基于大數(shù)據(jù)的高職院校教科研成果信息平臺(tái)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)*

黃軼文

（廣東工程職業(yè)技術(shù)學(xué)院信息工程學(xué)院，廣東 廣州 510520）

科學(xué)研究是探索客觀世界普遍性規(guī)律的重要手段，掌握科學(xué)研究的手段有助于提高人們認(rèn)識(shí)客觀世界、改造客觀世界的能力。任何行業(yè)、任何領(lǐng)域的發(fā)展都需要理論的突破和實(shí)踐的探索，而這離不開(kāi)系統(tǒng)的科研工作。

高等職業(yè)技術(shù)院校是培養(yǎng)具有豐富理論知識(shí)和嫻熟實(shí)踐能力的新型技術(shù)人才的重要場(chǎng)所，科研工作的重要意義不言而喻。一方面，系統(tǒng)的科研工作能提高教師的科學(xué)意識(shí)、更新教育理念、加強(qiáng)知識(shí)素養(yǎng)和鍛煉心理品格，還能深入思考教學(xué)實(shí)際中的問(wèn)題和兼顧教育的長(zhǎng)遠(yuǎn)發(fā)展；另一方面，向?qū)W生傳導(dǎo)科研精神和意識(shí)，能幫助學(xué)生認(rèn)識(shí)學(xué)習(xí)的規(guī)律、技術(shù)的發(fā)展趨勢(shì)和未來(lái)就業(yè)的方向。

隨著國(guó)家重大戰(zhàn)略的推進(jìn)，各種科研成果不斷涌現(xiàn)，必須對(duì)大量的科研成果進(jìn)行歸類、存檔、檢索、引用，主要通過(guò)運(yùn)用傳統(tǒng)信息化技術(shù)和大數(shù)據(jù)技術(shù)，設(shè)計(jì)和開(kāi)發(fā)一套信息共享平臺(tái)，這也是文章的研究重點(diǎn)。

1 需求分析

（1）角色：從使用者的角度，該系統(tǒng)的使用角色包括學(xué)生、教師、領(lǐng)導(dǎo)和管理員4種[1]。

（2）學(xué)生端：在獲得權(quán)限的前提下，學(xué)生登錄平臺(tái)，瀏覽最新的科研成果，按照時(shí)間、種類、研究者姓名、課題和關(guān)鍵字等條件進(jìn)行全庫(kù)查詢，對(duì)相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)發(fā)表評(píng)論或提出建議，并能與研究者進(jìn)行線上交流。

（3）教師端：教師登錄平臺(tái)，能全局統(tǒng)覽校級(jí)、市級(jí)的最新科研成果，添加到收藏欄持續(xù)關(guān)注，系統(tǒng)根據(jù)教師的行為習(xí)慣智能分析，主動(dòng)推送有關(guān)的科研成果給對(duì)應(yīng)的教師。在“我的科研”欄目，系統(tǒng)分析當(dāng)前時(shí)間與課題進(jìn)度、經(jīng)費(fèi)使用情況，提醒教師注意事項(xiàng)，督促教師按照計(jì)劃開(kāi)展科研工作。在“我的資料”欄目，教師可以分門別類收藏與科研有關(guān)的課題、論文、文檔、專利、代碼，隨時(shí)參閱。在“我的工作”欄目，教師可以填寫課題申報(bào)書、提交科研成果，并設(shè)置科研成果的狀態(tài)是否公開(kāi)以及閱讀者的權(quán)限，能否下載等。在“工作成果”欄目，系統(tǒng)按照不同的選項(xiàng)、不同的時(shí)間段統(tǒng)計(jì)教師的工作成果，包括完成課題數(shù)量、課題級(jí)別、成果形式等。

（4）領(lǐng)導(dǎo)端：領(lǐng)導(dǎo)在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中是特殊的教師，管理員可以根據(jù)領(lǐng)導(dǎo)的級(jí)別設(shè)置不同的管理權(quán)限，例如校級(jí)領(lǐng)導(dǎo)能從學(xué)校全局的高度瀏覽全校教師的科研成果，得到統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)并發(fā)現(xiàn)科研工作中存在的問(wèn)題；院系級(jí)別的領(lǐng)導(dǎo)能在該院系發(fā)布通知公告等。系統(tǒng)包括以下欄目：“全校科研”統(tǒng)計(jì)分析全校的科研成果，并且能夠按照教師姓名、系別和時(shí)間進(jìn)行排名，輸出詳細(xì)統(tǒng)計(jì)結(jié)果；“課題審批”對(duì)教師提交的課題申報(bào)書進(jìn)行審批，包括加注審批意見(jiàn)、審批退回和審批通過(guò)、提交上一級(jí)等操作；“課題結(jié)項(xiàng)”對(duì)教師提供的科研成果進(jìn)行核對(duì)審批，并批注意見(jiàn)；“通知公告”對(duì)特定的教師、系別或者全校發(fā)布通知公告，就科研工作做出指示或者總結(jié)；“學(xué)術(shù)評(píng)價(jià)”從教師發(fā)表學(xué)術(shù)論文的專業(yè)方向、期刊層次、論文內(nèi)容等方面檢測(cè)，系統(tǒng)給出自定義的論文綜合評(píng)分[2]。

（5）管理員：管理員負(fù)責(zé)系統(tǒng)的維護(hù)，具有系統(tǒng)級(jí)的權(quán)限。管理員與領(lǐng)導(dǎo)不同，管理員具備技術(shù)上的權(quán)限，領(lǐng)導(dǎo)具備業(yè)務(wù)上的權(quán)限。管理員模塊包括用戶管理、權(quán)限管理、內(nèi)容管理、數(shù)據(jù)備份、數(shù)據(jù)恢復(fù)、密碼重置、時(shí)鐘校對(duì)等常見(jiàn)的信息系統(tǒng)管理員權(quán)限。

（6）業(yè)務(wù)流：系統(tǒng)采用經(jīng)典業(yè)務(wù)BPM流操作。系統(tǒng)整體流程是把科研過(guò)程分為多個(gè)輸入轉(zhuǎn)化為有價(jià)值的輸出活動(dòng)。一個(gè)課題的全生命周期被視作全業(yè)務(wù)流程，是以所有涉及科研成果產(chǎn)出為最終目標(biāo)的組織活動(dòng)的集合。一個(gè)典型的科研流程包括下面六大要素：流程目的、輸入資源、按一定秩序執(zhí)行的活動(dòng)、科研活動(dòng)之間的結(jié)構(gòu)、輸出結(jié)果以及該流程創(chuàng)造的價(jià)值。在功能設(shè)置上包括申請(qǐng)/注冊(cè)、審核、執(zhí)行、審批、發(fā)布等節(jié)點(diǎn)。

2 設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

整體技術(shù)路線：系統(tǒng)采用B/S架構(gòu)，邏輯劃分為呈現(xiàn)層、業(yè)務(wù)邏輯層和數(shù)據(jù)層，平臺(tái)支撐采用Apache+Tomcat+Oracle。

系統(tǒng)框架采用MVC（Model View Controller）模式，作為一種軟件設(shè)計(jì)典范，主要通過(guò)業(yè)務(wù)邏輯、數(shù)據(jù)與界面顯示分離的方法來(lái)組織代碼，將眾多的業(yè)務(wù)邏輯聚集到一個(gè)部件里面。其在需要改進(jìn)和個(gè)性化定制界面及用戶交互時(shí)，不需要重新編寫業(yè)務(wù)邏輯，減少編碼的時(shí)間。MVC開(kāi)始是存在于桌面程序中，“M”是指業(yè)務(wù)模型，“V”是指用戶界面，“C”則是控制器。使用MVC的目的是將M和V實(shí)現(xiàn)代碼分離，從而使同一個(gè)程序擁有不同的表現(xiàn)形式[3]。

（1）主要業(yè)務(wù)邏輯類設(shè)計(jì)。

PeoClass：人物類，包括姓名、年齡、性別等公共屬性，實(shí)現(xiàn)search、list、reg、exit等接口。

StuClass：學(xué)生類，繼承人物類，包括學(xué)號(hào)、入學(xué)時(shí)間、權(quán)限、狀態(tài)等屬性，實(shí)現(xiàn)search、list等接口。advice方法：對(duì)相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)發(fā)表評(píng)論或提出建議。post方法：與研究者進(jìn)行線上交流。

TeaClass：教師類，繼承人物類，包括系別、任課、工作年限、專業(yè)、級(jí)別等屬性，實(shí)現(xiàn)search、list等接口。myResearch方法：瀏覽當(dāng)前時(shí)間與“我”的課題進(jìn)度、經(jīng)費(fèi)使用情況。myDoc方法：分門別類收藏與科研有關(guān)的課題、論文、文檔、專利、代碼。myWord方法：填寫課題申報(bào)書、提交科研成果，并設(shè)置科研成果的狀態(tài)是否公開(kāi)以及閱讀者的權(quán)限，能否下載等。myArch方法：按照不同的選項(xiàng)、不同的時(shí)間段統(tǒng)計(jì)“我”的工作成果，包括完成課題數(shù)量、課題級(jí)別、成果形式。

LeaderClass：領(lǐng)導(dǎo)類，繼承教師類，包括級(jí)別等屬性，實(shí)現(xiàn)search、list等接口。genRea方法：輸入?yún)?shù)包括姓名、時(shí)間和系別等，查詢?nèi)？蒲校y(tǒng)計(jì)分析全校的科研成果，輸出詳細(xì)統(tǒng)計(jì)結(jié)果。check方法：課題審批，對(duì)教師提交的課題申報(bào)書進(jìn)行審批，包括加注審批意見(jiàn)、審批退回和審批通過(guò)、提交上一級(jí)等操作。pass方法：課題結(jié)項(xiàng)，對(duì)教師提供的科研成果進(jìn)行核對(duì)審批，并批注意見(jiàn)。notice方法：通知公告，針對(duì)特定的教師、系別或者全校發(fā)布通知公告，就科研工作做出指示或者總結(jié)。score方法：從教師發(fā)表學(xué)術(shù)論文的專業(yè)方向、期刊層次、論文內(nèi)容等方面進(jìn)行檢測(cè)，系統(tǒng)給出自定義的論文綜合評(píng)分。

ManagerClass：管理員類，繼承人物類，實(shí)現(xiàn)search、list等接口。包括userMan用戶管理、authMan權(quán)限管理、conMan內(nèi)容管理、dataBack數(shù)據(jù)備份、dataRec數(shù)據(jù)恢復(fù)、resetPsw密碼重置、timeSetup時(shí)鐘校對(duì)等方法。

BPMClass業(yè)務(wù)流類：控制業(yè)務(wù)邏輯的流轉(zhuǎn)，包括poitId節(jié)點(diǎn)編號(hào)、poitName節(jié)點(diǎn)名稱、prePoin上一節(jié)點(diǎn)、nextPoin下一節(jié)點(diǎn)、status狀態(tài)、opePeople操作人員、marking備注等屬性。

（2）主要數(shù)據(jù)庫(kù)表設(shè)計(jì)。

T_People用戶表：包括id編號(hào)、name姓名、age年齡、sex性別、psw密碼、regTime注冊(cè)時(shí)間、login-Time登錄時(shí)間、status狀態(tài)、level級(jí)別、type類型等字段。

T_AU權(quán)限表：包括id編號(hào)、point節(jié)點(diǎn)、name名字、type類型、status狀態(tài)等字段。

T_UserAU用戶權(quán)限表：包括au_id權(quán)限編號(hào)、user_id用戶編號(hào)等字段。

T_Research科研成果表：包括id編號(hào)、name名稱、fund基金、org課題組織單位、type課題類型、archtype成果類型、archPlace成果發(fā)表刊物、score綜合評(píng)分、desc詳細(xì)描述等字段。其中desc可以包括申報(bào)書全文或者對(duì)科研成果的詳細(xì)描述，desc為blob字段，可以存放大數(shù)據(jù)文件，用于語(yǔ)義分析和智能檢索。

BPMClass業(yè)務(wù)流表：包括poitId節(jié)點(diǎn)編號(hào)、poit-Name節(jié)點(diǎn)名稱、prePoin上一節(jié)點(diǎn)、nextPoin下一節(jié)點(diǎn)、status狀態(tài)、opePeople操作人員、marking備注等字段。

核心代碼：該系統(tǒng)的數(shù)據(jù)存放在關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)中，大部分的查詢都可以通過(guò)select實(shí)現(xiàn)，查詢響應(yīng)速度快、技術(shù)實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，但是關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)無(wú)法處理非結(jié)構(gòu)性數(shù)據(jù)，如T_Research科研成果表的desc字段是一個(gè)blob字段，通過(guò)關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)的like查詢，受到極大限制。例如，操作人員輸入“人工智能”作為查詢條件只能查詢到文本中包含了這4個(gè)字的記錄，而關(guān)聯(lián)規(guī)則學(xué)習(xí)、分層聚類算法、決策樹、線性分類等人工智能的科研成果因?yàn)闆](méi)有包含“人工智能”四個(gè)字而無(wú)法被檢索，這顯然不能滿足系統(tǒng)的需求。在對(duì)blob的處理上，采用了大數(shù)據(jù)處理的思路，引入了Dijkstra算法進(jìn)行語(yǔ)義分析，核心Java代碼如下：

3 結(jié)束語(yǔ)

隨著高等職業(yè)教育事業(yè)的日新月異，高等職業(yè)師生的科研成果形成了海量的數(shù)據(jù)，按照科研成果的性質(zhì)，可以分為論文類、著作類、專利類、代碼類等。這些成果以結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)為主，也包含了部分非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)。在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)，以MVC模式為框架，采用關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)，在科研成果描述這個(gè)具體字段，采用了大數(shù)據(jù)的處理思路，使用語(yǔ)義分析最短路徑算法，解決了傳統(tǒng)關(guān)系型數(shù)據(jù)庫(kù)中無(wú)法聯(lián)想查詢的缺陷，提高了使用者的查詢效率、挖掘了科研成果的潛在價(jià)值，同時(shí)也降低了數(shù)據(jù)錄入的工作量，解決了系統(tǒng)落地和持續(xù)可用的現(xiàn)實(shí)問(wèn)題。