,该高中学习氛围浓厚, 拥有优质生源,适合开展调查试验工作。前期对在校师 生访谈调查,以了解对象对成绩管理的期望 ;经过 4 个 抽样班的访谈查实该系统满足师生需求,可以进行交 付体验 ;继而录入第一次模考成绩查询界面如图 10 所 示,最上面一栏标红处可按条件查询。通过将近半年的 试用体验对试验对象开展后测态度调查问卷,问题设计 了关于功能是否完备、操作是否灵活、效果是否满意、 是否解决了实际问题等方面的 5 级满意量表。发布问卷 220 份, 其中学生 200 份, 教师 20 份 ;收集问卷 215 份,去掉无效问卷 4 份,保留有效问卷 211 份。调查 结果表明, 169 名学生对系统整体认为满意, 约占比例 88.4% ;7 名学生表示对成绩管理系统不感兴趣,持中 立态度,占 3% ;18 名教师对表示该系统满足了管理预 期,并有 1 名教师提出改进意见,希望持续拓展和优化 功能,调查结果满足预期。
7 结语
本文严格遵循软件开发的步骤,从系统分析、总体 设计、详细设计、系统实现、系统测试与维护几大方面 阐述开发过程。有效实现高中生模考成绩的管理与分 析 ;在某高中进行试验调查后得到一致满意结果。该系 统不仅帮助高中教师提升高效分析整理数据的工作效 率,还为教学方法提供矫正依据,同时也为高中生形成 可供分析的学业参数。借助数据平台建成了数字化、信 息化校园,为阶段性课程制度提出教学建议和研究对 策。在技术层次为“双减”政策落地提供行动赋能,将 “双减”行动的实践瓶颈转变为可解、可验、可见的教 育使命。
参考文献
[1] 李晓东,崔丽艳,张凤玲.基于B/S结构的考试成绩管理与分 析系统的设计与实现[J]. 现代远距离教育,2009(5):71-73.
[2] 宁本涛,陈祥梅,袁芳,等. “减轻校外培训负担”实施成效及 生态复合治理机制透析—基于我国152个地级市“校外培训 负担”现状的调查[J].中国电化教育,2022(07):50-57.
[3] 邓文俊,曹阳波,刘英群,等.基于教务管理系统的数据分析工 具的研究与设计[J].中国电化教育,2014(5):138-143.
[4] 钟程,谢均才.长效落实“双减”政策的困境与对策— 以 政策执行网络视角分析[J].中国电化教育,2022(7):64-72+79. [5] 袁磊,雷敏,张淑鑫,等.把脉“双减”政策构建在线教育信息 安全体系[J].现代远程教育研究,2021.33(5):3-13+25.
[6] 陶蕾,杨欣. “双减”的价值证成与时代路向[J].中国电化教 育,2022(3):7-15.
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