基于云平臺的成績管理系統的設計與實現

仲浩

（江蘇省廣電有線信息網絡股份有限公司，江蘇南京，210009）

0 引言

隨著互聯網技術的不斷成熟，各大高等院校紛紛建立了各類信息系統，為高校管理工作帶來了便捷。學生成績作為教學成果的直接體現，學生成績的信息化管理也成為了高校管理工作的核心環節[1]。在信息化建設過程中，有些高校資金及設備較為完備，但因業務或硬件的需求不同，造成了硬件設施的大量閑置[2]；而在資金匱乏的高校，可能連基礎的設備需求也無法滿足。

云計算平臺作為一種定制化的數字服務平臺，兼備數據的計算、存儲、維護等功能。云平臺供應商將眾多物理資源通過網絡串接、數據分解的方式，為用戶提供云服務。云計算作為一種分布式計算方式，具備規模大、虛擬化、可靠性、通用性、可伸縮性及按需服務等特點[3]。用戶在云平臺上構建應用，無需購買額外的服務器及存儲設備。用戶可以利用互聯網的便捷，有效利用系統資源、節約運營成本及維修成本。因此，本文主要構建基于云計算平臺的學生成績管理系統，以提高高校對于學生成績管理工作的效率和品質。

1 系統設計

■1.1 系統架構

基于云計算平臺的學生成績管理系統包含虛擬基礎設施層、服務管理層[4]和用戶層，其平臺架構圖如圖1 所示。虛擬設施層通過云平臺設備對學生成績數據進行整合和存儲，由服務管理層對學生成績數據進行管理，在用戶層進行結果展示。

圖1 平臺架構圖

(1)虛擬設施層：虛擬設施層位于平臺架構的底層，包括云計算平臺提供的硬件設施、系統鏡像、數據的存儲及網絡服務等模塊。該層將物理節點的存儲、計算、網絡、內存等資源進行采集，通過虛擬化技術將資源虛擬化處理并整合為統一資源池。可以根據用戶的需要動態調整資源，實現數據的物理存儲，為系統運行提供了保障。

(2)服務管理層：作為系統管理的核心層，其基礎數據來源于虛擬設施層。具有元數據服務、資源庫服務、學生成績管理系統門戶服務、數據計算服務等模塊。通過服務管理層實現學生成績管理系統的開發、配置、維護等。

(3)用戶層：用戶層一般由瀏覽器構成。用戶通過域名地址對數據資源進行訪問，數據經由虛擬設施層和服務管理層的處理，最終以友好的方式向用戶展現。

■1.2 功能設計

通過對學生成績管理系統的使用場景進行分析，得出該系統的用戶角色可以分為教學管理者、老師和學生。各個角色在學生成績管理系統中的功能點如下：

(1)教學管理者負責成績系數的管理，對教師提交的學生成績進行審核，根據課程、班級、學生進行成績的統計、匯總、打印，學生信息的查詢。

(2)教師負責所授課程的成績錄入、修改和查詢，學生信息的查詢。

(3)學生可以查詢個人的課程成績、成績排名等。

教學管理者、老師和學生的業務需求包含一定的重復部分，例如各類查詢功能等，但角色之間的業務權限各有不同，學生成績管理系統的系統功能如圖2 所示。

圖2 系統功能圖

1.2.1 成績系數管理

在學期開始之前，由教學管理者設置平時成績和期末成績的占比，學生總成績由平時成績和期末成績綜合后得出。可以統一設置所有課程的成績占比，也可進行單獨設置。對于成績的錄入方式和總成績的顯示類型，既可設置為百分制，也可以設置為等第制。對于等第制，可以設置為優（大于等于90 分）、良（80-90 分）、中（70-80 分）、及格（60-70 分）和不及格（小于60 分）等五個等第。

1.2.2 成績錄入

成績錄入以實驗班或行政班作為一個錄入單元，默認以學號排序列出該班級所有學生。學生信息應包括姓名、學號、班級、是否重修、考試方式等。教師分別錄入平時成績和期末成績后，系統自動計算出學生的總成績，總成績大于60分方可計入學分。對于成績小于60 分的，應該以特殊顏色高亮顯示。學生成績可以單獨手工錄入提交，也可批量導入提交。初試成績和補考成績應分別錄入。

1.2.3 批量導入和導出

學生成績的錄入可以通過批量導入的方式進行，一般使用excel 表記錄所有學生成績，再將excel 數據導入到成績系統。為了防止學生成績錄入異常導致成績導入失敗或錯誤，excel 應由系統提供。系統按照模板，導出包含學生姓名、學號、班級、平時成績、期末成績、總成績、備注等信息的excel 表。excel 表中只有平時成績、期末成績和備注欄設置為可編輯，總成績自動計算，其他字段不可編輯。導入成功后，刷新顯示學生成績；導入失敗后，自動生成下載excel 表并注明哪一行數據導入錯誤，何種原因導致錯誤，并且所有成績都不保存。

1.2.4 成績修改和審核

教師提交學生成績后，經由教學管理者審核通過后向學生公布。成績錄入有誤時不能夠直接修改，必須提交變更申請并由教學管理者進行審核，成績的修改還應滿足以下條件：

(1)不可申請將已錄入的成績刪除，只可申請成績的變更。

(2)上學期成績的變更申請應在新學期開學一周內完成。

(3)申請成績變更的應提供證明材料，包括整張試卷掃描、成績登記冊等，修改的部分用紅色標注。

1.2.5 成績和排名查詢

學生可以按學期查詢本人已審核通過的學科成績，可以查詢本人的GPA 成績排名和年級專業成績排名[5]。能夠下載打印成績單，成績單上具有學校的電子簽章。教師和教學管理者可以按條件篩選學年學、年級、專業、班級等，查詢學生的成績排名。成績排名包括排名、學號、姓名、修讀課程門數、未通過門數、獲得總學分、平均分、績點、平均學分成績、平均學分績點、班級排名、專業排名等信息。

1.2.6 考試質量分析

教師可以對所授課程進行考試質量分析以檢驗教學質量，包括最高分、最低分、平均分、及格率、優秀率、標準差等各項指標。按照分數段統計優、良、中、及格和不及格的人數及比例，以餅狀圖或柱狀圖的方式進行可視化展示。教學管理者可以對全部課程的考試質量進行匯總分析。

2 系統實現

本系統采用前后端分離技術實現，后端核心采用Spring Boot，同時集成ΜyBatis、Redis 等框架，前端集成Vue、Echarts、Element-UI 等框架,數據庫使用ΜySQL。

■2.1 登錄模塊

學生成績管理系統的數字化管理是高校教學管理的重要手段，涉及的內容是保密性的數據。因此，系統必須具有嚴格的用戶權限、身份認證功能，避免數據泄露。在登錄認證時面不單獨區分角色，教學管理者、教師用戶使用工號登錄，學生用戶使用學號登錄。系統自動根據賬號判斷其角色，并分配相應的角色權限菜單。對于某一用戶既有教學管理者角色也有教師角色的，默認登錄教學管理者角色，同時提供用戶身份切換功能。對于信息化建設較為完善的學校，也可以使用統一身份認證進行登錄。

統一身份認證采用SSO，由于系統采用了前后端分離模式，因此還需要支持跨域過濾操作，其代碼如下：

■2.2 成績錄入模塊

在成績錄入模塊，教師可以自由選擇正常成績錄入或者補考成績錄入。系統提供學年學期的切換功能，默認選擇當前學期并篩選出該學期教師所授課程，如圖3 所示。教師選擇需要錄入的課程后，跳轉到成績錄入頁面，如圖4 所示。該頁面可以按照姓名、學號等對學生進行排序。對于特殊原因缺考、緩考、作弊等特殊情況的學生，可以進行特殊情況說明。通過導入成績功能，可以下載該班級學生信息的excel 表。在excel 表中錄入學生成績后再將excel 表上傳，系統自動識別成績并保存。下載的excel 應設計為只有成績欄可以編輯，可以有效防止用戶隨便更改學生信息而造成的錄入問題。成績錄入完成后，提交至教學管理者處進行成績審核。其中，將數據填充到excel 表的代碼如下：

圖3 班級列表頁面

圖4 成績錄入頁面

■2.3 考試質量分析模塊

對于教師和教學管理者而言，學生的考試成績既體現了學生學的能力，也體現了教師教的能力，合理有效的對學生成績進行分析就尤為重要。在班級列表頁面中，可以對班級的考試成績進行成績分析。通過餅狀圖，列出各個分段的分布情況，如圖5 所示。本系統的餅狀圖使用Echarts 進行繪制，使用全局引入的方式進行導入，其代碼為：

圖5 課程考試質量分析頁面

3 結論

隨著高校院校招生規模的不斷擴大，學生成績管理的信息化需求也越加強烈。本文利用云計算平臺的高效性，將學生成績管理系統部署在云平臺上。力求依托于該系統以滿足高校學生成績管理的業務需要，同時節約高校管理成本，為學生成績管理提供一種新的思路。促使高校的學生成績管理工作越來越信息化、智能化，以適應時代發展的新變化。