呂太之 蔣玉婷 宋恒陽(yáng) 王熠燾 沈李晨

摘要：隨著招生規(guī)模的不斷增加，教務(wù)數(shù)據(jù)的規(guī)模也越來(lái)越大，如果充分利用教務(wù)數(shù)據(jù)服務(wù)于人才培養(yǎng)擺在了高校面前。基于此，該文設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了教務(wù)大數(shù)據(jù)可視化系統(tǒng)。系統(tǒng)借助大數(shù)據(jù)相關(guān)技術(shù)實(shí)現(xiàn)教務(wù)數(shù)據(jù)分析與可視化，可以精準(zhǔn)提高教務(wù)管理，服務(wù)于人才培養(yǎng)。系統(tǒng)開(kāi)發(fā)采用前后端分離思想，后端使用Spring Cloud框架，前端使用Vue綁定數(shù)據(jù)，Echarts實(shí)現(xiàn)可視化，直觀展示教學(xué)相關(guān)數(shù)據(jù)。

關(guān)鍵詞：教學(xué)大數(shù)據(jù);可視化;Spring Cloud;Vue;Echarts

中圖分類(lèi)號(hào)：TP312 ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2020）28-0086-02

Abstract：With the continuous increase of enrollment scale， the scale of teaching data is also growing. If we make full use of teaching data to serve personnel training， it is in front of colleges and universities. Based on this， this paper designs and implements the educational administration big data visualization system. With the help of big data related technology， the system realizes the analysis and visualization of educational administration data， which can improve the educational administration management accurately and serve the personnel training. The system development adopts the idea of separating the front end from the back end. The back end uses the spring cloud framework， and the front end uses Vue. The visualization is realized by echarts， and the teaching related data is visually displayed.

Keywords：Teaching Big Data;Visualization;Spring Cloud;Vue; Echarts

隨著時(shí)代的快速發(fā)展，更多的需求推動(dòng)著技術(shù)的發(fā)展，大數(shù)據(jù)分析技術(shù)愈加成熟。大數(shù)據(jù)分析可以幫助我們深度挖掘信息，帶給我們更多有價(jià)值的信息，提醒一直被我們忽視卻很有意義的數(shù)據(jù)[1]。學(xué)校每年都會(huì)有新生涌入，也會(huì)有畢業(yè)生背包離去，老師的授課安排和學(xué)生們的成績(jī)都會(huì)被記錄在學(xué)校教務(wù)管理系統(tǒng)中，日積月累教務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)也成了大數(shù)據(jù)。

企業(yè)的崗位需求在不斷變化，學(xué)院教務(wù)的安排是不可能一成不變的，通常會(huì)為了學(xué)生更好應(yīng)對(duì)市場(chǎng)需求，相應(yīng)地調(diào)整學(xué)生課程的安排，面對(duì)新的課程，學(xué)習(xí)能力較差的學(xué)生可能跟不上老師進(jìn)度。并且有的學(xué)生只局限于自己的成績(jī)或成績(jī)?cè)诎嗉?jí)中的排名，并不了解自己成績(jī)?cè)趯W(xué)院的水平。而且學(xué)院中課程種類(lèi)也是錯(cuò)綜復(fù)雜，學(xué)生對(duì)不同的課程的接受度也是大不相同，相同的課程可能不同老師的教學(xué)方法也可能是大相徑庭。對(duì)于高校而言，教務(wù)管理工作是其日常校務(wù)內(nèi)容的一個(gè)環(huán)節(jié)，同時(shí)具備時(shí)間觀念強(qiáng)、任務(wù)繁重、準(zhǔn)確性要求較高等特點(diǎn)，常常需考慮到教育教學(xué)資源、學(xué)生信息、學(xué)生考試信息、教學(xué)計(jì)劃等多個(gè)方面[2-3]。

系統(tǒng)以教務(wù)系統(tǒng)數(shù)據(jù)為基礎(chǔ)，結(jié)合當(dāng)前學(xué)院教學(xué)情況以及學(xué)生的反饋，以提升學(xué)院教學(xué)質(zhì)量，提高學(xué)生學(xué)習(xí)成績(jī)等為目標(biāo)，從多個(gè)出發(fā)點(diǎn)深度分析教務(wù)數(shù)據(jù)，搭建一個(gè)基于教務(wù)系統(tǒng)的大數(shù)據(jù)可視化平臺(tái)。

1 系統(tǒng)總體架構(gòu)

系統(tǒng)包括后臺(tái)管理、數(shù)據(jù)處理、數(shù)據(jù)接口等功能。系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示。

1）數(shù)據(jù)分析

數(shù)據(jù)分析方向分為學(xué)生成績(jī)分析、學(xué)生掛科分析、學(xué)生選課分析、學(xué)院現(xiàn)況分析四個(gè)大方面。從這四個(gè)方面出發(fā)，利用求標(biāo)準(zhǔn)差、線性回顧、Apriori關(guān)聯(lián)等方法獲取有價(jià)值的信息。

2）數(shù)據(jù)處理

數(shù)據(jù)處理制定好分析目標(biāo)后對(duì)龐大的教務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)進(jìn)行查詢(xún)操作，并將結(jié)果集保存到本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)中。將結(jié)果集本地化的過(guò)程中，每一次查詢(xún)得到的結(jié)果集都要存放到不同的數(shù)據(jù)庫(kù)表中，以便編寫(xiě)數(shù)據(jù)接口。

3）數(shù)據(jù)接口

在數(shù)據(jù)處理之后，本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)已經(jīng)有了所有查詢(xún)結(jié)果集。此時(shí)就需要通過(guò)搭建Spring Cloud項(xiàng)目，編寫(xiě)數(shù)據(jù)接口，提供給可視化平臺(tái)調(diào)用。編寫(xiě)數(shù)據(jù)接口時(shí)已經(jīng)規(guī)范好數(shù)據(jù)接口名稱(chēng)和相對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)，做到“見(jiàn)名知意”，方便可視化平臺(tái)的調(diào)用和未來(lái)項(xiàng)目拓展。

4）可視化模塊

可視化展示頁(yè)面使用藍(lán)色背景圖片，使得系統(tǒng)具有視覺(jué)沖擊力，再加上白色的字體，可以讓人查看圖表數(shù)據(jù)時(shí)更為專(zhuān)注[4]。

2 后臺(tái)模塊實(shí)現(xiàn)

Spring Cloud是一種微服務(wù)開(kāi)源架構(gòu)，將微服務(wù)組件整合在一起。系統(tǒng)基于Spring Cloud框架，將應(yīng)用拆分為若干微服務(wù)，每個(gè)微服務(wù)完成單一功能，服務(wù)之間采用輕量級(jí)的Rest接口實(shí)現(xiàn)通信。微服務(wù)通過(guò)SSM框架實(shí)現(xiàn)，SSM（Spring+SpringMVC+MyBatis）框架集由Spring、MyBatis兩個(gè)開(kāi)源框架整合而成（SpringMVC是Spring中的部分內(nèi)容）[5]。項(xiàng)目結(jié)構(gòu)主要使用Controller、Service、Dao的分層設(shè)計(jì)。Controller層對(duì)應(yīng)具體的業(yè)務(wù)模塊流程的控制，在此層通過(guò)調(diào)用Service層的接口來(lái)控制業(yè)務(wù)流程。Service層對(duì)應(yīng)的業(yè)務(wù)模塊的應(yīng)用邏輯設(shè)計(jì)。Service的業(yè)務(wù)實(shí)現(xiàn)，具體要調(diào)用已經(jīng)定義的Dao層接口。封裝Service層業(yè)務(wù)邏輯有利于減少程序的重復(fù)，提高維護(hù)性。Dao層負(fù)責(zé)的數(shù)據(jù)持久層的工作，負(fù)責(zé)與數(shù)據(jù)庫(kù)操作的方法封裝于此。微服務(wù)架構(gòu)如圖2所示。

3數(shù)據(jù)可視化模塊

前后臺(tái)通過(guò)JSON格式的傳遞數(shù)據(jù)，可視化模塊通過(guò)Ajax接口調(diào)用后臺(tái)數(shù)據(jù)?？梢暬K的實(shí)現(xiàn)主要基于Vue、Bootstrap、Javascript、Echart、Jquery技術(shù)。通過(guò)vue的組件化，模塊化的優(yōu)點(diǎn)減少了代碼的重復(fù)，提高了開(kāi)發(fā)效率。Bootstrap框架讓布局變得更簡(jiǎn)單[6]。Echart是輕量級(jí)的圖表庫(kù)，實(shí)現(xiàn)教務(wù)數(shù)據(jù)可視化效果[7]?？梢暬K分為實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)、積欠學(xué)分、教室使用、課程數(shù)據(jù)、分?jǐn)?shù)統(tǒng)計(jì)五個(gè)模塊，各個(gè)模塊之間實(shí)現(xiàn)自動(dòng)輪播，自動(dòng)輪播實(shí)現(xiàn)流程如圖3所示。

實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)展示通過(guò)折線圖、柱狀圖、玫瑰圖等多種方式展示信息學(xué)院開(kāi)設(shè)的專(zhuān)業(yè)、班級(jí)、學(xué)生人數(shù)等信息。通過(guò)這些信息能夠?qū)π畔W(xué)院有基本的認(rèn)識(shí)。

積欠學(xué)分展示各個(gè)班級(jí)的所欠不同層次學(xué)分人數(shù)統(tǒng)計(jì)，通過(guò)柱狀圖進(jìn)行展示。通過(guò)所欠學(xué)分的統(tǒng)計(jì)，可以及時(shí)了解班級(jí)學(xué)習(xí)情況，及時(shí)反饋給班主任和輔導(dǎo)員，及時(shí)督促。

教室使用情況的統(tǒng)計(jì)，這可以讓我們看到各個(gè)教室的使用情況，這時(shí)做出安排時(shí)我們可以更合理地利用教室，減少安排沖突和安排不合理的情況。課程相關(guān)數(shù)據(jù)的展示，可以讓我們理解課程近幾年來(lái)的變化教學(xué)的情況，我們可以通過(guò)這個(gè)頁(yè)面的數(shù)據(jù)對(duì)未來(lái)做出合理的推測(cè)，對(duì)教學(xué)任務(wù)的安排起到一定作用。分?jǐn)?shù)統(tǒng)計(jì)的展示，了解學(xué)院成績(jī)的整體情況，還可以讓我們知道哪些課程成績(jī)較為穩(wěn)定，那些成績(jī)波動(dòng)較大，減少了查找所花費(fèi)的時(shí)間。

4結(jié)束語(yǔ)

隨著時(shí)代的進(jìn)步，社會(huì)的發(fā)展，信息技術(shù)的完善越來(lái)越多的行業(yè)運(yùn)用信息技術(shù)輔助自身的發(fā)展。當(dāng)前很多學(xué)校由于教務(wù)數(shù)據(jù)龐大且復(fù)雜，沒(méi)有及時(shí)看出數(shù)據(jù)的變化，很多課程沒(méi)有因此做出合理的安排，導(dǎo)致學(xué)生學(xué)習(xí)時(shí)會(huì)存在一些問(wèn)題。針對(duì)學(xué)校存在的這些問(wèn)題開(kāi)發(fā)的教務(wù)大數(shù)據(jù)可視化系統(tǒng)，可以更直觀地看到數(shù)據(jù)的變化，及時(shí)對(duì)教學(xué)活動(dòng)和人才培養(yǎng)做出更合理的安排。系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)基于前后端分離，提高了開(kāi)發(fā)的效率。后端通過(guò)Spring boot+SSM框架提供JSON數(shù)據(jù)，前端通過(guò)Ajax請(qǐng)求獲得數(shù)據(jù)，Vue框架實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)綁定，Echarts進(jìn)行頁(yè)面的展示。

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