大数据分析下大学生行为记录和分析系统的设计与实现

冯丽露 高晓晶 康耀龙

摘   要：大学校园是开放式的管理模式，教师常常无法及时掌握学生的在校行为，管理存在着各种安全漏洞。本课题主要采用Java语言开发，基于MVC模式的SSH框架设计实现，利用大数据分析技术分析学生的在校行为，包括大学生行为记录、大学生行为分析、后台管理三大模块。通过记录学生的在校情况，如出勤、请销假、作业、留校、离校、未到校等情况，将统计分析的结果作为学生在校行为的判断，教师可以及时掌握相关信息并做出及时的处理，有效提高了管理质量和监管效率。

关键词：大学生在校行为;行为记录;行为分析;大数据分析技术

中图分类号：TP311 文献标志码：A 文章编号：1673-8454（20

大学是一个微型社会，教育管理方面相对比较自由。大学校园为学生提供自由发展空间的同时，由于监管的不及时性、教学与管理的脱节，也存在着一定的管理安全隐患问题。为了能够帮助学校、教师及时地掌握学生的在校行为，比如说学生的到课情况、作业完成情况、学期内的请销假情况、学生是否经过同意擅自离校等，大学生行为记录和分析系统利用大数据分析技术，分析大学生的在校行为，有效地帮助学生管理部门、班级辅导员等及时发现问题、解决问题，一定程度上规避了某些管理上的安全漏洞。

一、关键技术

本系统的开发主要采用SSH框架，框架采用的主要技术是Struts2、Spring、Hibernate。Struts2是标准的MVC框架，提供对控制层、模型层、视图层的高效率快发;Spring提供依赖注入、AOP以及声明式事务;Hibernate是一个优秀的ORM框架，封装了JDBC代码，简化数据访问层（DAO）的操作。SSH架构可以最大程度发挥框架的优势，使项目结构高度优化。

系统页面主要采用的是JSP技术，编译一次后会存入内存，运行速度相对较快。后台数据处理采用MySQL数据库技术，服务器利用轻量级的Tomcat服务器，Tomcat是免费开放源代码的Web应用服务器，操作简单并且占用的资源少，在中小型系统与并发访问用户并不是很多场合下得到广泛的使用。

大数据获取技术采用Deep Web数据获取技术，通过表单爬取从而获得表单数据，对表单项的标签，HTML中的id、name等进行模式识别，一旦发现与库中字段相同或相近，则进行相关联。数据分析技术涉及确定数据分析目标、数据进行预处理、数据分析、数据展示和形成数据报告。

二、大学生行为记录和分析系统需求分析

行为记录就是数字化记录在校大学生的行为，主要包括作业完成情况、出勤情况、请销假情况、离校到校情况。将学生在校的并且能跟踪记录的情况通过互联网，实现信息的数字化记录和管理，方便学校各级教师、领导对学生行为的掌控和分析。行为记录包括学生、代课教师、班主任三方面的记录。

基于大数据的行为分析是本系统的核心，对行为记录的所有信息进行汇总、统计、大数据分析。所有数据单纯地存在系统中还是不能很直观地展现每个学生的近期状况，因此该系统在开发设计中增加数据分析的功能，以帮助教师、辅导员能很直观地看到学生的整体情况以及每个学生的近期状况。行为分析结果服务于四个方面，即学生、代课教师、班主任、院系领导。

后台管理模块主要是对基础数据进行管理维护，包括教师学生人员管理、角色管理、模块管理、菜单管理、教师课程管理、教学基本信息等。本系统有学生、代课教师、班主任、系领导、院领导、代课教师+班主任、代课教师+系领导、代课教师+院领导、班主任+系领导、班主任+院领导等不同角色，不同用户可具有多种角色，根据所包含的角色来控制菜单功能的显示，只显示当前角色所关心的内容等。

三、大学生行为记录和分析系统总体结构设计

本系统总体包括三大功能模块——行为跟踪模块、行为分析模块、后台管理模块。行为跟踪模块的主要功能是实现在线情况下对学生的作业、出勤、请销假、离校、到校等情况进行添加和修改，针对不同权限的用户展示不同的功能。行为分析模块的功能是对记录的请销假、离校留校、出勤、作业等数据进行统计分析，分析结果可以查看详细信息和综合分析图表报告。后台管理模块主要有用户管理、角色管理、菜单管理、教师课程管理、教学基本信息管理等。如图1所示。

四、大学生行为记录和分析系统的实现

1.登录模块实现

对用户输入的用户名、密码、验证码进行校验审核，审核通过之后根据用户所属的角色类显示不同的功能操作。对于验证失败的信息做出相应的提示，请求重新進行登录。如图2所示。

2.后台管理模块实现

后台管理模块中的菜单内容根据不同角色用户显示的功能各不相同。管理员进入后台系统中显示用户、模块、菜单、角色、基本教学信息等管理模块，即可进行相应管理操作。如角色管理模块包括角色的添加、修改操作，为每个角色分配相应的功能，通过对角色的控制，实现不同人员可执行操作的不同功能，如图3所示。

3.学生行为跟踪模块实现

学生行为跟踪模块主要完成学生作业、出勤、请销假、离校到校等情况的跟踪记录。由原先纸质记录的离校到校登记、请销假登记、出勤、作业完成等学生基本情况均通过本系统实现。不同用户显示的内容不同，主要的操作角色是学生、系领导、院领导。学生需要完成的操作是请假申请、销假申请、离校登记、到校登记等;代课教师需要完成的是出勤的记录以及作业情况的记录;辅导员及院系领导需对学生的请销假申请做出相应的核实。

以学生用户请销假界面为例，该界面中显示学生所有的请假情况，并且学生可以根据所选择的不同条件进行信息的筛选等。学生还可以填写申请单提交申请等待教师的审核，在班主任还未对请假的信息做出任何处理之前，学生可对申请的信息执行撤回操作，如图4所示。

4.学生行为分析模块实现

学生行为分析模块是整个系统的核心。该模块主要针对学生跟踪模块收集到的所有数据，利用大数据分析技术进行分析、统计，生成报表。通过图表分析的功能，如作业分析功能，班主任关注的是每个学生的基本情况以及学生的详细情况;任课教师关注的是所带班级的整体情况以及学生的详细情况;系领导和院领导关注的是整个系、整个专业的完成情况。因此将该模块分为个人课程作业分析、班级作业分析和院系作业分析三个子模块。

以班级作业分析为例，该模块只对班主任开放，针对班主任的关注点将页面同样分为两部分：上面部分是每个学生的行为情况，比如说旷课率、请假率、作业未完成率等;下面部分是对图表的详细解释，即学生的详细情况。该模块还具有报表导出的功能，将页面中呈现的所有信息以表格形式导出，如图5所示。

五、系统测试

软件的测试贯穿在整个系统开发中，在开发初期时刻伴随测试，可以确保系统的完整可复用性;在开发完成之后进行测试，是确保上线系统不会造成损失;维护阶段的测试，是保证系统的长效运行。所以测试在系统生命周期中是不可避免的。

安全测试主要是测试学生行为跟踪和分析系统各个页面的安全性，在用户并没有登录系统的时候，就直接在浏览器地址栏输入http：//localhost/WEB-INFO/login.jsp。此地址是管理员用户的首页安全地址，看能否打开操作，操作结果显示HTTP Status 404。經过开发小组的测试和一个班级的整体测试，全面发现系统可能存在问题，多次修改和对BUG调试，使系统可以顺利完成所需功能的运行。

在系统的设计和开发过程中，综合分析大学生管理中主要关心的行为点，以及存在的管理漏洞，利用大数据分析技术，从不同层次、不同角度、不同范围分析数据，为辅导员和不同级别管理人员提供可视化的分析结果，从而快速发现问题，有利于及时解决大学生管理中存在的问题。该系统也还存在一定的不足之处，功能仍需完善，需要不断改进。

参考文献：

[1]李有增，曾浩.基于学生行为分析模型的高校智慧校园教育大数据应用研究[J].中国电化教育，2018（7）：33-38.

[2]高巍，刘瑞.基于教育大数据的学习行为分析研究——教师评学与导学的角度[J].教师教育论坛，2018（7）：38-42.

[3]邓逢光，张子石.基于大数据的学生校园行为分析预警管理平台建构研究[J].中国电化教育，2017（11）：60-64.

[4]王昭强.基于Web的中职学生出勤管理系统的设计与应用[J].中国教育信息化，2014（5）：10-12.

[5]王国琼.大数据可视化对某高校学生行为分析的呈现[D].山东：山东大学，2016.

[6]王威.MySQL数据库源代码分析以及存储引擎的设计[D].南京：南京邮电大学，2012.

[7]田伟然.B/S模式下学生考勤系统设计与实现[J].计算机光盘软件与应用，2014（10）.

[8]Konglai.ZHU The Design of B2B E-commerce System Based on MVC Model and J2EE[J].Management Science and Engineering，2011，5（3）：5-13.

（编辑：王天鹏）

19）09-0073-04