線上畢業(yè)設(shè)計選題系統(tǒng)設(shè)計與實施研究
——以蘭州職業(yè)技術(shù)學(xué)院電子信息工程系為例

尚 云，葛世強

(蘭州職業(yè)技術(shù)學(xué)院 電子信息工程系， 甘肅 蘭州 730070)

畢業(yè)設(shè)計是高職院校人才培養(yǎng)中綜合性實踐教學(xué)的重要環(huán)節(jié)，是培養(yǎng)學(xué)生在校期間各科知識綜合運用能力、創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)實踐應(yīng)用能力、科學(xué)規(guī)范寫作能力、團隊協(xié)作有效溝通能力的重要教學(xué)過程，是實現(xiàn)從學(xué)校知識學(xué)習(xí)到崗位知識應(yīng)用的重要過渡環(huán)節(jié)，該環(huán)節(jié)的作用和地位是其他教學(xué)環(huán)節(jié)無法替代的。以電子信息工程系為例，每學(xué)年開展畢業(yè)設(shè)計,每位學(xué)生都需要一位教師進行指導(dǎo),平均比例是一位教師指導(dǎo)13名學(xué)生,開發(fā)選題系統(tǒng)對實現(xiàn)高效的雙向選擇非常必要。

整個畢業(yè)設(shè)計業(yè)務(wù)流程需要指導(dǎo)教師梳理整體框架，首先確定學(xué)生在所選畢業(yè)設(shè)計題目中需要進行的工作任務(wù)；接著需對整個項目進行工作任務(wù)的分工；指導(dǎo)學(xué)生按計劃完成各個模塊設(shè)計內(nèi)容；整合項目實現(xiàn)功能；進行合理用例的項目測試及完善畢業(yè)設(shè)計功能；依照規(guī)范完成畢業(yè)論文撰寫。針對畢業(yè)設(shè)計實施過程中，整體進行的業(yè)務(wù)流程及實際存在的一系列問題，國內(nèi)外部分高校和學(xué)者進行了研究和改革。例如，牛銳鋒老師等結(jié)合指導(dǎo)與管理畢業(yè)設(shè)計的實踐，論述了在畢業(yè)設(shè)計過程中做好建章立制、選題、指導(dǎo)、監(jiān)管和科學(xué)評價五方面工作[1]。劉春山老師在分析畢業(yè)設(shè)計題目選擇的必要性后，提出了項目化模式在畢業(yè)設(shè)計中的應(yīng)用和實施過程[2]。如何高效地實施畢業(yè)設(shè)計選題—分工—設(shè)計—整合—測試—提交全過程，開發(fā)選題系統(tǒng)是關(guān)鍵。

隨著疫情防控工作的需要，師生工作學(xué)習(xí)模式開始發(fā)生變化，傳統(tǒng)線下選題不能及時解決疫情反彈時選題工作的有效開展；傳統(tǒng)線上選題系統(tǒng)功能單一，用戶體驗度低，只能完成在線選題工作，具體工作開展還是通過一次次師生面對面溝通進行解決，不能解決疫情影響下畢業(yè)設(shè)計選題之外的問題。因此開發(fā)選題系統(tǒng)是非常必要的。

針對畢業(yè)年級學(xué)生教師畢業(yè)設(shè)計工作高效開展的迫切需要開發(fā)畢業(yè)設(shè)計選題系統(tǒng)，一是選題過程在線上進行，確保畢業(yè)設(shè)計公開選題、師生互選，堅持學(xué)生興趣導(dǎo)向原則；二是將畢業(yè)設(shè)計各個業(yè)務(wù)流程清晰地呈現(xiàn)在教師學(xué)生進行畢業(yè)設(shè)計的全過程，堅持高效服務(wù)原則。

一、已有畢業(yè)設(shè)計選題現(xiàn)狀分析

電子信息工程系每一級畢業(yè)生為500人左右，每位教師平均指導(dǎo)學(xué)生13人，一直采用傳統(tǒng)的畢業(yè)設(shè)計選題模式。具體實施流程為：教師填寫畢業(yè)設(shè)計題目申報表—院系審核—審核通過后組織各班學(xué)生選題—系部匯總審核—通知指導(dǎo)老師與選題學(xué)生溝通確認(rèn)—教師發(fā)放畢業(yè)設(shè)計任務(wù)書，開展畢業(yè)設(shè)計后續(xù)內(nèi)容?，F(xiàn)有選題模式主要存在以下問題：

(一)教師擬題，學(xué)生選題

畢業(yè)設(shè)計題目僅僅根據(jù)教師單方面的研究領(lǐng)域擬定，當(dāng)部分學(xué)生選題碰不到感興趣的題目時，只能隨便選一個題目，降低學(xué)生的主動性，造成畢業(yè)設(shè)計的質(zhì)量下降；部分學(xué)生被動選題后，可能選到的是其它專業(yè)方向的題目，難度大且無法獨立完成，動搖學(xué)生的自信心；多個學(xué)生選題時會同時選取同一個題目，經(jīng)系部匯總后，重新選題，導(dǎo)致部分學(xué)生選不上自己喜歡的題目，二次選題會影響學(xué)生的積極性。

(二)題目難度均衡，沒有差異化培養(yǎng)

大多數(shù)教師依據(jù)中等學(xué)生的能力命題，對于一部分經(jīng)常參加學(xué)科競賽的學(xué)生稍顯簡單，短時間可能就完成了，無法達(dá)到通過畢業(yè)設(shè)計環(huán)節(jié)提高自身綜合能力的目的。

(三)已有選題系統(tǒng)存在較多弊端

閱讀大量文獻(xiàn)后發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有線上選題系統(tǒng)基于Visual Studio 2010開發(fā)工具，開發(fā)語言使用C#語言，系統(tǒng)整體架構(gòu)采用C/S(客戶端/服務(wù)器)模式，后臺的數(shù)據(jù)庫采用SQL Server 2008數(shù)據(jù)庫[3]；或是前臺采用.NET的WEB開發(fā)，后臺采用SQL Server 2008 R2數(shù)據(jù)庫進行數(shù)據(jù)存儲[4]等。實現(xiàn)技術(shù)系統(tǒng)體量大，開發(fā)繁雜，數(shù)據(jù)庫厚重，且涉及到數(shù)據(jù)備份、數(shù)據(jù)安全等，部署系統(tǒng)對硬件環(huán)境要求較高[5]?；竟δ転檫x題，系統(tǒng)在同一時間開放選題，并在規(guī)定時長內(nèi)由學(xué)生進行畢業(yè)設(shè)計題目的選取，題目選取通常以先到先得為原則，不能進行師生互選。主要解決畢業(yè)年級學(xué)生畢業(yè)設(shè)計的選題、匯總等問題，提高各個教學(xué)單位的相關(guān)教師工作效率，避免線下傳統(tǒng)紙質(zhì)方式進行統(tǒng)計匯總時出現(xiàn)過的一些疏漏和錯誤，但是功能相對單一，用戶體驗欠佳。

二、線上畢業(yè)設(shè)計選題系統(tǒng)創(chuàng)新點

畢業(yè)設(shè)計的全過程中，首先關(guān)注學(xué)生自身選題主導(dǎo)權(quán)和選擇權(quán)，進行溝通式選題。進行系統(tǒng)設(shè)計開發(fā)時參照企業(yè)實際實施中所使用的實現(xiàn)技術(shù)(包括HTML、CSS、Javascript和Vue.js、jQuery.js腳本庫)，采用框架結(jié)構(gòu)搭建項目；使用云數(shù)據(jù)庫對數(shù)據(jù)進行存儲；利用基于開源且跨平臺的ML.NET深度學(xué)習(xí)框架，結(jié)合深度學(xué)習(xí)算法，實現(xiàn)數(shù)據(jù)的實時準(zhǔn)確；利用大數(shù)據(jù)處理技術(shù)對畢業(yè)設(shè)計過程中所產(chǎn)生的各項數(shù)據(jù)進行分析挖掘；將云服務(wù)器與寶塔面板控制有機結(jié)合，達(dá)到系統(tǒng)及輔助開發(fā)工具的云上運行。

(一)功能創(chuàng)新

針對分析提出的問題，將系統(tǒng)功能進行相應(yīng)提升。

1.溝通式選題

選題模塊以溝通式選題功能為核心。改進為教師自主上傳題目，系部同一時間開放選題，學(xué)生主動選題，全系各專業(yè)教師題目無障礙選擇，接著教師與學(xué)生進行平等溝通后，或通過選題或駁回選題或依據(jù)學(xué)生建議修改題目。當(dāng)選題通過時，教師指導(dǎo)學(xué)生開展畢業(yè)設(shè)計；當(dāng)選題駁回后，學(xué)生可再進行選題，直到雙方達(dá)成共識后，開展后續(xù)工作。

2.創(chuàng)建互動留言板

畢業(yè)設(shè)計不再是單一的提交和審核，而是有溫度的互動，一對一師生間的說明、請教、回答，本小組間的互相建議、問題提出及解決都由互動留言板承擔(dān)。

3.格式文檔提交

根據(jù)畢業(yè)設(shè)計流程設(shè)計相關(guān)文檔提交功能，師生互動，當(dāng)學(xué)生完成某階段文檔時，在線提交，教師在線審閱。通過審閱并提交成功，審閱不通過駁回，重新修改提交，直至合格。系統(tǒng)共設(shè)計選題審批表、任務(wù)書、開題報告、論文等格式文檔提交功能，分類清晰，使用方便，提高師生體驗。

4.畢業(yè)設(shè)計成績存檔

整個畢業(yè)設(shè)計內(nèi)容提交結(jié)束后，通過不同教研室小組評審，給出每位學(xué)生畢業(yè)設(shè)計總成績，提交系統(tǒng)，進行存檔，學(xué)生可隨時查閱，分?jǐn)?shù)也可根據(jù)班級、專業(yè)、指導(dǎo)教師等不同類別進行導(dǎo)出，方便后期存檔、數(shù)據(jù)分析。

(二)技術(shù)改進

系統(tǒng)具體架構(gòu)采用現(xiàn)今主流的Web開發(fā)體系架構(gòu)設(shè)計，利用H5、CSS3、jQuery、PHP等開發(fā)設(shè)計語言，云數(shù)據(jù)庫存儲數(shù)據(jù)。多層架構(gòu)設(shè)計系統(tǒng)開發(fā)，按照MVC模式進行實現(xiàn)。V用于實現(xiàn)為用戶所提供交互式界面，C負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)以及相關(guān)請求服務(wù)的具體實現(xiàn)，M完成對數(shù)據(jù)的保存、讀取和更新的操作，最終整個業(yè)務(wù)過程中所產(chǎn)生的數(shù)據(jù)均利用云服務(wù)器進行數(shù)據(jù)存儲和備份。

1.MD5加密

MD5(Message-Digest Algorithm 5)加密算法采用的是一種單方向的加密方法，用的是Hash算法，在計算機安全領(lǐng)域中使用廣泛，屬散列加密。對用戶的密碼進行MD5加密保護，將加密后的字符串和數(shù)據(jù)庫中的進行比較，增強系統(tǒng)安全性。

2.文件鎖解決并發(fā)問題

使用文件鎖技術(shù)解決網(wǎng)絡(luò)并發(fā)沖突問題。學(xué)生集中在同一時間段學(xué)生選題時，容易導(dǎo)致網(wǎng)絡(luò)延時、選題不成功等問題。在同一時間進行選題開放時，要鎖定畢業(yè)設(shè)計題目表，若選題的同學(xué)比較多，那么畢業(yè)設(shè)計題目表就一直處于被鎖定的狀態(tài)，會產(chǎn)生阻塞。使用文件鎖，數(shù)據(jù)庫區(qū)的MySQL模塊下的MySQL鎖解決這一問題。

選題流程中,當(dāng)多位同學(xué)同時選題時加鎖，操作系統(tǒng)底層確保只有一位同學(xué)在進行操作，其他的只能阻塞;然后確定某選題已經(jīng)被選，進行解鎖;接著其他同學(xué)再操作，流程與上相同,解決并發(fā)問題。

3.提高教師學(xué)生使用體驗

通過簡潔明確的需求設(shè)計，提高學(xué)生和教師的使用體驗。重點提高交互效果，在用戶操作之后發(fā)生一些適當(dāng)?shù)慕换?，讓用戶感受到自身的存在感。突出實用性，直接展現(xiàn)用戶想看的內(nèi)容，采用留白設(shè)計讓用戶更有期待。

4.云服務(wù)器存儲

將每位學(xué)生每位教師的操作和文檔內(nèi)容全部存儲在云服務(wù)器端，即可將內(nèi)容存儲，提高數(shù)據(jù)復(fù)用性，便于后期數(shù)據(jù)的分析和統(tǒng)計。

三、線上畢業(yè)設(shè)計選題系統(tǒng)的設(shè)計思路

畢業(yè)設(shè)計選題系統(tǒng)由以往的線下分班級操作轉(zhuǎn)變?yōu)榻處熅€上申報畢業(yè)設(shè)計題目，教務(wù)管理員審核題目，并在同一時間開放選題，學(xué)生線上選題，教師線上公布結(jié)果，達(dá)到師生互選的目的。實現(xiàn)線上教師批閱指導(dǎo)，保證學(xué)生在半年校內(nèi)半年校外的實習(xí)狀態(tài)下順利完成畢業(yè)設(shè)計。系統(tǒng)分為管理員、教師、學(xué)生三類用戶，每類用戶擁有不同權(quán)限和功能，從而達(dá)到多用戶并存應(yīng)用的目的。

選題學(xué)生進入系統(tǒng)可查看相關(guān)消息，可對系統(tǒng)所設(shè)定的初始密碼進行修改，可進行個人信息完善，查看和選擇課題；提交開題報告,畢業(yè)設(shè)計論文等文檔。

教師的任務(wù)是添加、修改、刪除自己的課題，也可以查看選題情況,審閱學(xué)生提交的畢業(yè)作品等。

管理員是整個系統(tǒng)的負(fù)責(zé)人，以管理員的角色登錄系統(tǒng)后可以進行信息發(fā)布，添加、修改、刪除學(xué)生以及教師的個人信息，審核教師發(fā)布的課題，查閱教師學(xué)生提交的文檔，并進行系統(tǒng)的日常維護等。

(一)整體設(shè)計思路

畢業(yè)設(shè)計選題系統(tǒng)采用B/S框架，web端采用 MVC 框架來降低系統(tǒng)的耦合度方便開發(fā)者的使用。該體系結(jié)構(gòu)由瀏覽器端以GET方式向服務(wù)器端發(fā)送請求，并在服務(wù)器端進行響應(yīng)。服務(wù)器開發(fā)環(huán)境采用PHP、Mysql、Web服務(wù)來實現(xiàn)的。服務(wù)器用于瀏覽器端與數(shù)據(jù)庫中數(shù)據(jù)的交互。畢業(yè)設(shè)計選題系統(tǒng)的總體框架如圖1所示。

圖1 總體框架

(二)功能結(jié)構(gòu)設(shè)計思路

功能結(jié)構(gòu)設(shè)計如圖2-4所示。

圖2 系統(tǒng)管理員功能結(jié)構(gòu)圖

圖3 教師功能結(jié)構(gòu)圖

圖4 學(xué)生功能結(jié)構(gòu)圖

(三)后臺數(shù)據(jù)庫設(shè)計思路

1.timus選題信息表

主要存儲選題名稱、簡介、選題要求、添加課題教師的id、每個課題限選的人數(shù)、已選課題的狀態(tài)等信息，如表1所示。

表1 timus選題信息表

2.sysuser系統(tǒng)用戶表

用戶表主要存儲系統(tǒng)中各個權(quán)限用戶的一些基本信息，如用戶名、密碼、用戶類別、姓名、性別、電話、電子郵件、課程id等信息，如表2所示。

表2 sysuser系統(tǒng)用戶表

3.zuoye作業(yè)信息表

作業(yè)信息表主要存儲用戶id、課程id、課程名、狀態(tài)、文檔類別等信息，如表3所示。

表3 zuoye作業(yè)信息表

四、線上畢業(yè)設(shè)計選題系統(tǒng)的實施

首頁部分為不同權(quán)限用戶選擇頁面，如圖5所示。圖6為登錄界面，以教師登錄為例。圖7為教師登錄后系統(tǒng)主頁面，點擊左側(cè)列表可跳轉(zhuǎn)到詳細(xì)頁面。

圖5 首頁

圖6 教師端登錄界面

自2020年至今，該系統(tǒng)已服務(wù)學(xué)院電子信息工程系兩屆大三學(xué)生進行畢業(yè)設(shè)計。服務(wù)學(xué)生1134人次， 畢業(yè)設(shè)計選題數(shù)目1204項， 界面簡單， 數(shù)據(jù)操作便捷，用戶體驗良好。在本學(xué)期疫情來襲之時，為畢業(yè)年級學(xué)生畢業(yè)設(shè)計的正常開展提供了保障，既順利的開展了畢業(yè)設(shè)計的選題工作，又為后序畢業(yè)設(shè)計順利進行提供了支持。

圖7 主頁面

五、結(jié)語

畢業(yè)設(shè)計選題系統(tǒng)實現(xiàn)互動式選題，在線交流式畢業(yè)設(shè)計過程,很好地解決疫情常態(tài)化后畢業(yè)設(shè)計實施中存在的問題，為學(xué)生和教師提供簡單便捷的服務(wù)。此系統(tǒng)預(yù)留了擴展系統(tǒng)功能的程序接口，便于后期完善功能，升級系統(tǒng)。全過程畢業(yè)設(shè)計材料提交，進行數(shù)據(jù)留存便于數(shù)據(jù)分析，為今后畢業(yè)設(shè)計題目立題的科學(xué)性和創(chuàng)新性提供科學(xué)數(shù)據(jù)參考，對類似的系統(tǒng)具有一定的參考價值和借鑒意義。