線上畢業設計選題系統設計與實施研究
——以蘭州職業技術學院電子信息工程系為例

尚 云，葛世強

(蘭州職業技術學院 電子信息工程系， 甘肅 蘭州 730070)

畢業設計是高職院校人才培養中綜合性實踐教學的重要環節，是培養學生在校期間各科知識綜合運用能力、創新創業實踐應用能力、科學規范寫作能力、團隊協作有效溝通能力的重要教學過程，是實現從學校知識學習到崗位知識應用的重要過渡環節，該環節的作用和地位是其他教學環節無法替代的。以電子信息工程系為例，每學年開展畢業設計,每位學生都需要一位教師進行指導,平均比例是一位教師指導13名學生,開發選題系統對實現高效的雙向選擇非常必要。

整個畢業設計業務流程需要指導教師梳理整體框架，首先確定學生在所選畢業設計題目中需要進行的工作任務；接著需對整個項目進行工作任務的分工；指導學生按計劃完成各個模塊設計內容；整合項目實現功能；進行合理用例的項目測試及完善畢業設計功能；依照規范完成畢業論文撰寫。針對畢業設計實施過程中，整體進行的業務流程及實際存在的一系列問題，國內外部分高校和學者進行了研究和改革。例如，牛銳鋒老師等結合指導與管理畢業設計的實踐，論述了在畢業設計過程中做好建章立制、選題、指導、監管和科學評價五方面工作[1]。劉春山老師在分析畢業設計題目選擇的必要性后，提出了項目化模式在畢業設計中的應用和實施過程[2]。如何高效地實施畢業設計選題—分工—設計—整合—測試—提交全過程，開發選題系統是關鍵。

隨著疫情防控工作的需要，師生工作學習模式開始發生變化，傳統線下選題不能及時解決疫情反彈時選題工作的有效開展；傳統線上選題系統功能單一，用戶體驗度低，只能完成在線選題工作，具體工作開展還是通過一次次師生面對面溝通進行解決，不能解決疫情影響下畢業設計選題之外的問題。因此開發選題系統是非常必要的。

針對畢業年級學生教師畢業設計工作高效開展的迫切需要開發畢業設計選題系統，一是選題過程在線上進行，確保畢業設計公開選題、師生互選，堅持學生興趣導向原則；二是將畢業設計各個業務流程清晰地呈現在教師學生進行畢業設計的全過程，堅持高效服務原則。

一、已有畢業設計選題現狀分析

電子信息工程系每一級畢業生為500人左右，每位教師平均指導學生13人，一直采用傳統的畢業設計選題模式。具體實施流程為：教師填寫畢業設計題目申報表—院系審核—審核通過后組織各班學生選題—系部匯總審核—通知指導老師與選題學生溝通確認—教師發放畢業設計任務書，開展畢業設計后續內容。現有選題模式主要存在以下問題：

(一)教師擬題，學生選題

畢業設計題目僅僅根據教師單方面的研究領域擬定，當部分學生選題碰不到感興趣的題目時，只能隨便選一個題目，降低學生的主動性，造成畢業設計的質量下降；部分學生被動選題后，可能選到的是其它專業方向的題目，難度大且無法獨立完成，動搖學生的自信心；多個學生選題時會同時選取同一個題目，經系部匯總后，重新選題，導致部分學生選不上自己喜歡的題目，二次選題會影響學生的積極性。

(二)題目難度均衡，沒有差異化培養

大多數教師依據中等學生的能力命題，對于一部分經常參加學科競賽的學生稍顯簡單，短時間可能就完成了，無法達到通過畢業設計環節提高自身綜合能力的目的。

(三)已有選題系統存在較多弊端

閱讀大量文獻后發現，現有線上選題系統基于Visual Studio 2010開發工具，開發語言使用C#語言，系統整體架構采用C/S(客戶端/服務器)模式，后臺的數據庫采用SQL Server 2008數據庫[3]；或是前臺采用.NET的WEB開發，后臺采用SQL Server 2008 R2數據庫進行數據存儲[4]等。實現技術系統體量大，開發繁雜，數據庫厚重，且涉及到數據備份、數據安全等，部署系統對硬件環境要求較高[5]。基本功能為選題，系統在同一時間開放選題，并在規定時長內由學生進行畢業設計題目的選取，題目選取通常以先到先得為原則，不能進行師生互選。主要解決畢業年級學生畢業設計的選題、匯總等問題，提高各個教學單位的相關教師工作效率，避免線下傳統紙質方式進行統計匯總時出現過的一些疏漏和錯誤，但是功能相對單一，用戶體驗欠佳。

二、線上畢業設計選題系統創新點

畢業設計的全過程中，首先關注學生自身選題主導權和選擇權，進行溝通式選題。進行系統設計開發時參照企業實際實施中所使用的實現技術(包括HTML、CSS、Javascript和Vue.js、jQuery.js腳本庫)，采用框架結構搭建項目；使用云數據庫對數據進行存儲；利用基于開源且跨平臺的ML.NET深度學習框架，結合深度學習算法，實現數據的實時準確；利用大數據處理技術對畢業設計過程中所產生的各項數據進行分析挖掘；將云服務器與寶塔面板控制有機結合，達到系統及輔助開發工具的云上運行。

(一)功能創新

針對分析提出的問題，將系統功能進行相應提升。

1.溝通式選題

選題模塊以溝通式選題功能為核心。改進為教師自主上傳題目，系部同一時間開放選題，學生主動選題，全系各專業教師題目無障礙選擇，接著教師與學生進行平等溝通后，或通過選題或駁回選題或依據學生建議修改題目。當選題通過時，教師指導學生開展畢業設計；當選題駁回后，學生可再進行選題，直到雙方達成共識后，開展后續工作。

2.創建互動留言板

畢業設計不再是單一的提交和審核，而是有溫度的互動，一對一師生間的說明、請教、回答，本小組間的互相建議、問題提出及解決都由互動留言板承擔。

3.格式文檔提交

根據畢業設計流程設計相關文檔提交功能，師生互動，當學生完成某階段文檔時，在線提交，教師在線審閱。通過審閱并提交成功，審閱不通過駁回，重新修改提交，直至合格。系統共設計選題審批表、任務書、開題報告、論文等格式文檔提交功能，分類清晰，使用方便，提高師生體驗。

4.畢業設計成績存檔

整個畢業設計內容提交結束后，通過不同教研室小組評審，給出每位學生畢業設計總成績，提交系統，進行存檔，學生可隨時查閱，分數也可根據班級、專業、指導教師等不同類別進行導出，方便后期存檔、數據分析。

(二)技術改進

系統具體架構采用現今主流的Web開發體系架構設計，利用H5、CSS3、jQuery、PHP等開發設計語言，云數據庫存儲數據。多層架構設計系統開發，按照MVC模式進行實現。V用于實現為用戶所提供交互式界面，C負責數據以及相關請求服務的具體實現，M完成對數據的保存、讀取和更新的操作，最終整個業務過程中所產生的數據均利用云服務器進行數據存儲和備份。

1.MD5加密

MD5(Message-Digest Algorithm 5)加密算法采用的是一種單方向的加密方法，用的是Hash算法，在計算機安全領域中使用廣泛，屬散列加密。對用戶的密碼進行MD5加密保護，將加密后的字符串和數據庫中的進行比較，增強系統安全性。

2.文件鎖解決并發問題

使用文件鎖技術解決網絡并發沖突問題。學生集中在同一時間段學生選題時，容易導致網絡延時、選題不成功等問題。在同一時間進行選題開放時，要鎖定畢業設計題目表，若選題的同學比較多，那么畢業設計題目表就一直處于被鎖定的狀態，會產生阻塞。使用文件鎖，數據庫區的MySQL模塊下的MySQL鎖解決這一問題。

選題流程中,當多位同學同時選題時加鎖，操作系統底層確保只有一位同學在進行操作，其他的只能阻塞;然后確定某選題已經被選，進行解鎖;接著其他同學再操作，流程與上相同,解決并發問題。

3.提高教師學生使用體驗

通過簡潔明確的需求設計，提高學生和教師的使用體驗。重點提高交互效果，在用戶操作之后發生一些適當的交互，讓用戶感受到自身的存在感。突出實用性，直接展現用戶想看的內容，采用留白設計讓用戶更有期待。

4.云服務器存儲

將每位學生每位教師的操作和文檔內容全部存儲在云服務器端，即可將內容存儲，提高數據復用性，便于后期數據的分析和統計。

三、線上畢業設計選題系統的設計思路

畢業設計選題系統由以往的線下分班級操作轉變為教師線上申報畢業設計題目，教務管理員審核題目，并在同一時間開放選題，學生線上選題，教師線上公布結果，達到師生互選的目的。實現線上教師批閱指導，保證學生在半年校內半年校外的實習狀態下順利完成畢業設計。系統分為管理員、教師、學生三類用戶，每類用戶擁有不同權限和功能，從而達到多用戶并存應用的目的。

選題學生進入系統可查看相關消息，可對系統所設定的初始密碼進行修改，可進行個人信息完善，查看和選擇課題；提交開題報告,畢業設計論文等文檔。

教師的任務是添加、修改、刪除自己的課題，也可以查看選題情況,審閱學生提交的畢業作品等。

管理員是整個系統的負責人，以管理員的角色登錄系統后可以進行信息發布，添加、修改、刪除學生以及教師的個人信息，審核教師發布的課題，查閱教師學生提交的文檔，并進行系統的日常維護等。

(一)整體設計思路

畢業設計選題系統采用B/S框架，web端采用 MVC 框架來降低系統的耦合度方便開發者的使用。該體系結構由瀏覽器端以GET方式向服務器端發送請求，并在服務器端進行響應。服務器開發環境采用PHP、Mysql、Web服務來實現的。服務器用于瀏覽器端與數據庫中數據的交互。畢業設計選題系統的總體框架如圖1所示。

圖1 總體框架

(二)功能結構設計思路

功能結構設計如圖2-4所示。

圖2 系統管理員功能結構圖

圖3 教師功能結構圖

圖4 學生功能結構圖

(三)后臺數據庫設計思路

1.timus選題信息表

主要存儲選題名稱、簡介、選題要求、添加課題教師的id、每個課題限選的人數、已選課題的狀態等信息，如表1所示。

表1 timus選題信息表

2.sysuser系統用戶表

用戶表主要存儲系統中各個權限用戶的一些基本信息，如用戶名、密碼、用戶類別、姓名、性別、電話、電子郵件、課程id等信息，如表2所示。

表2 sysuser系統用戶表

3.zuoye作業信息表

作業信息表主要存儲用戶id、課程id、課程名、狀態、文檔類別等信息，如表3所示。

表3 zuoye作業信息表

四、線上畢業設計選題系統的實施

首頁部分為不同權限用戶選擇頁面，如圖5所示。圖6為登錄界面，以教師登錄為例。圖7為教師登錄后系統主頁面，點擊左側列表可跳轉到詳細頁面。

圖5 首頁

圖6 教師端登錄界面

自2020年至今，該系統已服務學院電子信息工程系兩屆大三學生進行畢業設計。服務學生1134人次， 畢業設計選題數目1204項， 界面簡單， 數據操作便捷，用戶體驗良好。在本學期疫情來襲之時，為畢業年級學生畢業設計的正常開展提供了保障，既順利的開展了畢業設計的選題工作，又為后序畢業設計順利進行提供了支持。

圖7 主頁面

五、結語

畢業設計選題系統實現互動式選題，在線交流式畢業設計過程,很好地解決疫情常態化后畢業設計實施中存在的問題，為學生和教師提供簡單便捷的服務。此系統預留了擴展系統功能的程序接口，便于后期完善功能，升級系統。全過程畢業設計材料提交，進行數據留存便于數據分析，為今后畢業設計題目立題的科學性和創新性提供科學數據參考，對類似的系統具有一定的參考價值和借鑒意義。