基于微服務架構的產業學院運行管理平臺設計

賀 義

(長沙航空職業技術學院，湖南 長沙 410124)

產教融合、校企合作是職業教育的基本辦學模式，是培養高素質技術技能人才的內在要求，是職業教育最顯著的類型特征。近年來，國家層面就產教融合、校企合作出臺了一系列政策，《國家職業教育改革實施方案》指出：“深化產教融合、校企合作，育訓結合，健全多元化辦學格局，推動企業深度參與協同育人，扶持鼓勵企業和社會力量參與舉辦各類職業教育?！盵1]12《關于推動現代職業教育高質量發展的意見》更是明確提出：“推動校企共建共管產業學院、企業學院，延伸職業學校辦學空間?！盵2]產業學院作為校企深度合作的一種新的形式，已然成為職業教育產教融合、創新辦學的聚焦點。產業學院打破了職業院校傳統的封閉辦學模式，加強了院校與社會的聯系，整合了學校和企業的教育教學資源，促進了產業鏈、創新鏈、教育鏈的有效銜接。

產業學院運行管理平臺以促進教育教學改革、提高人才培養質量、提升管理服務效能為目標，借助信息化管理手段，推動院校與企業在信息、人才、技術和物質等資源共享上全方位合作，營造良好的技術技能創新服務環境，實現對產業學院師生、教育教學、科學研究、社會服務、成果轉化等校企合作管理的數字化、知識化和網絡化，綜合利用大數據、人工智能等手段推動產業學院管理方式的變革，破除信息壁壘，加強校企聯系，不斷提升智能化管理水平，充分調動學校、行業企業、社會組織等各方面人員的積極性、創造性和創新活力，打造多方共贏、創新發展的校企命運共同體。

一、產業學院功能定位分析

產業學院以服務特定產業集群為宗旨，以培養高素質、復合型、創新型技術技能人才為核心，整合“政、行、企、校”等多方資源，搭建校企合作新平臺。校企共建產業學院是深化產教融合的重要途徑，是高層次技術技能型人才培養的有益探索，是促進大學生就業創業的有力舉措。按照國家關于產業學院建設的相關要求，產業學院是以產業發展急需為牽引，利用高校特色鮮明、產業關聯性強的學科專業(群)優勢，與地方政府、行業企業等多主體共建、共管、共享的非獨立法人機構[3]。產業學院建設包括產業學院管理與服務系統以及相應的學院建設服務，旨在推動“政、行、企、校”在人才培養、技術創新、社會服務、成果轉化、產業引領等領域深度融合發展，力爭將產業學院打造成為集“產、學、研、轉、創”五位一體、多功能、多主體深度融合的新型辦學實體，積極探索產教資源互相支撐、互相轉化，形成產教深度融合、良性互動的職業教育發展新生態。

1.產業發展。產業發展是目標，產業發展帶動職業教育人才需求，通過職業教育為產業發展提供技術與人才，產教融合共同推進產業經濟的發展。

2.教學實施。教學運行實施過程是開展人才培養的保障，通過科學有效的行業發展研究、崗位需求調查、職業能力分析、課程體系轉化，形成針對性的培養體系。

3.技術研究。如何將最新的技術、最前沿的工藝與生產流程轉化為生產力，是職業教育研究的重要課題，也是職業教育反饋產業發展的重要途徑，是社會服務的體現形式。

4.成果轉化。推進科技成果使用、處置、收益與個人收入掛鉤，激發科研人員的創新活力，產生更多具有轉化價值、能夠形成產業的技術成果。

5.創新創業。通過創新人才培養，推動企業更具生命力，針對特殊行業，通過持續不斷的創新與創業活動，讓企業與行業協同發展。

二、產業學院運行管理平臺需求分析

通過對產業學院的功能定位分析，發現產業學院運行管理平臺應當以信息化為手段，以微服務為基礎，面向不同的業務場景，構建覆蓋產業發展、人才培養、科學研究、技術創新、社會服務、學生就創業等業務領域的“一體化系統”，實現產業學院的基礎信息、人才培養方案、課程標準、師資團隊、彈性學習、技術研究、成果轉化、就業推薦、下廠實習、創新創業、社會服務等全要素數據的管理與應用，搭建學校、企業、教師、學生四方互動交流平臺，實現產業學院運行管理的流程化、數字化和網絡化。

(一)合作企業信息管理

產業學院共建企業的相關信息管理，主要包括企業基本信息、企業招聘信息、企業合作項目信息、企業用人需求、培訓課程、企業導師信息、企業投入資源、員工發展路徑等方面的情況。運行管理平臺可以為每個企業分配對應的賬號，企業人員可以管理企業相關信息。企業在產業學院開設個性化空間，用于該企業的業務與產品展示，通過面向合作產業學院、專業和學生推送信息，實現企業品牌形象的推廣，推進企業招聘、合作辦學和技術創新。

(二)產業學院學生信息管理

產業學院的學生由原專業學生篩選以后進入產業學院，所有的學生信息都會通過產業學院運行管理系統進行管理，包括學生姓名、學號、手機號、年級和專業等信息。通過建立符合校企一體化培養的學生檔案模型，具備按照教學管理要求組織和管理學生檔案的功能；通過對學生專業背景、能力水平、成長評價等綜合要素進行數據分析，推送合適的崗位信息。預留第三方數據交互接口，支持與學校的數據中心進行對接互通。

(三)產業學院教師信息管理

產業學院的教學由雙導師團隊來完成，學校的專任教師和企業的技術專家、技能大師共同組成產業學院教學團隊，所有參與產業學院運作的教師的基本情況都可以通過軟件平臺進行查詢與了解，包括：教師類型、姓名、性別、學歷、學位、職稱、工作年限、獲得成果、能力方向和教授課程等，并從“雙師”比例、企業教師比例、博士的教師比例等多個維度呈現專業師資建設情況。

(四)校企合作項目管理

校企合作項目分為人才培養、專業建設、課程開發、師資建設、教育教學、科學研究、社會服務和創新創業等類型。校企合作項目管理根據每種類型的合作項目特點，動態設置管理要素。通過設定企業、教師、學生等各類角色管理界面，規范數據采集、嚴格數據使用權限等技術手段，實現對合作項目的精準管理。

(五)產業學院整體運行情況監控分析

基于對產業學院運行狀況的分析，實現簡單易用且功能強大的可視化平臺。通過對產業學院共建企業、參與學生、合作項目、產生的成果、社會影響等情況進行全方位數據監控、統計分析，利用大屏可視技術，分類別、分項目展示產業學院運行情況。通過對產業學院運行數據深度挖掘，為重要決策、創新、變革和日常工作的管理運行做好技術支撐。

(六)產業學院運行成果對外宣傳

對于產業學院日常運行組織以及運行所產生的重要成果對外進行展示宣傳，包括組織架構、管理制度、教育教學等日常辦學活動，以及校企雙方依托此平臺產生的科學研究技術創新項目成果、產教融合教學成果、校企合作生產成果等信息的宣傳展示。

三、產業學院運行管理平臺可行性分析

隨著IT技術的快速發展和廣泛應用，目前大量的手工管理手段被信息化管理手段所替代，現有的軟件技術完全可以實現平臺目標。從硬件角度來看，產業學院運行管理平臺對硬件的要求不高，普通辦公電腦甚至個人手機都可以滿足本平臺運行的需要。從使用者角度分析，當下各類網絡管理系統、App、小程序已融入老百姓的日常生活，大家深切感受到信息技術對工作和生活帶來的便利，能夠使用計算機、智能手機已成了一項基本技能。產業學院運行管理平臺的主要用戶是高校教師、企業管理人員和大學生，這類人群都會使用計算機，信息化水平相對較高，基本上不需要輔導就可以完成產業學院運行管理平臺的使用和管理。

四、基于微服務架構的產業學院運行管理平臺設計

(一)系統功能模塊設計(圖1)

圖1 產業學院運行管理平臺功能模塊

1.門戶網站功能。門戶網站是產業學院對外宣傳的窗口，通過對產業學院的組織架構、運行模式、規章制度、學生活動、科研創新、社會服務等辦學風采和校企合作成果的展示，吸引社會各界關心、支持、參與職業教育，同時為學校、企業、教師、學生四類用戶提供登錄接口。門戶網站主要設置產業學院介紹、信息發布、學生活動、合作成果展示、登錄管理、信息檢索、互動交流等系統模塊。

2.學校端功能。實現院校對產業學院的綜合管理，主要包括產業學院項目的創建維護、企業信息管理、學生信息管理、教師信息管理、校企合作項目管理，實現對專業標準建設、課程標準開發、課程資源建設、實習實訓、師資團隊管理、教學管理、質量監控、就業管理、社會服務、科學研究、學分銀行、成果轉化等合作信息的采集與管理。使用數據挖掘技術、大屏技術實現對產業學院運行數據的實時監控與數據統計分析。

3.企業端功能。企業端的主要功能包括企業基礎信息維護、產學研項目需求發布、產學研技術研發中心管理、科研成果轉化、員工培訓及競賽鑒定需求發布、企業兼職教師資源庫建設、專業標準聯合開發、課程資源共建共享、訂單班組建與管理、校園招聘會、就業實習管理、創新創業指導、人才培養質量社會評價等。

4.教師端功能。教師用戶參與產業學院管理的主要接口，主要包括資源建設(專業標準、課程標準、教學資源)、教學服務、聯合科研、創新創業指導、下廠頂崗培訓申請、校企合作過程材料管理等功能。

5.學生端功能。主要實現學生的在線學習、實習實訓材料上報、創新創業項目申報、求職簡歷完善、企業招聘信息查詢、招聘會報名及簽約管理、企業用人評價調研等功能。

6.管理員端功能。主要實現系統基礎參數的設置和管理，包括平臺基本信息維護、用戶注冊管理、用戶權限管理、數據管理、系統運行監控等模塊功能。

(二)微服務系統架構的選擇

隨著技術的發展，應用系統架構從單體應用架構到SOA架構，逐步發展到今天廣泛使用的微服務架構。微服務架構是指使用一系列粒度較小的服務來開發單個應用的方式。在該架構中每個服務運行在自己的進程中，服務間采用輕量級的方式進行通信，每個服務可以采用不同的編程語言編寫，使用不同的數據存儲技術[4]。微服務架構通常由服務注冊與發現、路由、負載均衡、服務網關等核心部件組成(圖2)。

圖2 微服務架構

相對于傳統的單體應用架構和SOA架構，微服務框架的主要特點是組件化、自治、松耦合和去中心化，它的優點主要有以下幾點：

1.服務拆分粒度更細，有利于資源的重復利用，提高開發效率。

2.可以更加精準地制訂每個服務的優化方案，提高系統可維護性。

3.微服務架構采用去中心化思想，服務之間采用RESTful等輕量協議通信，相比ESB更輕量。

4.適用于互聯網時代，產品迭代周期更短。隨著微服務架構技術的成熟與發展，在當前分布式云平臺廣泛使用的大背景下，微服務正逐漸成為默認的系統架構設計模式。當前較為流行的微服務框架有Spring Cloud、Dubbo、Motan、gRPC 4種，根據服務調用方式以及功能特色可將它們分為RPC(Remote procedure call)型微服務框架和RESTful微服務框架2種[5]10。它們的基本特性對比見表1。

表1 常見的微服務框架基本特性比較

經過技術比較，Spring Cloud微服務框架性能優異，是本系統的最佳選擇。Spring Cloud是基于Spring Boot的一整套實現微服務的框架，它本質上是一種RESTful的微服務框架，具有穩定性、可持續性、便捷性等特性[6]。Spring Cloud提供了一系列分布式基礎設施的功能，如配置管理、服務發現、服務追蹤和負載均衡等，使用簡單且有強大的技術支持，是一個優秀的分布式技術解決方案。

(三)微服務系統總體架構設計

產業學院管理平臺基于Spring Cloud微服務框架構建，軟件架構從下至上共分為五層，分別是運行環境層、數據服務層、微服務平臺層、信息服務層、前端應用層，具體架構如圖3所示。

圖3 微服務架構的產業學院運行管理平臺架構

五、產業學院運行管理平臺實現

(一)登錄模塊實現

使用JWT的方式實現用戶登錄，將用戶的信息存儲到token中，用戶只需要在登錄服務器登錄一次，就可以生成一個token，將用戶的相關信息存儲到token中，然后將token存儲到cookie中，之后再去訪問其他相互信任的服務時，就可以直接按token去訪問，那個服務就會解析token拿到用戶信息，再進行其他操作。用戶登錄模塊的程序流程如圖4所示。

圖4 登錄認證原理

(二)權限管理模塊實現

用戶權限一般分為功能權限和數據權限。功能權限采用經典的RBAC(Role based access control)方式進行控制，不直接將系統操作權限授予具體用戶，而是引入角色的概念，在用戶集合與權限集合之間建立一個角色集合，將用戶與權限邏輯分離，實現了靈活、方便、安全的授權管理[7]130。RBAC的核心就是通過角色來控制用戶權限，用戶通過角色和權限產生關聯，再去控制用戶的操作。(如圖5所示)

圖5 功能權限管理圖

數據權限通過數據范圍的模型去控制，核心是通過數據范圍來控制數據權限，先定義好在哪些維度上進行數據權限的控制，數據范圍有各個維度數據的數據集，根據這個數據集去控制用戶的數據訪問范圍。

基于微服務架構的產業學院數字化管理平臺通過對產業學院實際業務分析，結合市場上正運行的相關校企合作管理平臺的應用經驗，運用軟件思維對產業學院業務進行流程化、規范化，采用主流的軟件架構技術開發設計。面向PC、手機、平板等不同的業務終端，為各類用戶提供便捷的信息服務，同時利用數據挖掘技術對產業學院的運行情況進行深度分析，為產業學院運營決策提供信息支撐。管理平臺的使用將便于產業學院的日常管理，提升工作效能，進一步促進校企深度融合。