毕业设计论文学生成绩分析系统鲍骏男0602new.docx

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毕业设计论文学生成绩分析系统鲍骏男0602new

北京工业大学

毕业论文

题目学生成绩分析系统的设计与实现

专业信息管理与信息系统

年级08级

学号08610110

姓名鲍骏男

指导教师赵红梅

2012年5月

北京工业大学

毕业设计（论文）任务书

题目学生成绩分析系统的设计与实现

专业信息管理与信息系统学号08610110姓名鲍骏男

主要内容、基本要求、主要参考资料等：

主要内容：

建立一个学生工作管理系统，使通州分校负责学生工作的老师都能通过该系统录入、管理和查询学生的个人信息、成绩以及其他与学生工作有关的信息。

通过论述学生工作管理系统的运作模式，以及结合在毕业设计中的实践经验，分析和解决程序设计制作过程中遇到的问题，来理解一个管理系统的基本构成与实现过程，并探究如何使管理系统更能满足用户的需求，使用户的工作更方便，更快捷，更有效率。

基本要求：

1.学习SQLServer的使用。

2.分析成绩分析系统特点，并对现有的系统进行比较分析。

3.以数据挖掘、成绩分析等理论知识为基础，建立起学生成绩分析系统模型，并使用SQLServer，ASP.NET等工具实现。

主要参考资料：

《ASP.NET程序设计教程（C#版）》机械工业出版社

《ASP.NET程序员参考手册》清华大学出版社

《SQLServer2005实训教程》中国人民银行出版社

完成期限：

2012-5-18

指导教师签章：

专业负责人签章：

2011年12月20日

摘要

随着各大高校对于教学管理的要求逐渐完善，教学管理电子化程度也相应不断提高。

但每年新学生的扩招数量和基于其数量下每个同学的成绩分析依然困扰着每位老师的心头，也无法做到让每个同学实时掌握自己的成绩上升下降曲线，以及同专业其他人的成绩情况分析。

为了适应教学发展的要求，使得学生可以做到随时查询从一开始大学生活至今的所有成绩情况，并及时针对自己的成绩做出学习方法的调整以及及时能和老师沟通，从而使得随时掌控自己的成绩，能有一个更好的学习氛围以及学习环境，我开发了这个学生成绩分析系统。

本系统采用VisualStudio作为开发平台，以C#作为开发语言，用Javascript作为辅助，Access作为数据库服务器。

通过对高校学生成绩的需求分析，设计实现了可以进行成绩录入,学生查询自己成绩曲线，能够查询班级成绩的教学管理功能，可以精准定位修改学生成绩的管理员功能等等。

以期对今后高校学生成绩分析系统的开发提供一定的参考价值，最终为高校的教学、管理提供数据支持，真正提高高校教学的科学性、规范性和服务性，提高教学管理的质量和效率。

关键词：

学生成绩分析；信息管理；留言板

Abstract

Withthegradualimprovementofthemajorcollegesanduniversitiesforteachingmanagement,teachingmanagementofelectronicdegreeofcontinuousimprovement.Butthenumberofannualstudentenrollmentandperformanceanalysisofeachstudentbasedontheirnumberisstillplaguedtheheartofeveryteachercannotdoforeachstudenttocontroltheirownperformanceinrealtimeupanddownthecurve,andthesameprofessionalothersachievementsituation.Inordertomeettheteachingrequirementsofthedevelopment,sostudentscandoatanytimetocheckallresultsofuniversitylifefromthebeginningtothepresent,andtimelyresultstomaketheadjustmentoflearningmethodsaswellastimelyandteacherstocommunicate,makingreadytotakecontroloftheirresultscanhaveabetterlearningatmosphereandlearningenvironment,Idevelopedstudentperformanceanalysissystem.

ThesystemusesVisualStudioasadevelopmentplatform,withC#asadevelopmentlanguage,javascriptasanauxiliary,ACCESSasthedatabaseserver.Collegestudentachievementneedsanalysis,designandimplementationcanscoreentry,studentschecktheirperformancecurvetobeabletoquerytheteachingoftheclassresultsmanagementfunctions,accuratepositioningadministratorfunctionstomodifythestudentachievement.Thefuturedevelopmentofcollegestudents'scores,inordertoprovidesomereferencevalue,andultimatelytouniversityteaching,managementprovidedatatosupportagenuineimprovementofuniversityteaching,scientific,normativeandservices,improvequalityandefficiencyofteachingmanagement.

Keywords:

Studentachievement，informationmanagement，MessageBoard

1．引言

1.1研究背景与意义

北京广播电视大学是一所北京市属成人高等学校。

在北京市十八个区县有50多个从属办学单位，专科、本科层次设有50多个专业，在校学生98000多人。

随着近年来办学规模不断扩大，学生人数不断增多，如何保证教学质量呢？

这是北京电大一直在努力研究的问题。

考试环节是考察学生掌握所学知识情况，衡量教学效果，保证教学质量的重要手段。

考试成绩作为第一手信息资料，能够充分反映学生学习状况，能为学生工作、招生工作、专业建设以及教学改革与研究等提供重要的预测与决策依据，同时也能体现下属办学单位教师教学效果和。

学生考试成绩是评估教学质量的重要依据，也是学生是否掌握好所学知识的重要标志。

通过成绩分析既可以及时检验和测评任课老师的教学效果，分校的教学组织情况，学生的学习情况，还可以评价和判断命题、监考、阅卷等教学管理环节的情况。

成绩分析包括命题分析、成绩数据分析等多方面。

考试、考试管理自身的科学性、规范性是通过成绩分析检验、证明的。

北京电大区别于其他高校的突出特点是具有系统性。

一个专业的同一级的学生会分布在不同的区县、不同的教学机构中，他们虽然使用同一个教学计划、同样的教材、统一的试卷，但是任课教师不同、教学环境不同、教学管理情况不同，因此，各学院、分校或工作站中的学生成绩也不尽相同。

因此，成绩分析是考试过程中的必不可少的环节，学生考试成绩数据经过深层次地分析挖掘，可以提供许多重要信息，对指导教学、准确评估，提高教学质量，具有非常重要的意义。

在北京电大对于学生成绩分析，已经不仅仅是对教学质量的评估，还包括教学管理的评估、专业建设的评估等方方面面。

在北京电大的教学教务管理工作中，考务工作一直是一个非常重要的教学和教学管理环节。

过去对学生成绩的分析的工作，大都采用“半人工”的方式来完成。

学籍科在每学期考试完成后，从教务管理软件中导出全校学生的成绩表，教师们根据简单的数据进行宏观分析。

如果需要进行卷面分析则需要到卷库抽取卷子手工统计各大题的考试数据。

“半人工”的方式使得许多考试信息得不到有效利用，试卷分析、成绩分析工作难以展开，而且“半人工”方式操作流程十分繁琐，统计周期长，且容易出错。

目前，随着北京电大规模的不断扩大，学校在籍学生近10万人。

每门课程的参加考核学生人数大，一些公共课程尤为明显，如“邓小平理论概论”课程每学期约有8000多人参加考试。

成绩数据需要录入并计算学生的平均分、均方差、试题难度、区分度、及格率等等，还要对抽查试卷的各题得分进行再次输入，以检验各题的难度、区分度、平均分、信度、效度等。

对如此大量的数据进行成绩分析，用“半人工”的方式显然是不可能胜任。

原有的教务管理软件有部分统计功能。

但是该软件是基于C/S结构的全国电大统一的系统软件，软件本身扩展能力弱，且由于电大系统的原因扩展后的软件在数据传递和管理上还将存在一些问题。

因此，需要一个结合北京电大特点的专业的成绩分析系统。

成绩分析系统利用原有教务管理系统导出的数据和日常教务、教学信息数据做为基础。

根据教育测量学原理，采用数理统计、数据挖掘等方法来处理这些大量的成绩数据，不但可以大大提高成绩管理工作效率，还可以规范处理过程，开展对试卷质量、成绩分析的科学评估和利用分析结果进行教学研究，这对提高教学质量具有很强的实用价值。

同时可以减轻老师的工作负担，提高工作效率，提供教学管理部门相应的决策支持，为完善教学管理，提高学校教学质量做出贡献。

此外，目前在全国共有44所省级电大、945所地市级电大分校（工作站）、1842个县级电大工作站，另外还有多个直属教学单位，全国电大现有教学班（点）46724个，教学、教务管理模式基本一致，故该系统有较大的推广价值和应用价值，为整个电大系统的教务管理工作做出贡献。

1.2教育测量学在国内外的研究与应用

教育评价是现代世界上教育科学研究的三大重要领域之一。

教育学家格兰朗德（N.E.Gronlund）对“评价”一词在教育教学活动情景下的解释为：

评价是为了确定学生达到教学目标的程度，收集、分析和解释信息的系统过程；评价包括对学生的定量描述和定性描述两个方面。

根据格兰朗德的观点，评价总是包括对测量结果的价值判断。

美国教育评价标准联合委员会综合了各种评价观点，给教育评价下了一个综合性的定义：

教育评价是对教育目标和它的优缺点与价值判断的系统调查，为教育决策提供依据的过程。

教育统计是教育评价的一种手段和工具。

教育统计是指运用数理统计原理和方法研究教育现象中数量关系，通过数据的分析和处理确切地掌握教育情况。

教育评价中获取信息的统计法就来源于教育统计。

教育测量通过对学生知识的掌握、智能的发展、思想品德的变化、体质的状况以及教育活动的各个方面的测定，为教育评价提供依据，是教育评价信息的主要来源。

如果没有教育测量提供的资料，教育评价将成为无源之水，失去了价值判断的依据，其科学性、准确性便无从谈起。

教育测量的结果只有通过教育评价才能获得实际意义。

[1]

从广义上来说，教育测量说是对教育领域内的事物或现象，根据一定客观标准，作缜密的考核，并依一定的规则将考核的结果予以数量的描述。

从狭义上来说，教育测量是指对学生某些学科经过学习和训练之后，所获得的知识、技能的测量，又称成就测量、学业成绩测量或学科测量。

1.2.1国外研究现状

1904年，美国心理学家桑戴克出版了《心理与社会测量》一书，在书中首次介绍了统计方法和测验编制的基本原理，标志着教育测量与教育统计的诞生。

到了20世纪30年代，教育测量进入了迅速发展的时期。

这一时期的基本观点是受桑戴克“凡是存在的东西都有数量；凡是有数量的东西都可量化”的思想影响，随着系统工程学的发展，许多科学家用系统论、信息论的观点描述教育评估，如美国的沃尔仙、桑达司和斯达夫尔宾等人，认为教育评估就是收集信息的过程，把资料形成系统，综合分析，以便协助决策者选择最有代表性的有价值的途径，对其结果做出决策，如教育方案、规划方案和实施方案等。

[2]

到了20世纪40年代教育测量进入了发展的顶峰时期，50年代以后转向稳步发展阶段，此期称为经典教育测量理论发展时期。

经典教育测量理论的特点是数学模型简单、指标含义明确，在一定误差内其结果比较客观，得到了广泛的应用。

60年代以后，随着概化理论、潜在特质分析理论和题目反应理论的问世，现代教育测量理论研究开始掀起。

70，80年代后，计算机技术的应用加快了测验的记分和报告的效率，并使测验的题库得以建立，人们可以将现成的测验输入计算机让被试操作，从而减少很多无关因素的影响，同时提高了记分、分析和报告的过程。

[3]

1.2.2国内研究现状

1911年辛亥革命以后，教育测量学随着西方科学被引进我国。

1918年我国教育学者开始在中小学的综合测验中开展测验量表和编制程序的研究，到1925年前后，编成中小学教育测验不下几十种。

1931年成立了中国教育测验学会，继而创办《测验》杂志。

[4]

1988年中国教育学会教育统计与测量研究会正式成立。

愈来愈多的教育工作者认识到测验标准化和评卷客观化问题的重要性，随着高考的恢复和自学考试的开展，1985年我国学者开展了以全国高考为试点的标准化改革试验，积极进行高考命题标准化、施测标准化、评分记分标准化、分数报告标准化等方面的研究与实践，经过多年努力，改革试验获得成功，由国家教委在全国推广，从此打开宣传和重视教育测量学研究和实践的新局面。

[5]

从收集到的文献观察，我国教育测量学的研究目前还仅停留在初始摸索阶段，试卷分析实践的理论基础仍以经典教育测量理论为主，实践范围不大，标准化的题库还未在更大范围、更多专业内建成，创新性研究结果尚未出现。

1.3成绩分析系统现状和存在问题

1.3.1成绩分析系统开发使用的现状

教务管理是高校运作的核心，成绩分析是教学质量的体现和反映，而教学管理的质量和效率直接关系到一所高校在社会竞争中的生存与发展。

在现代科学技术推动下，随着教学改革的逐步深入,成绩分析管理面临许多新的挑战，“规范化、信息化、网络化”是学校教学管理的必然选择。

建立和应用教务管理信息系统－成绩分析系统是提升教务管理水平是教学管理工作改革和发展的必然选择。

目前，各高校普遍建立教务信息管理系统，其中很多根据自身需求建有成绩分析系统，系统一般采用关系型数据模型,数据库中主要包括学生信息、学生成绩、考试环节数据等信息。

而每个信息又与其它信息相关联，形成了庞大的、涵盖整个教务管理过程的数据信息网。

教务管理信息系统的建成，实现了教务信息的集中管理、分散操作、信息共享，使传统的教务管理向数字化、无纸化、智能化、综合化及多元化的方向发展。

在现代信息技术支持下，不同形式的成绩分析系统正在利用网络优势实现资源的共享、权限的信息录入、查询及修改等，改变了传统教务管理模式下信息数据层层传达及存储的模式，极大地提高了信息的实效性，实现了真正意义上的信息交换与互动。

1.3.2成绩分析系统建设存在的问题

（1）功能需求不明确，设计不尽完善

不同类型的学校教务管理的流程有所不同，使用者如何根据自身的管理特点和数据来源，建立成绩分析系统是一个带有共性的问题。

成绩分析是手段，目的是通过对考试信息进行深入分析，从而总结教学管理中的经验和问题，推动教学质量的进一步提高。

目前建成的成绩分析系统，大多功能需求不够明确，设计也不够完善，最终的效果不尽人意。

笔者认为原因是多方面的，其最主要的是使用者和设计者没能有效沟通，设计人员对教务管理流程和教学效果体现的理解不透彻，造成系统本身没能达到一个理想效果。

（2）硬件投入不够，系统功能应用受到制约

一定规模的成绩分析系统对硬件要求较高，投入成本收到制约。

比如系统在设计上为了满足大量用户的实时访问，通常要求数据库要运行在小型机上，而小型机昂贵的价格使一些用户改为购买一般的服务器代替。

由于配套设施跟不上，系统功能应用受到明显的制约，硬件的不完善和不配套成了系统功能全面应用的障碍和瓶颈。

（3）成绩数据管理的水平有待进一步提高

学生成绩的管理较为繁杂，信息量大，数据类型不统一，造成一些功能实现有障碍。

教务管理人员应进一步提升信息化管理水平，有效管理数据。

1.4研究内容

北京电大成绩分析系统开发过程中主要研究教育测量学理论、数据挖掘技术在中的应用。

首先是对教学管理过程中的各数据库中相关数据进行整理和研究，找到数据表之间具体的内、外键联系和业务关系，明确系统的功能需求，整体设计和规划。

其次认真研究教育测量学原理和数理统计方法，并充分利用该理论方法对学生成绩数据进行定量研究、科学分析，在计算出试卷和试题的平均分、标准差、难度、区分度、信度和各分数段分布等情况后，对试卷做出综合评价，同时要对标准差（均方差）、难度、区分度、信度等进行算法设计及程序实现。

最终以实例测试随机抽取几门课程试卷的考试结果，使用该系统，对试卷质量以及该课程的教学效果进行定量分析，得出科学详实的信息，其分析结果以报表或图表的形式输出从而为分析教学活动中存在的问题、为教学管理和组织提供科学的依据。

1.5理论基础

1.5.1教育测量学理论

教育测量学是对教育现象进行定量测定的一门科学，是心理学、统计学、测量学的基本原理和方法在教育领域中的应用。

研究如何利用测量理论和方法来分析教育活动，分属于教育科学层次的方法论学科。

教育测量学与教育统计学有极为密切的联系，而且相互作用。

教育统计学所加工的原料来自教育测量所提供的数据，而数据真实情况与可靠程度决定于教育测量本身的效度（Validity）和信度（Reliability），关于效度和信度的确定以及教育测量中的项目分析（ItemAnalysis），又必须运用统计学中的相关系数和因素分析。

教育测量学中各种量表的编制及各种常模（Norm）的确定，必须运用统计学知识，如百分位数、平均数、标准差、标准分数、正态分布等。

教育测量的理论和方法又是教育评价学的基础和教育科学实证研究的基本方法。

教育测量在人才选拔、因材施教、教育评价、教育科学的实证研究和教育教学改革的实践研究中扮演着工具的角色。

教育测量学在教育科学体系中占据相当重要的一席之地。

分数作为数据，本质上就是认为评分的结果是一个随机变量。

可以认为测量对象的载体所进行的自测是一次随机实验，那么自测的结果具有随机不确定性，这种随机不确定性说明自测的结果是真实状态的一种说明。

同样地，也可以认为测量对象的载体所进行的自测结果成为测量者眼中的测量对象也是一次随机实验，那么自测结果成为测量对象也具有随机不确定性，这种随机不确定性说明实际的测量对象是自测结果的一种说明。

因此，实际测量所给出的分数是含有这两类随机误差的分数，可以认为分数是一种数据。

1.5.2平均数

平均数是反映事物发展变化平均状况的数字指标。

常见的平均数有算术平均数和加权平均数等。

1.5.3算术平均数

算术平均数是最常用的一种平均数，它等于所有的数据之和除以数据的总个数。

设数据为x1，x2，…，xn，如果用

表示这组数据的算术平均数，则

（1.1）

或简单记作

（1.2）

1.5.4加权平均数

当一组数据中各数据的重要性不同时，要计算这些数据的平均值，应该首先将其转换成重要性（地位）相等数据的问题。

解决的方法之一，就是假设存在一个基本单位和换算方法能将这些数据均用这个单位表示。

实现这种解决方法的最简单方法是设定数据的权重。

设有n个数据x1，x2，…，xn，它们的权重（权数）分别是a1，a2，…，an，其中0

。

如果用

表示这组数据的加权平均数，则

（1.3）

由上述公式可以看出，算术平均数的前提条件是把所考察对象的重要性等量齐观。

即参加运算各项的重要性程度相同，权重都是

。

但是有时考察对象不能同等看待，此时就要用加权平均数。

两种平均数用在不同的场合。

在学生成绩中平均数表现为平均分，是描述学生成绩集中趋势的指标，从整体上反映了学生的学习水平。

平均分即为该科目的所有学生成绩之和除以考生总数。

在此认为所有成绩是重要性相同的，因此，采用算术平均数作为平均分计算算法。

1.5.5方差和标准差

方差和标准差是表示学生成绩变异程度或分散程度大小的数字指标。

标准差又称为均方差，是测定学生成绩变异最重要的指标之一。

在统计上，把研究对象的全体叫做总体，一般用x表示。

把总体的一部分叫做样本，一般用x1，x2，…，xn表示，称x1，x2，…，xn是总体x的样本容量为n的一个样本。

定义：

如果总体x由数据x1，x2，…，xn所组成，则称

（1.4）

为总体x的方差；称

（1.5）

为总体x的标准差。

如果x1，x2，…，xn是总体x的一个容量为n的样本，则称

（1.6）

为样本方差，称

（1.7）

为样本标准差。

[6]

样本标准差（均方差）通常用来描述学生考试成绩离散程度。

用上面的公式来表达，其中xi为每个学生分数，

为平均分，n为考生总人数。

S=0时，说明全班水平都一样；S>0时，其值的大小说明了分数的离散程度。

一般认为，S≤10时，比较符合要求。

1.5.6难度

难度是指测验的难易程度，通常每道题的难度用得分率（答对率）来表示。

这个值越高，说明在该题上得高分的人越多，题目越简单；反之，题目就越难。

试题的难度多高合适，取决于考试考核的目的、性质以及试题的形式、试题间的内部相关因素。

难度不当就要影响整个考试考核目的的实现。

确定考试考核的适宜难度，对保证考试的较高质量，具有重要的意义。

难度计算分为试卷难度和试题难度。

试题难度根据试题的类型分为主观性试题和客观性试题，它们的公式有所不同。

1.主观性试题的难度计算公式

若

为全体考生某试题实得分数的平均分，a为该题的满分的值，则称

（1.8）

为该题的难度，即答对率。

例如，简答题、计算题等试题，题目判分采用全对判给满分，有错误酌情扣分，全错不得分的计分方式。

题目的难度等于该题目平均分跟满分的比。

2.客观性试题的难度计算公式

若n为全体考生的人数，r为选中某题正确答案的人数，则称

（1.9）

为该题的难度，即通过率。

例如，试题为选择题、判断题，或其他以“全或无方式”计分的试题，题目的难度就等于答对人数对总人数的比。

3.试题难度系数评价标准

表1-1试题难度系数评价标准

难度系数

评价标准

0.01，0.29

难

0.30，0.69

中

0.70，1.00

易

4.试卷难度

试卷的难度由每道试题的难度得出，用公式表示为：

（1.10）

式中

为试卷的难度，

为试卷中每道题的难度，xi为每道题的总分，m为该试卷的总分。

5.试卷难度系数评价标准

表1-2试卷难度系数评价