兒童體測(cè)數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)

朱書(shū)彪 鄒小慧

摘要：為了解決兒童體測(cè)數(shù)據(jù)難以統(tǒng)計(jì)處理的問(wèn)題，研究了一種基于B/S架構(gòu)的兒童體測(cè)數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)。采用了SpringBoot、Mybatis、LayUI等主流Web開(kāi)發(fā)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了幼兒園、小學(xué)、初中三個(gè)階段的兒童體測(cè)數(shù)據(jù)分析功能。依據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)對(duì)兒童的體測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行自動(dòng)化分析，并生成相應(yīng)的電子報(bào)告和PDF報(bào)告。系統(tǒng)在設(shè)計(jì)上綜合考慮多方面因素，為學(xué)校和培訓(xùn)機(jī)構(gòu)提供了體測(cè)報(bào)表管理、體測(cè)數(shù)據(jù)錄入分析、體測(cè)報(bào)告管理、報(bào)告?zhèn)€性化設(shè)計(jì)、電子版報(bào)告查詢等實(shí)用性的功能。

關(guān)鍵詞：SpringBoot;LayUI;B/S架構(gòu);兒童體測(cè);數(shù)據(jù)分析

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

文章編號(hào)：1009-3044（2022）17-0041-03

1引言

我國(guó)教育在發(fā)展過(guò)程中，始終強(qiáng)調(diào)素質(zhì)教育的重要性，高舉“德智體美勞”全面發(fā)展的大旗，破除應(yīng)試教育的壁壘?！笆奈濉币?guī)劃中提出體育在五育中占據(jù)重要地位，體育的發(fā)展關(guān)乎人類(lèi)的可持續(xù)健康發(fā)展[1]。但是在當(dāng)下，我國(guó)大部分學(xué)校的體育教育并非為了學(xué)生強(qiáng)身健體、更不是培養(yǎng)學(xué)生的體育興趣，而是為了讓學(xué)生能夠在中考體育中獲得更高的分?jǐn)?shù)。有研究表明，中考體育確實(shí)在一定程度上提高了學(xué)生的身體素質(zhì)，但是沒(méi)有達(dá)到培養(yǎng)學(xué)生終身體育的目的，大多數(shù)學(xué)生在考試結(jié)束后就將體育拋棄[2]。

近年來(lái)，在國(guó)家政策的引導(dǎo)下，越來(lái)越多的學(xué)校逐漸重視學(xué)生體育素質(zhì)的提升，但體測(cè)工作十分煩瑣，僅僅依靠于人工統(tǒng)計(jì)分析，不僅耗時(shí)長(zhǎng)，并且容易發(fā)生錯(cuò)誤，也很難給到老師和學(xué)生反饋建議[3]。因此設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)一個(gè)兒童體測(cè)數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)具有很大的必要性。本文主要研究?jī)和w測(cè)數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)，嚴(yán)格按照國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)——《國(guó)民體質(zhì)測(cè)定標(biāo)準(zhǔn)手冊(cè)（幼兒部分）》《國(guó)家學(xué)生體質(zhì)健康標(biāo)準(zhǔn)（2014 年修訂）》對(duì)兒童的體測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析評(píng)測(cè)，不僅可以幫助學(xué)校、培訓(xùn)機(jī)構(gòu)等體測(cè)組織者完成兒童的體測(cè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)分析，還可以給學(xué)生、家長(zhǎng)、老師相應(yīng)的反饋報(bào)告，使得體測(cè)工作能夠順利進(jìn)行。

2 系統(tǒng)總體設(shè)計(jì)

2.1 系統(tǒng)用戶群體分析

在項(xiàng)目開(kāi)發(fā)之前對(duì)用戶群體進(jìn)行分析是至關(guān)重要的一個(gè)步驟，了解系統(tǒng)使用者的需求有利于后期產(chǎn)品的普及[4]。在本系統(tǒng)中，使用者主要包括系統(tǒng)管理運(yùn)營(yíng)人員、幼兒園和中小學(xué)負(fù)責(zé)體測(cè)的教師、兒童體育培訓(xùn)機(jī)構(gòu)的機(jī)構(gòu)老師以及學(xué)生家長(zhǎng)。針對(duì)不同的用戶群體，將系統(tǒng)分為了三個(gè)不同的端口，為系統(tǒng)運(yùn)營(yíng)人員建設(shè)管理員端，功能強(qiáng)大，可以對(duì)系統(tǒng)情況、用戶信息、體測(cè)數(shù)據(jù)等內(nèi)容進(jìn)行統(tǒng)一的管理;為學(xué)校、培訓(xùn)機(jī)構(gòu)的體測(cè)教師分別學(xué)校端和場(chǎng)館端，界面美觀、操作方便，可以根據(jù)需求對(duì)PDF報(bào)告進(jìn)行個(gè)性化設(shè)計(jì);為家長(zhǎng)和學(xué)生提供家長(zhǎng)端，考慮到App開(kāi)發(fā)成本大、使用成本高的弊端，家長(zhǎng)端采用公眾號(hào)平臺(tái)，為家長(zhǎng)提供查詢報(bào)告的功能。

2.2 系統(tǒng)架構(gòu)設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)采用當(dāng)下流行的SpringBoot、MyBatis、LayUI、SpringSecurity等框架進(jìn)行項(xiàng)目代碼的開(kāi)發(fā)，使用MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)，使用七牛云CDN存儲(chǔ)系統(tǒng)圖片文件。項(xiàng)目的系統(tǒng)架構(gòu)圖如圖1所示：

2.3 系統(tǒng)主要功能

體測(cè)老師在線下為學(xué)生進(jìn)行測(cè)試，統(tǒng)計(jì)學(xué)生體測(cè)數(shù)據(jù)，通過(guò)系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)導(dǎo)入，系統(tǒng)可以自動(dòng)根據(jù)國(guó)家規(guī)定的體測(cè)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行智能化分析，為學(xué)生生成體測(cè)報(bào)告，報(bào)告分為PDF版和電子版，體測(cè)老師可以在學(xué)校端、場(chǎng)館端管理學(xué)生的體測(cè)數(shù)據(jù)以及體測(cè)報(bào)告;家長(zhǎng)可以通過(guò)關(guān)注公眾號(hào)查詢學(xué)生的電子版報(bào)告;管理員可以對(duì)系統(tǒng)中所有的體測(cè)數(shù)據(jù)、學(xué)校/場(chǎng)館信息等內(nèi)容進(jìn)行管理。系統(tǒng)主要實(shí)現(xiàn)了以下功能：

1）系統(tǒng)用戶管理。

2）體測(cè)標(biāo)準(zhǔn)管理。

3）體測(cè)報(bào)表管理。

4）體測(cè)數(shù)據(jù)錄入分析。

5）體測(cè)報(bào)告管理。

6）報(bào)告?zhèn)€性化設(shè)計(jì)。

7）電子版報(bào)告查詢。

3 系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)

根據(jù)前期的需求分析，綜合考慮系統(tǒng)安全等各方面因素，系統(tǒng)設(shè)計(jì)了59張表，例如：體測(cè)標(biāo)準(zhǔn)表、體測(cè)數(shù)據(jù)表、體測(cè)項(xiàng)目表、用戶表等。該系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)嚴(yán)格遵循第三范式設(shè)計(jì)原則，另外，考慮到物理外鍵的維護(hù)成本較高，所以本系統(tǒng)采用了目前較為成熟的邏輯外鍵，將一張表的主鍵作為字段設(shè)置到與其相關(guān)聯(lián)的表中，以此來(lái)映射兩張表之間的關(guān)系[5]。數(shù)據(jù)庫(kù)部分表結(jié)構(gòu)如圖2、圖3所示。

4.1數(shù)據(jù)管理分析

本系統(tǒng)支持幼兒階段（3～6歲）、小學(xué)、初中三個(gè)階段的數(shù)據(jù)分析，管理員預(yù)先將三個(gè)階段的體測(cè)項(xiàng)目、評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)錄入至數(shù)據(jù)庫(kù)中。體測(cè)老師通過(guò)學(xué)校端/場(chǎng)館端可以將學(xué)生的體測(cè)數(shù)據(jù)導(dǎo)入系統(tǒng)中，系統(tǒng)可以自動(dòng)根據(jù)不同的學(xué)段匹配相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，并給出對(duì)應(yīng)的分?jǐn)?shù)，考慮到數(shù)據(jù)分析效率的問(wèn)題，本系統(tǒng)采用了多線程技術(shù)，設(shè)計(jì)了優(yōu)質(zhì)的算法，提高了系統(tǒng)的運(yùn)行效率。為了滿足錄入時(shí)的不同需求，系統(tǒng)支持頁(yè)面表單數(shù)據(jù)提交、Excel批量導(dǎo)入兩種方式，不論是使用哪種方式，都提供了數(shù)據(jù)格式校驗(yàn)功能，避免了因數(shù)據(jù)格式不正確導(dǎo)致導(dǎo)入失敗的問(wèn)題。同時(shí)，為了方便機(jī)構(gòu)和學(xué)校對(duì)數(shù)據(jù)的管理，系統(tǒng)支持標(biāo)簽功能，可以將體測(cè)數(shù)據(jù)分門(mén)別類(lèi)進(jìn)行管理。

客戶端通過(guò)HTTP協(xié)議將體測(cè)數(shù)據(jù)傳輸?shù)椒?wù)器端，服務(wù)器接收到數(shù)據(jù)后，采用多線程技術(shù)對(duì)每一條數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，分析過(guò)程中需要將各數(shù)據(jù)項(xiàng)與相匹配的標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較，生成得分、評(píng)語(yǔ)、個(gè)人排名以及班級(jí)整體數(shù)據(jù)報(bào)告。數(shù)據(jù)管理分析部分代碼如下所示：

@PostMapping（"/hallImport"）

public AjaxResulthallImport（@RequestBodyRequestHallImportVorequestHallImportVo） {

hallDataService.hallImport（requestHallImportVo）;

return AjaxResult.success（）;

}

@PostMapping（"/importByExcel"）

public AjaxResultimportByExcel（@RequestParam（"file"） MultipartFilemultipartFile，

@RequestParam（name = "tagName"，required = false） String tagName） throws IOException {

hallDataService.importByExcel（multipartFile，tagName）;

return AjaxResult.success（"導(dǎo)入成功"）;

}

4.2 PDF報(bào)告生成

PDF報(bào)告生成功能在本系統(tǒng)中至關(guān)重要，在項(xiàng)目開(kāi)發(fā)前期，我們嘗試了多種生成PDF的方法，均不能達(dá)到預(yù)期的效果，例如使用Freemarker模板設(shè)計(jì)報(bào)告樣式，在通過(guò)Java語(yǔ)言調(diào)用打印PDF、使用ITEXT生成PDF等。最終，經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的實(shí)驗(yàn)，我們選擇了phantomjs，一個(gè)基于webkit的JavaScript API。它不僅是個(gè)隱形的瀏覽器，提供了諸如CSS選擇器、支持Web標(biāo)準(zhǔn)、DOM操作、JSON、HTML5、Canvas、SVG等，同時(shí)也提供了處理文件I/O的操作，從而可以向操作系統(tǒng)讀寫(xiě)文件等[5]?；趐hantomjs的強(qiáng)大功能，我們?yōu)椴煌A段的兒童分別設(shè)計(jì)了HTML報(bào)告模板，使用Java語(yǔ)言調(diào)用phantomjs，并且將分析的數(shù)據(jù)作為參數(shù)傳遞給HTML報(bào)告模板，HTML報(bào)告模板加載到數(shù)據(jù)后，phantomjs可以將當(dāng)前網(wǎng)頁(yè)轉(zhuǎn)成PDF格式，保存在服務(wù)器中，至此就完成了PDF報(bào)告的生成功能。PDF報(bào)告生成部分代碼如下所示：

try {

link = "phantomjs --debug=yes /root/PhantomJS/outputPDF.js " + path + uuid + hallGrformEntity.getStudentName（） +".pdf＼"file：///root/PhantomJS/bb/index3.html？" + URLEncoder.encode（link， "UTF-8"） + "＼"";

} catch （UnsupportedEncodingException e） {

log.error（"UnsupportedEncodingException in link" + e）;

}

link = link.replaceAll（"%3D"， "="）;

link = link.replaceAll（"%26"， "&"）;

log.info（link）;

Runtime run = Runtime.getRuntime（）;

String[] cmdA = {"/bin/sh"， "-c"， link};

int status = 0;

try {

Process pro = run.exec（cmdA）;

status = pro.waitFor（）;

} catch （Exception e） {

log.info（"phantomJs執(zhí)行出錯(cuò)了" + e）;

return false;

}

4.3 電子報(bào)告查詢

電子報(bào)告查詢功能主要是為了方便家長(zhǎng)了解孩子的體測(cè)情況，電子版報(bào)告分為簡(jiǎn)版、詳版，同時(shí)為三個(gè)不同的學(xué)段設(shè)置了不同的樣式，在界面設(shè)計(jì)上符合了學(xué)生的年齡特征。家長(zhǎng)關(guān)注公眾號(hào)后，可以點(diǎn)擊進(jìn)入體測(cè)報(bào)告查詢?nèi)肟冢缓筝斎胧謾C(jī)號(hào)/11位編號(hào)即可查詢到孩子所有的體測(cè)報(bào)告信息。電子版報(bào)告查詢功能主要代碼如下所示：

public R queryByUuid（@RequestParam（"uuid"） String uuid） {

Map result = new HashMap<>（）;

TestDataEntitytiCeData = testDataService.queryByUuid（uuid）;

if （ObjectUtils.isEmpty（tiCeData））{

throw new RRException（"數(shù)據(jù)不存在"）;

}

TestGrformEntitytestGrformEntity = testGrformService.queryByUuid（uuid）;

result.put（"uuid"， tiCeData.getUuid（））;

result.put（"school"， testGrformEntity.getSchoolName（））;

......（為result設(shè)置參數(shù)）

return R.ok（）.put（"result"， result）;

}

5系統(tǒng)效果展示

完成系統(tǒng)開(kāi)發(fā)后，將系統(tǒng)部署至阿里云服務(wù)器，并申請(qǐng)了域名，為全國(guó)200余家體育場(chǎng)館/學(xué)校提供了體測(cè)數(shù)據(jù)分析服務(wù)。目前系統(tǒng)還在不斷更新迭代，在未來(lái)還將提供高中、大學(xué)等學(xué)段的體測(cè)數(shù)據(jù)分析功能。系統(tǒng)部分運(yùn)行界面如圖4～圖8所示。

6 結(jié)束語(yǔ)

通過(guò)本系統(tǒng)的研究與應(yīng)用，為中小學(xué)幼兒園以及各大體育場(chǎng)館提供了技術(shù)上的幫助，有效解決了當(dāng)下體測(cè)數(shù)據(jù)難以統(tǒng)計(jì)、處理等問(wèn)題。為了保證系統(tǒng)后期的運(yùn)行與維護(hù)，最終采用了阿里云服務(wù)器進(jìn)行項(xiàng)目的部署，同時(shí)還利用Jenkins+Gitee進(jìn)行持續(xù)集成，有助于系統(tǒng)的后期更新。項(xiàng)目上線后，首先在江西省南昌市試運(yùn)行，主要對(duì)象為南昌市各大幼兒園，試運(yùn)行結(jié)束后，我們根據(jù)實(shí)際用戶的意見(jiàn)對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行了改進(jìn)，例如，新增家長(zhǎng)分享報(bào)告功能、擴(kuò)充報(bào)告主題等功能。目前，系統(tǒng)使用者已經(jīng)超過(guò)100家單位，真實(shí)體測(cè)數(shù)據(jù)近2萬(wàn)條。下一步，我們將根據(jù)前期客戶的實(shí)際體驗(yàn)，對(duì)系統(tǒng)進(jìn)行進(jìn)一步的升級(jí)，提升客戶的使用效率，更加注重體驗(yàn)感，對(duì)報(bào)告的樣式進(jìn)行設(shè)計(jì)，符合不同年齡段學(xué)生的特征。

參考文獻(xiàn)：

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[5] ZuQingWebDriver自動(dòng)化測(cè)試工具（3）—PhantomJS的使用[EB/OL].[2021-06-20].https：//www.cnblogs.com/zuqing/p/7298 266.html.

收稿日期：2022-03-16

作者簡(jiǎn)介：朱書(shū)彪（1998—），男，江西贛州人，信息系統(tǒng)項(xiàng)目管理師，助教，學(xué)士，主要研究方向?yàn)槠髽I(yè)信息化建設(shè);鄒小慧（1996—），女，廣西賀州人，學(xué)士，主要研究方向?yàn)檐浖到y(tǒng)建設(shè)。