大學(xué)生學(xué)科競(jìng)賽管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

劉偉 付元禮 黃辛迪 李小智 胡為

摘要：大學(xué)生學(xué)科競(jìng)賽是培養(yǎng)和提升高校大學(xué)生實(shí)踐能力、創(chuàng)新素質(zhì)和專業(yè)技能的重要手段，也是促進(jìn)高校教育教學(xué)改革的重要途徑。設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)一套功能完善的大學(xué)生學(xué)科競(jìng)賽管理系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)發(fā)布競(jìng)賽通知、分享獲獎(jiǎng)作品、統(tǒng)計(jì)參賽信息、分析歷史數(shù)據(jù)等功能，具有重要的實(shí)用價(jià)值，有助于更好地提升參賽水平、總結(jié)參賽經(jīng)驗(yàn)、積累競(jìng)賽成果、促進(jìn)教學(xué)改革。

關(guān)鍵詞：學(xué)科競(jìng)賽;信息管理系統(tǒng);系統(tǒng)設(shè)計(jì);系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

中圖分類號(hào)：TP311 ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2020）17-0025-03

1引言

大學(xué)生學(xué)科競(jìng)賽是提升大學(xué)生綜合能力和專業(yè)素質(zhì)的重要手段和途徑，也是對(duì)傳統(tǒng)課堂教學(xué)的重要補(bǔ)充。學(xué)科競(jìng)賽在教育教學(xué)改革和創(chuàng)新人才培養(yǎng)中發(fā)揮重要作用，越來(lái)越受到廣大高校師生的關(guān)注與重視。大學(xué)生學(xué)科競(jìng)賽活動(dòng)不僅有利于提升大學(xué)生的專業(yè)素養(yǎng)， 也有利于提升大學(xué)生的創(chuàng)新、實(shí)踐能力、競(jìng)爭(zhēng)意識(shí)與團(tuán)隊(duì)精神[1]。

2017年12月14日，中國(guó)高等教育學(xué)會(huì)《高校競(jìng)賽評(píng)估與管理體系研究》專家工作組在杭州發(fā)布了2012-2016年我國(guó)普通高校學(xué)科競(jìng)賽評(píng)估結(jié)果。截至2020年2月22日發(fā)布2015-2019年和2019年全國(guó)普通高校學(xué)科競(jìng)賽排行結(jié)果，已連續(xù)4年發(fā)布榜單，引起社會(huì)廣泛關(guān)注。學(xué)科競(jìng)賽不僅可以提升學(xué)生的綜合素質(zhì)和就業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力，提高工程人才培養(yǎng)的質(zhì)量，還可以為高校贏得良好聲譽(yù)，提升高校的知名度和影響力[2]。通過開展各項(xiàng)學(xué)科競(jìng)賽活動(dòng)，可以促進(jìn)高校教育教學(xué)改革，提升學(xué)生的實(shí)際動(dòng)手能力和創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)能力，進(jìn)而達(dá)到以賽促教、以賽促學(xué)的目的。

隨著學(xué)科競(jìng)賽報(bào)名、備賽過程、賽后總結(jié)等環(huán)節(jié)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)日益增長(zhǎng)，同時(shí)參賽師生數(shù)量的逐年增加以及跨專業(yè)、跨學(xué)院、甚至跨校報(bào)名等多種新模式學(xué)科競(jìng)賽的出現(xiàn)，給傳統(tǒng)的學(xué)科競(jìng)賽管理工作帶來(lái)了巨大的挑戰(zhàn)[3]。因此，對(duì)學(xué)科競(jìng)賽相關(guān)數(shù)據(jù)的計(jì)算機(jī)信息管理需求日益凸顯。

針對(duì)這些問題，設(shè)計(jì)并開發(fā)一套大學(xué)生學(xué)科競(jìng)賽管理系統(tǒng)具有非常重要的實(shí)用價(jià)值。通過系統(tǒng)可以將多環(huán)節(jié)參賽過程規(guī)范化，并保存過程中所產(chǎn)生的文檔、數(shù)據(jù)、參賽作品和參賽經(jīng)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)對(duì)學(xué)科競(jìng)賽多個(gè)環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù)進(jìn)行管控，既能提高效率，減少人為管理的出錯(cuò)，又能保障數(shù)據(jù)的安全性與完整性。同時(shí)，還可以為學(xué)生參賽、教師審核隊(duì)伍及在線指導(dǎo)等提供便利。目前已研發(fā)了一些學(xué)科競(jìng)賽管理系統(tǒng)，但部分系統(tǒng)功能較為簡(jiǎn)單，無(wú)法覆蓋學(xué)科競(jìng)賽全過程，缺乏全流程管理[4-5]。本文所開發(fā)的大學(xué)生學(xué)科競(jìng)賽管理系統(tǒng)在參考已有類似系統(tǒng)的基礎(chǔ)上，對(duì)功能進(jìn)行進(jìn)一步擴(kuò)展，提供發(fā)布競(jìng)賽通知、分享獲獎(jiǎng)作品、統(tǒng)計(jì)參賽信息、分析歷史數(shù)據(jù)等功能，有助于更好地提升參賽水平、總結(jié)參賽經(jīng)驗(yàn)、積累競(jìng)賽成果、促進(jìn)教學(xué)改革、拓展競(jìng)賽內(nèi)涵，服務(wù)于賽前、賽后和賽后的組織和管理。

2大學(xué)生學(xué)科競(jìng)賽管理系統(tǒng)的分析與設(shè)計(jì)

為了開發(fā)一套具有實(shí)用功能的大學(xué)生學(xué)科競(jìng)賽管理系統(tǒng)，我們借鑒了其他院校類似的系統(tǒng)和部分大型比賽的報(bào)名及交流系統(tǒng)的經(jīng)驗(yàn)，再結(jié)合自身需求，確定了大學(xué)生學(xué)科競(jìng)賽管理系統(tǒng)的核心功能模塊。本系統(tǒng)不僅考慮到組織和管理的便利，更注重參賽過程、參賽作品以及參賽經(jīng)驗(yàn)的信息化和數(shù)字化。通過本系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)信息共享，有助于更好地開展各項(xiàng)參賽活動(dòng)。

大學(xué)生學(xué)科競(jìng)賽管理系統(tǒng)所面向的使用人群主要分為三類，包括參賽學(xué)生、教師（指導(dǎo)老師和審核老師）以及系統(tǒng)管理員。參賽學(xué)生能夠訪問網(wǎng)站首頁(yè)信息，在登錄后，修改個(gè)人信息、進(jìn)行組隊(duì)、報(bào)名參賽，完成比賽后上傳作品和經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行分享。教師能夠?qū)①愱?duì)伍進(jìn)行審核與在線指導(dǎo)。系統(tǒng)管理員可以對(duì)系統(tǒng)的賽事信息和新聞信息進(jìn)行更新、管理學(xué)生和教師的信息、維護(hù)系統(tǒng)正常運(yùn)行等功能。

大學(xué)生學(xué)科競(jìng)賽管理系統(tǒng)的功能結(jié)構(gòu)圖如圖1所示。

本系統(tǒng)核心功能模塊如下：

（1） 首頁(yè)：分級(jí)展示不同種類的參賽信息、新聞信息、近期獲獎(jiǎng)信息;

（2） 競(jìng)賽信息管理模塊：系統(tǒng)管理員可以添加競(jìng)賽信息和發(fā)布競(jìng)賽通知;

（3） 報(bào)名參賽管理模塊：學(xué)生可以報(bào)名參加比賽，可以選擇相應(yīng)比賽、完善隊(duì)友信息和指導(dǎo)老師信息進(jìn)行報(bào)名參賽。教師可以對(duì)參賽隊(duì)伍進(jìn)行審核，同意參賽后報(bào)名隊(duì)伍可以繼續(xù)后續(xù)步驟;

（4） 競(jìng)賽項(xiàng)目統(tǒng)計(jì)與管理模塊：可以查看學(xué)生報(bào)名統(tǒng)計(jì)信息。學(xué)生完成比賽后，將作品上傳至百度云盤，將地址和加密信息填寫入本系統(tǒng)，并可以附帶參賽經(jīng)驗(yàn)。系統(tǒng)管理員可以添加歷年獲獎(jiǎng)作品以供參賽師生參考學(xué)習(xí);

（5） 在線交流討論模塊：教師和學(xué)生登錄后，參賽隊(duì)伍（包括指導(dǎo)教師）可以共同討論競(jìng)賽相關(guān)內(nèi)容，參賽團(tuán)隊(duì)可自行設(shè)置是否公開討論內(nèi)容，以保護(hù)參賽隊(duì)伍的隱私信息;

（6） 系統(tǒng)管理模塊：管理員登錄系統(tǒng)后，可對(duì)學(xué)生表、教師表、競(jìng)賽表等進(jìn)行管理和維護(hù)。

針對(duì)系統(tǒng)的需求進(jìn)行了詳細(xì)的數(shù)據(jù)庫(kù)分析與設(shè)計(jì)，數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)滿足第三范式要求。系統(tǒng)核心數(shù)據(jù)表包括參賽信息表、競(jìng)賽信息表、學(xué)生信息表、教師信息表、參賽過程記錄表、參賽作品表、獲獎(jiǎng)作品表、交流討論表等。

結(jié)合功能模塊設(shè)計(jì)和數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)，開發(fā)了系統(tǒng)的界面原型。系統(tǒng)包括面向參賽教師和學(xué)生的前臺(tái)用戶端和面向系統(tǒng)管理人員的后臺(tái)管理端，整個(gè)系統(tǒng)以藍(lán)色為主色調(diào)。界面設(shè)計(jì)遵循常見的Web頁(yè)面設(shè)計(jì)原則，界面友好、簡(jiǎn)單易用，并考慮到了多種主流瀏覽器的兼容性。系統(tǒng)界面采用響應(yīng)式布局，可以根據(jù)屏幕的大小自動(dòng)的調(diào)整頁(yè)面的展現(xiàn)方式，具有良好的用戶體驗(yàn)。

3大學(xué)生學(xué)科競(jìng)賽管理系統(tǒng)的實(shí)現(xiàn)

大學(xué)生學(xué)科競(jìng)賽管理系統(tǒng)基于成熟的Java EE平臺(tái)實(shí)現(xiàn)，采用B/S架構(gòu)。系統(tǒng)采用Java語(yǔ)言開發(fā)，使用了輕量級(jí)Java EE框架Struts 2和Hibernate，其中Struts 2作為控制層，Hibernate作為數(shù)據(jù)訪問層。系統(tǒng)采用Apache Tomcat開源服務(wù)器，數(shù)據(jù)庫(kù)采用 MySQL輕量級(jí)數(shù)據(jù)庫(kù)。系統(tǒng)整體采用MVC（Model-View-Controller）架構(gòu)，保證了系統(tǒng)的靈活性和可擴(kuò)展性。在開發(fā)過程中，采用了豐富的前端開發(fā)技術(shù)，包括jQuery、JS、CSS、HTML等，并大量使用XML和JSON用于傳輸數(shù)據(jù)。系統(tǒng)技術(shù)實(shí)現(xiàn)方案如圖2所示。

系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)了在分析與設(shè)計(jì)階段預(yù)定的全部功能，下面選取幾個(gè)核心功能模塊予以介紹。

（1）系統(tǒng)首頁(yè)

系統(tǒng)首頁(yè)以藍(lán)白為主色調(diào)，重點(diǎn)突出，簡(jiǎn)潔大方，結(jié)合圖片和文字展示了本系統(tǒng)的核心功能。上方為系統(tǒng)名稱和用戶登錄后的功能列表，采用走馬燈滾動(dòng)顯示最新獲獎(jiǎng)信息。下方為圖片和文字導(dǎo)航欄，可快速進(jìn)入各個(gè)二級(jí)欄目，包括報(bào)名參賽、公告通知、交流討論、優(yōu)秀作品等。首頁(yè)的下半部分以模塊化矩形顯示最近的競(jìng)賽信息和新聞資訊等的標(biāo)題信息。大學(xué)生學(xué)科競(jìng)賽管理系統(tǒng)用戶端首頁(yè)如圖3所示。

（2）作品展示功能

參賽作品和優(yōu)秀作品的查詢和展示是本系統(tǒng)的核心功能之一，有助于參賽經(jīng)驗(yàn)的分享和傳承。參賽隊(duì)伍隊(duì)長(zhǎng)和系統(tǒng)管理員可以上傳和添加展示作品，可以在系統(tǒng)中展示參賽文檔、PPT、項(xiàng)目演示視頻等資料。如果文件比較小，將保存在本地服務(wù)器。為了減輕對(duì)網(wǎng)絡(luò)和存儲(chǔ)設(shè)備的壓力，對(duì)于一些比較大的作品將保存至第三方存儲(chǔ)工具如百度云盤，獲取文件需要對(duì)應(yīng)的提取碼，確保展示作品的安全性。目前采用文件下載的方式實(shí)現(xiàn)作品的分享，后續(xù)將增加在線瀏覽和在線播放等功能，用戶可以直接通過瀏覽器查閱文檔和觀看參賽視頻。此外，還可以添加獲獎(jiǎng)情況及獲獎(jiǎng)證書，方便對(duì)競(jìng)賽資源的統(tǒng)計(jì)和管理。大學(xué)生學(xué)科競(jìng)賽管理系統(tǒng)作品展示頁(yè)面截圖如圖4所示。

（3）后臺(tái)管理系統(tǒng)

大學(xué)生學(xué)科競(jìng)賽管理系統(tǒng)提供了功能完善的后臺(tái)管理系統(tǒng)，包括咨詢管理、競(jìng)賽管理、人員管理、評(píng)論管理、系統(tǒng)管理等數(shù)據(jù)管理功能。系統(tǒng)管理員可以通過后臺(tái)管理系統(tǒng)管理和維護(hù)各項(xiàng)數(shù)據(jù)。為了用戶使用方便，實(shí)現(xiàn)了文本文件和Excel文件的上傳和批量數(shù)據(jù)導(dǎo)入。系統(tǒng)在檢索功能的實(shí)現(xiàn)中使用了Lucene全文檢索技術(shù)。大學(xué)生學(xué)科競(jìng)賽管理系統(tǒng)后臺(tái)管理頁(yè)面截圖如圖5所示。

此外，本系統(tǒng)還可以通過Echarts力導(dǎo)圖來(lái)分析學(xué)生的參賽情況。通過SQL語(yǔ)句查詢?nèi)绺?jìng)賽、參賽隊(duì)伍、參賽隊(duì)員三者之間的關(guān)系，將數(shù)據(jù)封裝成JSON格式。在JSP頁(yè)面將JSON數(shù)據(jù)拆分為節(jié)點(diǎn)和鏈接，并通過Echarts插件來(lái)顯示。該功能支持對(duì)不同時(shí)期的同一比賽的顯示和比對(duì)，包括參賽隊(duì)伍數(shù)量和獲獎(jiǎng)情況的比對(duì)，為對(duì)歷屆參賽情況的數(shù)據(jù)分析提供便利。

4結(jié)語(yǔ)

大學(xué)生學(xué)科競(jìng)賽管理系統(tǒng)將為高校學(xué)科競(jìng)賽管理工作提供一個(gè)操作簡(jiǎn)易、功能完善的信息化平臺(tái)。系統(tǒng)集競(jìng)賽管理、參賽管理、作品展示、在線交流等功能于一體，全面服務(wù)于高校實(shí)踐型和創(chuàng)新型人才培養(yǎng)。

本系統(tǒng)在湖南中醫(yī)藥大學(xué)信息科學(xué)與工程學(xué)院的學(xué)科競(jìng)賽管理中得以實(shí)際應(yīng)用，取得了良好的效果。系統(tǒng)的投入使用，可以提升學(xué)科競(jìng)賽各環(huán)節(jié)的效率，特別是方便共享和展示歷屆優(yōu)秀參賽作品，實(shí)現(xiàn)了參賽經(jīng)驗(yàn)的分享和傳承[6-8]。在過去五年，學(xué)院師生參加各級(jí)各類學(xué)科競(jìng)賽累計(jì)超過800人次，獲得省部級(jí)三等獎(jiǎng)及以上獎(jiǎng)項(xiàng)超過150項(xiàng)，包括2016年第七屆中國(guó)大學(xué)生服務(wù)外包創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽全國(guó)一等獎(jiǎng)、2017年第10屆中國(guó)大學(xué)生計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)大賽全國(guó)總決賽一等獎(jiǎng)、2018年第九屆中國(guó)大學(xué)生服務(wù)外包創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽全國(guó)一等獎(jiǎng)、2019年第十屆中國(guó)大學(xué)生服務(wù)外包創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)大賽全國(guó)一等獎(jiǎng)等多項(xiàng)國(guó)家級(jí)一等獎(jiǎng)。在2020年2月發(fā)布的《2015-2019年全國(guó)醫(yī)藥類本科院校學(xué)科競(jìng)賽排行榜》中，湖南中醫(yī)藥大學(xué)位居第8。學(xué)科競(jìng)賽在培養(yǎng)素質(zhì)高、能力強(qiáng)的綜合性人才的過程中發(fā)揮著非常重要的作用。不少在學(xué)科競(jìng)賽中獲獎(jiǎng)的學(xué)生保送或考取哈爾濱工業(yè)大學(xué)、中南大學(xué)、湖南大學(xué)等知名高校碩士研究生，也有很多參賽學(xué)生成功就職于百度、騰訊、京東、深信服、蝦皮電商等國(guó)內(nèi)外知名企業(yè)。

在后續(xù)的工作中，將進(jìn)一步地挖掘和完善系統(tǒng)的功能，增加學(xué)科競(jìng)賽賽題管理、賽題推薦等新功能。同時(shí)，推進(jìn)大學(xué)生學(xué)科競(jìng)賽管理系統(tǒng)的智能化和移動(dòng)化建設(shè)，開發(fā)對(duì)應(yīng)的APP或者微信小程序，及時(shí)發(fā)布競(jìng)賽消息，方便在線交流和指導(dǎo)，實(shí)時(shí)了解備賽進(jìn)度等。還將結(jié)合數(shù)據(jù)分析和數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，基于不斷積累的學(xué)科競(jìng)賽數(shù)據(jù)，提供競(jìng)賽推薦、競(jìng)賽考查維度分析、學(xué)生綜合能力評(píng)估等新功能，更好地服務(wù)于學(xué)科競(jìng)賽的備賽、參賽以及賽后總結(jié)、經(jīng)驗(yàn)分享等過程。

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