基于数据分析的学情预警系统可行性研究报告

基于数据分析的学情预警系统可行性研究报告

1、引言

1.1编写目的

  编写本可行性研究报告的目的是因为学情数据分析是伴随教学设计的需要产生的，是教学设计系统中的重要因素之一。学情分析是为研究学生的实际需要、能力水平和认知倾向，是为学习者设计教学，优化教学过程，更有效地达成教学目标，提高教学效率而生的。为管理学生学习和生活进行指导，为学校的统一管理系统奠定基础。通过对学情预警系统项目进行一系列的详细调查研究，明确了该系统项目的实现在技术、经济和社会因素方面的可行性，阐述为了合理地达到项目目标的实现报告，对软件开发中将要面临的问题及其解决方案进行可行性分析。

1.2项目背景

1.2.1项目名称：基于数据分析的学情预警系统

1.2.2项目提出者：杨志宏
1.2.3用户：学校的老师和工作人员以及全体学生
1.2.4项目说明
本系统主要面向学生、教室群体，采用模块化设计，一共四个模块：

  一是数据分析面板，将学生成绩、考勤、违纪情况、以及一卡通消费情况和图书阅览情况、校园跑的数据采用大屏展示，更加清晰的看到学生的综合状态，并通过发送邮件等方式预警通知。

  二是系统管理，将后台数据集中管理，可以对学生成绩、考勤、违纪情况、以及一卡通消费情况和图书阅览情况、校园跑的数据进行修改，进行分页显示。

  三是消费情况，对学生在校期间的一卡通消费情况采用曲线图、饼图、雷达图等图表进行详细显示，更加清晰的看到学生在校期间的消费情况以及饮食规律。

  四个是阅览与运动模块，通过调用图书系统和校园跑系统的接口获取数据，可以采用曲线图、饼图、雷达图等图表直观看到学生图书阅览情况和喜好，运动规律以及运动次数，可以作为评奖评优表彰和班级学习氛围的依据。

智能分析学生数据，对学生的学习、生活、实践各方面综合情况的实时记录、查看、检测、分析。

• 1、多维数据对比，展示考试总体情况、具体情况，多维度对比分析学生考试情况。
• 2、全面内容分析，对科目、得分、知识点、正答率等全面分析，提供各项指标的具体分析。
• 3、丰富报表展示，柱形图、饼形图、科目成绩雷达图、列表等丰富的报表展示。
• 4、实时动态预警，根据沉淀学情所有数据和指标进行检测预警。

此项目应运而生，能帮助教研人员利用最新的开发工具，快速方便的对学生状态进行管理、输入、输出、查找的所需操作，使散乱的学生状态情况能够具体化，直观化、合理化。

1.3定义

  数据分析面板：将学生成绩、考勤、违纪情况、以及一卡通消费情况和图书阅览情况、校园跑的数据采用大屏展示，更加清晰的看到学生的综合状态，并通过发送邮件等方式预警通知。

  系统管理：将后台数据集中管理，可以对学生成绩、考勤、违纪情况、以及一卡通消费情况和图书阅览情况、校园跑的数据进行修改，进行分页显示。

  消费情况：对学生在校期间的一卡通消费情况采用曲线图、饼图、雷达图等图表进行详细显示，更加清晰的看到学生在校期间的消费情况以及饮食规律。

  阅览与运动模块：通过调用图书系统和校园跑系统的接口获取数据，可以采用曲线图、饼图、雷达图等图表直观看到学生图书阅览情况和喜好，运动规律以及运动次数，可以作为评奖评优表彰和班级学习氛围的依据。

1.4参考资料

《软件工程导论（第六版）》 张海藩编著 清华大学出版

2．可行性研究的前提

2.1要求

2.1.1功能要求

  学情预警系统主要用于监测分析学生的综合情况，其主要通过数据加工之后通过图表等方式进行可视化并且通过特定阈值进行预警， 还有对于学生信息的如查询、修改、增加、删除等基本操作。因此，此系统所要完成的功能主要有：数据分析面板、系统管理、消费情况、阅览与运动模块等多项管理功能等进行综合管理和快速查询。

2.1.2性能要求

  为了能够为用户提供充足的信息和快捷的查询手段，用户使用时系统要保证运行稳定、效率高，能够快速做出响应，迅速处理各项数据、信息，显示出所需信息，所以要有一定的可扩展性和灵活性，尽可能的简化用户的操作。

2.1.3输入、输出要求

  输入要求：用户可以使用该系统的数据分析面板、系统管理、消费情况、阅览与运动模块等功能；也可以根据所掌握的信息进行人工录入和修改。

  输出要求：查询结果可输出为EXCEL、WORD等形式。

2.1.4安全与保密要求

  由于学生信息机密性高，应该对学生的各种信息加以保密，保证登录验证的可靠性；由于查询人员的身份和目的不同，系统应该提高不同的查询权限。

2.2系统目标

1. 数据分析面板：将学生成绩、考勤、违纪情况、以及一卡通消费情况和图书阅览情况、校园跑的数据采用大屏展示，更加清晰的看到学生的综合状态，并通过发送邮件等方式预警通知。

2. 系统管理：将后台数据集中管理，可以对学生成绩、考勤、违纪情况、以及一卡通消费情况和图书阅览情况、校园跑的数据进行修改，进行分页显示。

3. 消费情况：对学生在校期间的一卡通消费情况采用曲线图、饼图、雷达图等图表进行详细显示，更加清晰的看到学生在校期间的消费情况以及饮食规律。

4. 阅览与运动模块：通过调用图书系统和校园跑系统的接口获取数据，可以采用曲线图、饼图、雷达图等图表直观看到学生图书阅览情况和喜好，运动规律以及运动次数，可以作为评奖评优表彰和班级学习氛围的依据。

5. 打印管理：包括输出学生成绩、考勤、违纪情况、以及一卡通消费情况和图书阅览情况、校园跑的数据等。

2.3条件、假定和限制

• 所建议系统的运行寿命的最小值:4年；

• 经费来源：学校资助；

• 硬件条件：机房设备和网络设备；

• 运行环境：Windows7以上系统；

• 开发环境：IDEA、tomcat；

• 可利用的信息和资源：教务系统、一卡通系统、校园跑系统、图书阅览系统；

• 系统投入使用的最晚时间：2023.1.1。

2.4可行性研究方法

  采用的问卷调查的方法：制定出调查问卷，首先在网络上用问卷星发布了调查问卷，同时在本校进行相关调查，在调查过程中，项目组分别与老师、学生等进行了深入的交流与统计，发现他们对现有系统的功能等方面有很多顾虑。所以，问卷调查之后，经过仔细分析需求，项目组及时总结了调查对象的顾虑，针对他们的顾虑，提出了系统的结构分析，最后确定了解决方案。

2.5评价尺度

• 开发费用：开发经费预定在4800元；
• 各项功能的优先次序：满足管理员和一般用户的使用；
• 开发时间：在两个月内完成开发和测试工作；
• 使用中的难易程度：尽量从简，方便使用。

3.对现有系统的分析

  这里的现有系统是指当前实际使用的系统。分析现有系统的目的是为了进一步阐明建议中的开发新系统或修改现有系统的必要性。

3.1 处理流程和数据流程

1. 数据分析面板：录入数据、查询、数据加工、曲线图、饼图、雷达图采用大屏展示。
2. 系统管理：录取数据、查询、修改、删除、进行分页显示、导出数据。
3. 消费情况：录取数据、查询、修改、删除、进行分页显示、曲线图、饼图、雷达图等图表。
4. 阅览与运动模块：图书系统和校园跑系统的接口获取数据、查询、数据加工、曲线图、饼图、雷达图。

3.2工作负荷

  由于存储的数据量越来越大，现有的系统虽然可以适应目前的庞大数据量，但是对于系统来说，运转负荷过大，而且查询速度越来越慢，等待时间长。

3.3费用支出

  暂无

3.4人员

  暂无

3.5设备

   版本在Window7以上的电脑一台。

3.6局限性

  现有系统的更新期短，技术有些陈旧，缺乏对于学生情况的分析，虽然业务专注度高但是较为单一，这一系列缺点，所有这些都明确了需要一个新的适应新的信息化时代的高科技的系统。

4.所建议的系统

4.1对所建议系统的说明

  学情预警系统是信息管理系统，通过计算机将学生成绩、考勤、违纪情况、以及一卡通消费情况和图书阅览情况、校园跑的数据，通过强大的查询和分析可视化提高决策效率并进行预警，编程软件：IDEA。
且在用户的并行操作与用户管理方面也有了极大地改善。系统现阶段的发展过程中，利用现有人力和物力是完全具备的能力开发出来的，作为阶段性产品，日后的发展空间大，实现方法逐步简单容易。

4.2处理流程和数据流程

1. 数据分析面板：录入数据、查询、数据加工、曲线图、饼图、雷达图采用大屏展示。
2. 系统管理：录取数据、查询、修改、删除、进行分页显示、导出数据。
3. 消费情况：录取数据、查询、修改、删除、进行分页显示、曲线图、饼图、雷达图等图表。
4. 阅览与运动模块：图书系统和校园跑系统的接口获取数据、查询、数据加工、曲线图、饼图、雷达图。

4.3与现有系统比较的优越性

  现有系统的更新期短，技术有些陈旧，缺乏对于学生情况的分析，虽然业务专注度高但是较为单一，而且现有系统的数据处理与流程基本为学生数据的录入与查询等操作，只能简单的查询基础数据等。另外时间一长，将产生大量的文件和数据，这对于查找、更新和维护都带来了不少的困难。

  数据分析面板：将学生成绩、考勤、违纪情况、以及一卡通消费情况和图书阅览情况、校园跑的数据采用大屏展示，更加清晰的看到学生的综合状态，并通过发送邮件等方式预警通知。

  系统管理：将后台数据集中管理，可以对学生成绩、考勤、违纪情况、以及一卡通消费情况和图书阅览情况、校园跑的数据进行修改，进行分页显示。

  消费情况：对学生在校期间的一卡通消费情况采用曲线图、饼图、雷达图等图表进行详细显示，更加清晰的看到学生在校期间的消费情况以及饮食规律。

  阅览与运动模块：通过调用图书系统和校园跑系统的接口获取数据，可以采用曲线图、饼图、雷达图等图表直观看到学生图书阅览情况和喜好，运动规律以及运动次数，可以作为评奖评优表彰和班级学习氛围的依据。

4.4采用新系统可能带来的影响

4.4.1对设备的影响

  采用新系统后，改进了原有系统的性能和属性，所以对设备的要求自然更高，系统应该使用先进的技术，设备也必须跟着。

4.4.2对现有软件的影响

  新系统采用了先进的数据库技术以及一系列高技术含量软件，使得原来系统上的一些软件无法继续使用，不过新系统将具备一定的软件兼容性。

4.4.3对用户的影响

  新的系统在于优化算法让用户拥有更好的体验，但是操作的方式并不会有太大的变化，不会让用户产生陌生感。新系统是在原有的软件基础上进一步的升级与扩展，并且可操作性强，只需要对原来的人员进行简单的培训即可。

4.4.4对系统运行的影响

（1）用户操作：将本系统安装在计算机的任意位置，按照指示操作；

（2）源数据的处理：保存后处理；

（3）系统失效的恢复办法：结束当前任务或重新启动计算机。

4.4.5对运行环境的影响

  系统设计时考虑到用户使用时，应力求操作简单，查询方便，存储快捷，软件设计采用菜单选取方式。

4.4.6对经费支出的影响

  因为新系统采用了最新的工具和软件，用户使用时若提高计算机的配置，可把新系统发挥到最高端的状态；不过新系统功能强大，适用于当前的大多操作系统。建议系统是为了改善原有系统在经费支出过高的缺点的，所以新系统一经使用在经费支出方面一定会得到很好的改善，用户在使用了新系统后只需要花一定资金购买一部分计算机与软件就能实现自动化。

4.5局限性

  由于此类系统的开发较为复杂，所以难免还有些地方有所遗漏。

4.6技术可行性评价

  当前信息行业发展迅速，基于互联网和Windows操作的系统，在一定的软硬件设备的支持下，有原系统作辅，而且学校大力支持，新系统中的功能目标可以实现；开发人员需要3人，有一定的系统开发经验，校内已有这样的团队，可以满足；预计完成期限两个月，对开发此系统来说已经足够；利用现有的技术在规定的期限内开发工作基本能够完成，所以系统在技术方面是可行的。

5.经济可行性分析

5.1支出

  暂无

5.2效益

5.2.1经常性收益

  设备纸张等耗材使用量减少，可节约成本每年约1万元。

5.2.2不可定量收益

  由于新系统服务使用方便，大量用户使用上机操作，平均每天收益30元，每年收益大概10950元。

5.3收益/投资比

暂无

5.4敏感分析

  设计运行期为3年，估计最长可达4年。

6.社会因素可行性分析

6.1法律方面的可行性

  法律方面的可行性问题很多，如合同责任、侵犯专利权、侵犯版权等方面的陷阱。本项目是小组写出来供学校使用的，数据来源都是合法的，因此该软件的开发不会侵犯国家、集体和他人的利益。同时全部软件购买正版，机器设置通过正当途径购买，技术资料都由提供方保管，合同制定完善，有明确的违约责任规定，所以在法律方面是可行的，最终所有权归我们所有。

6.2用户使用可行性

  本项目的开发工作建立在详细的需求分析的基础之上，使用该系统的最基本要求都可以满足。开发从系统操作虽然简单，但是使用人员最好都有一定的计算机基础；系统维护员由计算机的专业人员担任，所有人员都要经过本系统的使用培训，能够熟练地使用本软件而且系统所需的基本的信息录入、检索、系统维护等都是由具有一定计算机操作能力的专业人员来操作，所有人员在使用本系统前都要经过本系统相关的使用培训，即可熟练操作本系统。而且对于系统内部资料，相关工作人员也遵守保密原则，不会随意外泄信息，给系统造成困扰。

  因为使用方为学校，学校中有相关的计算机专业人员，用户在使用过程中遇到疑难问题，可以由专业人员进行指导，也可以由软件开发者进行指导，解决遇到的各种问题，以此来保证软件的正常使用。

7.结论意见

  经过研究发现，基本上学校都是采用单一业务的系统支持学校工作的日常运行，而本系统将其他单一工作的业务系统的基础数据综合数据加工之后进行可视化，并及时预测，具有成本低、方便快捷、操作简单、对于使用者技术要求低等优势，使得学生状态更加清晰，符合社会信息化发展的需要，技术实力达标，在法律方面也可行，有着广阔的前景。

  基于数据分析的学期预警系统目前在起步阶段，虽然并不是很成熟，但是在学校内部准备采取有力措施保证资金和人员配置，本项目方便快捷，投资回报利益大，因此，开发“基于数据分析的学期预警系统”的项目是可行的；为了使学校更好的适应现代化高科技产品，符合社会信息化发展的需求，促进对于学生状态的调整，不断满足管理人员的要求，争取更好的经济效益，建议立即准备本系统的开发。

  因此，编写一个基于数据分析的学期预警系统可以为学校学生管理提供一个快速、简单规范的管理平台，使学院在学生状态管理方面更加规范化,快捷化。