基于ASP.NET的學生健康管理系統的設計

陳衛丹，李曉風,3，趙 赫，周 桐，羅 章,3，馬祖長,3

(1.中國科學院 合肥物質科學研究院，安徽 合肥 230031；2.中國科學院大學，北京 100049；3.中國科學技術大學，安徽 合肥 230026；4.安徽大學，安徽 合肥 230601)

基于ASP.NET的學生健康管理系統的設計

陳衛丹1,2，李曉風1,2,3，趙 赫1,3，周 桐4，羅 章1,2,3，馬祖長1,2,3

(1.中國科學院 合肥物質科學研究院，安徽 合肥 230031；2.中國科學院大學，北京 100049；3.中國科學技術大學，安徽 合肥 230026；4.安徽大學，安徽 合肥 230601)

構建了基于ASP.NET的學生體質健康管理系統，旨在采集學生體質測試數據，計算學生體質成績，統計分析學生各項得分，匯總學生體質測試成績并制定出適合學生體質的運動處方，從而實現提高學生體質健康的目標。該系統采用ASP.NET技術設計開發，通過Plupload插件上傳學生體質測試數據，上傳時系統對數據的格式及合理性進行審查，審查通過后進行自動計算；各級用戶可以查看所轄區域內的數據、統計結果等，系統使用Highcharts插件在頁面生成多樣化的圖表；系統根據學生最新的體質測試成績生成運動處方，運動處方包括學生體測測試分析結果和健身指導方案，這些健身指導方案是由處方管理員上傳的運動處方和學生體質測試結果綜合計算生成的；處方管理員可以實時更新運動處方，從而保證運動處方的科學性。

學生體質健康；ASP.NET；運動處方;Bootstrap

0 引 言

21世紀以來，隨著科技的迅猛發展，人們的生活方式發生了重大改變，日常生活漸漸被科技產品取代，越來越多的人選擇在網上購物、工作、學習、交友等等，人們越來越“足不出戶”。而且，電子產品低齡化的現象尤為嚴重，這對青少年學生體質健康產生了極大的影響。根據教育部體衛藝司發布的《我國青少年體質健康發展報告》顯示：國內青少年普遍存在超重及肥胖、視力下降的現象，速度、力量及耐力等素質的增長接近于零，甚至出現倒退的趨勢[1-3]。由此可見，國內青少年學生體質健康水平呈現下降趨勢。這種體質下降的趨勢在國外同樣存在。在2010年12月至2014年7月期間，美國Cooper研究所進行了名為NFL PLAY 60 FITNESSGRAM合作項目的實驗研究，來自725個學校12個年級的192 848名學生參加了實驗，在2010-2014年間完成了6項標準健康測試項目。實驗結果表明，隨著學生年級的增高，各項目測試得分不斷下降，6項測試項目中成功通過5至6項的人數比例也在下降，這種下降趨勢在同性別比較中依然存在著[4]。由此可見，學生不僅要注重學習技能的發展，更要重視自身身體素質的提高[5-6]。

國內體質健康管理系統的研究起步較晚，國家教育部在2004年開始建設國家學生體質健康標準數據庫，推出國家學生體質健康數據上報軟件和學生體質健康標準數據管理與分析系統[7-8]。該系統可以實現數據采集、上報等功能；但是，也存在無法實時更新運動處方內容，未能利用數據進行對比分析以充分挖掘信息，運動處方不能突出學生特點的缺陷[9]。

文中提出的學生體質健康管理系統參考國內現有的體質健康管理系統，基于ASP.NET，使用Visual Studio 2010集成開發環境，采用MySQL數據庫[10]，結合Bootstrap前端框架和HighCharts圖表插件完成系統開發，不僅實現了數據導入導出、數據管理、數據統計分析、運動處方下載等已有功能，還在此基礎上添加了數據智能審查、運動處方管理、數據上傳至教育部等功能。系統通過Plupload插件上傳學生體質測試數據，上傳時系統對數據的格式及合理性進行審查，審查通過后進行自動計算；各級用戶可查看對應權限范圍內的數據、統計結果等[11-12]，系統使用Highcharts插件在頁面生成多樣化的圖表[13]；系統根據學生最新的體質測試成績生成運動處方，運動處方包括學生體測測試分析結果和健身指導方案，這些健身指導方案是由處方管理員上傳的運動處方和學生體質測試結果綜合計算生成的；處方管理員可實時更新運動處方，從而保證運動處方的科學性。學生根據運動處方可科學地鍛煉身體，完善自身薄弱項目，從而提升學生身體素質。

1 關鍵技術介紹

1.1 體系結構選擇

目前軟件系統體系結構主要有兩種：C/S(Client/Server)和B/S(Browser/Server)。C/S結構，即客戶端/服務器結構，通過它可以充分利用客戶端和移動硬件的優勢，將任務合理分配到兩端實現，減少了系統通信。但是，C/S結構是建立在局域網基礎上的，難以擴展，外界用戶無法訪問系統，信息無法共享。B/S結構，即瀏覽器/服務器結構，用戶只需安裝一個瀏覽器即可訪問服務器，不需要安裝系統軟件，簡化了用戶操作。B/S結構的所有功能都在服務器上實現，所有的維護升級操作只需在服務器進行，順應了客戶機越來越“瘦”，服務器越來越“胖”的信息化主流發展方向。此外，B/S結構成本低、開發簡單。因此，綜上所述，學生體質健康管理系統采用B/S結構[14-16]。

1.2 ASP.NET概述

ASP.NET是微軟公司推出的一種服務器端腳本技術，可以使嵌入網頁中的腳本由Internet服務器執行，它采用效率較高、面向對象的方法來創建動態Web應用程序。ASP.NET結合.NET技術，將業務邏輯與頁面代碼分離，是一種獨立于瀏覽器的編程模型，可以在最新版本的IE、Chrome等被廣泛使用的瀏覽器上運行。ASP.NET還具有使用簡單、高度可定制化、實時更新、跨平臺等優點[17-18]。系統采用ASP.NET結構進行開發，可以實時更新應用文件，不需關閉網絡服務器或者停止運行應用程序。

1.3 Bootstrap概述

系統采用目前備受青睞的前端框架Bootstrap。Bootstrap基于HTML、CSS、JAVASCRIPT，提供了標準的HTML和CSS規范，兼容大部分jQuery插件，易于使用。Bootstrap提供豐富的Web組件，使得開發變得簡單靈活。而且，Bootstrap代碼開源，開發者可以根據實際開發需求裁剪代碼。系統界面劃分為三塊，頂部放置系統的logo圖片和模塊選項，下方左側放置對應模塊下的主要功能，下方右側放置具體顯示內容。這樣各區域靈活搭配顯示內容，使得系統界面一目了然，用戶通過頂部模塊選項定位到功能，展示其所需信息，用戶體驗更加流暢。

2 系統設計與實現

2.1 系統架構

該系統旨在采集學生體質測試數據，計算學生體質成績，統計分析學生各項得分，匯總學生體測成績并制定出適合學生體質的運動處方，從而實現提高學生體質健康的目標。學校可通過該系統上傳本校學生體質測試數據至數據中心，系統根據《國家學生體質健康標準(2014年修訂)》計算相應得分及等級，學生可以查看個人項目成績、得分及等級的統計分析結果，下載個人運動處方，運動處方包括學生體測測試分析結果和健身指導方案，學生可根據成績完善自身不足。教師可查看班級統計分析結果，針對班級多數學生薄弱項目制定教學方案，也可查看所教班級學生個人體質測試結果，根據學生具體成績因材施教。學校、區縣教育局可查看所轄區域內學生體質測試情況，根據統計分析結果制定獎勵措施，營造一個促進健康教育的良好氛圍。該系統還設有處方管理的角色，可以實時更新系統運動處方。

學生體質健康管理系統的系統結構圖如圖1所示。系統設有5個角色：學生用戶、教師用戶、學校用戶、區縣教育局用戶、處方管理員用戶。其中，學校上傳學生體質測試數據時，系統會對數據進行智能審查，審查通過數據上傳至數據中心，學校可以根據需要將數據中心的學生體質測試數據上傳至國家教育部數據庫。

圖1 系統結構圖

2.2 實 現

2.2.1 系統智能審查功能

系統提供上傳數據的Excel模板，并在表頭顯示提示信息，提示用戶所需數據格式及合理范圍，學校用戶可以批量導入學生的體測數據。系統使用Plupload插件上傳學生體測數據，當數據上傳至服務器后觸發FileUploaded事件，系統將創建一個新的線程，將上傳的數據寫入數據中心，智能審查就在寫入之前完成，若審查通過則寫入數據庫，若未通過則將錯誤信息通過Json格式返回頁面。智能審查部分代碼如下：

//判斷Excel文件格式

try{

excelAccounts=(from x in excel.Worksheet() select x).ToList();

}catch (Exception)

{

errorMsg="1,Excel文件內容錯誤，請按照模板填寫數據|";

return false;

}

//判斷Excel文件內容是否為空

if(excelAccounts.Count==0){

errorMsg="1,Excel表格為空|";

return false;

}

for(var i=0;i

{

//判斷各字段是否為空，格式是否正確，數值是否合理

if(string.IsNullOrWhiteSpace(acc.年級編號)){//判斷Excel中字段是否為空

error="年級編號為空";

flag=true;

}

else{

SByte graId;

if(!SByte.TryParse(acc.年級編號,out graId)){//判斷Excel中字段格式是否正確

error="年級編號必須由數字構成";

flag=true;

}

else{

if(graId<11||graId>16&&graId<21||graId>23&&graId<31||graId>33&&graId<41||graId>44){//判斷Excel中字段值是否合理

error="年級編號不符合要求";

flag=true;

}

}

}

......//其他字段

}

當上傳的數據為空，或者內容格式錯誤，或者數據超出范圍時，系統將會彈出錯誤提示框，如圖2所示，提示用戶上傳數據的出錯位置及出錯原因，用戶可以根據錯誤原因修改數據。當上傳成功時，頁面會彈出提示框，提示上傳成功。

圖2 錯誤提示框

2.2.2 處方管理功能

系統設有處方管理員賬戶，管理員通過該賬戶將運動處方上傳至服務器，根據年級、測試項目和等級的不同上傳對應的運動處方，系統通過將不同的運動處方以一定的規則重新命名，存儲在服務器對應的路徑下。上傳部分代碼如下：

//獲取文件名稱

var title=Request.Params["title"];

//獲取對應的學校類型，1：小學 2：初中 3：高中 4：大學

var schtype=Request.Params["schtype"];

//文件夾位置

var path="～/Prescription"+"/" + schtype;

//獲取服務器中物理路徑

var uploadPath=Server.MapPath(path);

//添加文件的擴展名

name=title+".pdf";

//連接文件的路徑

stringuploadedFilePath=Path.Combine(uploadPath,name);

//判斷對應路徑下是否存在該文件，若存在則刪除

if(System.IO.File.Exists(uploadedFilePath))

{

System.IO.File.Delete(uploadedFilePath);

}

using(var fs=new FileStream(uploadedFilePath,chunk==0?FileMode.Create:FileMode.Append))

{

//判斷文件是否為空

if(fileUpload==null) return Content("Success", "text/plain");

//將文件寫入對應路徑下的文件內

var buffer=new byte[fileUpload.InputStream.Length];

fileUpload.InputStream.Read(buffer,0,buffer.Length);

fs.Write(buffer,0,buffer.Length);

}

系統前端使用Plupload插件上傳文件，控制器響應請求將文件根據對應的學校類型存入對應路徑下的文件夾，若當前文件夾下文件存在，則覆蓋當前文件，始終保存最新的文件。當寫入成功時，控制器返回Success，頁面彈出提示框，顯示上傳成功，管理員可以通過預覽查看已上傳的處方內容。

2.2.3 個性化運動處方下載功能

系統提供的運動處方包括學生體質測試分析結果和健身指導方案，其中，首頁學生體質測試分析結果顯示學生基本信息、各項測試成績得分及評價等級、學生項目得分雷達圖及班級對比圖，健身指導方案則是根據學生的體質測試結果，按照運動處方存儲規則獲取服務器對應位置中的處方，將各項目運動處方合并。部分代碼如下：

//生成運動處方Pdf文件名稱

String fileName=DateTime.Now.ToString("yyyyMMddHHmmssF")+"_"+stuId+"_"+stuName+".pdf";

//Pdf文件的物理路徑

String pdfFile=classFilePath+"\"+DateTime.Now.ToString("yyyyMMddHH")+"_"+stuId+".pdf";

//合并后的Pdf文件的物理路徑

String merFile=classFilePath+"\"+fileName;

//生成Pdf首頁

pdf.GenerateHealthPdf(stuId,item1,pdfFile);

//獲取學生測試項目列表modellist

{......}

//根據學生年級、項目及等級獲取單個運動處方合并PDF

pdf.mergeAllPDF(modellist,item4,item5,pdfFile,merFile);

//下載運動處方PDF

FileContentResult file=File(System.IO.File.ReadAllBytes(merFile),"application/pdf", GetBrowserName(fileName));

運動處方首頁中將顯示學生具體體質測試分析結果，各項測試成績中不及格項目使用紅色標記，突出學生薄弱項目；根據學生各項得分，繪制雷達圖并做出評價；班級對比圖中顯示個人、班級、年級、學校、區縣綜合得分平均分。后面則根據學生實際體質測試結果添加對應的運動處方頁面，便于學生根據實際情況進行健身鍛煉。

3 結束語

文中系統在上傳學生體質測試數據時進行智能審查，上傳成功時根據《國家學生體質健康標準(2014年修訂)》計算得分及等級存入數據庫，極大簡化了教師的日常工作，并且智能審查能夠規范體質測試數據的格式，清除數據中的異常值，為后期上傳數據至教育部做好準備。系統設有更新運動處方的賬戶，可實時更新運動處方，從而更加科學地指導學生進行體育鍛煉。運動處方不僅包含健身指導方案，還有學生體測測試分析結果，便于學生完善自身薄弱項目，有針對性地進行鍛煉。系統同時對比各個學校的體質測試成績，從而促進各學校之間形成良性競爭，使得各學校越來越關注學生體質健康，營造良好的運動氛圍。系統使用Highcharts插件在頁面生成多樣化的圖表，豐富了數據統計分析的展示形式。系統還使用了目前較為流行的前端框架Bootstrap，界面風格讓用戶耳目一新。

在未來的工作中，系統將致力于實現數據中心與體檢設備、系統與運動設備、系統與手機等的連接，提供實時更新學生體質測試成績、監督學生運動處方執行過程、定期推送運動處方及體質測試結果等功能。另外，系統還收集了大量的用戶數據，如何有效利用這些數據挖掘出有價值的信息也將是系統推廣和使用過程中值得思考和解決的問題。

[1] 我國青少年體質健康發展報告[R/OL].2012-03-29.http://www.moe.edu.cn/publicfiles/business/htmlfiles/moe/moe_947/201109/xxgk_124202.html.

[2] 全球青少年體能下降驚人[R/OL].2013-11-21.http://dz.xdkb.net/html/2013-11/22/content_3 07953.htm.

[3] 教育部關于2010年全國學生體質與健康調研結果公告[R/OL].2011-08-09.http://www.moe.edu.cn/publicfiles/business/htmlfiles/moe/moe_947/201109/xxgk_124202.html.

[4] Bai Y,Saint-Maurice P F,Welk G J,et al.Prevalence of youth fitness in the united states:baseline results from the NFL PLAY 60 FITNESSGRAM partnership project[J].Journal of Pediatrics,2015,167(3):662-668.

[5] Corbin C B.Concepts of physical fitness:active lifestyles for wellness[M].[s.l.]:McGraw-Hill,2000.

[6] Power C, Lake J K,Cole T J.Measurement and long-term health risks of child and adolescent fatness[J].International Journal of Obesity & Related Metabolic Disorders,1997,21(7):507-526.

[7] 國家中長期教育改革和發展規劃綱要(2010-2020年)[EB/OL].2010-07-29.http//www.gov. cn/jrzg/2010-07/29/ content_1667143.htm.

[8] 教育部,國家體育總局,《國家學生體質健康標準解讀》編委會.國家學生體質健康標準解讀[M].北京:人民教育出版社,2007:86-131.

[9] 王 玲,李平斌.《大學生體質健康標準》實用軟件的研制與應用[J].武漢體育學院學報,2004,38(4):172-173.

[10] 薛軍超.MySQL網絡數據庫開發[M].北京:人民郵電出版社,2001.

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[12] Garrett J J.Ajax:a new approach to web applications[EB/OL].2007.http://www.adaptivepath.com/publications/essays/ archives/000385.php.

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[14] 張友聲.軟件體系結構[M].北京:清華大學出版社,2004:57-72.

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[18] 趙小軍.基于B/S結構的網絡教學系統的設計與實現[J].計算機與現代化,2010(2):8-10.

Design of Physical Quality Managing System for Student Based on ASP.NET

CHEN Wei-dan1,2,LI Xiao-feng1,2,3,ZHAO He1,3,ZHOU Tong4,LUO Zhang1,2,3,MA Zu-chang1,2,3

(1.Hefei Institutes of Physical Science,Chinese Academy of Sciences,Hefei 230031,China;2.University of Chinese Academy Sciences,Beijing 100049,China;3.University of Science and Technology of China,Hefei 230026,China;4.Anhui University,Hefei 230601,China)

The physical quality managing system for students based on ASP.NET is designed to gather physical quality test data of student,computing result,counting and analyzing the students’ scores in all items,collecting physical quality test achievement and generating exercise prescription adapted to student physical quality,and then realizing the target of improving student physical health.The system applies plug-in of Plupload to upload physical quality test data of student,and inspects data format and soundness when data is uploading,and automatically calculates after inspection.The system applies plug-in of Highcharts to generate diversified diagram which displays the result of statistical analysis based on user authority on the page.According to the latest physical quality test achievement for student,the system generates exercise prescription composed of the result of student physical test and exercise guidance.The exercise guidance is produced by integrated calculation of exercise prescription uploaded by manager and the result of student physical test.The system permits manager to update exercise prescription in real time,which guarantees the scientificity.

student physical health;ASP.NET;exercise prescription;Bootstrap

2016-01-15

2016-04-20

時間：2016-10-24

國家科技支撐計劃課題(2013BAH14F01)

陳衛丹(1991-)，女，碩士研究生，研究方向為計算機應用技術；李曉風，博士生導師，研究方向為計算機網絡管理和計算機自動控制。

http://www.cnki.net/kcms/detail/61.1450.TP.20161024.1105.018.html

TP302

A

1673-629X(2016)11-0125-05

10.3969/j.issn.1673-629X.2016.11.028