智能高職畢設過程管理系統的分析與設計

朱鳳山

（天津商務職業學院 天津市 300170）

自國務院印發《國家職業教育改革實施方案》以來，隨著新型職業教育模式、1+X認證、校企合作等模式的陸續出臺，國內外專家、眾多高職院校教育工作者對高職教育教學的各個方面進行了大量的探索和研究，助推高職院校教育教學改革走向深入。畢業設計（報告）是各高職院校教學工作中的一項重要內容，但現有的畢設管理系統多數都根據各學校的教學特色進行定制，或關注畢設選題，或關注論文查重，缺乏對整個畢設過程的監督管理，對畢設過程中所產生的數據沒有充分挖掘其價值，缺少智能化推薦、分析和判斷的功能。

與高職畢業設計管理落后形成反差的是以“云物大智”為代表的新一代信息技術的普及。根據IDC 的數據統計分析，預計到2025年，全球AI 應用率將高達86%，數據利用率將達到80%，云化率將達到85%。在新一代信息技術、大數據技術、云計算技術的推動下，高職學校畢業設計管理方式，暴露出了很多缺點和不足，管理方式、管理效能已經與技術發展和時代要求相脫節。

1 高職畢業設計現狀

目前很多高職院校的畢業設計管理還存在諸多問題，如很大程度上依賴人工進行，畢設指導教師通過Excel、Word 等辦公軟件來處理大量的數據，借助QQ、微信、郵件等第三方通信平臺，通知畢設階段任務，管理畢設進度，任務量繁重，產生的過程數據離散；各二級學院、教務部門無法及時有效的對畢設工作進行管理，難以及時有效地掌握最新進展情況。

1.1 缺乏智能平臺支撐

高職人才培養模式是通過深化產教融合、校企合作，培養復合型技術技能人才。高職院校在落實人才培養方案時多通過提高實踐課比重，增加學生頂崗實習時長等措施。在此前提下，學生開展畢業設計/報告通常是在校外頂崗實習期間，指導教師與學生分居多地，指導工作只能借助通訊軟件開展。從啟動畢業設計工作，開展擬題與選題，完成中期檢查，提交畢業設計報告，最終畢業設計答辯，畢業設計工作持續時間一般三至六各月不等。地理位置分散、持續時間較長、過程環節眾多這些因素都給畢業設計工作增加了難度。如果沒有相應的智能化畢設管理系統，指導教師僅憑常用的通訊軟件，是無法對整個畢設過程進行管理的，無法了解每個學生的畢設過程狀態數據。系部相關負責人也無法及時掌控本系部畢設工作情況，無法了解各指導教師畢設進度。校級相關負責人不能全面監督畢設工作信息，無法橫向對比各系部的工作進度。

1.2 缺少過程數據統計

畢業設計時間跨度大，中間環節多，管理過程繁瑣。如果忽視畢業設計過程管理，丟棄畢業設計過程數據，將會影響畢業設計評價的完整性。畢業設計工作應具備兩大特性：可監控性和可管理性。前者是要求對畢設流程中的每個環節均可進行有效的數據采集、在線審批與監督控制；后者是要求教師、學生、不同權限的管理人員可在不同時間和不同地點登錄系統，進行相關業務操作。在監控和管理中都會產生大量有價值的數據，這些過程數據具有非常重要的價值，它可以描繪出學生在畢設過程中的行為畫像，而在傳統畢業設計中，這些數據并沒有被記錄，缺乏有效利用。

1.3 過程評價不完善

《深化新時代教育評價改革總體方案》明確要求嚴格學業標準，結果性考核要與過程性考核有機融合。畢業設計工作的結果性考核是設計報告的展示與答辯，過程性考核涉及更多內容，包括畢設進度狀態，學生與教師溝通頻次，使用檢索工具情況，完成材料的時效性等等。融入過程性考核可以使得畢業設計評價更加客觀公正。沒有畢設過程管理系統的支撐，無法采集到過程數據，不能分析匯總畢業設計過程的狀態，最終的評價結果不夠完善。

1.4 過程管理不智能

現有的畢業設計管理系統功能集中在畢設選題、畢設管理，且多是圍繞本科層次的畢業論文開展，缺乏過程數據采集，沒有題目分析與重復性判定，進度管理不完善，過程管理不智能等問題。高職層次人才培養更加側重實踐與應用，畢業設計/報告有別于本科層次畢業論文，它更加側重過程性評價。畢業設計管理系統除聚焦業務流程外，還應通過過程數據實現智能分析的功能。收集學生登錄系統、使用系統的各類數據，綜合關系型數據與非關系型數據，采用數據分析技術，提供畢設過程的智能評價。

2 畢業設計過程分析

高職院校開展畢業設計/報告的過程主要有籌備階段、指導階段和總結階段。籌備階段需要確認畢業設計形式，明確時間安排和工作流程，提出具體要求和選任指導教師，統一組織選題或開題工作，并向教務報送畢業設計統計表。指導階段需要保存指導教師與學生的交流信息，形成指導過程記錄，提交中期檢查，評閱畢業設計/報告，完成畢設答辯，并向教務報送學生畢業設計成績表。總結階段要完成匯總整理畢業設計相關資料，向教務處報送畢業設計總結報告。

2.1 畢業設計工作的啟動

圖1：系統技術架構

圖2：系統功能結構

圖3：系統角色判定表

啟動畢業設計工作要確認指導教師，確定時間節點，發布畢設流程和相關要求。指導教師由中級及以上專業技術職務教師擔任，或同等職稱的校外專家擔任，每位指導教師指導畢業設計最多不得超過30 人。學生可以接收并實時查看畢設流程和相關通知信息。

2.2 擬題與選題

參與頂崗實習的學生可以選擇將頂崗實習過程中用到的平臺、工具、技術、遇到的問題、解決方案以及最后所思所悟進行記錄、分析和總結，形成頂崗實習項目設計報告。這類畢業設計可以由學生自擬題目，畢設過程管理系統根據題目技術特征，智能篩選指導教師，并給出推薦教師列表，確認學生與指導教師的匹配關系。無法自擬題目的學生參與選題，根據個人專業所學、技術特長，結合指導教師給出的畢業設計題目確認指導教師。多名學生競選一個題目時，由指導教師根據學生信息確認題目分配。落選學生繼續選擇其他題目，直至能夠完全匹配。自擬題目和選擇題目都要經過智能畢設管理系統的分析，與近三年數據進行匹配，檢查題目的相似性，判定題目是否重復。

圖4：數據存儲與訪問邏輯

2.3 中期檢查

中期檢查是畢業設計開展到中期階段開展的進度性審查，主要是指畢業設計完成情況，畢設過程中存在的問題及整改措施，下一階段工作安排等內容。中期檢查需要學生在規定日期內完成。指導教師、系部管理員與教務管理員可以分別查看本組各學生進度、系部各指導教師進度匯總和全校各系部進度匯總。

2.4 指導過程記錄

過程記錄是學生與指導教師之間溝通信息、尋求幫助和技術支持的過程。針對特殊問題的指導過程，由學生自行查閱；針對普遍問題的指導過程，由本組學生查閱。指導過程可以反映學生完成畢設工作的流程、痕跡，有利于指導教師歸納總結共性問題，分類施策，精準指導。

2.5 教師評審

評審工作由指導教師就學生的工作態度、技術匹配、功能完整度、撰寫報告的質量和綜合專業水平五個項目進行量化打分，給出評審批語。教師評審應覆蓋全畢設過程，兼顧學生在畢設過程中的表現和最終取得的成果。

2.6 答辯評分

答辯過程中由答辯教師根據學生回答，對畢業設計的背景和思路，開發技術和工具，實現功能過程，語言表達和邏輯，收獲和存在問題五個項目進行量化打分，給出答辯評語。答辯評分有多位答辯教師參與，取加權平均值，綜合教師評審得分作為畢業設計/報告最終成績。

3 智能過程管理的分析

高職院校畢業設計不同于本科層次，畢設方案更加多樣性，成果形式更加多元化。一般情況，畢業設計方案可以包括但不限于策劃書或策劃案、商務報告、技術報告、產品設計、用例設計、業務卷宗制作和整理、經營方案、業務方案、分析報告、調研報告、綜合實訓報告等等。這些類型的畢業設計更加側重過程的實施與管理。

3.1 突出過程管理

管理系統需要解決缺少過程數據的痛點，以時間進度監控與畢設工作狀態監控為關鍵，突出畢業設計過程管理。細化畢設過程管理的粒度，在系統后端“埋點”，統計學生訪問系統的流量數據，采集訪問接口的日志數據，通過在訪問接口附加參數，將系統業務層調用傳遞信息串聯起來。在畢設管理的關鍵業務流程收集相關信息，用來跟蹤學生畢設狀態，提供數據支撐，收集包括訪問（Visits），訪客（Visitor），停留時間（Time On Site），頁面查看（Page Views）和跳出率（Bounce Rate）等頁面動作類型數據。

3.2 擴展評價參數

管理系統需要解決過程評價不完善的痛點，擴展評價參數，實現畢業設計全過程評價。畢業設計過程中將產生大量數據，這些數據借助傳統的信息系統無法有效的使用。在大數據技術日趨成熟的背景下，這些數據將成為一類重要的戰略性信息資源。它們具有價值稀疏性和功能多樣性，對決策支持有很大的幫助。合理高效利用這些數據評價學生在開展畢業設計工作過程中的狀態，可以使得最終的評價更加客觀。同時，這些過程數據的充分利用，能夠給畢設管理工作賦能。

3.3 智能分析與推薦

管理系統需要解決過程管理不智能的痛點，充分借助數據分析、分類與聚類、智能推薦等技術提升畢業設計管理的智能化。挖掘畢設過程中產生的關系型數據和非關系型數據，借助學生畫像提供多維度基礎屬性、關鍵業務及頻度變化趨勢，幫助學院洞悉學生畢設過程動態，鎖定突出問題，優化畢設管理。將畢設管理過程產生的各類數據，根據二級學院、教務部門的要求，分類展示、分主題展示。針對觀測、跟蹤數據，強調實時性、變化、運算能力，生成動態化、可讀性強的可視化圖表。針對分析數據，強調數據的呈現度、生成一份可以檢索、交互式的圖表。

3.4 角色與權限

管理系統采用基于角色的訪問控制模型（RBAC）[1]，每個用戶都要隸屬于一個角色，每一個角色都有其對應的權限。管理系統使用權限管理中心給用戶分配角色，提高系統的安全性和靈活性。畢業設計過程中涉及不同學生，不同指導教師和不同職能部門，分布對應的角色是學生角色、指導教師角色、答辯教師角色、系部管理員角色、教務管理角色，除此之外系統配置任務由系統管理角色完成。系統管理員可以由多個用戶，實現分布式配置。系統管理員負責配置角色與權限之間的對應關系，審核用戶與角色之間的匹配關系。權限反映了對某個功能的執行能力，查看功能菜單的能力。

4 系統設計

管理系統是畢業設計過程管理的支撐平臺，在設計與開發過程中采用目前主流的Web 開發技術，按分層分模塊的思想構建，數據以文件或關系表的形式存放。

4.1 系統架構設計

管理系統采用B/S 架構設計，總體上劃分為三層，分別是用戶界面、應用服務器和數據存儲，如圖1 所示。用戶界面提供基于瀏覽器的網頁界面，基于手機或平板的APP 界面和基于微信的小程序界面，方便用戶靈活的接入系統。應用服務器采用SpringBoot 技術搭建，避免大量的樣板代碼和配置，簡化Spring 框架的使用，向上提供頁面、JSON 數據和流數據。數據存儲采用關系型數據庫Mysql 存儲過程數據，采用非關系型數據庫Redis 緩存熱點數據，以文件的形式存儲文檔數據。

4.2 系統功能設計

管理系統的功能覆蓋畢業設計全過程，從信息發布、擬題與申報，到答辯評分、成績管理，側重過程數據收集，為進度管理和數據分析模塊提供有效的數據輸入，提升管理系統的智能分析能力。管理系統功能結構如圖2 所示。

用戶角色劃分為學生、指導教師、答辯教師、系部教秘（或相關主管）、教務主管和系統管理員。角色與用戶之間為多對多關系，一個角色可以賦給多個用戶，一個用戶可以承擔多個角色。如某教師用戶既可以承擔指導教師、答辯教師，又可以兼任系部教秘。角色與系統功能模塊的對應關系如圖3 所示。

4.2.1 信息發布模塊

信息發布的用戶角色有學生、指導教師、系部教秘和教務主管。信息發布的類型包括普通信息和待確認信息兩種，其中待確認信息需要接收者確認已閱讀。息發布者可以查閱確認數據。信息發布的方式包括廣播和指定接收人，廣播信息時所有用戶都能接收到，指定接收人時只有相關賬戶可以收到信息。教務主管可以向全部用戶發布信息，系部教秘可以向本系部用戶發布信息，指導教師可以向本組用戶發布信息，其他用戶只能接收查閱信息。信息發布者可以對信息進行管理，信息一旦確認發出不能修改，但可以標明“作廢”。信息內容可以圖文混排，信息屬性能夠支撐信息的一般化管理。

4.2.2 擬題與申報模塊

擬題與申報的用戶角色有學生、指導教師和系部教秘。畢業設計/報告的擬題分為學生自擬題目和指導教師擬題兩種方式。學生用戶可以自擬題目，給出題目的相關描述信息，根據指導教師簡介，在本系部內選擇一名畢業設計的指導教師，等待其確認。指導教師可以確認或拒絕學生的選擇，確認選擇后建立師生指導關系，拒絕選擇后學生需要重新選擇指導教師。指導教師擬題后，給出題目相關描述信息，由學生進行選擇。多個學生選擇同一題目時，由指導教師確認選擇關系，落選學生重新選擇其它題目。畢設題目與系統歷史題目庫進行相似的檢測，并顯示相似度較高的三篇文章。

確認師生指導關系后，學生用戶填寫“畢業設計開題申請”表單，簡要描述項目背景、項目功能、使用技術和工具、階段時間分配等信息，指導教師對該表單提出指導意見和評價，審核是否允許開題。系部教秘可以查看本系部選題與開題進展詳情。

4.2.3 在線交流模塊

在線交流的用戶角色有學生和指導教師。學生可以不受時空約束的發起在線交流，向指定教師就畢業設計開展過程中的問題進行咨詢。指定教師可以點對點回復請求，也可以將回復信息廣播給本組其他學生，并對學生的交流進行評價。師生交流產生的數據可以形成“畢業設計指導過程記錄”表單。

4.2.4 中期審核模塊

中期審核的用戶角色有學生、指導教師和系部教秘。當畢業設計整體進程過半時，由學生填寫“畢業設計中期檢查報告”表單，匯報畢業設計完成情況，存在問題和修改計劃，指導教師給出審核和評價，并對下一階段工作重點進行指導。系部教秘可以查看本系部中期審核進展詳情。

4.2.5 文檔提交模塊

文檔提交的用戶角色有學生、指導教師和系部教秘。當學生完成畢業設計/報告后，可以提交相關文檔，指導教師給出反饋意見和評價。同一文檔可以多次提交，確認提交后不能刪除，但可以由所屬用戶標明“作廢”。學生用戶可以查看、下載歷次提交的文檔，指導教師可以查看、下載本組所有學生的文檔。系部教秘可以查看本系部文檔提交進展詳情。

4.2.6 教師評分模塊

教師評分的用戶角色有指導教師和系部教秘。指導教師對本組學生已提交的定稿文檔進行評分和審核，評價學生的工作態度、技術匹配度、功能完整性、文檔質量、專業水平與創新性。評分過程形成“畢業設計指導教師評審表”，審核通過的學生獲得參加答辯的資格。系部教秘可以查看本系部教師評分詳情，導出所有參加答辯學生的信息。

4.2.7 答辯評分模塊

答辯評分的用戶角色有答辯教師和系部教秘。系部教秘設置答辯教師分組與評分權重，根據教師簡介指定答辯組長。答辯小組確認后，管理系統自動劃分匹配答辯學生，匹配原則為答辯教師與指導教師無交集。答辯過程中答辯教師可以查看本組學生提交的所有文檔，答辯教師針對學生所完成的畢業設計/報告提出問題，根據學生的回答，進行專項評分和總體評價。答辯小組的評分采用加權平均的方式形成“畢業設計答辯評審表”。

4.2.8 成績管理模塊

成績管理的用戶角色有學生、系部教秘和教務主管。教務主管設置指導教師評分和答辯評分權重，查看各系部成績匯總信息、成績分布。系部教秘確認本系部各指導教師和答辯教師評分，查看本系部全部畢業生的成績匯總信息、成績分布信息，處理未正常通過答辯學生，設置緩答辯或二次答辯學生信息與答辯教師信息。學生可查看自己的畢設得分與通過狀態。

4.2.9 進度管理模塊

進度管理的用戶角色有學生、指導教師、系部教秘和教務主管。進度管理模塊的支撐數據來自畢設過程中各關鍵模塊，向不同角色用戶展示其關注的過程進度。教務主管查看各系部畢設進度信息與完成情況。系部教秘設置畢設過程關鍵步驟與日期范圍，查看本系部各指導教師進度信息與完成情況。指導教師確認本組成員的關鍵步驟完成情況，查看本組成員的進度詳情。學生可查看畢設過程關鍵步驟與日期范圍，查看自己畢設的進度情況。

4.2.10 數據分析模塊

數據分析的用戶角色有指導教師、系部教秘和教務主管。數據分析模塊的支撐數據來自畢設系統的活動數據和歷史數據，活動數據包括用戶使用系統過程中產生的數據和日志，如功能點訪問時間、停留時間等。指定教師查看本組學生的過程數據詳情，系部教秘查看本系部指定教師的過程數據詳情，教務主管查看各系部過程數據詳情。

4.2.11 文獻檢索模塊

文獻檢索的用戶角色有學生、指定教師和系部教秘，主要為學生提供各種搜索引擎入口。系部教秘可設置并管理本系部通用文獻檢索入口，指定教師可曾設檢索入口，學生可以查閱使用本系部所有檢索入口。

4.2.12 基本信息模塊

基本信息的用戶角色是全體用戶，根據所屬角色不同，管理個人基本信息。首次使用系統需要完善個人信息，修改賬戶密碼。系部教秘能確認本系部學生、指定教師和答辯教師個人信息，有權管理、重置他們的賬戶信息。系統管理員可以管理、重置系部教秘和教務主管賬戶信息。

4.2.13 角色與權限模塊

角色與權限的用戶角色是系統管理人員，用于維護角色與權限的匹配關系。配置權限時以功能模塊為大類，以具體功能點為具體配置項。

4.2.14 系統設置模塊

系統設置的用戶角色是系統管理人員，用于初始化管理系統，基礎數據管理，備份或恢復數據，導入和導出相關表單數據，管理系統日志。

4.2.15 信息安全模塊

信息安全實現以日志的形式記錄用戶請求端信息、登錄信息、訪問信息。

4.3 數據存儲設計

管理系統的數據資源有基礎關系型數據資源和非關系型數據資源。關系型數據選擇存放在關系型數據庫，如Mysql；非關系型數據選擇存放在文件中，業務邏輯執行時借助Redis 緩存數據，提高數據讀寫效率。管理系統的數據存儲與訪問邏輯如圖4 所屬。高效可用的數據存儲架構，保障數據資源都能有效的管理維護，方便用戶有效的查詢瀏覽。

5 結束語

高職院校的畢業設計不同于本科層次的畢業論文，它在形式上具有靈活性、多樣性的特點，在結果呈現上具有多元化、重實踐、偏應用的特點。高職院校的畢業設計管理系統，要對過程管理更有針對性，能夠覆蓋畢設全過程，從畢業設計工作啟動開始，直至答辯/問詢和成績歸檔。系統設計時除滿足各典型業務功能外，增加過程管理和數據分析功能，注重通過數據的收集、分析，提高系統的智能化水平，給相關干系人提供決策支持，實現畢業設計工作的可監控性和可管理性。本文在分析當前高職畢業設計現狀的基礎上，結合畢設管理特點和智能化管理需求，設計了智能高智畢設過程管理系統。本文的系統設計方法和思想對其他類似的過程管理系統的設計具有一定的借鑒意義。