基于ASP.NET的學生素質評價管理系統設計

王東新　曲建晶

摘 要： 為了科學、全面、真實的反映和考察學生的綜合素質，提出基于ASP.NET的學生綜合素質評價管理系統。利用ASP.NET技術和K-Means算法進行學生綜合素質評價數據的聚類分析，通過對評價指標的制定、權重集的構造以及評價系統各個功能的搭建，可實現學生綜合素質的可視化顯示。測試表明，可有效助力學生個人全面發展，幫助學校改善教學方案，為高質量人才培養提供參考依據。

關鍵詞： ASP.NET; K-Means; 學生綜合素質評價; 聚類分析

中圖分類號： TP 311文獻標志碼： A

Design of Student Quality Evaluation Management System Based on ASP.NET

WANG Dongxin1， QU Jianjing2

（1. School of Aeronautical Manufacturing Engineering， Xi'an Aeronautical Polytechnic Institute， Xian， Shanxi 710089， China;

2. School of Economics and Management， Xidian University， Xian， Shanxi 710126， China）

Abstract： In order to examine? quality of students scientifically， comprehensively and truly， this paper proposes a comprehensive quality evaluation management system based on ASP.NET. This paper uses ASP.NET technology and K-means algorithm to cluster the students' comprehensive quality evaluation data. Through the formulation of evaluation indicators， the construction of weight sets， and the construction of various functions of the evaluation system， the visual display of students' comprehensive quality can be realized. Tests show that it can effectively help students to develop in an all-round way， help schools improve their teaching programs， and provide a reference for high-quality personnel training.

Key words： ASP.NET; K-means; student comprehensive quality evaluation; cluster analysis

0 引言

隨著我國經濟、科技的高速增長，人才已經成為我國各行各業急需的重要資源[1-2]。教育作為國家發展、民族富強的基礎性工作，是人才培養關鍵的土壤。自1980年以來，國家逐步推進學校教育的改革，考試成績不再是評判學生的唯一標準，綜合素質評價成為社會關注的熱點之一[3-7]。

由于傳統的教育評價過于重視學生考試成績的作用，致使學校和家長忽視了學生非智力因素在個人成長中的作用。現階段，大多數高校依據《普通高等學校學生管理規定》和《高等學校學生行為準則》來制定符合該校實際情況的學生綜合素質評判標準。眾多學校將學生素質考察項目分為德、智、體和美這4個方面，并按照一定的比例計算總分，作為學生素質的評判依據。雖然該種評價方式在某種程度上起到了一定的作用，但其指標數量和各指標權重的設置不夠科學。此外，隨著學生數量的增加，傳統的評價方式費時費力，通常容易出現統計錯誤等弊端，不能保證測評結果的公平、公正和科學客觀[8-10]。

本文利用ASP.NET技術和K-Means算法進行學生綜合素質評價數據的聚類分析[11-16]，探究了基于ASP.NET的學生綜合素質評價管理系統。通過對評價指標的制定、權重集的構造以及評價系統各個功能的搭建，可實現學生綜合素質的可視化顯示。

1 基于ASP.NET的學生綜合素質評價管理系統

本文采用ASP.NET技術和K-Means算法進行學生綜合素質評價數據的聚類分析，搭建了基于ASP.NET的學生綜合素質評價管理系統來評價學生多維度的綜合素質。該系統包括“系統平臺搭建”和“學生綜合素質評價模型”兩個部分，如圖1所示。

“系統平臺搭建”主要涉及系統需求分析、系統結構設計、系統數據庫設計、和系統安全性設計等;“學生綜合素質評價模型”主要包括評價指標的確定、評價指標權重的配置、評價模型算法的構建等。

1.1 系統需求分析

根據學生綜合素質評價系統的總體設計思想，為了全面考核學生的綜合素質，本文提出的系統評定方式為：學院、班長和學生共同參與的方式，如圖2所示。

（1） 輔導員

輔導員作為學院工作人員，具有評價指標管理、指標權重管理、評價數據管理、綜合素質計算、綜合素質查看、聚類分析和評價結果導出這7個功能權限。其中，評價指標管理是指根據高校的人才培養實際情況和社會、企業對人才培養的要求，輔導員可對具體的評價指標進行增加、刪減及修改等操作;指標權重管理是通過層次分析法來計算各級指標的權重值，以實現不同的素質維度差異化對待。輔導員可根據政策的改變對各級指標的權重值進行修改;評價數據管理是對學生綜合素質評價指標的相關數據進行數值化管理，即可以導入、增加、修改、刪除數據;綜合素質計算模塊是通過既定的綜合素質計算公式和各個評價指標的權重值，代入具體指標數據進行計算;綜合素質查看模塊是將計算得到的評價結果在網頁上相應位置進行顯示，方便各個用戶依據不同篩選條件進行查詢顯示;聚類分析模塊是運用設計好的學生綜合素質聚類算法，對各個學生的評價結果進行挖掘，得出有益于學生個人發展和學校教育管理的信息;評價結果導出，則是實現導出和打印等操作。

（2） 班長

班長作為各個班級的事務管理人員，具有審核評價材料、查看和導出評價結果的權限。審核評價材料是將學生上傳的評價材料，按照學校相關規定進行材料有效性的審核;查看和導出評價結果是指用戶可以查看自身的評價數據，包括各指標數據是否正常、總體評價數據、所占專業、年級的排名以及自身所處的素質水平等信息，并將相關信息以PDF文件格式導出。

（3） 學生

學生作為此系統的主要服務對象，具有上傳評價材料、查看和導出評價結果的權限。上傳評價材料是依據學校制定的相關規定，將自己參加各類競賽、比賽、活動的獲獎證書或者榮譽證明等材料的電子版上傳到系統中，方便班長與輔導員審核;查看和導出評價結果，與班長的權限定義相同。

1.2 系統結構設計

本文提出的學生綜合素質評價系統，基于ASP.NET平臺、采用了瀏覽器和服務器結構。ASP.NET平臺具有Web應用程序開發的優勢，包含了身份驗證、狀態管理、調試和部署等。本文采用了ASP.NET平臺中的MVC設計模式，以便降低系統的業務層和頁面的耦合度。ASP.NET平臺的優勢主要體現在：

（1） 數據綁定技術可使數據庫中的信息與控件綁定，可靈活適用于各類數據庫;

（2） 代碼隱藏技術可使表現層代碼和邏輯層代碼隔離，將數據庫邏輯代碼全部保存在單獨的文件夾內，使得程序維護更簡單;

（3） ASP.NET平臺的分層可大大提高軟件應用開發的效率。

瀏覽器和服務器結構，（Browser / Server）簡稱B/S結構。在B/S結構中，最主要的功能邏輯均在Server中實現，其他部分由Browser實現，如圖3所示。

通過B/S結構，在高性能服務器端運行后臺總控制程序，在用戶端運行ASP.NET程序。

1.3 數據庫設計

學生綜合素質評價系統由于涉及到的用戶較多，且評價指標涉及了多個維度。因此，決定了系統要求數據量較大的運行環境。這使得數據庫的設計要兼顧容量大、兼容數據類型多的特點，具體如下：

（1） 兼容多種數據類型

由于統計數據涉及多種性質的數據，比如字符、時間和數字等。因此，系統數據庫的設計要支持多種數據類型。

（2） 具有較大的容量

系統的數據包括各類登入角色的身份信息、各項評價指標的內容、各項評價指標的數據等，不僅數據類型多且數據量也較大。因此，系統數據庫設計必須有足夠的空間。

（3） 數據訪問權限的限定

本文提出的學生綜合素質評價系統涉及學生、班長、輔導員等多個角色，各個角色的功能和職責不盡相同。所以，制定嚴格的用戶權限對系統安全極為重要。

基于上述數據類型及特點，本文以SQL Server為數據庫服務器來實現學生素質評價管理系統的數據儲存。

2 學生綜合素質評價指標

2.1 評價指標設置原則

本文根據大學高校的實際情況以及社會與用人單位對大學生素質的側重點，制訂了指標體系的要素集和權重集。大學生綜合素質評價體系作為高校評價學生素質能力的標準，其構建要遵循一定的原則，如圖4所示。

2.2 評價指標的設置

學生綜合素質評價指標體系分為5個一級指標：思想道德、專業知識、身心素質、人文素質和創新實踐素質。其中，思想道德素質的二級指標包括政治觀念、集體觀念、法制觀念、誠實守信和勞動衛生這5個要素;專業知識素質的二級指標包括基礎課成績、專業課成績、選修課成績和專業認證情況4個要素;身心素質的二級指標包括體能達標狀況、體育競賽成績和心理測試情況3個要素;人文素質的二級指標包括文化常識、文藝活動表現和興趣愛好3個要素;創新實踐素質的二級指標包括學術研究能力、科技創新能力、社團工作能力及社會實踐能力4個要素。

2.3 評價指標權重值設置

為了構建科學、準確的評價系統，本文主要采用了層次分析法來確定各個指標的權重值。并通過與多位專家的溝通進行配置計算，得到平均值來作為各個指標的權重值。本文采用層次分析法確定大學生綜合素質評價體系各指標的權重，操作步驟如下：

（1） 構建素質評價體系的層次結構：依據各個要素之間的關聯性，將問題分成不同的層次。用最高處、中間層和最底層分別代表總目標、決策要考慮的因素及具體準則、供決策參考的方案和措施。

（2） 權重配置咨詢表的制定：在咨詢表中依次將排列同級指標，并進行比較。

（3） 制作標度方法表：在進行兩個指標的比較時，為了量化比較的程度，使用1～9標度來刻畫重要性。

（4） 判斷矩陣的構建：利用第3步標度方法表對待比較的指標逐個進行重要性比較。然后，將比較所得的結果填寫到權重配置咨詢表中，構建出判斷矩陣。

（5） 計算權重系數：求解上一步的判斷矩陣的最大特征值和相應的特征向量。

（6） 一致性檢驗：使用一致性比率C.R來進行一致性檢驗。

3 學生綜合素質評價聚類算法

本文采用K-Means算法進行學生綜合素質評價數據的聚類分析。K-Means算法又被稱K-均值算法，是一種聚類算法，根據相似性原則，將具有較高相似度的對象歸類為同一類簇。假設需要將數據歸類為k類，所屬類別為ti，每個類別的中心為wi，則函數如式（1）。

當Tnk在數據點j被歸類為ti時，函數值為1，否則為0。通過迭代運算的方式使得J最小化，具體步驟如下：

（1） 確定數據的聚類個數k，再在數據中隨機選取k個對象作為聚類的初始中心。

（2） 依據各個數據到中心數據的距離，將所有數據進行歸類，到中心點距離最短的歸為一類。

（3） 判斷是否滿足收斂條件。若不滿足，依據距離的長短，更新中心點。

（4） 重新計算數據對象到新的中心點的距離，按照（2）的原則更新劃分。

（5） 重復（3）和（4），直至滿足收斂條件，聚類結果穩定。

當k的取值為5～10時，柱狀圖的增幅比較緩慢，變化不明顯。由此可認為，k值合適的取值應小于6。當k值取4時，柱形圖的增幅變化明顯，但小于k值取1～3時的增幅。因此，k的取值可以選定為4，如圖5所示。

4 實際驗證

為了驗證上述系統方案的可行性，本實驗數據來源于某學院的4個年級所有學生的各項指標數據。根據上文確定的各指標權重表，運用并行化的K-Means算法進行了聚類分析。

當用戶登錄后，系統會依據用戶的權限自動列出該用戶的功能列表，如圖6所示。

點擊左側的選項，即可進入相應的模塊，進行權限對應的各項操作。

分別展示了學生綜合評價查看界面和學生綜合素質評價聚類結果，學生可以查看各自當前的各項素質發展狀況。該系統使用列表和雷達圖的形式顯示其各項指標得分與班級平均分、專業平均分及年級平均分的對比情況，如圖7所示。

表明本系統具有一定的準確性，可以靈活制定學生綜合素質評價指標，真實反映學生當前綜合素質各個維度的發展狀況以及與所在的班級、年級的對比情況，并具有一定的精度，如圖8所示。

5 結束語

本文利用ASP.NET技術和K-Means算法進行學生綜合素質評價數據的聚類分析，探究了基于ASP.NET的學生綜合素質評價管理系統。從測試結果可以看出，該系統可以全面、科學、真實地反映出學生綜合素質各個維度的發展狀況。并可有效助力學生個人全面發展，幫助學校改善教學方案，為高質量人才培養提供參考依據。

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（收稿日期： 2019.06.11）

作者簡介：

王東新（1979-），男，碩士，講師，研究方向：大學生思想政治教育。

曲建晶（1987-），男，碩士，講師，研究方向：大學生思想政治教育。