基于數據挖掘的學生體質健康測試系統的設計與實現

任宇飛，劉海林，任宏飛

（1.陜西交通職業技術學院 體育部，陜西 西安 710018；2.陜西交通高速公路服務有限公司 陜西 西安710075；3.陜西省交通廳 信息中心，陜西 西安 710075）

基于數據挖掘的學生體質健康測試系統的設計與實現

任宇飛1，劉海林2，任宏飛3

（1.陜西交通職業技術學院 體育部，陜西 西安 710018；2.陜西交通高速公路服務有限公司 陜西 西安710075；3.陜西省交通廳 信息中心，陜西 西安 710075）

文中設計一套基于數據挖掘的智能化檢測系統，并對系統構成的功能模塊做出了詳細的設計與實現描述。從系統的主干服務模塊和信息交互模塊出發，逐步實現涵蓋系統管理操作、數據測試、學生管理和數據分析等信息交互與傳遞功能的完整體系，為實現規范化、智能化、便捷化學生體質測試與數據采集提供重要的技術支持。

學生體質健康測試；數據挖掘；系統構建；測試與管理；數據分析

Abstract:The author put forward the idea to design a set of intelligent detection system based on data mining， and the system structure of the functional modules to make a detailed design and implementation description.Starting from the main service module and information interaction module of the system，and gradually realize the management system covering the complete system operation，data testing， data analysis and student management information exchange and transfer function，in order to realize the test and the number of students'physique standardized， intelligent， convenient data collection and provide important technical support.

Key words:students'physical fitness test； data mining； system construction； testing and management；data analysis

智能化管理和數據采集系統是為適應社會高效信息處理需求而產生的一種新型管理模式。社會節奏的加快導致工作壓力劇增，也使得人們更加注重基本身體素質的管理。而作為人才輸送的重要樞紐，高職院校在此背景下逐漸衍生出圍繞學生體質監測和定期檢測的管理模式。而為了實現更優質的管理，向社會輸送高質量優秀人才，需要實現體質信息的規范化收集和集中處理，這就離不開基于系統算法與數據挖掘的高效分析和科學化網絡管理[1]。以下便主要研究在計算機網絡下如何構建出符合體質監測需求的科學、規范化監測系統，從而縮減信息采集成本，提升數據質量和工作分析效率，最大化保持測試結果的客觀準確性。

1 需求分析及模型架構

作為學生體質測試的數據網絡化管理模式系統，在數據挖掘技術的基礎上，本文在系統設計中集成了包括：數據支持和網絡支持的系統管理模塊；數據分析與總結的學生信息集散模塊；測試對比、信息采集的動態學生交互模塊等多項功能模塊[2]。同時，在系統模型的建立、發布、執行和結果反饋過程中，詳細介紹系統管理方式以及對資訊的收集與處理方法，為校方體育鍛煉方案制定及相關決策提供有效數據支持[3]。

圖1 超級管理員功能用圖

2 系統模型構建

針對系統的不同用戶，以下分別給出了系統可訪問的內容及對應權限。

1）超級管理員

超級管理員具備最高權限，實施所有系統管理員的管理和任務分配，一般由系統開發設計者本人擔任。如圖1所示，超級管理員操作相對較為簡單，只需要對下屬管理員進行添加、調整和任務分配即可[6]。

2）系統管理員

系統管理員相對工作種類較多，需要執行日常管理的大多數操作，所以擁有系統管理員權限的人數也應相對較多。如圖2所示，系統管理員主要實行日常系統維護、Bug修復、學生信息校對、數據備份、學生檔案管理和測試分析等系統任務。并在發生異常情狀況時進行人工修補，或是在學生用戶登錄信息丟失、遺忘時，進行數據找回和還原。

圖2 系統管理員任務功能圖例

3）學生用戶

學生是系統的主要用戶群體，也是系統服務的對象。因此，面向學生用戶的功能和操作主要包括：系統登錄、預約測試、個人信息填寫及修改、測試成績查詢、核實反饋以及信息提交等[7]，關系如圖3所示。

圖3 學生用戶功能圖例

根據以上群體劃分權限等級進行用戶內容區別開放，對于體質健康測試系統的“學生登錄”可采用表1的模型框架。

系統及服務器設計構架，在基礎的Browser/Server體系范圍進行功能擴展，并添加體質測試和收集設備前端。骨干結構遵循圖4模式。

圖4 系統骨干框架

3部分結構各自完成系統部分功能，并協同實現數據收集和轉存分析過程。其中，體質測試設備前端主要由測試儀器構成，用于實地接受學生體質參數。數據傳回服務器后，在服務器內部按照體質鑒定標準進行相關邏輯分析，再將分析結果轉存到系統數據庫中，經由瀏覽器將數據按統一標準進行發布[8]。其的結構關系，如圖5所示。

圖5 系統詳細架構

3 系統內容設計與實現

3.1 測試用戶服務系統設計

系統服務版塊設計和功能實現分為4個模塊進行：系統管理員管理、系統資訊管理、學生數據信息反饋和系統儲存與備份四項模塊來實現體質測試系統[9]。

系統管理員模塊主管權限，即對系統管理行為的各項操作。所有的管理操作均由系統預設定的權限代碼進行審核及執行，常用有Administrator和AdministratorManagement兩類。詳細間類關系，如圖6所示。

圖6 系統管理員模塊間類關系

系統資訊模塊主管系統資訊數據的管理操作，需要管理員權限才能執行。內部劃分若干數據類別，針對資訊IDNID、資訊標題NTitle、資訊內容NContent、資訊發布時間NPublishtime和資訊發布者NAuthor等屬性信息，實現新聞、系統通知、資訊管理、內容添加、修改和刪除等操作。該項模塊的間類關系，如圖7所示。

圖7 系統資訊模塊間類關系

反饋信息模塊主要負責管理系統接收的各項學生信息，同樣由管理員實行各項系統操作。模塊間類關系，如圖8所示。

系統備份模塊主要實現數據的備份和加密儲存，在后續的數據修正和缺失修補過程中起重要參考作用。備份方法包含“備份路徑、備份表格、備份系統參數params”，協同主導系統進行備份審定和執行。

3.2 數據挖掘分析模塊設計

數據挖掘分析模塊專門負責進行學生體質數據的各項分析與測試，并按統一標準進行體質狀況評定，是數據分析的“主力軍”。數據挖掘模塊得到的體質報表、用戶大數據分類和體質趨向等各類信息，將為學生體質鍛煉方案執行和后續計劃審定提供重要參考和支持。具體組件運行，如圖9所示。

圖8 反饋信息管理模塊間類關系

圖9 數據分析模塊間類關系

數據挖掘分析模塊主要集中在Data Analysis Module環境下實現，分別進行GradeEvaluation的成績評定和測試數據分級；GenerateTables優良統計報表；Search的測試條件結果查詢；基于Mining Rules For Decision的決策關聯與挖掘算法支持[10-14]。

4 結束語

文中主要從服務系統所包含的數據和交互模塊入手，進行學生體質測試系統的設計與實現。并從管理模塊、測試模塊、學生模塊和數據模塊幾個子項目分別著手，實現系統功能分工與合作的有機融合，使系統成為管理完備、資訊齊全、反饋及時的成熟、完善的系統體系。注重系統的各模塊功能互補性，從而共同實現大學生體質測試和數據分析的數字信息化管理。為體質測驗后續的成績評定、報表生成、結果查詢以及校方新階段的體育鍛煉計劃制定與實施，提供重要的技術支持與數據參考。

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The design and implementation of the students'physical fitness test system based on data mining

REN Yu-fei1，LIU Hai-lin2，REN Hong-fei2
（1.Department of Physical Education， Shaanxi Vocational and Technical College， Xi'an710018，China；2.Shaanxi Highway Traffic Services Ltd.， Xi'an710075，China；3.Shaanxi Provincial Communications Department Information Center， Xi'an710075，China）

TN99

A

1674－6236（2017）19-0060-04

2016-10-20稿件編號201610102

任宇飛（1982—），男，陜西洛川人，碩士，講師。研究方向：籃球教學與訓練。