基于RoR的高校畢業(yè)審核系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)

張肖如+陳麗婷+劉莉

摘要：為了改善目前教務(wù)系統(tǒng)在畢業(yè)審核功能設(shè)計上與學(xué)校工作流程不匹配而導(dǎo)致實際工作效率低下的問題，通過對學(xué)校實際情況的研究分析，依托于現(xiàn)有教務(wù)系統(tǒng)，重新設(shè)計并實現(xiàn)了一套基于RoR技術(shù)框架的畢業(yè)資格審核系統(tǒng)。該系統(tǒng)實用性強(qiáng)、易用性好，能完全滿足學(xué)校的各類實際需求，極大減輕了學(xué)籍管理人員的工作負(fù)擔(dān)，進(jìn)一步提高了工作效率。

關(guān)鍵詞：畢業(yè)審核；RoR；教務(wù)系統(tǒng)；教務(wù)管理

DOIDOI：10.11907/rjdk.171555

中圖分類號：TP319

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-7800（2017）006-0081-03

0 引言

高校教務(wù)管理工作是高等教育中的一個極為重要的環(huán)節(jié)，是整個高校管理的核心和基礎(chǔ)，而畢業(yè)資格審核是高校教務(wù)管理中一項非常細(xì)致而又關(guān)鍵的工作[1]。作為學(xué)籍管理工作的最后一個環(huán)節(jié)，畢業(yè)審核是一項嚴(yán)肅、政策性很強(qiáng)的工作，關(guān)系到學(xué)生的切身利益與學(xué)校的學(xué)位授予工作[2]。

學(xué)校目前使用的教務(wù)系統(tǒng)一方面在功能上并不能完全滿足學(xué)校在畢業(yè)資格審核中的實際需求，實用性差，另一方面其異常低下的審核效率嚴(yán)重拖慢了整個畢業(yè)管理工作進(jìn)度。市面上類似的教務(wù)系統(tǒng)都是基于高校通用的需求模型，采用的也是特定的設(shè)計模式和技術(shù)框架。因為各高校實際情況有所不同，而系統(tǒng)的開發(fā)公司很少能根據(jù)各高校的實際需求進(jìn)行定制開發(fā)以及做適時的修改。隨著高校招生數(shù)量的不斷擴(kuò)大，辦學(xué)規(guī)模逐年增大，學(xué)校將面臨越來越多學(xué)生的畢業(yè)資格的審核處理工作[3]。因此，研發(fā)一套符合學(xué)校實情的效率高、易用性強(qiáng)的畢業(yè)審核系統(tǒng)非常具有實際意義。

1 系統(tǒng)目標(biāo)分析

每年畢業(yè)季是學(xué)籍管理工作最為繁忙的時候，等畢業(yè)生成績?nèi)夸浲?，系統(tǒng)距離最終發(fā)放證書通常只剩兩周左右，再剔除掉各學(xué)院對審核結(jié)果至少2-3輪反復(fù)核對的時間以及貼照片、蓋公章、替換結(jié)業(yè)證書和篩選欠費名單等時間后，最終留給畢業(yè)審核的時間異常緊迫。因此，從實用性上考慮，畢業(yè)審核系統(tǒng)首先要具備較高的執(zhí)行效率；從準(zhǔn)確性上考慮，也為了保持?jǐn)?shù)據(jù)源的一致性，基礎(chǔ)數(shù)據(jù)須全部來自于教務(wù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫；從安全性上考慮，審核系統(tǒng)對數(shù)據(jù)庫表不能有write權(quán)限，只能是read權(quán)限；從易用性上考慮，系統(tǒng)要做到能自動讀入教務(wù)系統(tǒng)中已設(shè)置好的人才培養(yǎng)方案和教學(xué)計劃數(shù)據(jù)，從而盡可能減少人工設(shè)置項，降低學(xué)習(xí)使用成本。

2 審核流程分析

（1）半人工式審核方式。出于效率的考慮，之前學(xué)校并沒有直接采用教務(wù)系統(tǒng)進(jìn)行審核，而是采用一種“半機(jī)器半人工”的審核方式?！鞍霗C(jī)器”指所有成績數(shù)據(jù)還是來自于原教務(wù)系統(tǒng)，“半人工”指對于各部分?jǐn)?shù)據(jù)結(jié)果需要人工通過Excel進(jìn)一步匯總整理，以生成最終審核結(jié)果。即先從教務(wù)系統(tǒng)的成績管理模塊導(dǎo)出指定年級的所有必修課不及格名單以及詳細(xì)不及格成績記錄，接著從成績管理模塊的分析統(tǒng)計中導(dǎo)出指定年級的所有公共選修課和專業(yè)選修課的成績記錄及名單，再從等級考試模塊導(dǎo)出畢業(yè)生的所有等級考試成績，然后加入技能證書不合格數(shù)據(jù)以及畢業(yè)環(huán)節(jié)數(shù)據(jù)結(jié)果，在Excel中進(jìn)行合并整理，統(tǒng)一數(shù)據(jù)格式，刪選數(shù)據(jù)字段，最后生成擬結(jié)業(yè)生的詳細(xì)不合格成績數(shù)據(jù)表。再通過二級學(xué)院教學(xué)秘書、各畢業(yè)班班主任通知名單上的結(jié)業(yè)生進(jìn)一步核對后形成最終的結(jié)業(yè)名單。

（2）一鍵式自動審核方式。半人工審核方式只是一種折中方案，過多的人工處理導(dǎo)致工作流程更為復(fù)雜，增加了出錯概率。如圖1所示，通過畢業(yè)審核系統(tǒng)將之前的人工處理部分全部替換為機(jī)器自動執(zhí)行，即在學(xué)籍管理員設(shè)定好畢業(yè)審核條件后，點擊審核按鈕即能直接生成最終的畢業(yè)審核結(jié)果。這種一鍵式審核簡化了工作流程，大大提高了效率。

3 系統(tǒng)設(shè)計

3.1 Ruby on Rails 概述

Ruby是一種注重均衡的語言，起源于 90年代的日本，發(fā)明者是日本人松本行弘。自從 1995 年公開發(fā)布以來，Ruby 在全球吸引了許多忠實的程序員。2006 年，Ruby獲得了廣泛接受，各大城市都有活躍的用戶組，以及 Ruby相關(guān)的開發(fā)者大會。如今，Ruby 經(jīng)常位于全球編程語言成長和流行度指數(shù)的前10名（如TIOBE）[4]。Ruby成功組合了Smalltalk的優(yōu)雅與Python的易用性，以及Perl的實用主義，使編程變得優(yōu)雅有趣，是一種有著超級清晰語法的純面向?qū)ο蟮木幊陶Z言。Ruby還具有動態(tài)載入、自動內(nèi)存管理機(jī)制、迭代器、Mixin、閉包等區(qū)別于其它語言的獨特特征。

Ruby on Rails（簡稱RoR）基于 Ruby 動態(tài)語言，是用 Ruby 語言編寫的全棧Web應(yīng)用框架[5]。Rails哲學(xué)中包含兩大指導(dǎo)思想：一是不要自我重復(fù)（DRY）；二是多約定，少配置。Rails 為網(wǎng)頁程序大部分需求都提供了最好的解決方法，而且默認(rèn)使用這些約定，而不用在配置文件中設(shè)置每個細(xì)節(jié)[6]。當(dāng)使用 RoR 進(jìn)行開發(fā)時，應(yīng)用程序的所有代碼以一種標(biāo)準(zhǔn)方式互相作用。它的主要特點包括全棧式的MVC框架、習(xí)慣約定優(yōu)于配置、生成器、零周轉(zhuǎn)時間、支架系統(tǒng)、更少的代碼等[7]。

本系統(tǒng)采用RoR框架主要有兩個原因：首先，RoR的開發(fā)效率高（部署容易）、功能豐富（支持Ajax等流行應(yīng)用）。此外，RoR具有高效的性能，通常使用RoR開發(fā)出來的項目性能，比基于Struts+Hibernate+Spring 的Java應(yīng)用要高10%～20%。

3.2 系統(tǒng)總體架構(gòu)設(shè)計

Rails 框架嚴(yán)格按照MVC結(jié)構(gòu)開發(fā)，MVC全名是Model View Controller，是模型（Model）-視圖（View）-控制器（Controller）的縮寫，用一種業(yè)務(wù)邏輯、數(shù)據(jù)、界面顯示分離的方法組織代碼，將業(yè)務(wù)邏輯聚集到一個部件里，在改進(jìn)和個性化定制界面及用戶交互的同時，不需要重新編寫業(yè)務(wù)邏輯。在Rails中，Action View（視圖層）負(fù)責(zé)生成用戶看到并與之交互的界面，用于編寫 Ruby 代碼界面，包含用于.rhtml 的非常好的模板語言，將純粹的 HTML與嵌入的Ruby代碼組合；Controller（控制器層）是連接模型和視圖的橋梁，是處理的核心，響應(yīng)用戶的請求和用戶行為管理模型數(shù)據(jù)；Active Record（模型層）表示數(shù)據(jù)和業(yè)務(wù)規(guī)則，負(fù)責(zé)同數(shù)據(jù)庫打交道，使MVC 模式中的各個層次無縫地協(xié)同運轉(zhuǎn)[8]。Rails的執(zhí)行過程一共分為6步：①瀏覽器發(fā)出HTTP request請求給Rails；②路由（Routing）根據(jù)規(guī)則決定派往哪一個Controller的Action；③負(fù)責(zé)處理的Controller Action操作Model數(shù)據(jù)；④Model存取數(shù)據(jù)庫或進(jìn)行數(shù)據(jù)處理；⑤Controller Action將得到的資料提供給View樣板；⑥最后回傳HTML展現(xiàn)給瀏覽器。

考慮到系統(tǒng)的具體代碼實現(xiàn)中有大量SQL語句，將Rails對應(yīng)的MVC三層架構(gòu)中的模型層再細(xì)分為兩層，分別為持久層和數(shù)據(jù)庫層。表現(xiàn)層、業(yè)務(wù)層分別對應(yīng)MVC中的View和Controller，持久層和數(shù)據(jù)庫層合起來對應(yīng)MVC中的Model。持久層主要用于提供數(shù)據(jù)，所有SQL語句相關(guān)都放在持久層，這樣一來MVC三層結(jié)構(gòu)演變?yōu)樗膶?。該四層架?gòu)自頂向下分別為：表現(xiàn)層（用戶界面，負(fù)責(zé)視覺和用戶交互）、業(yè)務(wù)層（實現(xiàn)業(yè)務(wù)邏輯）、持久層（用于提供數(shù)據(jù)，包含所有SQL語句）、數(shù)據(jù)庫層（用于保存數(shù)據(jù)）。

采用該四層架構(gòu)的優(yōu)點有：①結(jié)構(gòu)簡單，容易理解和開發(fā)；②適合多人開發(fā)，天然適合大多數(shù)場景的組織結(jié)構(gòu)；③該四層架構(gòu)中每一層不需要知道其它層的細(xì)節(jié)，層與層之間通過接口通信，每一層可以獨立測試，其它層的接口可以通過模擬解決。

3.3 系統(tǒng)功能模塊設(shè)計

提取原有教務(wù)系統(tǒng)中的學(xué)籍管理、教學(xué)計劃管理、成績管理和畢業(yè)生管理模塊的相關(guān)功能，重新融合以完成畢業(yè)審核系統(tǒng)的功能設(shè)計。畢業(yè)審核系統(tǒng)一共包含8個模塊，如圖2所示，分別為系統(tǒng)維護(hù)、審核設(shè)置、畢業(yè)審核、成績管理、查詢統(tǒng)計、結(jié)果分析、換證管理和報表導(dǎo)出。系統(tǒng)維護(hù)模塊具體包含賬戶權(quán)限設(shè)置和密碼管理，方便學(xué)籍管理員對教學(xué)秘書和畢業(yè)班班主任的權(quán)限進(jìn)行修改；審核設(shè)置模塊具體包括畢業(yè)條件設(shè)置和畢業(yè)生資格設(shè)置兩個子模塊，其中畢業(yè)條件設(shè)置又包括畢業(yè)年份設(shè)置、畢業(yè)年級設(shè)置、等級考試條件設(shè)置等；畢業(yè)審核模塊是整個系統(tǒng)的核心模塊，除支持一鍵式審核方式外，也支持必修課、公專選學(xué)分、等級考試成績分開審核，所有結(jié)果數(shù)據(jù)都支持Excel格式的導(dǎo)出。此外系統(tǒng)同樣支持常規(guī)的查詢和統(tǒng)計分析功能，對于結(jié)業(yè)學(xué)生的換證也提供便捷式管理。

3.4 系統(tǒng)運行流程設(shè)計

目前我國高校采用的審核模式主要有課程制、學(xué)分制等。課程制指學(xué)生要修完學(xué)校指定的課程，學(xué)分制則是一種以學(xué)分為計量單位衡量學(xué)生學(xué)業(yè)完成狀況的管理制度，學(xué)分制中的學(xué)習(xí)年限不是固定的，而是彈性的[9]，學(xué)生只要修完規(guī)定的學(xué)分即符合畢業(yè)條件。學(xué)校目前采用固定學(xué)習(xí)年限下，學(xué)分制與課程制相結(jié)合的審核方式，既要修滿規(guī)定的公專選學(xué)分，又要完成指定的必修課程。本系統(tǒng)在功能上也提供對完全學(xué)分制審核模式的支持，可以根據(jù)實際情況進(jìn)行相應(yīng)模式的選擇。

整個系統(tǒng)的執(zhí)行過程如圖3所示，學(xué)籍管理員先設(shè)置好畢業(yè)時間以及對應(yīng)的畢業(yè)年級，接著系統(tǒng)進(jìn)行畢業(yè)資格初審：根據(jù)當(dāng)前設(shè)置的畢業(yè)年份，自動計算對應(yīng)的畢業(yè)年級，剔除休退學(xué)等不在校的學(xué)生，生成全部畢業(yè)生名單；之后系統(tǒng)從數(shù)據(jù)庫中自動調(diào)入教學(xué)計劃，找到匹配的人才培養(yǎng)方案；然后學(xué)籍管理員進(jìn)行等級考試的條件設(shè)置，并設(shè)置好畢業(yè)審核模式后，即可直接進(jìn)行畢業(yè)審核。

4 應(yīng)用效果

該畢業(yè)審核系統(tǒng)與原有系統(tǒng)相比有3大改進(jìn)：

（1）簡化了條件設(shè)置，提升了操作效率。原教務(wù)系統(tǒng)畢業(yè)審核模塊包含太多設(shè)置項，使界面過于復(fù)雜，而且只能按專業(yè)單獨設(shè)置條件，操作低效。本系統(tǒng)根據(jù)實際需求對其進(jìn)行了針對性優(yōu)化，簡化了操作方式，剔除了無用設(shè)置項，提供專業(yè)批量性設(shè)置保存以減少人工設(shè)置，提高操作效率。

（2）更詳細(xì)的結(jié)果數(shù)據(jù)展示，更強(qiáng)的實用性。原教務(wù)系統(tǒng)畢業(yè)審核的結(jié)果只包含最終結(jié)論，不能顯示具體結(jié)業(yè)原因，不支持一次性導(dǎo)出所有結(jié)業(yè)學(xué)生的詳細(xì)不合格成績。本系統(tǒng)按學(xué)校實際需求重新設(shè)計了結(jié)果數(shù)據(jù)展示方式，包含了詳細(xì)結(jié)業(yè)原因，支持一鍵導(dǎo)出到Excel，方便畢業(yè)生完成進(jìn)一步核對，大大提高了實用性。

（3）優(yōu)化了審核算法，大幅提高了審核效率。以學(xué)校2016年的3 247名普高畢業(yè)生為例，用原有教務(wù)系統(tǒng)審核一遍需要數(shù)小時，而采用優(yōu)化算法后的畢業(yè)審核系統(tǒng)，全部審核一遍只需56.3s。平均到單個學(xué)生的審核，原有教務(wù)系統(tǒng)需要9.36s，而本系統(tǒng)只需17.37ms，效率提升了接近539倍。

5 結(jié)語

本畢業(yè)審核系統(tǒng)是一套界面友好、應(yīng)用靈活、操作簡便、實用性強(qiáng)的系統(tǒng)。服務(wù)器對應(yīng)的操作系統(tǒng)是Ubuntu 14.04.3 LTS，數(shù)據(jù)庫為正方教務(wù)系統(tǒng)的Oracle 10，并使用基于B/S模式的4層系統(tǒng)架構(gòu)，采用Ruby On Rails作為Web開發(fā)框架，具體運行環(huán)境為Rails 4.2.6，使用的編程語言有Ruby 2.3、HTML5、CSS3、JavaScript、SQL、Less。該系統(tǒng)已于2016年4月正式投入使用，通過對2016屆畢業(yè)生資格審核的試用，效果顯著，大大提升了畢業(yè)審核的效率和準(zhǔn)確度。本系統(tǒng)在學(xué)分制審核模式中還有一些細(xì)化功能留待后續(xù)研發(fā)中逐漸完善，以便更全面地滿足將來完全學(xué)分制模式下的各類需求。

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（責(zé)任編輯：黃 健）