大数据背景下体育选课平台的设计与实现

何中华,张晨阳,陈瀚宇

四川铁道职业学院,四川 成都 610097

0 引言

在大数据时代背景下,各行各业都在积极探索如何充分利用海量数据来优化业务流程,提升效率,实现个性化服务。教育行业同样不例外,大数据技术的引入为教育改革和创新提供了无限可能,体育选课也迫切需要适应这一变革,以满足学生日益多样化的体育选课需求。传统体育选课方式往往受到时间、空间和信息传递的限制,导致选课信息不对称、效率低下、资源利用不充分等,课程满意度不高。针对这些问题,借助大数据技术的支持,设计和实现一个基于大数据的体育选课平台成为解决这些问题的关键。本文通过深入分析高校体育教育的需求和现有选课系统的不足,结合大数据技术的优势,提出一种新型的体育选课方案,以提高选课过程的透明度,降低选课难度,增加学生选课成功的概率,并为高校提供更全面、准确的学生体育活动数据,推动高校体育教育的现代化进程,提高学生参与体育活动的积极性和满意度。因此,本文将围绕大数据背景下体育选课平台的设计与实现展开研究。研究成果可为高校体育教育的信息化和智能化提供有力的支持,同时也为其他领域的教育改革提供参考。

1 相关技术

设计的体育选课平台采用前后端分离的系统架构。前端使用TypeScript作为主力语言,Vue3作为JavaScript框架,ElementPlus作为基础组件库,并以Vite作为前端构建工具。后端使用Java作为主力语言,SpringBoot作为开发框架,数据库使用Mysql。借助学校现有大数据中心,可以实时、快捷提取平台需要的基础数据,并根据选课需要建立资源优化模型。

1.1 语言

Java是一门面向对象的编程语言,具有简单性、面向对象、分布式、健壮性、安全性、平台独立与可移植性、多线程、动态性等特点,具有广泛的使用场景,是目前主流的后端编程语言。

TypeScript是微软开发的一个开源的编程语言,通过在JavaScript的基础上添加静态类型定义构建而成。TypeScript通过TypeScript编译器或Babel转译为JavaScript代码,可运行在任何浏览器,任何操作系统。TypeScript的优势在于能够提供更早的错误检测和更好的代码健壮性,从而提高开发效率与代码质量[1]。

1.2 框架

Vue3是一个用于构建用户界面JavaScript框架,具有一套强大的响应式系统,使得开发者在操作数据与前端元素时更加灵活。

SpringBoot基于Spring设计,不仅继承了Spring框架原有的优秀特性,而且通过简化配置进一步简化了Spring应用的整个搭建和开发过程,通过集成大量的框架,很好地解决了依赖包的版本冲突[2]。

1.3 数据库

MySQL是一个关系型数据库管理系统,是目前最流行的关系型数据库管理系统之一,体积小、速度快、总体拥有成本低,尤其是开放源码。一般中小型和大型网站的开发都选择 MySQL作为网站数据库[3]。

1.4 大数据技术

大数据是指在一定时间范围内用常规软件工具进行捕捉、管理和处理的数据集合,这些数据通常具有海量、高增长率和多样化的特点,新的处理模式使其具有更强的决策力、洞察发现力和流程优化能力,以适应海量、高增长率和多样化的信息资产。大数据技术可以帮助人们从海量数据中提取有价值的信息,从而节省时间,提高工作效率;大数据技术通过使用全局数据,能够更精确地统计出结果,更接近事物真相,帮助人们了解事物背后的真相;大数据技术可以收集大量数据,通过大数据计算和分析技术,人们可以了解事物发展过程中的真相,并分析出学生学习和锻炼规律,从而更好地进行科学决策;大数据技术可以通过收集和分析学生的行为数据,帮助老师了解学生的行为,有助于教学过程作出更明智的决策;大数据技术可以帮助老师改变过去的经验思维,建立数据思维,从而更好地利用数据来指导决策和行动。

本平台利用学校大数据中心海量学生数据,从学生兴趣爱好、专业知识、教学资源和课程评价等多维度建模优化选课模型,让学生、任课教师在选课平台中获得更优的方案。

2 系统设计

2.1 系统功能阐述

系统设计基于学校目前的体育专选课程开设情况,以及课程信息化建设需求,进行课程选课信息平台自主研发,打破传统行政班级进行专选分班教学,解决教学资源分配不平衡、利用不充分等问题,以满足学校师生体育专选课程选课实际需求。

结合学校实际情况,经过分析与设计后,本系统主要由统一身份认证、教师、学生管理3大功能模块组成。其中教师功能模块分为课程管理、在行课程统计打印3个子模块;学生功能模块分为在线选课、已选课程2个子模块;身份认证模块依托学校数据中心统一认证平台,通过CAS技术实现自动登录,系统具体功能如图1所示。

图1 系统功能模块示意图

2.1.1 身份认证模块

依托学校统一身份认证平台,体育选课平台用户身份有学生、教师2种类型,通过统一的登录入口进行登录,登录后系统将通过数据中存储用户数据,进行自动校验并查找用户角色,根据角色对应的不同权限,显示不同的系统菜单。

2.1.2 教师功能模块

教师功能模块包含课程管理、在行课程、统计打印3个子模块。

1)教师用户进入课程管理后,系统将根据登录教师个人信息查询并展示该教师名下全部课程,课程信息将通过校园大数据平台提供的课程数据接口与教务系统同步,教师无需手动维护课程信息。

2)在行课程子模块中,教师可依托课程管理子模块中的课程数据,发布在行课程,发布时可配置课程简介、选课开始时间、选课结束时间、每班最大选课人数、最大选课人数等数据。

3)统计打印子模块中,教师能看学生选择课程情况,提供选课学生名单的在线打印及导出功能。

2.1.3 学生选课模块

用户基础信息表学生选课模块分为在线选课及已选课程2个子模块。

学生用户登录后,进入已选课程子模块,系统将显示学生已选的全部课程记录。

学生用户进入在线选课子模块,系统将根据该生个人信息查询并展示该生可选的全部课程,学生用户选择课程可进入课程详情页面查看课程详细信息。选课人数达到最大值后,该课程将变为“不可选”状态。选课时间结束后,课程将不再显示。

2.2 数据库结构设计

数据库作为软件系统的数据底层,数据库设计是软件系统设计的基础,本系统使用开源MySQL数据库引擎作为系统开发数据库,数据表主要有用户、课程、选课3种类型表。

2.2.1 用户基础信息表

用户基础信息表用于存储教师学生基础信息与权限信息,如学号/工号、登录名、姓名、角色等。其中用户权限相关表的设计基于RBEC权限模型,如用户表(user)、角色表(role)、用户角色关系表(user_role)、权限表(menu)、角色权限关系表(role_menu);此外还有教学单位信息表(department_info)、班级信息表(class_info)等基础信息表与关联关系表,用户与权限ER结构如图2所示。

图2 用户与权限ER结构

2.2.2 课程基础信息表(curriculum)

课程基础信息表用于存储课程基础信息,主要字段为课程名称、创建时间、是否启用。在行课程信息表(curriculum_start)用于存储即将进行或正在进行选课的课程数据,主要字段有选课开始时间、选课结束时间、任课老师id、课程简介、每班最大选课人数、最大选课人数等。

2.2.3 选课信息表(stu_curriculum)

用于存储学生已选课程信息,主要字段为课程id、学生id、选课时间,课程信息ER结构如图3所示。

图3 课程信息ER结构

3 平台运行与用户评价

体育选课平台采用B/S架构,用户仅需要在浏览器中输入正确的网址即打开网站使用服务。需要注意的是,该系统仅对市场上主流的,如基于Chrome、Firefox内核的浏览器进行兼容适配,使用低版本的IE内核浏览器访问则可能造成错误。

平台设计完成后在6个班级,共305名学生中进行了体育选课运行,结果显示系统运行良好,未发生系统异常及严重系统漏洞。选课后向参与选课的305名学生发放了调查问卷,调查了学生对选课平台的满意度,满意度统计结果见表1。

表1 学生调查问卷结果

4 结束语

体育选课平台在学校教育信息化过程中具有较强的专业性,可以拓宽学习渠道,提高体育课程教学质量,对现代教育教学管理具有重要意义。利用好选课平台不仅可以提高学生的学习兴趣和教师的教学效率,还有助于学校体育教学信息化的提升,实现学校体育教学的业务流程重组,达到高效运作、科学管理的目标。