兒童體測數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)的設計與開發(fā)

朱書彪 鄒小慧

摘要：為了解決兒童體測數(shù)據(jù)難以統(tǒng)計處理的問題，研究了一種基于B/S架構的兒童體測數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)。采用了SpringBoot、Mybatis、LayUI等主流Web開發(fā)技術，實現(xiàn)了幼兒園、小學、初中三個階段的兒童體測數(shù)據(jù)分析功能。依據(jù)國家標準對兒童的體測數(shù)據(jù)進行自動化分析，并生成相應的電子報告和PDF報告。系統(tǒng)在設計上綜合考慮多方面因素，為學校和培訓機構提供了體測報表管理、體測數(shù)據(jù)錄入分析、體測報告管理、報告?zhèn)€性化設計、電子版報告查詢等實用性的功能。

關鍵詞：SpringBoot;LayUI;B/S架構;兒童體測;數(shù)據(jù)分析

中圖分類號：TP311? ? ? 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2022）17-0041-03

1引言

我國教育在發(fā)展過程中，始終強調(diào)素質教育的重要性，高舉“德智體美勞”全面發(fā)展的大旗，破除應試教育的壁壘。“十四五”規(guī)劃中提出體育在五育中占據(jù)重要地位，體育的發(fā)展關乎人類的可持續(xù)健康發(fā)展[1]。但是在當下，我國大部分學校的體育教育并非為了學生強身健體、更不是培養(yǎng)學生的體育興趣，而是為了讓學生能夠在中考體育中獲得更高的分數(shù)。有研究表明，中考體育確實在一定程度上提高了學生的身體素質，但是沒有達到培養(yǎng)學生終身體育的目的，大多數(shù)學生在考試結束后就將體育拋棄[2]。

近年來，在國家政策的引導下，越來越多的學校逐漸重視學生體育素質的提升，但體測工作十分煩瑣，僅僅依靠于人工統(tǒng)計分析，不僅耗時長，并且容易發(fā)生錯誤，也很難給到老師和學生反饋建議[3]。因此設計開發(fā)一個兒童體測數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)具有很大的必要性。本文主要研究兒童體測數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)的設計與開發(fā)，嚴格按照國家相關標準——《國民體質測定標準手冊（幼兒部分）》《國家學生體質健康標準（2014 年修訂）》對兒童的體測數(shù)據(jù)進行分析評測，不僅可以幫助學校、培訓機構等體測組織者完成兒童的體測數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析，還可以給學生、家長、老師相應的反饋報告，使得體測工作能夠順利進行。

2 系統(tǒng)總體設計

2.1 系統(tǒng)用戶群體分析

在項目開發(fā)之前對用戶群體進行分析是至關重要的一個步驟，了解系統(tǒng)使用者的需求有利于后期產(chǎn)品的普及[4]。在本系統(tǒng)中，使用者主要包括系統(tǒng)管理運營人員、幼兒園和中小學負責體測的教師、兒童體育培訓機構的機構老師以及學生家長。針對不同的用戶群體，將系統(tǒng)分為了三個不同的端口，為系統(tǒng)運營人員建設管理員端，功能強大，可以對系統(tǒng)情況、用戶信息、體測數(shù)據(jù)等內(nèi)容進行統(tǒng)一的管理;為學校、培訓機構的體測教師分別學校端和場館端，界面美觀、操作方便，可以根據(jù)需求對PDF報告進行個性化設計;為家長和學生提供家長端，考慮到App開發(fā)成本大、使用成本高的弊端，家長端采用公眾號平臺，為家長提供查詢報告的功能。

2.2 系統(tǒng)架構設計

本系統(tǒng)采用當下流行的SpringBoot、MyBatis、LayUI、SpringSecurity等框架進行項目代碼的開發(fā)，使用MySQL數(shù)據(jù)庫進行數(shù)據(jù)的存儲，使用七牛云CDN存儲系統(tǒng)圖片文件。項目的系統(tǒng)架構圖如圖1所示：

2.3 系統(tǒng)主要功能

體測老師在線下為學生進行測試，統(tǒng)計學生體測數(shù)據(jù)，通過系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)導入，系統(tǒng)可以自動根據(jù)國家規(guī)定的體測標準對數(shù)據(jù)進行智能化分析，為學生生成體測報告，報告分為PDF版和電子版，體測老師可以在學校端、場館端管理學生的體測數(shù)據(jù)以及體測報告;家長可以通過關注公眾號查詢學生的電子版報告;管理員可以對系統(tǒng)中所有的體測數(shù)據(jù)、學校/場館信息等內(nèi)容進行管理。系統(tǒng)主要實現(xiàn)了以下功能：

1）系統(tǒng)用戶管理。

2）體測標準管理。

3）體測報表管理。

4）體測數(shù)據(jù)錄入分析。

5）體測報告管理。

6）報告?zhèn)€性化設計。

7）電子版報告查詢。

3 系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設計

根據(jù)前期的需求分析，綜合考慮系統(tǒng)安全等各方面因素，系統(tǒng)設計了59張表，例如：體測標準表、體測數(shù)據(jù)表、體測項目表、用戶表等。該系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設計嚴格遵循第三范式設計原則，另外，考慮到物理外鍵的維護成本較高，所以本系統(tǒng)采用了目前較為成熟的邏輯外鍵，將一張表的主鍵作為字段設置到與其相關聯(lián)的表中，以此來映射兩張表之間的關系[5]。數(shù)據(jù)庫部分表結構如圖2、圖3所示。

4.1數(shù)據(jù)管理分析

本系統(tǒng)支持幼兒階段（3～6歲）、小學、初中三個階段的數(shù)據(jù)分析，管理員預先將三個階段的體測項目、評分標準錄入至數(shù)據(jù)庫中。體測老師通過學校端/場館端可以將學生的體測數(shù)據(jù)導入系統(tǒng)中，系統(tǒng)可以自動根據(jù)不同的學段匹配相關標準，并給出對應的分數(shù)，考慮到數(shù)據(jù)分析效率的問題，本系統(tǒng)采用了多線程技術，設計了優(yōu)質的算法，提高了系統(tǒng)的運行效率。為了滿足錄入時的不同需求，系統(tǒng)支持頁面表單數(shù)據(jù)提交、Excel批量導入兩種方式，不論是使用哪種方式，都提供了數(shù)據(jù)格式校驗功能，避免了因數(shù)據(jù)格式不正確導致導入失敗的問題。同時，為了方便機構和學校對數(shù)據(jù)的管理，系統(tǒng)支持標簽功能，可以將體測數(shù)據(jù)分門別類進行管理。

客戶端通過HTTP協(xié)議將體測數(shù)據(jù)傳輸?shù)椒掌鞫耍掌鹘邮盏綌?shù)據(jù)后，采用多線程技術對每一條數(shù)據(jù)進行分析，分析過程中需要將各數(shù)據(jù)項與相匹配的標準進行比較，生成得分、評語、個人排名以及班級整體數(shù)據(jù)報告。數(shù)據(jù)管理分析部分代碼如下所示：

@PostMapping（"/hallImport"）

public AjaxResulthallImport（@RequestBodyRequestHallImportVorequestHallImportVo） {

hallDataService.hallImport（requestHallImportVo）;

return AjaxResult.success（）;

}

@PostMapping（"/importByExcel"）

public AjaxResultimportByExcel（@RequestParam（"file"） MultipartFilemultipartFile，

@RequestParam（name = "tagName"，required = false） String tagName） throws IOException {

hallDataService.importByExcel（multipartFile，tagName）;

return AjaxResult.success（"導入成功"）;

}

4.2 PDF報告生成

PDF報告生成功能在本系統(tǒng)中至關重要，在項目開發(fā)前期，我們嘗試了多種生成PDF的方法，均不能達到預期的效果，例如使用Freemarker模板設計報告樣式，在通過Java語言調(diào)用打印PDF、使用ITEXT生成PDF等。最終，經(jīng)過嚴格的實驗，我們選擇了phantomjs，一個基于webkit的JavaScript API。它不僅是個隱形的瀏覽器，提供了諸如CSS選擇器、支持Web標準、DOM操作、JSON、HTML5、Canvas、SVG等，同時也提供了處理文件I/O的操作，從而可以向操作系統(tǒng)讀寫文件等[5]。基于phantomjs的強大功能，我們?yōu)椴煌A段的兒童分別設計了HTML報告模板，使用Java語言調(diào)用phantomjs，并且將分析的數(shù)據(jù)作為參數(shù)傳遞給HTML報告模板，HTML報告模板加載到數(shù)據(jù)后，phantomjs可以將當前網(wǎng)頁轉成PDF格式，保存在服務器中，至此就完成了PDF報告的生成功能。PDF報告生成部分代碼如下所示：

try {

link = "phantomjs --debug=yes /root/PhantomJS/outputPDF.js " + path + uuid + hallGrformEntity.getStudentName（） +".pdf＼"file：///root/PhantomJS/bb/index3.html？" + URLEncoder.encode（link， "UTF-8"） + "＼"";

} catch （UnsupportedEncodingException e） {

log.error（"UnsupportedEncodingException in link" + e）;

}

link = link.replaceAll（"%3D"， "="）;

link = link.replaceAll（"%26"， "&"）;

log.info（link）;

Runtime run = Runtime.getRuntime（）;

String[] cmdA = {"/bin/sh"， "-c"， link};

int status = 0;

try {

Process pro = run.exec（cmdA）;

status = pro.waitFor（）;

} catch （Exception e） {

log.info（"phantomJs執(zhí)行出錯了" + e）;

return false;

}

4.3 電子報告查詢

電子報告查詢功能主要是為了方便家長了解孩子的體測情況，電子版報告分為簡版、詳版，同時為三個不同的學段設置了不同的樣式，在界面設計上符合了學生的年齡特征。家長關注公眾號后，可以點擊進入體測報告查詢?nèi)肟冢缓筝斎胧謾C號/11位編號即可查詢到孩子所有的體測報告信息。電子版報告查詢功能主要代碼如下所示：

public R queryByUuid（@RequestParam（"uuid"） String uuid） {

Map result = new HashMap<>（）;

TestDataEntitytiCeData = testDataService.queryByUuid（uuid）;

if （ObjectUtils.isEmpty（tiCeData））{

throw new RRException（"數(shù)據(jù)不存在"）;

}

TestGrformEntitytestGrformEntity = testGrformService.queryByUuid（uuid）;

result.put（"uuid"， tiCeData.getUuid（））;

result.put（"school"， testGrformEntity.getSchoolName（））;

......（為result設置參數(shù)）

return R.ok（）.put（"result"， result）;

}

5系統(tǒng)效果展示

完成系統(tǒng)開發(fā)后，將系統(tǒng)部署至阿里云服務器，并申請了域名，為全國200余家體育場館/學校提供了體測數(shù)據(jù)分析服務。目前系統(tǒng)還在不斷更新迭代，在未來還將提供高中、大學等學段的體測數(shù)據(jù)分析功能。系統(tǒng)部分運行界面如圖4～圖8所示。

6 結束語

通過本系統(tǒng)的研究與應用，為中小學幼兒園以及各大體育場館提供了技術上的幫助，有效解決了當下體測數(shù)據(jù)難以統(tǒng)計、處理等問題。為了保證系統(tǒng)后期的運行與維護，最終采用了阿里云服務器進行項目的部署，同時還利用Jenkins+Gitee進行持續(xù)集成，有助于系統(tǒng)的后期更新。項目上線后，首先在江西省南昌市試運行，主要對象為南昌市各大幼兒園，試運行結束后，我們根據(jù)實際用戶的意見對系統(tǒng)進行了改進，例如，新增家長分享報告功能、擴充報告主題等功能。目前，系統(tǒng)使用者已經(jīng)超過100家單位，真實體測數(shù)據(jù)近2萬條。下一步，我們將根據(jù)前期客戶的實際體驗，對系統(tǒng)進行進一步的升級，提升客戶的使用效率，更加注重體驗感，對報告的樣式進行設計，符合不同年齡段學生的特征。

參考文獻：

[1] 李曉玥，曹林，趙旺，等.基于學生體測大數(shù)據(jù)的健康智能評價方法[J].辦公自動化，2021，26（18）：38-41.

[2] 胡娟.學生體質健康標準數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)的設計與實現(xiàn)[J].科技展望，2015，25（32）：252-254.

[3] 鹿耀輝.中學生體測對學生鍛煉習慣的影響[J].體育風尚，2021（8）：265-266.

[4] 朱銳勛，黃亮，岳正江.基于Spring Boot的辦學質量評估系統(tǒng)設計[J].信息技術與信息化，2022（3）：134-137.

[5] ZuQingWebDriver自動化測試工具（3）—PhantomJS的使用[EB/OL].[2021-06-20].https：//www.cnblogs.com/zuqing/p/7298 266.html.

收稿日期：2022-03-16

作者簡介：朱書彪（1998—），男，江西贛州人，信息系統(tǒng)項目管理師，助教，學士，主要研究方向為企業(yè)信息化建設;鄒小慧（1996—），女，廣西賀州人，學士，主要研究方向為軟件系統(tǒng)建設。