基于YII2框架的高校畢業設計質量管理系統設計

(1.浙江工業大學 管理學院, 杭州 310023; 2.浙江樹人大學 基礎學院,杭州 310015)

0 引言

畢業設計是學生綜合運用所學的專業知識，進行項目設計或理論研究的集中實踐過程，是實現人才培養目標，培養學生創新創業意識和實踐操作能力的重要教學環節。在本科畢業設計管理工作中，傳統使用Office電子文檔對論文材料進行統計、分類與匯總的方式存在工作效率低，操作流程復雜，出錯率高等問題。從論題申報，學生選題，論文撰寫、評閱、重復率檢測到最后終稿定稿的各個環節都需要消耗教務管理工作人員大量的時間與精力，而現有的信息化管理系統也僅僅能夠實現簡單的論題在線申報、論文材料上傳等功能，無法滿足新時代本科教育培養目標對畢業設計質量保障工作提出的新要求。

隨著計算機與互聯網技術的高速發展，利用計算機硬件、軟件與網絡設備對數據資料進行采集、存儲、處理與傳輸，從而形成了MIS(Management Information System，管理信息系統)，使得論文數據得到了有效地存儲與利用。同時，為了實現畢業設計流程的在線過程化管理，提高教務管理水平，文章提出在數據管理的基礎上進一步實現論文指導工作的過程化管理模式，即形成BPM(Business Process Management，流程管理系統)，對論題申報、論文選題、論文指導、論文評審與論文定稿等畢業設計工作各環節進行有機整合，并要求導師在每一階段對論文材料進行審核與確認，從而建立在線過程化管理與導師負責制相結合的畢業設計管理新模式[1-3]。

畢業設計質量管理系統基于互聯網技術實現了師生在線交流平臺，允許學生上傳論文初稿，導師審閱并提出評閱意見，學生根據導師意見完成論文修改后再次上傳，通過如此反復地上傳與修正，不斷提高論文寫作水平，完善論文框架結構，提升論文內容質量[4]。新提交的論文材料不覆蓋舊材料，先后上傳的材料在系統中按照時間順序依次排列，同時保留針對每份材料進行的師生互動交流記錄，這樣便于數據記錄的歸檔整理，有利于對論文指導過程進行全程監控[5-6]。畢業設計質量管理系統采用電子表單，允許教師在線填寫指導教師評語表、評閱教師評語表與論題修改申請表等相關表格，擺脫了紙質填寫方式的缺陷，實現了無紙化辦公模式[7-9]。

1 系統架構設計與運行環境

1.1 系統架構設計

系統設計流程包括數據庫E-R圖設計、數據操作層設計、業務邏輯層設計以及前端用戶界面設計等，流程中每一步的設計與開發都需要消耗大量的時間與精力，在對各個數據對象以及對數據對象的各項操作進行設計與實現的同時，又要兼顧程序代碼的規范性、可讀性與可擴展性，導致系統研發成本過高，功能模塊質量低下，穩定性差。為了解決這個問題，系統業務邏輯層采用YII2框架進行構建。YII2框架采用面向對象程序設計理念，基于MVC開發模式(全稱模型Model，視圖View，控制器Controller)，對數據模型、業務流程以及前端界面都進行了較好的封裝，框架本身自帶的代碼生成器能夠幫助設計者簡化設計實現流程。YII2框架使用模塊化程序設計，在滿足系統功能需求的同時，大幅度地降低了開發成本，縮短了設計與開發周期，讓系統開發人員能夠將主要精力放在功能需求的實現過程中，而不必考慮具體的程序設計細節。

圖1 YII2系統架構圖

如圖1所示，系統服務端以YII2架構為基礎進行搭建，包括入口層、應用層、控制器層、數據層與視圖層。用戶發送請求，服務器接收用戶請求，通過應用層Application創建用戶請求實例app,實例app讀入當前的應用配置信息Config,并根據配置信息裝載所需的功能組件，通過解析路由Route，創建相應的控制器Controller，并通過控制器Controller創建業務邏輯方法action，執行過濾器驗證，若驗證通過, 則運行action，在action中讀取數據庫數據Model，并對數據進行加工和處理，利用數據處理結果渲染視圖View，最后通過Response返回給客戶端。以論文材料的存取過程為例，學生通過入口層上傳論文材料，經過應用層與控制器層的交互，將材料分類歸檔后存儲于數據庫中。導師評閱論文時，從數據庫中獲取論文材料，經過控制器過濾，利用過濾后的數據渲染視圖View，再經過服務器腳本語言的解析將論文材料顯示在瀏覽器中。系統設計流程清晰，文件結構合理，運行穩定高效。

1.2 運行環境搭建

學校每年的本科畢業生及導師人數在5 000人左右。因此在系統運行環境的選擇上，需要考慮所選擇的環境是否能夠滿足系統運行時可能出現的高并發量需求，同時也要兼顧軟件平臺之間的兼容性。由于YII2框架本身基于PHP程序設計語言，因此選用IIS+PHP+MYSQL集成環境作為系統運行的承載方式[10]。用戶進行操作時產生的服務請求，通過互聯網環境傳遞至服務器，再經過PHP程序語言的解析與分析，從數據庫中存取所需的數據。數據經過一定格式化處理之后，傳遞到客戶端界面呈現給用戶，從而完成了一次服務請求處理過程。同時，為避免出現數據孤島，實現與學校相關部門進行數據整合與同步，利用MYSQL存儲過程實現數據庫數據的定期同步更新。

為提高系統的并發承載能力，增強用戶使用體驗，對IIS應用服務器與MYSQL數據庫進行了性能調教，在較多用戶同時使用的情況下，也能夠流暢地運行。

表1 IIS性能參數調整

表2 MYSQL性能參數調整

2 系統總體設計

通過對本科論文工作的各個階段進行分析與研究，考察師生在論文實施過程中進行的操作流程，基于面向對象的程序設計理念，畢業設計質量管理系統主要分為用戶管理模塊、論文選題模塊、論文實施模塊、論文評審模塊以及論文答辯模塊。用戶管理模塊包括用戶登錄、角色切換與用戶信息；論文選題模塊包括課題申報與課題錄入；論文實施模塊包括開題報告管理、文獻綜述管理、外文翻譯管理、論文正文管理、在線互動平臺與導師審核模塊；論文評審模塊包括評閱分配、督導組抽檢與重復率檢測；論文答辯模塊包括答辯分組、終稿裝訂與水印生成。各模塊之間相互聯系，從論文開題到畢業答辯，形成了畢業設計質量管理流程全過程，在規范工作流程的同時，加強導師在設計工作中的每一階段對學生進行的指導與監督作用[11-12]。

圖2 系統功能模塊

2.1 用戶管理模塊設計

2.1.1 多用戶協同工作模式設計

為規范畢業設計流程，保障論文質量，系統設計了學生、導師、學科秘書、督導組與管理員5個角色，每種角色分別擁有各自不同的功能與權限，學生在系統上按規定步驟開展畢業設計工作；導師負責根據每一階段的具體要求輔導與監督學生的工作完成情況；學科秘書負責統計本學科師生的設計工作進展情況，監督師生按時完成各階段工作；督導組負責在系統上抽查學生設計工作完成情況，如抽查論文三大件與正文等。管理員負責監控畢業設計工作進展，完成論文重復率檢測與評閱成績管理等工作。多角色協同工作實現了對畢業設計工作流程的多維度綜合管理模式，完善了論文質量衡量指標體系。

圖3 多角色協同工作模式

由于各角色在每一階段需要執行的操作不同，因此不能簡單地通過數據庫字段來進行用戶權限設計。系統在控制器中使用group_id字段區分不同的角色，根據group_id字段值為各個角色分配相應的操作功能，同時，存在多重身份的用戶可以在系統內自主切換角色，如導師與學科秘書雙重身份、導師與督導組雙重身份，相應實現代碼如下：

public function actionChangerole($roleid)

{

model = new LoginForm();

model -> username = yii::$app->user->identity->username;

model -> password = yii::$app->user->identity->password;

model ->group_id = $roleid;

if (model->login() ) {//角色切換成功

return this->goBack();

}

}

使用group_id字段來識別用戶所屬角色，角色判斷代碼如下。

public function getUser()

{

if ($this->_user === false) {

$this->_user = User::findByUsername($this->username, $this->group_id );

}

return $this->_user;

}

2.1.2 用戶登錄驗證流程設計

系統接收用戶提交的用戶名Username、密碼Password與驗證碼Verifycode，新建一個LoginForm對象，將用戶登錄信息存儲其中，并調用findByUsername方法通過Username從數據庫中獲取用戶信息，調用validatePassword方法執行密碼驗證，通過Captcha模塊執行驗證碼識別，登錄成功后，將登錄狀態保存于session中，便于記錄用戶的登陸狀態與信息。用戶角色切換主要通過changerole方法實現，在方法中通過修改group_id值變更用戶角色。

圖4 用戶登錄驗證流程

2.1.3 用戶管理模塊實體關系設計

用戶管理方面涉及到的數據表有用戶數據表user、導師專業表major、導師信息表tutor_title、班級信息表class以及用戶組信息表usergroup。用戶數據表user存儲用戶登陸數據與用戶基本信息，其中包含的字段group_id用于區分不同用戶組，group_id為1表示學生用戶組，group_id為2表示導師用戶組，group_id為3表示學科秘書，group_id為4表示管理員，group_id為5表示督導組；字段belong_to_id定義學生所在班級及導師所屬系部；字段username、password、gender、phone、email分別定義用戶的登錄賬號、密碼、性別、電話、郵箱信息。

2.2 論文選題模塊設計

導師登錄畢業設計質量管理系統，在線錄入論文選題，選題字段包括：課題題目、課題內容(國內外研究現狀與重點要解決的問題)、課題準備情況、對學生的要求、內容性質、課題來源、課題類型、實習地點與用機時數等。學生使用手機、平板或電腦終端，實時查看任務書，了解選題內容，通過系統提供的在線交流平臺與導師進行線上溝通，在充分理解選題的內容和意義之后，提交選題申請，經導師審核確認之后，下達任務書。畢業設計質量管理系統通過信息化手段實現選題工作的全程線上操作，方便學生學習選題內容，了解導師的研究領域，促進與導師之間的溝通與交流。

在論文撰寫過程中，經常出現論文內容及研究方向與先前的選題存在偏差，需要對論文題目與任務書進行修改的情況。傳統管理模式要求學生填寫紙質論題修改表，并由導師簽字，所在學科負責人簽字，最后經學院負責人簽字后，方可生效。這種方式在實際操作過程中，往往因相關負責人臨時不在，使得學生疲于奔波，忙于應付。畢業設計質量管理系統實現了“論題修改申請表”的在線填寫與審核方式，學生利用系統填寫論題修改申請表，通過互聯網環境，直接傳遞給導師、學科負責人與學院負責人進行相應的審批操作，足不出戶也能完成同樣的工作，大大減輕了學生負擔，使其能夠將主要精力投入到論文的撰寫工作當中，對于論文質量的提高，起到了積極的推動作用。

圖5 論題修改申請表

2.3 論文實施模塊設計

論文實施模塊包括開題報告管理、文獻綜述管理、外文翻譯管理與論文正文管理，提供材料上傳、學生留言、導師評審等功能，將傳統線下師生研討過程搬到線上，方便師生之間進行探討與交流，有利于論文材料的分類與歸檔。

學生角色：登錄系統，進入論文實施模塊，上傳論文材料(上傳的同時，可以給導師留言)，根據導師意見修改完善論文材料并填寫修改完成情況說明。

導師角色：在線審閱學生上傳的論文材料，給出修改意見(可以填寫導師修改意見表，也可以在論文材料上直接標注修改部分并作為評審附件上傳系統)，確認并提交修改完善后的論文材料。

2.3.1 材料上傳功能設計

上傳模塊提供論文材料的上傳功能，同時能夠編寫留言。學生上傳論文材料，通過留言板塊告訴導師論文材料在哪些地方做了修改，修改完善的情況如何等信息。在上傳過程中，系統先審核文檔類型，出于安全考慮，只允許上傳WORD與PDF文檔，并限制上傳文件大小。部分實現代碼如下：

field(model_titlereport, 'titlereport' )

->hint(“允許上傳以 doc / docx / pdf 為擴展名的 Word / Pdf 文檔!”)

->widget(FileInput::classname(),

['options' => [//'accept' => 'text/pdf','multiple' => false,],

'pluginOptions' => ['showUpload' => true,'browseLabel' => '瀏覽','maxFileSize' => 6000,

'showUpload' => false,'showPreview' => false,

'showRemove' => false,

'allowedFileExtensions' =>['pdf', 'doc', 'docx'],],])?>

2.3.2 論文實施模塊實體關系設計

論文實施階段涉及到的數據表有論文正文信息表title_paper、開題報告信息表title_report、文獻綜述信息表title_summary、外文翻譯信息表title_translate、論文評閱信息表title_paper_reviewer。系統設計了開題報告留言信息表title_report_comment、文獻綜述留言信息表title_summary_comment、外文翻譯留言信息表title_translate_comment以及論文正文留言信息表title_paper_comment，分別用于存儲導師與學生針對開題報告、文獻綜述、外文翻譯與論文正文進行的交流與研討信息。論文實施E-R圖設計如圖6所示。

圖6 論文實施E-R圖

2.4 論文評審模塊設計

論文評審模塊在在整個畢業設計質量管理系統中處于核心位置，用于檢驗學生論文設計工作質量，考查導師指導工作效果。系統采用匿名互評方式，要求提交的論文需隱去學生及導師姓名，避免了非客觀因素對評審結果的影響。系統評審界面提供的評審材料包括：論文題目、參評正文、課題申報表、課題任務書與指導教師評語表。評閱教師根據提供的評審材料，從學術水平與創新、論證能力、論文撰寫、規范要求等方面逐項進行客觀評價，在線填寫評閱意見，并給出評閱成績，評閱成績分為優秀、良好、中等、及格與不及格5個等級，為了避免部分學生在給出評閱成績后，消極應對論文修改工作，系統設置對評閱成績及格以上的均顯示為通過，但最終打印的紙質評閱表會顯示實際評閱成績。對于部分習慣在word文檔上編寫評閱意見的教師，系統也提供了人性化的操作方式，即允許評閱教師在word文檔填寫評閱意見，并作為評審附件上傳系統。

2.5 論文答辯模塊設計

畢業設計三大件(開題報告、文獻綜述、外文翻譯)與論文正文經過反復修改與完善，并通過導師最終審核確認之后，允許參加論文答辯。在往屆畢業設計管理工作中，經常出現學生提交送審的論文材料與實際參加答辯的材料不一致，導致管理工作出現漏洞，無法對學生論文完成情況實行有效地監督與管理。因此，為確保學生參加答辯的論文材料與導師實際確認的一致，在導師審核確認之后，要求學生在系統上為論文三大件與論文正文加水印。學生攜帶論文水印稿參加畢業答辯。

在系統設計中，使用FPDI_PDF-Parser實現論文水印在線生成。學生只需點擊一下按鈕，即可為論文終稿加水印，論文文檔的文本分析與水印生成過程由系統自動完成。

FPDI文本分析器需要通過FPDF調用，因此，先加載FPDF模塊，再加載FPDI模塊，代碼如下：

require('./fpdf/fpdf.php' );

require_once('./FPDI_new_version/FPDI/src/autoload.php');

require_once('./FPDI_new_version/FPDI_PDF_Parser/src/autoload.php');

在處理中文文本時為避免出現亂碼，需要對文檔進行轉碼操作，通過iconv方法將字符串從UTF8轉換為GBK字符集，代碼如下：

pdf_file_gbk = iconv("utf-8","gbk//IGNORE", basename(res[0]['pdf_file'] ) );

為了避免在水印生成過程中出現錯誤導致系統運行崩潰，將文本分析程序放入try/catch異常捕獲代碼塊內，代碼如下：

try{

//初始化FPDI

pdf = new FPDI();

pdf = new setasignFpdiFpdi();

//獲取PDF論文文檔的頁數

pageCount = pdf->setSourceFile(res[0]['pdf_file'] );

//為PDF論文文檔的每一頁添加水印圖標

for (pageNo = 1; pageNo<= pageCount; pageNo++)

{

templateId = pdf->importPage(pageNo);

size = pdf->getTemplateSize(templateId);

if (size['width'] > size['height']) {

pdf->AddPage('L', array(size['width'], size['height']));

}else{

pdf->AddPage('P', array(size['width'], size['height']));

pdf->useTemplate(templateId);

pdf->image("zjut_logo.png", 35, 105, 150); //論文頁面上水印

}

pdf->output("./output/". basename(res[0]['pdf_file'] ), "F");

}

}catch(Exception e ){

print("error" );

}

3 實驗結果與分析

設計與開發畢業設計質量管理系統，將論文指導過程從線下搬到了線上，為導師與學生開展設計論文工作提供了方便。系統采用B/S模式，能夠兼容多種瀏覽器，并通過bootstrap前端顯示技術實現手機頁面自適應功能，無論使用電腦、平板還是手機，都能夠正常地顯示系統界面，突破了系統使用在時間與空間上的限制，提高了學生進行論文撰寫工作的主觀能動性[13]。

采用的YII2框架技術，使整個應用系統的架構符合高內聚、低耦合的設計標準。同時，系統在用戶數據管理方面能夠與其他系統進行無縫對接，實現單點登錄與數據同步功能，有效避免了出現數據孤島，數據不一致等問題[14-16]。

采用的FPDI_PDF-Parser文本處理技術能夠實現PDF文檔水印生成，為通過最終評審后的材料生成正式的水印圖標，避免了評審材料與實際參加答辯的材料不一致的問題，同時增強了畢業論文撰寫工作的儀式感，通過儀式感提高工作動力與執行力，增加學生的滿足感與成就感。

系統通過用戶權限的分配，實現多角色協同工作模式，導師、學科秘書與督導組擁有各自不同的管理工作職責，體現了多層次、多維度的論文質量管理監督機制[17-18]。

系統在實際運行過程中，大大減輕了管理人員的工作負擔，幫助學生更清晰地理解畢業設計工作流程與論文寫作要求，通過在線互動平臺促進了導師與學生之間地溝通與交流，獲得了教師與學生的一致好評。

4 結語

基于傳統本科畢業設計管理模式中存在的問題與不足，根據實際工作需要，設計與開發了一套本科畢業設計質量管理系統，為創新畢業設計管理模式提供了網絡化平臺保障。系統實現了論文材料在線上傳，在線評審以及在線表格的填寫與打印功能，并提供師生在線互動交流平臺，采用FPDI_PDF-Parser文本分析器實現了PDF文檔水印生成。將現代信息技術與新型管理理念相融合，轉變傳統的畢業設計工作流程、管理模式與評審方式，提高教務管理工作效率、方便師生溝通與交流，加強管理人員對論文工作流程的全面掌控，對提高學生論文寫作質量，檢驗學生綜合素質有極大的促進作用。系統已在浙江工業大學管理學院與經濟學院投入實際應用，效果良好，并計劃向其他學院推廣使用。