高校学生信息管理及学业预警系统的设计与实现

李森 冯春勇 张单 屈敬朝 吴则琪

摘要：针对当前高校学生管理系统存在的信息来源混乱、信息维护困难、教师操作烦琐且权限较低等问题，设计了一款针对教师个人管理的高校学生信息管理及学业预警系统。该系统在考虑大多数教师编程知识较弱的基础上，以常用办公软件Excel作为数据库，便于对数据库的输入和日常维护。在系统操作界面上也尽量做到清晰简洁，可实现多班级信息快速导入功能、学生学业预警、学生简要信息快速浏览功能、学生完整信息查看功能、班级和个人成绩分析功能等。通过对大量学生信息的测试结果表明，该系统各功能实现稳定、信息处理快速准确，达到了辅助高校辅导员等教师快速办公的目的。

关键词：辅导员;学业预警;成绩分析;信息查询

中图分类号：TP311 文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2020）27-0011-04

开放科学（资源服务）标识码（OSID）：

1 背景

由于我国政府在高等教育上的政策变化，导致高校在校学生人数的急剧增，2000-2015年全国普通本专科在校生总数从550.09万人增长到2625.2968万人[1]，而忙碌在学生管理工作第一线的辅导员队伍教量则没有明显的变化[2-3]。学生数量的增加，带来学生信息量的直线上升[4]，为了辅助辅导员管理学生信息，各个高校开发了各种各样的信息管理系统，如迎新系统、教务管理系统、创新创业系统、毕业管理系统、勤工俭学系统等[5]。这些系统的使用使得学生管理工作越来越信息化、规范化和智能化，极大提高了辅导员的工作效率。

然而，在使用过程中发现，各高校广泛采用的这种B/S（Browser/Server，浏览器/服务器）学生管理系统[6-7]，在给辅导员带来便利的同时，仍存在大量的问题。如：1）信息来源较为混乱：学生信息可能来自学生自身填写、学校相关职能部门填写、辅导员提供等多个渠道，各个信息之间有时会出现明显的冲突;2）信息维护困难，并存在明显的滞后性：学校往往只安排1—2名管理人员对系统进行管理维护，通常对上传信息的准确性无法进行考证，且由于需要对全校信息进行管理，当学生信息出现变动时，往往存在时间上的滞后性;3）辅导员操作烦琐，权限较低：由于学生管理系统的多样性，辅导员通常需要在各个系统之间频繁切换，并且，由于权限限制，辅导员对学生信息的处理并不方便。

基于以上问题，本文拟开发一款专供高校教师个人操作的高校学生信息管理及学业预警系统，系统使用者拥有全部权限，可实时对学生信息进行输入、修改、查看和维护，可实现多班级信息的快速导人和数据分析功能，学生常用信息的快速浏览功能，学生成绩、奖罚、受资助情况的分析功能等。该系统可作为当前高校B/S学生管理系统的补充软件，为提高工作效率提供极大帮助。

2 高校学生信息管理及学业预警系统的设计

2.1 系统功能分析及设计原则

2.1.1 数据库操作简单便于维护

数据库是系统的核心部分，保证数据的安全性和可靠性尤为重要[8]，因此日常维护数据库是保证系统正常运行不可或缺的一部分。而对于大部分教师而言，其编程知识较为薄弱，需要专业技术人员的协助才能完成对数据库的有效维护，极大影响到了工作效率。因此，若能采用常用办公软件Excel作为数据库，将方便辅导员和专业教师输入学生信息及对数据库的日常维护。此外，选用Excel作为数据库的另一个优点在于：学校下达的学生信息都是采用Excel格式，可利用复制粘贴方式快速建立数据库。并且可以灵活地进行系统增容、功能扩展，而不需要与专业的技术人员进行沟通交流，教师自身就可根据自身需求对数据库进行修改。因此以Excel作为数据库具有灵活、方便、快捷、提高工作效率，减少成本的优势[9]。

2.1.2 学生信息的快速查询

辅导员对学生的生活和学习进行管理是工作中的重要组成部分，经常需要和学生进行面对面的沟通交流[10]，因此对学生的手机号、寝室号、学号等信息是辅导员经常查询的内容，系统在读取数据库后应以列表形式显示所有学生的學号、姓名、寝室、手机号等基本信息，并支持学号搜索快速查询功能，帮助辅导员快速检索所需信息。

对学生所在信息行双击鼠标可进入学生完整信息界面。该界面包含更加详细的学生信息，如学生头像、班级职务、政治面貌、出生年月、家庭地址、考生号、身份证号等。此外，还包括奖罚情况及受资助情况等内容。在成绩显示专栏，能详细显示学生每个学期的课程名称、课程性质及学分、学生的考试成绩等内容，并将不及格成绩进行标红处理。具备成绩分析功能，可对学生的挂科学总分数、挂科科目进行统计分析。

2.1.3学生学业预警

目前高校中学分制是以学生取得的学分数作为衡量其学业完成情况的基本依据[11]，因此学生的挂科总学分往往是辅导员的重点关注对象。若能对学生的学业进行预警，就能及时发现学生的学习问题、进而将问题扼杀在摇篮中[12]。所以本系统根据学生挂科总学分的不同，进行不同等级的学业预警，达到帮助辅导员及时了解班级同学的学业情况的目的。

2.1.4多班级信息导入及班级数据分析

系统导人信息时不限班级和学生数量，且具备班级数据分析功能，在读取完数据库后，可自动对数据进行统计分析.显示输入的班级数量、学生总人数、每个班级的人数、男女比例等信息。具备班级成绩分析功能，可统计出班级当前的挂科情况，对每学期具体的挂科学生名单及每个学生相应的挂科课程进行显示，并统计出挂科人数最多的学期及人数、挂科率最高的学科及人数、挂科数量最多的学生及科目数等信息。辅助辅导员对班级整体情况进行分析和总结，辅导员只有在对学生的思想、学习等信息和足够了解的基础上，学生工作才能更加主动和精确[13]。

2.2 系统架构设计

系统架构分为数据读取、数据处理、数据显示三个层面，数据读取：由于系统以Excel作为数据库，因此加载数据库即将Excel表格数据读人系统，在读取过程中首先根据加载数据库的文件名对其类型进行判断，其次根据数据库的类型区分班级，将相同班级的学生信息缓存为一个链表，再次根据表头信息确定表格的列数据类型，最后根据学生的姓名和学号信息将每名学生信息缓存为一个结构体;数据处理：将读取的数据进行分析处理，包括班级数据分析和学生数据分析;数据显示：将数据处理结果，按照系统操作响应显示到相应的功能窗口。系统架构如图1所示。

2.3 系统的功能模块设计

高校学生信息管理及学业预警系统使用Visual Studi0 2013作为开发平台，根据功能的不同将系统分为四大功能模块，分别为用户管理模块、系统数据导人模块、信息查询模块、数据分析模块等，各模块又包括不同功能的执行模块，这将极大提高系统的灵活性、易扩展性和稳定性。系统功能结构如图2所示。

2.3.1 用户管理模块

用户在首次登录必须进行新用户注册，在注册成功后才能实现系统的登录、用户信息的修改。该模块主要功能是对用户的身份信息进行验证，从而保障学生信息的安全。

2.3.2 系统数据导入模块

系统登录成功后会进人数据库信息加载界面，点击添加按钮可以浏览电脑的任意文件夹，选取要添加的数据库，添加完毕后数据库的详细信息将会显示在界面的列表框中，按此方法可依次添加多个数据库，此时点击完成按钮即可将数据库信息加入系统。若数据库添加重复系统会发出警告进行提醒，避免将重复的数据库加入系统，若要删除数据库信息显示列表框中的信息，使用鼠标选中数据库信息所在行，点击删除按键即可删除数据库信息。

2.3.3 信息查询模块

信息查询包括班级信息查询和学生个人信息查询，数据库信息加载完成后系统将自动转入信息查询模块界面，班级信息查询界面可清楚地显示目前所加载学生的总人数、各班级的总人数及男生、女生人数;学生个人信息查询界面会显示所有学生的信息，在此界面的编辑框内输入所要寻找学生的学号，点击搜索按钮在列表框内将会显示被搜索学生的信息。

2.3.4 数据分析模塊

数据分析功能模块主要包括班级成绩分析、学生详细信息、学生成绩分析等。班级成绩分析界面可显示挂科率最高的学期及挂科人数、挂科率最高的学科及人数、挂科数量累计最高的学生及数量，界面下方的列表框中可显示该班级截至目前学期，每学期的挂科人数及所有挂科学生的姓名及挂科科目的详细信息;学生信息查询界面可显示学生的详细信息（照片、身份证号、家庭地址、政治面貌、考生号等重要信息），也可显示学生的奖罚情况、受资助情况，及该生目前的所修学科的详细信息;学生成绩分析界面可显示该生目前挂科的数量、挂科的总学分，并显示在每学期挂科的学科名称、课程属性及成绩。并且系统制定相应的学业预警等级，当学生挂科总学分在0-4学分为绿色预警、4-8学分为蓝色预警、8-16学分为橙色预警，大于16学分为红色预警。辅导员在登录系统后，根据班级信息栏中学生信息背景色的不同，即可迅速掌握班级学生的学习成绩分布。

2.4 系统功能实现

2.4.1 数据库信息的读取与缓存

由于系统以Excel为数据库，因此对Excel表格数据的读写，及数据的分类处理是该系统面对的主要问题。由于在读取班级学生时不能确定该班级的学生人数，故在本系统中把单个班级信息设置为一个链表，使用链表结构可以克服数组链表需要预先知道数据大小的缺点，并且链表结构可以充分利用计算机内存空间，实现灵活的内存动态管理。

2.4.2 成绩分析

对已结束课程的学期进行成绩分析，统计出已修学分，未修学分、选修课成绩、学位课成绩、挂科学分等信息。首先对一个学期的课程成绩进行遍历，如果该课程成绩为不及格、缺考、小于60分就认为该课程为挂科，就存储该课程的学期、学分、课程属性等信息，挂科数量加一，并存储该生的姓名学号，循环判断第二个学期的课程成绩;程序流程如图3所示。

2.4.3 学业预警

学业预警程序是通过判断学生的挂科总学分判断预警等级，根据预警等级对学生信息行背景色进行相应的设置，从而达到快速预警的目的。

3 系统功能实现

3.1 用户管理模块的实现

首次使用该系统，首先按获取按键，获取所安装电脑的机器码，使用机器码获取注册码，将注册码输入到相应的编辑框中，点击注册按钮注册完成，界面如图4所示。

在系统登录界面点击设置按钮可以进入系统维护界面，在此界面下可以修改用户名和密码，当原始的用户名和密码输入正确的情况下才可获得修改用户名和密码的权限，否则将发出警告提醒修改失败。

3.2 系统数据导入模块的实现

系统登录成功后会进人数据库信息加载界面，点击添加按钮可以浏览电脑的任意文件夹，选取要添加的数据库，添加完毕后数据库的详细信息将会显示在界面的列表框中，按此方法可依次添加多个数据库，此时点击完成按钮可将数据库的信息添加入系统，系统界面将自动跳入学生信息查询模块的界面。其界面如图5所示。

3.3 信息查询模块的实现

在信息查询模块可以看到已加人数据库所有学生的信息，在学生信息栏点击相应的学生可进行学生详细信息的查询，在搜索框内输入相应学生的学号可实现对学生的快速检索，如图6所示。在班级信息显示可以看到相应的班级信息，如班级人数，男女比例等基本信息，点击相应的班级，可弹出详细的班级信息，如图7所示。

3.4 数据分析模块的实现

数据分析模块主要包含对班级成绩的分析、学生个人成绩的分析和学生学业预警三个方面，其数据分析界面分别如图8、9、10所示。

4 实验结果与分析

4.1 系统基本功能测试

针对系统的用户注册、系统登录、用户信息修改、数据库加载、信息显示等功能进行测试，每项功能均进行百次以上测试，测试方法为手动测试。测试结果如表1所示。从表1中可以看出，系统各项功能均能稳定实现，无出错，达到预期效果，因此该系统运行正常。

4.2 数据库加载和数据分析所用时间

系统在加载数据库的过程中，不仅将Excel中的数据读入系统中，而且对数据进行分析处理，所以当系统调用相应功能时，仅对数据进行相应显示，这就避免了系统使用过程中对数据重复运算，从而使系统运行更加流畅，提升系统的用户体验。

实验中通过逐步增加加载数据库的数量，检验系统的稳定性、流畅性和容错性。实验检验指标为：加载信息所用时间、加载信息的准确度等。实验使用的计算机为64位操作系统、Windows7旗舰版、Intel（R） Core（TM） i5-6500 CPU@3.20GHz处理器。测试结果如表2所示。

5 结束语

本系统能够辅助高校教师快速管理学生信息，对学生信息的提取、查找更加方便快捷，减少辅导员对学生信息文档的操作时间，提高了工作效率，减轻了工作负担。能对班级、学生、学科成绩等信息进行自动分析处理，为辅导员等教师及时掌握学生的日常状态及学习成绩提供支持，进而有利于帮扶差生，提高班级的学习氛围。

本系统在郑州轻工业大学建筑环境工程学院已进行实际测试，系统运行稳定，实际应用价值较高，切实帮助辅导员等教师解决了在管理班级中的一系列问题，具有较高的推广价值。

參考文献：

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【通联编辑：谢媛媛】

作者简介：李森（1987-），男，河南遂平人，讲师，博士，研究方向为火场环境侦测技术研究、辅导员快速办公系统研究;冯春勇，男，硕士;张单，讲师，博士;屈敬朝，男，硕士;吴则琪，讲师，博士。