大学生学科竞赛管理系统的设计与实现

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　　摘要：大学生学科竞赛是培养和提升高校大学生实践能力、创新素质和专业技能的重要手段，也是促进高校教育教学改革的重要途径。设计并实现一套功能完善的大学生学科竞赛管理系统，能够实现发布竞赛通知、分享获奖作品、统计参赛信息、分析历史数据等功能，具有重要的实用价值，有助于更好地提升参赛水平、总结参赛经验、积累竞赛成果、促进教学改革。
　　关键词：学科竞赛;信息管理系统;系统设计;系统实现
　　中图分类号：TP311           文献标识码：A
　　文章编号：1009-3044（2020）17-0025-03
　　1引言
　　大学生学科竞赛是提升大学生综合能力和专业素质的重要手段和途径，也是对传统课堂教学的重要补充。学科竞赛在教育教学改革和创新人才培养中发挥重要作用，越来越受到广大高校师生的关注与重视。大学生学科竞赛活动不仅有利于提升大学生的专业素养， 也有利于提升大学生的创新、实践能力、竞争意识与团队精神[1]。
　　2017年12月14日，中国高等教育学会《高校竞赛评估与管理体系研究》专家工作组在杭州发布了2012-2016年我国普通高校学科竞赛评估结果。截至2020年2月22日发布2015-2019年和2019年全国普通高校学科竞赛排行结果，已连续4年发布榜单，引起社会广泛关注。学科竞赛不仅可以提升学生的综合素质和就业竞争力，提高工程人才培养的质量，还可以为高校赢得良好声誉，提升高校的知名度和影响力[2]。通过开展各项学科竞赛活动，可以促进高校教育教学改革，提升学生的实际动手能力和创新创业能力，进而达到以赛促教、以赛促学的目的。
　　随着学科竞赛报名、备赛过程、赛后总结等环节产生的数据日益增长，同时参赛师生数量的逐年增加以及跨专业、跨学院、甚至跨校报名等多种新模式学科竞赛的出现，给传统的学科竞赛管理工作带来了巨大的挑战[3]。因此，对学科竞赛相关数据的计算机信息管理需求日益凸显。
　　针对这些问题，设计并开发一套大学生学科竞赛管理系统具有非常重要的实用价值。通过系统可以将多环节参赛过程规范化，并保存过程中所产生的文档、数据、参赛作品和参赛经验，实现对学科竞赛多个环节的数据进行管控，既能提高效率，减少人为管理的出错，又能保障数据的安全性与完整性。同时，还可以为学生参赛、教师审核队伍及在线指导等提供便利。目前已研发了一些学科竞赛管理系统，但部分系统功能较为简单，无法覆盖学科竞赛全过程，缺乏全流程管理[4-5]。本文所开发的大学生学科竞赛管理系统在参考已有类似系统的基础上，对功能进行进一步扩展，提供发布竞赛通知、分享获奖作品、统计参赛信息、分析历史数据等功能，有助于更好地提升参赛水平、总结参赛经验、积累竞赛成果、促进教学改革、拓展竞赛内涵，服务于赛前、赛后和赛后的组织和管理。
　　2大学生学科竞赛管理系统的分析与设计
　　为了开发一套具有实用功能的大学生学科竞赛管理系统，我们借鉴了其他院校类似的系统和部分大型比赛的报名及交流系统的经验，再结合自身需求，确定了大学生学科竞赛管理系统的核心功能模块。本系统不仅考虑到组织和管理的便利，更注重参赛过程、参赛作品以及参赛经验的信息化和数字化。通过本系统实现信息共享，有助于更好地开展各项参赛活动。
　　大学生学科竞赛管理系统所面向的使用人群主要分为三类，包括参赛学生、教师（指导老师和审核老师）以及系统管理员。参赛学生能够访问网站首页信息，在登录后，修改个人信息、进行组队、报名参赛，完成比赛后上传作品和经验进行分享。教师能够对参赛队伍进行审核与在线指导。系统管理员可以对系统的赛事信息和新闻信息进行更新、管理学生和教师的信息、维护系统正常运行等功能。
　　大学生学科竞赛管理系统的功能结构图如图1所示。
　　本系统核心功能模块如下：
　　（1） 首頁：分级展示不同种类的参赛信息、新闻信息、近期获奖信息;
　　（2） 竞赛信息管理模块：系统管理员可以添加竞赛信息和发布竞赛通知;
　　（3） 报名参赛管理模块：学生可以报名参加比赛，可以选择相应比赛、完善队友信息和指导老师信息进行报名参赛。教师可以对参赛队伍进行审核，同意参赛后报名队伍可以继续后续步骤;
　　（4） 竞赛项目统计与管理模块：可以查看学生报名统计信息。学生完成比赛后，将作品上传至百度云盘，将地址和加密信息填写入本系统，并可以附带参赛经验。系统管理员可以添加历年获奖作品以供参赛师生参考学习;
　　（5） 在线交流讨论模块：教师和学生登录后，参赛队伍（包括指导教师）可以共同讨论竞赛相关内容，参赛团队可自行设置是否公开讨论内容，以保护参赛队伍的隐私信息;
　　（6） 系统管理模块：管理员登录系统后，可对学生表、教师表、竞赛表等进行管理和维护。
　　针对系统的需求进行了详细的数据库分析与设计，数据库设计满足第三范式要求。系统核心数据表包括参赛信息表、竞赛信息表、学生信息表、教师信息表、参赛过程记录表、参赛作品表、获奖作品表、交流讨论表等。
　　结合功能模块设计和数据库设计，开发了系统的界面原型。系统包括面向参赛教师和学生的前台用户端和面向系统管理人员的后台管理端，整个系统以蓝色为主色调。界面设计遵循常见的Web页面设计原则，界面友好、简单易用，并考虑到了多种主流浏览器的兼容性。系统界面采用响应式布局，可以根据屏幕的大小自动的调整页面的展现方式，具有良好的用户体验。
　　3大学生学科竞赛管理系统的实现
　　大学生学科竞赛管理系统基于成熟的Java EE平台实现，采用B/S架构。系统采用Java语言开发，使用了轻量级Java EE框架Struts 2和Hibernate，其中Struts 2作为控制层，Hibernate作为数据访问层。系统采用Apache Tomcat开源服务器，数据库采用 MySQL轻量级数据库。系统整体采用MVC（Model-View-Controller）架构，保证了系统的灵活性和可扩展性。在开发过程中，采用了丰富的前端开发技术，包括jQuery、JS、CSS、HTML等，并大量使用XML和JSON用于传输数据。系统技术实现方案如图2所示。 　　系统实现了在分析与设计阶段预定的全部功能，下面选取几个核心功能模块予以介绍。
　　（1）系统首页
　　系统首页以蓝白为主色调，重点突出，简洁大方，结合图片和文字展示了本系统的核心功能。上方为系统名称和用户登录后的功能列表，采用走马灯滚动显示最新获奖信息。下方为图片和文字导航栏，可快速进入各个二级栏目，包括报名参赛、公告通知、交流讨论、优秀作品等。首页的下半部分以模块化矩形显示最近的竞赛信息和新闻资讯等的标题信息。大学生学科竞赛管理系统用户端首页如图3所示。
　　（2）作品展示功能
　　参赛作品和优秀作品的查询和展示是本系统的核心功能之一，有助于参赛经验的分享和传承。参赛队伍队长和系统管理员可以上传和添加展示作品，可以在系统中展示参赛文档、PPT、项目演示视频等资料。如果文件比较小，将保存在本地服务器。为了减轻对网络和存储设备的压力，对于一些比较大的作品将保存至第三方存储工具如百度云盘，获取文件需要对应的提取码，确保展示作品的安全性。目前采用文件下载的方式实现作品的分享，后续将增加在线浏览和在线播放等功能，用户可以直接通过浏览器查阅文档和观看参赛视频。此外，还可以添加获奖情况及获奖证书，方便对竞赛资源的统计和管理。大学生学科竞赛管理系统作品展示页面截图如图4所示。
　　（3）后台管理系统
　　大学生学科竞赛管理系统提供了功能完善的后台管理系统，包括咨询管理、竞赛管理、人员管理、评论管理、系统管理等数据管理功能。系统管理员可以通过后台管理系统管理和维护各项数据。为了用户使用方便，实现了文本文件和Excel文件的上传和批量数据导入。系统在检索功能的实现中使用了Lucene全文检索技术。大学生学科竞赛管理系统后台管理页面截图如图5所示。
　　此外，本系统还可以通过Echarts力导图来分析学生的参赛情况。通过SQL语句查询如竞赛、参赛队伍、参赛队员三者之间的关系，将数据封装成JSON格式。在JSP页面将JSON数据拆分为节点和链接，并通过Echarts插件来显示。该功能支持对不同时期的同一比赛的显示和比对，包括参赛队伍数量和获奖情况的比对，为对历届参赛情况的数据分析提供便利。
　　4结语
　　大学生学科竞赛管理系统将为高校学科竞赛管理工作提供一个操作简易、功能完善的信息化平台。系统集竞赛管理、参赛管理、作品展示、在线交流等功能于一体，全面服务于高校实践型和创新型人才培养。
　　本系统在湖南中医药大学信息科学与工程学院的学科竞赛管理中得以实际应用，取得了良好的效果。系统的投入使用，可以提升学科竞赛各环节的效率，特别是方便共享和展示历届优秀参赛作品，实现了参赛经验的分享和传承[6-8]。在过去五年，学院师生参加各级各类学科竞赛累计超过800人次，获得省部级三等奖及以上奖项超过150项，包括2016年第七届中国大学生服务外包创新创业大赛全国一等奖、2017年第10届中国大学生计算机设计大赛全国总决赛一等奖、2018年第九届中国大学生服务外包创新创业大赛全国一等奖、2019年第十届中国大学生服务外包创新创业大赛全国一等奖等多项国家级一等奖。在2020年2月发布的《2015-2019年全国医药类本科院校学科竞赛排行榜》中，湖南中医药大学位居第8。学科竞赛在培养素质高、能力强的综合性人才的过程中发挥着非常重要的作用。不少在学科竞赛中获奖的学生保送或考取哈尔滨工业大学、中南大学、湖南大学等知名高校硕士研究生，也有很多参赛学生成功就职于百度、腾讯、京东、深信服、虾皮电商等国内外知名企业。
　　在后续的工作中，将进一步地挖掘和完善系统的功能，增加学科竞赛赛题管理、赛题推荐等新功能。同时，推进大学生学科竞赛管理系统的智能化和移动化建设，开发对应的APP或者微信小程序，及时发布竞赛消息，方便在线交流和指导，实时了解备赛进度等。还将结合数据分析和数据挖掘技术，基于不断积累的学科竞赛数据，提供竞赛推荐、竞赛考查维度分析、学生综合能力评估等新功能，更好地服务于学科竞赛的备赛、参赛以及赛后总结、经验分享等过程。
　　参考文献：
　　[1] 王晓勇，俞松坤.以学科竞赛引领创新人才培养[J].中国大学教学，2007（12）：59-60.
　　[2] 董方旭，况晓慢.高校学科竞赛运行体系的构建[J].中国成人教育，2010（14）：32-33.
　　[3] 陆国栋，陈临强，何钦铭，等.高校学科竞赛评估：思路、方法和探索[J].中国高教研究，2018（2）：63-68，74.
　　[4] 冯子辉，欧阳勇.通用学科竞赛管理系统的设计与实现[J].信息与电脑（理论版），2017（19）：74-77.
　　[5] 毛洪贲，王石发，姜琪，等.基于.NET的学科竞赛管理系统设计与实现[J].现代教育技术，2013，23（12）：107-110.
　　[6] 刘伟，丁长松，黄辛迪.基于学科竞赛的计算机类课程实践教学改革探索与研究[J].时代教育，2017（7）：63-65.
　　[7] 刘伟，黄辛迪，梁杨，等.依托学科竞赛的医药信息人才创新能力和工程素质培养研究[J].医学信息学杂志，2019，40（2）：86-90.
　　[8] 刘伟，黄辛迪.结合学科竞赛的计算机专业程序设计类课程群建设[J].电脑知识与技术，2018，14（31）：180-181.
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