面向大類招生的專業自動分流方法及系統應用

周千明，朱欣娟，孟 鋒

(1.西安工程大學 計算機科學學院，陜西 西安 710048；2.西安工程大學 服裝設計智能化陜西省重點實驗室，陜西 西安 710048；3.西安工程大學 教務處，陜西 西安 710048)

0 引 言

隨著高等教育改革內涵的不斷深化，學科之間不斷相互滲透，專業界限逐漸淡化，高校傳統的“專業招生，專業培養”人才培養模式弊端日益凸顯，已經不再適應社會發展的新需求[1-2]。在新的背景環境下，由北京大學率先提出的“大類招生，分流培養”的人才培養模式引發社會各界的廣泛關注，并成為高等教育教學改革的熱點議題[3-5]。在大類招生培養模式下，高校將屬于相同或相近學科門類的專業統一按大類進行招生，學生在大學開始1～2年時間內進行通識教育，學習公共基礎課程與專業基礎課程，然后再進行專業分流。大類招生在很大程度上拓展了學生的學科視野，保證了學生對專業的自由選擇空間，同時可以有效促進專業建設與教學方式改革與創新。目前，“大類招生，分流培養”模式正處在國內高校教育教學和人才培養模式改革的探索和推廣階段[6]。

專業分流是整個大類招生培養模式的關鍵環節，直接影響到學生的發展前途以及學校的人才培養質量。專業分流一般周期比較短，具有相當的時效性。在專業分流過程中，需要結合學校實際，綜合考慮學生成績、學生專業意愿、學生綜合表現、師資力量、院系專業容量等諸多影響因素，設計科學合理且操作性強的專業分流方案。因此，專業分流具有相當大的工作量和復雜性，有必要借助Internet與計算機技術實現整個過程的信息化與智能化。通過文獻檢索與分析可以發現，相關研究集中在專業分流影響因素、專業分流存在的問題剖析等方面[7-9]，而針對專業分流具體實現過程與方法的研究相對較少。文獻[10]對高校大類專業分流過程進行了探索，然而缺乏對綜合成績計算方案的具體分析。文獻[11-12]分別設計了專業分流軟件系統，但是存在數據操作不便，功能設置有限等不足[10]。基于此，作為對以上文獻提出的專業分流方案的改進，文中以西安工程大學設計學類專業為例，提出一種面向大類招生模式的專業自動分流方法，以期對高校專業分流系統建設提供有益的借鑒。

1 專業分流背景

西安工程大學作為西部地區唯一以紡織服裝為特色的高校，其藝術類專業經過30多年的發展，已形成多層次、多規格、多學科、藝術與工程相結合的辦學特色。為了深化高考招生制度改革，提升本科教育教學內涵，西安工程大學藝術類的美術相關專業自2014年開始實行專業大類招生，將原來分散的服裝與服飾設計、視覺傳達設計、產品設計、環境設計、美術學、攝影和動畫共7個專業統一按美術設計類大類專業錄取。2015年學校將該大類專業的名稱修改為設計學類。2016年學校新增戲劇影視美術設計專業到設計學類大類專業中。自此，西安工程大學藝術類的設計學類大類專業共包含8個專業，面向全國范圍招生。在學院專業設置上，服裝與藝術設計學院和藝術工程學院同時開設設計學類專業。按照大類招生培養模式，高考錄取時統一以設計學類專業錄取，學生入校后進行為期1年的基礎課程學習，其課程教學進度執行統一的培養方案，專業分流工作在學生大一結束時進行。

2 處理流程

文中提出的面向大類招生模式的專業自動分流核心處理流程如圖1所示。

圖1 專業自動分流核心處理流程

首先進行分流規則設置，主要包括確定專業分流計劃數量與設計排隊成績計算方案兩部分重點工作。專業計劃數量決定最終分流后的專業布局，由于設計學類大類專業分屬服裝與藝術設計學院和藝術工程學院這兩個二級學院，在實際處理中根據這兩個學院前期申報的專業計劃情況，結合學校現有的師資力量、基礎設施、專業規劃等教學資源，由教務處負責研究專業分流的合適比例，從而確定最終執行的專業分流計劃數量。在進行專業分流時，由教務處負責具體組織實施，這兩個學院協作配合。學校層面統一組織分專業專業課考試，閱卷工作結束之后，結合學生高考成績與第一學年課程成績，根據已設計的排隊成績計算方案計算出學生最終排隊成績，按照排隊成績從高到低進行排名，并在全校范圍內進行公示。在學生數據導入環節中，主要采集包含學號、姓名、性別、身份證號碼等學生基本信息，可以選擇調用文件(Excel或CSV格式)導入的形式，也可以選擇調用第三方系統(學生管理系統或教務管理系統)開放的REST服務接口[13-14]形式。學生數據導入完成后，需要對學生基本信息中的學號、身份證號碼等關鍵字段進行數據有效性校驗。然后，采用系統在線填報的形式通知學生在規定的時間期限內進行專業志愿填報。在專業志愿填報過程中，系統提供網站與移動APP兩種方式，學生可以根據需要自由選擇。最后，系統采用自動錄取算法對學生進行專業志愿錄取，并發布專業志愿錄取結果信息，以方便學生進行錄取結果查詢。

3 排隊成績計算方案

在專業分流中，排隊成績是決定專業志愿錄取的關鍵因素。因此，排隊成績計算方案必須充分體現科學性與公平性。考慮到排隊成績計算方案直接影響專業分流的最終結果，在專業分流實施過程中，需要對學生的多項成績賦予不同權值，得到唯一的綜合成績項。結合西安工程大學設計學類大類專業高考招生與教學實際，文中設計的學生排隊成績計算方法見式1：

TotalScore=30%*ScoreA+30%*ScoreB+40%*ScoreC+ScoreD

(1)

其中，TotalScore為綜合成績，作為學生最終的排隊成績；ScoreA為高考成績；ScoreB為第一學年課程成績的學分加權平均分[15]；ScoreC為學校統一組織的分專業專業課考試成績的平均分；ScoreD為保證優秀學生同等條件下具有優先滿足專業志愿權而設置的附加分。鑒于全國各省份高考科目以及評分標準可能存在差異，ScoreA的分數根據高考科目及成績換算成單科平均分(百分制)。此外，由于設計學類大類專業分屬兩個二級學院，其基礎課科目以及考核方式也可能存在差異，ScoreB亦根據科目及成績換算成單科平均分(百分制)。

具體地，ScoreA的計算方法如下：

設專業課成績為Smajor，專業課總分為Tmajor，文化課成績為Sculture，文化課總分為Tculture。則有：

ScoreA=(Smajor/Tmajor)*60+(Sculture/Tculture)*40

(2)

其中，專業課成績分為統考(或藝術聯考)和校考(或單招考試)這兩大類。目前大部分省份統考的專業課考試內容都是素描、色彩與速寫這3個科目，單科滿分100分，總分300分。設計學類校考的科目為素描與色彩，單科滿分100分，總分200分。對于學校組織過校考的省份，取校考成績作為專業課成績Smajor，專業課總分Tmajor即為200分；對于學校未組織過校考的省份，取統考成績作為專業課成績Smajor，專業課總分Tmajor因各省統考專業課考試科目而異，具體依據各省省級招辦相關規定執行。文化課成績Sculture即為高考成績，文化課總分Tculture即為高考總分。需要說明的是，由于近年來國家出臺了一系列關于深化高考招生制度改革的政策[16]，鼓勵各省市探索新高考方案，高考總分也略有差異，目前大部分省份高考總分為750分。

ScoreB的計算方法如下：

設第一學年課程分別為C1,C2,…,Cn，相應的課程學分分別為P1,P2,…,Pn，相應的課程成績分別S1,S2,…,Sn，n為課程門數，則有：

(3)

ScoreC的計算方法如下：

學校統一組織的分專業專業課考試包含素描與色彩這兩個科目，設素描的考試成績為Ssketch，色彩的考試成績為Scolor。則有：

ScoreC=(Ssketch+Scolor)/2

(4)

ScoreD的計算方法如下：

(5)

ScoreD的分值只有0或0.1兩種情形。當學生在第一學年獲得指定業績條件中的任意一項，ScoreD賦值為0.1，否則賦值為0。這些業績條件包括：

條件1：以第1作者在學術期刊(正刊)公開發表學術論文；

條件2：獲得省級及以上“挑戰杯”、“互聯網+”等科技、專業競賽三等獎以上(團體排名前3)；

條件3：在大學生創新創業項目、學科競賽、各種全國性單項競賽中取得顯著成績；

條件4：CET6分數≥425，或托福總分≥60，或雅思總分≥6；

條件5：擔任學生會干部或班干部，成績突出，并且獲得校級及以上表彰。

此外，在排隊成績計算過程中，對于綜合成績TotalScore分數相同情況的處理，按順序依次比較ScoreC、ScoreB與ScoreA成績項，具體按照如下規則執行(以偽代碼表示)：

設TotalScore1、ScoreA1、ScoreB1與ScoreC1分別表示學生甲的成績，TotalScore2、ScoreA2、ScoreB2與ScoreC2分別表示學生乙的成績，TotalScore1= TotalScore2。

//首先比較ScoreC1與ScoreC2，分值高的，設定其對應的綜合成績高

if ScoreC1≠ScoreC2then

if ScoreC1>ScoreC2then set TotalScore1>TotalScore2;

else set TotalScore1

//然后比較ScoreB1與ScoreB2，分值高的，設定其對應的綜合成績高

elseif ScoreB1≠ScoreB2then

if ScoreB1>ScoreB2then set TotalScore1>TotalScore2;

else set TotalScore1

//最后比較ScoreA1與ScoreA2，分值高的，設定其對應的綜合成績高

elseif ScoreA1≠ScoreA2then

if ScoreA1>ScoreA2then set TotalScore1>TotalScore2;

else set TotalScore1

4 專業志愿錄取策略

4.1 專業志愿預處理

為了確保專業自動分流結果的可靠性與有效性，需要進行專業志愿預處理，主要包括對已填報專業志愿的數據過濾與專業志愿優先錄取。

(1)專業志愿的數據過濾。

在進行系統在線填報專業志愿時，由于設計學類大類專業目前包括服裝與服飾設計、視覺傳達設計、產品設計、環境設計、美術學、動畫和戲劇影視美術設計8個專業，其中環境設計專業因專業規劃需要，在城市規劃與市政工程學院與服裝與藝術設計學院同時開設(以不同的專業代碼進行區分)，因此，學生每人最多可以依次填報9個不同的專業志愿。學生最終的專業志愿填報狀態分為以下兩種：

狀態1：專業志愿為空，即沒有填報志愿；

狀態2：1～9個專業志愿。

其中狀態2所占的比例最大。通過多次應用實踐發現，部分學生往往可能專注或者傾向于其中1～2個自己滿意的專業志愿而進行重復填報。由于專業志愿在錄取時采用基于平行志愿的錄取策略，這些重復填報的專業志愿不能起到實際作用，并且浪費了專業志愿的錄取機會。從技術實現層面上看，這些重復填報的專業志愿在錄取時還會增加系統資源的額外開銷。因此，采用如圖2所示的方法對狀態2中的重復專業志愿進行數據過濾處理。

圖2 重復專業志愿的數據過濾

在圖2中，學生填報了9個專業志愿，其中第1志愿與第2志愿均為專業C，則第2志愿為無效的專業志愿。在執行專業志愿的數據過濾時，首先刪除第2志愿，然后將第3～9志愿整體順序前移，相應地變更為第2～8志愿。

(2)專業志愿的優先錄取。

在進行專業志愿錄取時，作為鼓勵表現突出學生的一種激勵機制，執行優先錄取的策略。即對于符合特定條件，可以不參加正常的專業志愿排隊錄取，直接按照學生所填報的第1專業志愿破格錄取。這些特定條件包括：

①以第1作者在核心期刊(正刊)及以上公開發表學術論文；

②獲得省級及以上“挑戰杯”、“互聯網+”等科技、專業競賽一等獎(團體排名前3)；

③授權發明專利(排名前3)或實用新型專利(排名第1)；

④擔任學院學生會部長及以上職務并且獲得省級及以上表彰，或獲得省級三好學生、優秀學生干部等榮譽稱號。

在對專業志愿優先錄取的預處理操作中，對符合優先錄取條件的學生信息添加額外的數據標記，以方便后續在專業志愿自動錄取過程中進行識別。

4.2 專業志愿自動錄取算法

專業志愿預處理完成之后，進入專業志愿錄取環節，采用類似高考平行志愿投檔原則“分數優先，遵循志愿”[17]的錄取辦法依次進行錄取。圖3為專業志愿自動錄取算法流程。

圖3 專業志愿自動錄取算法流程

如圖3所示，首先執行專業志愿優先錄取步驟，將預處理過程中添加符合優先錄取條件額外數據標記的學生錄取至其所填報的第1專業志愿，進而篩選出除優先錄取之外的學生信息，并按照排隊成績的降序排序，然后逐一檢索每個學生所填報的專業志愿信息。在逐次檢索學生第1到第9專業志愿時，先判斷該專業志愿是否為空，如果為空，說明該生未填報專業志愿，或者已填報的專業志愿對應的專業計劃數量均已完成，則進一步判斷學生信息是否檢索完畢，如果尚未檢索完畢，則轉到下一個學生信息。每獲取一個非空的專業志愿，先判斷該專業志愿對應的專業計劃數量是否已經完成，如果確定已經完成，則轉到下一專業志愿，反之則錄取該專業志愿，并停止檢索該生之后的專業志愿。

當所有學生信息檢索完畢之后，表示專業志愿自動錄取過程初步完成。大多數情況下，在初步完成的專業志愿錄取結果中，仍存在少數學生的專業志愿未錄取的可能性。因此，還需要進行進一步判斷。如果發現存在，則檢索專業志愿未錄取的所有學生信息與剩余的專業計劃數量，將這部分學生隨機錄取至剩余的專業計劃，并在學生信息中添加額外的數據標記。至此，專業志愿自動錄取結束。

5 應用系統實現

基于文中提出的面向大類招生模式的專業自動分流方法，采用Microsoft Visual Studio 2017集成開發環境，以Microsoft SQL Server 2014建立數據庫服務器，借助jQuery EasyUI[18]界面插件技術與ASP.NET Core MVC開源框架[19]設計與實現B/S架構的西安工程大學設計學類專業分流管理系統。系統功能模型如圖4所示。

圖4 設計學類專業分流管理系統功能模型

系統在應用層面主要面向管理員與學生兩類用戶，其中管理員用戶主要是學校教務處負責專業分流工作的工作人員與二級學院的教務管理員，對二級學院的教務管理員只分配查看信息與打印統計報表的權限，教務處工作人員分配最高管理權限。系統在功能上面向管理員用戶的模塊包括學生信息導入、數據校驗、分流規則設置、專業志愿錄取、人工微調與統計報表打印，實現專業分流處理流程的核心功能，其中人工微調模塊用于專業志愿自動錄取操作步驟完成之后的個別學生的異議處理，統計報表打印模塊用于對最終錄取數據的各項統計分析與報表生成。系統在功能上面向學生用戶的模塊包括學生信息完善、專業志愿填報、專業志愿修改與錄取結果查詢。其中學生信息完善模塊用于對登錄口令、聯系電話、E-mail等相對易變信息的完善，專業志愿修改模塊用于提交狀態前對所填報專業志愿的修改，錄取結果查詢模塊對學生提供最終錄取結果的查詢服務。系統專業志愿填報頁面如圖5所示。

圖5 系統專業志愿填報頁面

西安工程大學設計學類專業分流管理系統已經連續兩年成功應用于專業分流工作中，順利完成對2016級與2017級設計學類專業學生二次專業分配的任務，取得了良好的效果。相比傳統的人工操作方式，有效降低了工作復雜性，大大減輕了工作負擔，進一步提升了學校信息化管理水平。同時，從計算機技術應用與實踐的角度出發，以西安工程大學設計學類專業為例提出的面向大類招生模式的專業自動分流方法，可以為其他高校大類招生專業分流提供有價值的借鑒與參考。

6 結束語

在“大類招生，分流培養”的高等教育改革模式下，設計科學合理的專業分流方案至關重要。文中以此為切入點，針對當前高校大類招生培養模式下專業分流工作繁瑣復雜的問題，以西安工程大學設計學類專業為實際應用案例，提出一種高效的專業自動分流解決方案。實踐表明，所提出的面向大類招生模式的專業自動分流方法具有較強的可操作性與較高的應用推廣價值。