大數(shù)據(jù)分析下大學(xué)生行為記錄和分析系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)分析

摘要：大學(xué)校園相比于中小學(xué)校園而言，多了幾分開放性，這也造成了管理的開放，因此很多時候老師都無法明確學(xué)生在校期間的行為活動，這致使校園管理方面存在很多不足之處。該課題主要依靠Java語言加以開發(fā)，期間遵照MVC模式搭建SSH框架進(jìn)行具體實(shí)現(xiàn)。大數(shù)據(jù)分析技術(shù)在當(dāng)前時代發(fā)展非常迅速，本次就借助該技術(shù)收集學(xué)生的在校活動，為了建立清晰的模塊，我們按照一定的思路將其分為三大塊，分別為大學(xué)生行為記錄、大學(xué)生行為分析以及后臺管理。老師就可根據(jù)出勤、作業(yè)、銷假、未到校等記錄內(nèi)容判斷學(xué)生是否在校，這對于提高管理效率有著極大的幫助。

關(guān)鍵詞：大學(xué)生;在校行為;大數(shù)據(jù)分析

中圖分類號：TP311.13? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A? ? ? ? ?文章編號：1007-9416（2020）10-0000-00

邁入大學(xué)校園，也就意味著邁進(jìn)了社會，因?yàn)榇髮W(xué)的種種特性造就了其具有社會的大部分特點(diǎn)。這從學(xué)生的角度看，雖然有了更多的自由權(quán)，但是從管理者的角度而言，還存在許多問題，過分自由的發(fā)展空間會造成監(jiān)管不及時、教學(xué)與管理的脫節(jié)等問題的出現(xiàn)。為此，作為老師以及學(xué)校的管理層人員，必須要明確每位學(xué)生的到課情況、請銷假情況、作業(yè)完成度情況等等。在大學(xué)生行為記錄以及分析系統(tǒng)中，我們會借助大數(shù)據(jù)分析技術(shù)對學(xué)生的具體在校行為進(jìn)行分析。如此一來就為學(xué)生干部、老師減輕了一部分工作壓力，對于彌補(bǔ)管理漏洞很有幫助。

1關(guān)鍵技術(shù)

本系統(tǒng)的開發(fā)主要借助了SSH框架，其主要運(yùn)用的技術(shù)包括Struts2、Spring、Hibernate。Struts2是標(biāo)準(zhǔn)的MVC框架，主要對MVC框架的三方面（控制、模型、視圖）進(jìn)行開發(fā)，且效率較為不錯。Spring的主要作用是提供依賴注入、AOP以及聲明式事務(wù)。Hibernate是一種ORM框架，該技術(shù)也較為優(yōu)秀，它能夠?qū)DBC的代碼完美封裝在一起，同時還能將數(shù)據(jù)訪問層的操作進(jìn)行相應(yīng)的簡化。由以上三種技術(shù)組成的SSH架構(gòu)具有諸多優(yōu)勢，可以將框架的效用發(fā)揮得淋漓盡致，對于優(yōu)化項(xiàng)目結(jié)構(gòu)具有突出作用。

系統(tǒng)頁面的構(gòu)建依據(jù)的是JSP網(wǎng)頁開發(fā)技術(shù)，這種技術(shù)只要編譯一次就可以存入內(nèi)容，從運(yùn)行速度上來看，效果較為理想。由于后臺數(shù)據(jù)比較繁雜，故而需要借助數(shù)據(jù)庫技術(shù)加以解決，本系統(tǒng)采用的是MySQL數(shù)據(jù)庫技術(shù)[1]。要想開發(fā)一個系統(tǒng)，服務(wù)器是必不可少的，本次選擇的是tomcat服務(wù)器，該服務(wù)器屬于輕量級，并且源代碼免費(fèi)開放，能夠?yàn)橄到y(tǒng)開發(fā)節(jié)省一部分精力與成本，并且其所占空間也較少，如果系統(tǒng)規(guī)模不是特別大，且網(wǎng)頁訪問人數(shù)不多，用這種服務(wù)器綽綽有余。

首先需要確定獲取技術(shù)，Deep Web數(shù)據(jù)獲取技術(shù)是一個不錯的選擇。該技術(shù)利用表單爬取手段收集表單中的數(shù)據(jù)，此外該技術(shù)能夠有效識別表單中的各個屬性值如網(wǎng)頁標(biāo)簽中的ID等，如果查找到與數(shù)據(jù)庫中字段相同或相似的，可以進(jìn)行近一步的關(guān)聯(lián)。當(dāng)獲得有價值的數(shù)據(jù)后，接下來按照分析、處理、展示結(jié)果等步驟展開工作。

2 大學(xué)生行為記錄和分析系統(tǒng)需求分析

行為記錄是利用數(shù)據(jù)化的方式統(tǒng)計(jì)學(xué)生的在校行為，這里所說的行為主要包括作業(yè)的完成度、出勤情況、請假銷假記錄以及離校到校情況等。利用互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)將學(xué)生能夠跟蹤記錄的在校情況如實(shí)反映給系統(tǒng)，系統(tǒng)會根據(jù)相關(guān)運(yùn)算法則進(jìn)行記錄處理，這樣就可以為老師以及學(xué)校管理層提供一定的便捷，有利于相關(guān)人員對學(xué)生的行為記錄進(jìn)行掌控分析。行為記錄除了學(xué)生的記錄內(nèi)容以外，還應(yīng)該包括任課老師以及導(dǎo)員等角色的記錄。

要想設(shè)計(jì)完善的系統(tǒng)，必須要明確系統(tǒng)的關(guān)鍵所在，經(jīng)分析，以大數(shù)據(jù)技術(shù)為基礎(chǔ)的行為分析是關(guān)鍵要點(diǎn)，系統(tǒng)需要對涉及行為記錄的內(nèi)容進(jìn)行統(tǒng)一的整理統(tǒng)計(jì)，之后還要對其進(jìn)行深入分析。如果只是將行為記錄的有關(guān)數(shù)據(jù)存儲在系統(tǒng)中，并不能完全、清晰地展現(xiàn)每位大學(xué)生的近期行蹤，為此，在系統(tǒng)開發(fā)過程中添加數(shù)據(jù)分析功能，就可以使得這個問題得到有效的解決，這樣一來，無論是任課老師還是輔導(dǎo)員都能根據(jù)系統(tǒng)分析功能得到學(xué)生狀況的整體信息以及個體信息。此外在設(shè)計(jì)之初，還要明確行為分析的面向?qū)ο笠约胺?wù)對象，其中學(xué)生不僅是分析的對象，同時也是服務(wù)的對象。

后臺管理模塊的作用對象是基礎(chǔ)數(shù)據(jù)，所需要具備的功能有管理、維護(hù)。通過細(xì)致的劃分，可以將其分為多個管理模塊：學(xué)生人員管理、角色管理、模塊管理、菜單管理、教師課程管理、教學(xué)基本信息管理等。從系統(tǒng)使用對象來看，可以分為五大塊：學(xué)生、代課老師、班主任、系領(lǐng)導(dǎo)、院領(lǐng)導(dǎo)，不同的角色所能使用的權(quán)限也各不相同，當(dāng)然一個用戶可以擁有的角色數(shù)量并不是唯一的，例如有的班主任還可以是系領(lǐng)導(dǎo)，當(dāng)然所進(jìn)入的角色不同，可以使用的菜單權(quán)限也各有區(qū)別。

3 大學(xué)生行為記錄和分析系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

3.1 登錄模塊實(shí)現(xiàn)

登錄模塊是每個系統(tǒng)都必須具備的基礎(chǔ)模塊，不同的系統(tǒng)都有各自不同的登錄信息。本系統(tǒng)在登錄頁面主要設(shè)置了四個字段：用戶名、用戶權(quán)限、密碼以及驗(yàn)證碼。系統(tǒng)會根據(jù)用戶填入的表單信息與數(shù)據(jù)庫存儲信息進(jìn)行比對審核，如果用戶名、權(quán)限、密碼、驗(yàn)證碼都審核無誤后，系統(tǒng)將會從登錄頁面跳轉(zhuǎn)至用戶所能操作的權(quán)限界面。如果四者之中有任意一條與數(shù)據(jù)庫中的記錄不匹配，那么都無法得到系統(tǒng)的認(rèn)可，用戶可以根據(jù)提示的錯誤信息重新輸入數(shù)據(jù)，請求進(jìn)入系統(tǒng)[2]。

3.2 后臺管理模塊實(shí)現(xiàn)

用戶在登錄界面選擇的角色不同，后臺管理界面也會顯示不同的菜單管理內(nèi)容。如果是管理員進(jìn)入后臺，則可以對所有的后臺數(shù)據(jù)進(jìn)行增、刪、改、查等管理操作，管理員可以添加、刪除某個角色，同時也可為某個角色增加權(quán)限或刪減權(quán)限，在整個系統(tǒng)運(yùn)行當(dāng)中，管理員的責(zé)任重大。

3.3學(xué)生行為跟蹤模塊實(shí)現(xiàn)

學(xué)生行為跟蹤是系統(tǒng)中的基礎(chǔ)模塊之一，它是系統(tǒng)分析的重要對象，學(xué)生作業(yè)的完成情況、出勤情況、請銷假等情況都收集在這一模塊。該模塊的出現(xiàn)代替了紙質(zhì)登記學(xué)生行為的操作，相比于手工記錄，更加快捷方便。代課老師在這一模塊主要記錄學(xué)生的出勤情況以及學(xué)生作業(yè)的完成度。導(dǎo)員、院系領(lǐng)導(dǎo)則會根據(jù)跟蹤模塊的請銷假情況進(jìn)行實(shí)際核實(shí)。

以學(xué)生請銷假操作為例，學(xué)生在操作時可以看到自己所有的請銷假情況，同時在此頁面還設(shè)置了篩選功能，根據(jù)篩選條件的約束，學(xué)生可以快速找到所需的信息。此外在申請假期時，如果狀態(tài)欄顯示正在審核中，則表示輔導(dǎo)員尚未通過申請，在這種情況下學(xué)生有權(quán)撤銷此次申請，這樣的設(shè)置增添了一些人性化處理思想。

3.4 學(xué)生行為分析模塊實(shí)現(xiàn)

學(xué)生行為分析模塊是整個系統(tǒng)中最為重要的模塊之一。這個模塊可以實(shí)現(xiàn)分析處理信息的功能，學(xué)生跟蹤模塊收集的數(shù)據(jù)就是為這一模塊打基礎(chǔ)。該模塊需要利用一項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)—大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，借助這一技術(shù)就可以對學(xué)生行為數(shù)據(jù)進(jìn)行分析匯總，之后還可以轉(zhuǎn)化為報表形式方便用戶觀察。利用這一分析技術(shù)，任課老師可以得到全班的作業(yè)完成情況以及個人的作業(yè)表現(xiàn)，這樣一來既能大致摸清班級整體學(xué)習(xí)質(zhì)量，還能掌握學(xué)生個人的學(xué)習(xí)動態(tài)。院系領(lǐng)導(dǎo)可以得到整個系甚至整個院校的學(xué)習(xí)情況。

4 數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)應(yīng)用解析

4.1 分類、聚類技術(shù)

當(dāng)需要對學(xué)生進(jìn)行分類工作時，需要采用這一技術(shù)。具體來說，這一技術(shù)具有指導(dǎo)的意義，在進(jìn)行劃分工作時，會直接劃分到提前設(shè)定好的類別中。比如，可以按照成績來做劃分工作，將學(xué)生分成兩個組，也可以進(jìn)行更詳細(xì)的劃分，將學(xué)生分成不同的等級，比如優(yōu)、良、中等等。聚類技術(shù)屬于無指導(dǎo)的性質(zhì)，分組情況不能提前進(jìn)行明確，主要根據(jù)數(shù)據(jù)的特點(diǎn)來做分組工作，最后的結(jié)果也需要自行進(jìn)行識別。

4.2 關(guān)聯(lián)規(guī)則技術(shù)

通過這一技術(shù)，能夠?qū)τ绊憣W(xué)生學(xué)習(xí)的一些原因進(jìn)行查找，比如學(xué)生在生活習(xí)慣方面，晚上熬夜，總是會有逃課的現(xiàn)象，那么對學(xué)生的學(xué)習(xí)成績來說有著很大的不利影響，這時就會根據(jù)這些情況推出相應(yīng)的關(guān)聯(lián)規(guī)則，通過對這一規(guī)則的使用，教師能夠得知學(xué)生在學(xué)習(xí)方面所存在的一些問題，并根據(jù)這些問題，對學(xué)生進(jìn)行針對性的疏導(dǎo)，從而使得管理機(jī)制能夠更加的完整，更好的對學(xué)生進(jìn)行管理[3]。

4.3 序列模式挖掘技術(shù)

如果需要對學(xué)生的學(xué)習(xí)行為進(jìn)行檢測，這時就需要運(yùn)用這一技術(shù)，如果學(xué)生存在晝伏夜出的情況，那么接下來就很容易出現(xiàn)逃課的現(xiàn)象，最后就會使得學(xué)習(xí)成績受到一定的影響，甚至對畢業(yè)也會造成相應(yīng)的影響。通過使用這一模式，教師可以及時的發(fā)現(xiàn)學(xué)生的問題，從而可以提前對學(xué)生進(jìn)行疏導(dǎo)，防止學(xué)生出現(xiàn)不好的情況，提升教學(xué)的質(zhì)量。

教師除了可以用自身的多年經(jīng)驗(yàn)來對學(xué)生進(jìn)行管理之外，還可以使用更多的先驗(yàn)知識來對學(xué)生進(jìn)行指導(dǎo)。通過大數(shù)據(jù)的處理，教師能夠?qū)W(xué)生的情況有較好的把控，對學(xué)生自身存在的一些問題能夠及時的發(fā)現(xiàn)，并根據(jù)這些問題，采取具有針對性的策略將問題進(jìn)行較好的處理。所以，教師在管理時，可以對這一技術(shù)進(jìn)行使用。

5 系統(tǒng)測試

軟件的測試并不僅僅體現(xiàn)于系統(tǒng)完成的這一刻，它融入于系統(tǒng)開發(fā)的整個周期，這樣能夠避免很多問題的出現(xiàn)。我們在開發(fā)完成后對系統(tǒng)進(jìn)行的測試主要是為了保證上線系統(tǒng)的正常性，維護(hù)階段也需要進(jìn)行測試，測試目的是為了保證系統(tǒng)的長久運(yùn)行。

測試分為多個方面，最為重要的是安全測試，它防護(hù)的是各個頁面的安全性，通過測試發(fā)現(xiàn)，雖然安全性方面沒有較大的問題，但仍存在一些小瑕疵，經(jīng)過反復(fù)測試修改，已經(jīng)使得系統(tǒng)的各個功能都能運(yùn)行如常。雖然經(jīng)過不懈的努力，系統(tǒng)開發(fā)已經(jīng)告一段落，但是要明白系統(tǒng)漏洞只能減少而不能徹底消除，我們能做的是盡最大的可能消除漏洞，保障系統(tǒng)的運(yùn)行正常。

參考文獻(xiàn)

[1] 包婷，章志剛，金澈清.基于手機(jī)大數(shù)據(jù)的城市人口流動分析系統(tǒng)[J].華東師范大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2015（5）：162-171.

[2]王若成.大數(shù)據(jù)環(huán)境下學(xué)生行為分析系統(tǒng)中關(guān)鍵技術(shù)的研究[J].信息技術(shù)與信息化，2019（7）：196-198.

[3]高殷，蘇強(qiáng)林.基于大數(shù)據(jù)的大學(xué)生行為風(fēng)險分析研究[J].計(jì)算機(jī)產(chǎn)品與流通，2019（3）：201.

收稿日期：2020-07-15

作者簡介：張熙然，女，河北承德人，本科，研究方向：大數(shù)據(jù)。

指導(dǎo)老師：繆寧（1983—），男，江西贛州人，碩士，副教授，研究方向：社會科學(xué)數(shù)據(jù)挖掘和人工智能。

Design and Implementation of College Students' Behavior Record and Analysis System Based on Big Data Analysis

ZHANG Xi-ran

（Zhujiang College， Tianjin University of Finance and Economics，Tianjin? 301800）

Abstract：Compared with the primary and secondary school campuses， the university campus is a little more open， which also leads to the opening of management. Therefore， teachers often can't make clear the students' behavior and activities in school， which leads to many deficiencies in campus management. This project mainly depends on Java language to develop， during which SSH framework is built according to MVC mode for specific implementation. Big data analysis technology is developing very rapidly in the current era. This time， we use this technology to collect students' activities in school. In order to establish a clear module， we divide it into three parts according to certain ideas， which are college students' behavior record， college students' behavior analysis and background management. In this way， teachers can judge whether students are in school according to the records of attendance， homework， resumption of leave and absence from school， which is of great help to improve management efficiency.

Key words： college students; school behavior; big data analysis