基于校讯通的成绩管理系统硕士学位论文.docx
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基于校讯通的成绩管理系统硕士学位论文
硕士学位论文
基于校讯通的成绩管理系统
中小学学校对成绩管理系统的需求由来已久，随着教育信息化的普及，学校与家长都迫切需要一套实用且易用的成绩管理系统，来提高学校的教学质量，与学生的学习效率，而目前市面上存在的大多成绩管理系统，在实施与用户操作。
如何基于移动校讯通业务，在不增加教师的工作量的情况下，安全有效地收集到学生的原始成绩数据，为学校、教师、家长与学生提供一套简易的成绩管理系统是项目的意义所有。
通过走访学校，与学校的教务工作负责人进行的深入沟通，了解学校的成绩管理工作中的需求与碰到的问题，以及考察了市面上存在的多种成绩管理系统产品，归纳分析了它们的优缺点，以及结合自身的优势与业务特点，我们提出了基本校讯通的成绩管理系统，受到了学校的认同。
本文的主要工作有三点，首先，整理分析出学校对于成绩管理系统的需求，并根据校讯通的实际业务，进行归并与裁剪。
其次，对成绩数据的获取、过滤、整理、组织、存储等过程进行阐述，提供实现方法。
并用数据仓库对海量的成绩数据进行存储，为以后的成绩数据挖掘提供基础。
第三，考虑到智能手机等移动智能终端的普及，方便用户在智能手机上查看成绩，要解决跨终端跨平台的数据报表图形化展示问题，引用jQuery与highCharts，实现成绩报表的图形化。
关键词：
校讯通，成绩管理，jQuery,highCharts
Abstract
Primaryandsecondaryschoolsislong-standingdemandoftheperformancemanagementsystem,withthepopularizationofinformationtechnologyineducation,schoolsandparentshaveanurgentneedforapractical,easy-to-useperformancemanagementsystem,toimprovethequalityofteachinginschools,Therearemanyperformancemanagementsystemonthemarket,mostofthemisdifficulttouse.HowtobasedonXiaoXunTongSystem,safelyandeffectively,withoutincreasingtheworkloadofteachers,collectedoriginalstudentachievementdata,isthekeyoftheproject.
Throughvisitstoschools,theworkingpersoninchargeoftheSenateandtheschool'sin-depthcommunicationandunderstandingoftheneedsandtheproblemsencounteredintheworkoftheschool'sperformancemanagement,aswellastheeffectsofavarietyofperformancemanagementsystemproductsexistonthemarket,summeduptheanalysisoftheiradvantagesanddisadvantages,andcombinedwithitsownadvantagesandoperationalcharacteristics,weproposeaperformancemanagementsystembaseonXiaoXunTongSystembytherecognitionoftheschool.
Therearethreemainwork,analyzedtheneedsoftheschoolfortheperformancemanagementsystem,accordingtotheactualbusinessoftheXiaoXunTong,mergingandcutting.Secondly,theperformancedataacquisition,filtering,sortingelaborate,organize,store,process,andprovidesimplementation.Themassiveachievementdatastorageanddatawarehouse,forlaterachievementdataminingprovidesthefoundation.Finally,consideringthepopularityofsmartphonesandothermobileintelligentterminal,tofacilitatetheuserviewachievementsonthesmartphone,tosolvethecross-terminalcross-platformgraphicaldisplayofdatareportproblems,referencejQueryandhighChartsachievementsstatementsgraphical.
KeyWords:
XiaoXunTong,Performancemanagementsystem,jQuery,highCharts
目录
摘要i
Abstractii
图目录VI
表目录VII
第1章绪论1
1.1课题背景1
1.2课题研究现状2
1.2.1成绩管理系统的发展与现状2
1.2.2成绩管理系统软件存在的问题3
1.2.3数据仓库的发展与现状4
1.2.4数据仓库的与数据库的联系与区别5
1.3课题研究的意义6
1.4课题研究的目标、内容与拟解决的关键问题7
1.4.1课题研究的目标7
1.4.2课题研究的内容7
1.4.3拟解决的关键问题7
1.5本章小节8
第2章系统需求分析9
2.1系统需求概述9
2.2功能需求10
2.3用户需求11
2.4界面要求12
2.5性能要求12
2.6兼容与扩展13
2.7本章小结13
第3章系统框架设计14
3.1总体操作流程14
3.2系统层次结构15
3.3系统拓扑结构15
3.4界面设计17
3.4.1界面设计概述17
3.4.2图形化界面17
3.5功能设计18
3.5.1功能设计概述18
3.5.2成绩数据的获取18
3.5.3图形化展示21
3.5.4图形化展示的工具21
3.5.5jQuery与hightCharts23
3.6运行环境23
3.6.1硬件环境24
3.6.2软件环境24
3.6.3开发环境24
3.7本章小结25
第4章数据结构与数据接口26
4.1数据库总体规划26
4.2数据库表结构26
4.2.1主要数据库表26
4.2.2关键数据库表设计28
4.3数据接口与数据格式30
4.4数据服务36
4.5本章小结37
第5章系统实现38
5.1登录38
5.2成绩发信38
5.3成绩数据的处理43
5.4图形化的实现47
5.4.1折线图47
5.4.2圆饼图48
5.4.3直方图50
5.4.4雷达图51
5.5成绩报表52
5.6本章小结53
第6章项目总结与展望54
6.1项目总结54
6.2项目展望55
参考文献56
作者简历58
致谢59
图目录
图2-1系统usercase图10
图3-1总体操作流程图14
图3-2系统层次结构图15
图3-3系统拓扑结构图16
图3-4成绩数据获取示意图19
图4-1三个数据库的关系25
图4-2主要数据库表的关系图27
图5-1登录页面效果图36
图5-2成绩发信页面效果图37
图5-3成绩编辑效果图38
图5-4成绩数据模板38
图5-5成绩短信编辑界面图239
图5-6成绩发编辑完成界面39
图5-7成绩预览效果图40
图58确定发信效果图40
图5-9折线图效果45
图5-10圆饼图效果46
图5-11直方图效果48
图5-12雷达图效果49
表目录
表2-1系统功能简介列表11
表2-2用户角色与功能关系表11
表4-1主要数据表27
表4-2考试信息数据表28
表4-3考试课程数据表29
表4-4考试成绩数据表29
表4-5数据接口列表30
表4-6登录接口说明31
表4-7获取考试列表接口32
表4-8获取课程信息接口32
表4-9获取班级列表接口33
表4-10获取教师列表接口33
表4-11获取学生列表接口34
表4-12获取教师任课班级接口34
表4-13获取班级任课教师接口35
表4-14获取考试所有成绩数据接口35
表4-15获取班级考试成绩数据接口36
表51成绩报表列表52
第1章绪论
1.1课题背景
“校讯通”[1]是中国移动公司实施平安教育工程，为教育系统度身定制开发的一项信息化业务，它在家庭与学校之间搭建起一个便捷畅通的沟通渠道，方便家长与老师之间进行信息交流。
中国联通公司也有与中国移动“校讯通”同类的业务，其名牌名称叫做“家校通”。
“校讯通”利用现代信息技术实现家庭与学校快捷、实时沟通的教育网络平台。
利用互联网、移动通信、语音合成、计算机电话集成、数据库技术，将电话、计算机网络、资讯终端紧密结合，为学校、家庭、社会提供有效、方便、及时的教育信息沟通、交流的平台。
是一套可以有效解决老师和家长之间沟通，帮助孩子健康成长的信息交流系统[2]。
让家长可以每天都能了解到自己孩子在学校的情况，也可以让家长随时、随地的向老师提出建议或反映孩子在家里的表现。
“校讯通”为学校提供功能完善的日常校务信息处理条件，为教师提供了新的沟通方式，使学校、教师、家长之间实现准确、高效的信息交流;有针对性地为教师及家长提供学生课外教育等个性化信息增值服务，丰富了家校沟通的内容[3]。
校讯通是一种比较具有中国特色的信息服务，在国内的应用与普及，始于2002年在起[4]，至于已经走过了10年的风雨。
杭州华海公司是中国移动公司的金牌合作伙伴，一直是移动“校讯通”的重要运营商，随着校讯通业务的深入发展，用户对信息的需求越来越多，对校讯通平台功能的要求也越来越多，传统的校讯通内容已经远不能满足家长的需求，如何提高校讯通的服务质量，丰富校讯通短信的内容与形式[5]，也是摆在我们需要迫切解决的一个问题。
众所周知，学习成绩是所有学校教学工作的核心，不论是家长、学校、教师还是学生，都非常关注学生的学习成绩[6]。
以前，学校对成绩管理的需求非常简单，只要能实现录入、查询、修改以及简单的统计报表[7]，比如排名、平均分、总分。
这些简单的功能，根本不需要开发程序，只要有一个简单Excel模板就可以实现，对学校与教师来说，Excel更容易掌握与使用。
而现在学校的需求已经变得非常专业，需要一些专业的教育统计学[8]知识才可以。
一个完整的成绩管理系统，应该还包括各种不同层次与维度的报表[9]与反馈的形式。
比如学校关心的报表与教师不同，教师关心的报表与家长的也大为不同，所以，针对不同的用户类型，要提供不同的数据报表，这些数据的数量非常巨大，普通的数据库难以满足[10]，所以引入数据仓库的技术，将学生的成绩数据加工处理[11]后，根据事先确定的颗粒度进行分割与存储，在用户需要的时候实时组合[12]。
此外，成绩需要反馈给家长，而反馈的主要形式是成绩报告单[13]，以前是纸质的，需要教师亲自或者邮递给家长，或者通过学生带回给家长[14]。
在校讯通业务中，由于我们有短信的渠道，成绩的反馈就变得非常简单，班主任或者任课老师可以将每次单元测试的成绩，及时通过短信的形式发送给家长，让家长及时了解自己孩子的知识掌握情况[15]。
在实际的业务中，各任课老师与班主任通常也都是这么做的[16]，这就使得我们获取学生考试成绩的有了保障。
多年运营校讯通的过程中，与省内各学校一线的教育工作者与学校管理层，以及教育行业内的专家有充分的沟通，让我们意识到成绩管理的重要性。
结合我们自身的实际情况，从市场、技术、客户关系等方面来说，我们认为与其它公司相比，我们有比较大的优势，来开发与运营成绩管理系统。
基于上述原因，我们把基于校讯通的成绩管理系统提上的开发日程。
本文通过分析市面上其它同类成绩管理系统的失败原因，再结合校讯通的特点，对成绩管理系统的设计与开发，提供一个可行的解决方案。
1.2课题研究现状
1.2.1成绩管理系统的发展与现状
随着社会经济的发展，政府部门、社会各界以及家长对愿意在学生教育上投入更多，而学生的学习成绩是衡量结果的最重要的指标，传统的成绩数据处理方式存在很多弊端，如效率低、错误率高、时间长了数据很容易丢失、不易查找等。
显然，传统的学生成绩进行管理已经和现代化学校的发展不相适应。
在这种情况下，利用计算机进行成绩管理就可以避免诸如此类的弊端出现，从而可以提高成绩管理工作的效率、规范化以及数据统计的准确性等方面的优点，从而大大缩短管理方面的工作时间。
因此，开发学生成绩管理系统就显得很有必要性了。
与发达国家相比，我国的教育信息化起步较晚，比如日本曾先后于1994、1998年、2000年、2001年分别制定发展信息教育的具体目标和实施计划，1999年12月，日本政府制定了《教育信息化实施计划》[17]。
成绩管理系统是教育信息化的一个重要组成部分，在教育技术比较发达的国家，多年前就有成绩管理分析系统的开发，但是基本上都是根据本国的实际情况，不论是语言，市场价格以及各种要求都与我们国内的实际情况不相符合，而且大部分的成绩管理偏向于高年级，比如高校的成绩，而我们国内的学校与家长对学生中小学阶段的成绩更加重视。
在国内，多年前也有很多成绩管理系统，但是鱼龙混杂，良莠不齐[18]，最初的是一些学校中参与教务管理的教师，通过自学编程技术，针对学校教务中成绩管理的具体情况而开发的成绩管理，一方面是个性化较强。
另一方面，由于开发者的技术水平有限，这一批的成绩管理系统在早就被淘汰。
在本世纪初期的几年，教育信息化的概念才在国内慢慢热起来，有许多IT相关的公司也看到了教育行业的光明前景，进入了教育信息化行业，此时成绩管理系统的开发进入了一个新的时期，目前市场上看得到的许多成绩管理软件，就是这些IT公司的产品，但是，这些产品成功的不多，首先，这些公司的并不专业，有一些是通过代理教学相关的器材公司，比如卖教学仪器，为了推广自身现有的产品，附加开了学校的其它软件，其中可能有成绩管理系统，另一些公司是做系统集成解决方案，比如校园一卡通等公司，有了一定的学校资源后，在原来的基础之上，加上校园管理软件。
这些公司的产品大部分是单机版，在实施与使用上，也有一定的门槛，已经完全不能适应现在的学校需求了。
大约在2006－2008年，出现了一批比较专业的IT类公司进入教信息化行业，出现了许多比较专业化与系统化的成绩管理软件与服务，成绩管理系统的面貌发生一次比较大的改变。
1.2.2成绩管理系统软件存在的问题
虽然许多学校也采购了各种各样的成绩管理分析软件，但是真正能在教学工作中得到使用的成绩管理系统却并不多，究其原因，主要集中两方面：
首先，成绩管理系统的理念太超前，系统过于专业化，操作太复杂，造成学校的大部分老师难以理解与使用。
比如，系统中引入了较多的统计学专业的知识，而普通的中小学老师与教务管理人员并不理解。
虽然功能非常强大，可以提供很多高级的功能，但是对于大部分学校与老师来说，根本用不到。
其次，成绩数据的录入过于繁琐，加大了老师的工作量，使得老师对成绩管理系统产生反感。
比如，在录入成绩数据时，首先要设置学期、考试、计算总分的课程，成绩类型与等级，以及各课程在总分中所占的权重等。
有的成绩管理系统引入了自动化流水作业的概念，从教学计划到考试管理，到考场设置，到成绩录入，到成绩审核与锁定。
然后才能进行成绩分析等操作，大部分的老师对这种模式非常的反感，如果学校强制要求老师录入考试成绩数据，老师会出现抵触情绪，或者直接把工作推给学校的网络管理员，从而使得学校的网络管理员出现负面情况。
学校虽然采购了成绩管理软件，也为软件配置了硬件与专门的人员，甚至还花了大力气做过培训，但是在实际中，由于上述两方面的原因，导致成绩管理系统形同虚设。
所以，我们认为在学校里，尤其是中小学阶段，过于专业化的成绩管理，以及繁琐操作，从目前来看是没有必要的，反而会增加用户的厌恶度，用户更需要的是一个傻瓜化的成绩管理系统。
不需要太多的操作，对成绩管理系统的结果要求也不高，只要比手工操作更深入一点就可以了。
1.2.3数据仓库的发展与现状
数据仓库的概念由数据仓库之父BillInmon（比尔·恩门）[19]在1991年出版的“BuildingtheDataWarehouse”（《创建数据仓库》）一书中所提出，目前已被广泛接受。
数据仓库（DataWarehouse）是一个面向主题的（SubjectOriented）、集成的（Integrated）、相对稳定的（Non-Volatile）、反映历史变化（TimeVariant）的数据集合，用于支持管理决策（DecisionMakingSupport）[20]。
主题是一个在较高层次上将数据归类的标准，每一个主题对应一个宏观的分析领域。
数据有以下几个特点：
1）数据仓库的集成特性是指在数据进入数据仓库之前，必须经过数据加工和集成，这是建立数据仓库的关键步骤，首先要统一原始数据中的矛盾之处，还要将原始数据结构做一个从面向应用向面向主题的转变。
2）数据仓库的稳定性是指数据仓库反映的是历史数据，而不是日常事务处理产生的数据，数据经加工和集成进入数据仓库后是极少或根本不修改的。
3）数据仓库是不同时间的数据集合，它要求数据仓库中的数据保存时限能满足进行决策分析的需要，而且数据仓库中的数据都要标明该数据的历史时期。
随着数据仓库技术应用的不断深入，近几年数据仓库技术得到长足的发展。
典型的数据仓库系统，比如：
经营分析系统，决策支持系统等等。
也随着数据仓库系统带来的良好效果，各行业已经能很好的接受“整合数据，从数据中找知识，运用数据知识、用数据说话”等新的关系到改良生产活动各环节、提高生产效率、发展生产力的理念。
数据仓库技术就是基于数学及统计学严谨逻辑思维的并达成“科学的判断、有效的行为”的一个工具。
数据仓库技术也是一种达成“数据整合、知识管理”的有效手段。
1.2.4数据仓库的与数据库的联系与区别
数据仓库是数据库技术的一种新的应用，是在数据库已经大量存在的情况下，为了进一步挖掘数据资源、为了决策需要而产生的，并不是所谓的“大型数据库”。
数据仓库要建立在一个较全面和完善的信息应用的基础上，用于支持高层决策分析，它的建立并不是要取代数据库，目前大部分数据仓库还是依赖于关系数据库管理系统，事务处理数据库在企业的信息环境中承担的是日常操作性的任务。
可以说，数据库、数据仓库相辅相成、各有千秋。
二者的主要区别在于：
1）出发点不同：
数据库是面向事务的设计；数据仓库是面向主题设计的。
2）存储的数据不同：
数据库一般存储在线交易数据；数据仓库存储的一般是历史数据。
3）设计规则不同：
数据库设计是尽量避免冗余，一般采用符合范式的规则来设计；数据仓库在设计是有意引入冗余，采用反范式的方式来设计。
4）提供的功能不同：
数据库是为捕获数据而设计，数据仓库是为分析数据而设计。
5）基本元素不同：
数据库的基本元素是事实表，数据仓库的基本元素是维度表。
6）容量不同：
数据库在基本容量上要比数据仓库小的多。
7）服务对象不同：
数据库是为了高效的事务处理而设计的，服务对象为企业业务处理方面的工作人员；数据仓库是为了分析数据进行决策而设计的，服务对象为企业高层决策人员。
1.3课题研究的意义
教育部日前印发《教育信息化十年发展规划（2011-2020年）》[21]，《规划》提出，到2020年，全面完成《教育规划纲要》所提出的教育信息化目标任务，形成与国家教育现代化发展目标相适应的教育信息化体系，基本建成人人可享有优质教育资源的信息化学习环境，基本形成学习型社会的信息化支撑服务体系，基本实现所有地区和各级各类学校宽带网络的全面覆盖，教育管理信息化水平显著提高，信息技术与教育融合发展的水平显著提升。
教育信息化整体上接近国际先进水平，对教育改革和发展的支撑与引领作用充分显现。
《规划》明确提出教育管理信息化水平显著提高。
进一步整合和集成教育管理信息系统，建设覆盖全国所有地区和各级各类学校的教育管理信息体系，教育决策与社会服务水平显著提高，学校管理信息化应用广泛普及。
信息技术与教育融合发展的水平显著提升。
充分发挥现代信息技术独特优势，信息化环境下学生自主学习能力明显增强，教学方式与教育模式创新不断深入，信息化对教育变革的促进作用充分显现。
学生的成绩数据是最重要的教育信息资源之一，也是学校、教师、家长以及学生等人最关心的数据。
建立一个完全的成绩数据仓库，为以后的全面成绩数据分析打下基础，也是符合《规划》中提出的教育管理信息化水平显著提高的一个体现。
基于校讯通，将老师通过校讯通发送给学生家长的成绩数据进行收集、整理与深加工，在不增加老师工作量的情况下，为学校、教师、家长、学生提供更丰富更有用的数据服务，我们相信会受到广大用户的好评，同进，也是提升校讯通业务的服务内容与品质，为教育信息化尽自己的一份绵薄之力。
1.4课题研究的目标、内容与拟解决的关键问题
1.4.1课题研究的目标
根据成绩管理系统自身的需求，结合校讯通平台的实际业务，本文确定了基本于校讯通的成绩管理系统的研究目标是：
通过校讯通的成绩发信功能，收集、整理、存储学生成绩数据，在不增加教师工作量的情况下，建立一个即可以实时查询，又有较深入分析比较的成绩数据库，并提供图形化的数据报表。
1.4.2课题研究的内容
本文将详细阐述如何基于杭州华海校讯通系统，获取成绩数据，将这些非格式化的数据整理成规范的成绩数据，合理地组织存储在数据库中，并且能提供跨终端跨平台的成绩数据报表与图形化的界面。
1.4.3拟解决的关键问题
本文拟解决的关键问题有以下4方面：
1）原始成绩数据的收集
原始的成绩数据是指学生考试，任课教师对试卷进行批改后所产生的原始的成绩得分，并经过教务部门的核对与确认。
我们认为这些成绩得分就是原始的成绩数据。
任课教师或者班主任会通过校讯通平台将这些每个学生的成绩数据发送给对应家长。
这部分的功能可以在校讯通平台中修改成绩发信的功能而实现。
2）原始成绩数
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