学业预警系统探讨

摘 要：随着我国高等教育的快速发展，教务教学管理部门面临着一个日益突出的问题：在确保大多数学生按照培养方案的要求完成学业的同时，如何对那些因为各种原因未能按照培养方案的要求完成相应学业的学生进行及时、有效的预警，借助最前沿的计算机技术把这种教育学理念得以实现和应用，把高校的学业预警工作做得更加科学、及时、有效。以学业预警系统的开发为主线，分析了系统设计的流程，探讨了本系统开发中所涉及的关键技术。此系统配以数据挖掘技术与决策支持系统的知识，实现自动搜索功能以改善现有系统人工搜索效率低下的现状，并且运用.NET架构实现。

关键词：学业预警系统；B/S架构；数据挖掘；.NET技术

中图分类号：TU 文献标识码：A文章编号：16723198（2012）10016401

1绪论

1.1 选题背景

由于各方面的因素，每年到了毕业的前夕，仍有相当比例的学生不能完成基本的学分绩点，从而不能正常地毕业。学校为了使这些学生能够顺利地毕业，采取了“清考”等措施，但这些措施是被动的，带有较大的负面影响，并且也增加了教学成本。

为了解决这一问题，学校提出了学业预警系统，但目前的学业预警系统仅仅提供了学生的成绩，而没有有效地信息技术支持，需要人工来查找和发现学分绩点过低的学生，使得这种预警系统的效率不高，达不到学校的预期目的，仍不能有效地消除“清考”现象。

1.2 本课题研究的主要内容

本文是以学分制下学生培养方案和学生成绩数据库为支撑，依托数据挖掘技术的有关方法和实施工具，自动搜索数据库，并根据关联规则对学生的课程学习进行预测，从而更加智能的对学生的学业进行深入的研究，并根据专家系统对每个学生的相关信息进行分析给出相关的建议。

1.3 文章结构

第一章讨论选题背景和主要研究工作及全文结构。

第二章是系统需求分析，提出系统要实现的功能。

第三章主要介绍学业预警系统的总体设计思路、系统的框架结构等。

第四章对系统实现过程中用到的系统软件产品的选择做了简要说明。

第五章为结束语，总结论文所开展的工作和下一步工作设想。

2系统需求分析

2.1 系统总体目标

学业预警系统的总体目标：本系统能够自动录入学生学业信息，并根据学生已修课程给出相关课程的预测成绩，并能自动计算绩点与平均分，如发现可疑学生数据（绩点或平均分不够）可以对学生发出预警，并且向院系工作人员及辅导员发送预警信息，督促学生学习，达到使学生能够顺利里毕业的目的。

2.2 系统可行性分析

2.2.1 技术可行性

学业预警系统所用的数据挖掘技术能够自动录入及查询信息，能够节约人力和物力，并且此技术已相当成熟，有专门的开发平台作支撑。

2.2.2 经济可行性

现今，计算机的价格已经十分低廉，性能却有着长足的进步，它已经被应用于许多领域。所以，系统所需的开发费用并不是很昂贵，然而这套系统的成功投入使用可以节约大量人力，提高信息管理的质量，也方便学校的管理。

2.3 系统需求

2.3.1 功能划分

录入信息:录入本院学生学业信息及专业培养方案。

学业信息查看：学院登录系统查看学生的相关学业信息及预警信息。

个人预警信息查询：学生登陆系统查看自己的预警信息。

预测成绩查询：学生登陆系统查看系统对自己的学业做出的预测。

用户权限管理：系统为学生及院系工作人员设置不同的权限。

成绩管理：后台操作人员对学生的成绩进行管理。

2.3.2 功能描述

图12.4 性能需求

2.4.1 数据精确度

要按照严格的数据格式输入，否则系统不给予响应进行处理。

系统管理员具有数据修改权限，其他用户在系统开放时间过后无权进入系统。

2.4.2 时间特性

一般操作的响应时间应在1~2秒内，对软磁盘和打印机的操作也应在可接受的时间内完成。

3 系统设计

3.1 系统设计的原则和目标

适应目前及今后一段时期信息化管理的要求，系统化、结构化、模块化，保证整个系统的完整性、一致性，可适时更新升级，以满足需求变化的需要。

（1）符合人们的思维习惯。

（2）便于各种事物的安排处理。

（3）易于扩展。

3.2 系统架构设计

通过需求分析学业预警系统采用B／S结构。本系统在构架上采用分层的体系结构，将软件分为三个层次，表现层（Presentation）从用户收集信息，将用户信息传送给业务服务层；Web层用来响应浏览器客户发来的请求，并调用业务层组件，将业务层组件返回的结果发送给浏览器客户；数据层（Data）提供接口进行永久数据的存储。

3.3 数据库设计

根据学业预警系统需求分析，设计对应的数据表:

（1）学生信息表：存放与学生信息相关的信息数据。

（2）专业培养方案表：存放与专业培养方向相关的信息数据。

（3）学生学业表：存放学生的详细学业信息数据。

（4）院系信息表：存放有关学生所属院系的基础信息数据。

（5）管理员信息表：存放管理员的相关信息数据。

3.4 小结

本章首先提出了系统总体设计时遵循的设计思想即符合人们的思维习惯、便于事务的安排、易于扩展、便于人工干预，并按照上述设计思想，在确定了学业预警系统功能的结构基础上，对与系统相关的数据库表做了介绍。共设计了5个数据库基本表，各表之间通过外键连接。

4 系统实现

前面我们阐述了学业预警功能的需求，这里我们选取几个相关功能对管理功能的实现进行详细描述。

4.1 开发平台的搭建

CPU：Intel PentiumD 925

内存：DDR 400 1G

操作系统：Microsoft Windows Server 2003

开发工具： Visual Studio 2010

数据库：SQL Server 2000

4.2 用户权限设计

4.2.1 基于角色的访问控制策略

安全访问控制策略占据着至关重要的作用。为了保证资源的安全，系统一要确认使用者的身份是否合法：二要判定该使用者是否有权使用或更改某一项信息资源。基于角色的访问控制策略简单来说就是在用户（user）和访问许可权限（permission）之间引入角色的（role）的概念，把用户和权限通过角色联系起来，用户被赋予某种角色，也就拥有相应的权限。

4.2.2 身份验证

本系统中用户身份信息是由以下字段组成：用户登录账号、密码，这些字段在数据库中作为一个数据表，用户每次登录时，需输入登录账号和密码，采用表单提交用户输入的账号和密码，并通过数据库访问该数据表，进行身份标识与鉴别，并利用数据验证控件进行验证。

4.2.3 授权

授权是指准许或拒绝特定用户访问资源的过程。在该体系结构中，授权主要包括两种方式：“模块访问安全性”和“模块功能操作安全性”，且这种两种方式都是基于用户所隶属的角色来实现的。

5 结束语

本文对学业预警系统的总体规划、需求分析、系统设计等方面进行了详细研究。通过研究，加深了对各种开发模式的了解，初步了解了实现三层客户机/服务器模式的系统开发技术。

参考文献

［1］陈晓红.管理信息系统教程［M］.北京：清华大学出版社，2003.

［2］任泰明．基于B／S结构的软件开发技术［M］．西安：西安电子科技大学出版社，2006.

［3］彭东主.SQL Server 2000应用开发技术指南［M］.北京：清华大学出版社，2000.

［4］张基温.信息系统开发案例［M］.北京：清华大学出版社，1999.

［5］高传善，钱松荣，毛迪林.数据通信与计算机网络［M］.北京：高等教育出版社，2001.