智能高职毕设过程管理系统的分析与设计

朱凤山

（天津商务职业学院 天津市 300170）

自国务院印发《国家职业教育改革实施方案》以来，随着新型职业教育模式、1+X认证、校企合作等模式的陆续出台，国内外专家、众多高职院校教育工作者对高职教育教学的各个方面进行了大量的探索和研究，助推高职院校教育教学改革走向深入。毕业设计（报告）是各高职院校教学工作中的一项重要内容，但现有的毕设管理系统多数都根据各学校的教学特色进行定制，或关注毕设选题，或关注论文查重，缺乏对整个毕设过程的监督管理，对毕设过程中所产生的数据没有充分挖掘其价值，缺少智能化推荐、分析和判断的功能。

与高职毕业设计管理落后形成反差的是以“云物大智”为代表的新一代信息技术的普及。根据IDC 的数据统计分析，预计到2025年，全球AI 应用率将高达86%，数据利用率将达到80%，云化率将达到85%。在新一代信息技术、大数据技术、云计算技术的推动下，高职学校毕业设计管理方式，暴露出了很多缺点和不足，管理方式、管理效能已经与技术发展和时代要求相脱节。

1 高职毕业设计现状

目前很多高职院校的毕业设计管理还存在诸多问题，如很大程度上依赖人工进行，毕设指导教师通过Excel、Word 等办公软件来处理大量的数据，借助QQ、微信、邮件等第三方通信平台，通知毕设阶段任务，管理毕设进度，任务量繁重，产生的过程数据离散；各二级学院、教务部门无法及时有效的对毕设工作进行管理，难以及时有效地掌握最新进展情况。

1.1 缺乏智能平台支撑

高职人才培养模式是通过深化产教融合、校企合作，培养复合型技术技能人才。高职院校在落实人才培养方案时多通过提高实践课比重，增加学生顶岗实习时长等措施。在此前提下，学生开展毕业设计/报告通常是在校外顶岗实习期间，指导教师与学生分居多地，指导工作只能借助通讯软件开展。从启动毕业设计工作，开展拟题与选题，完成中期检查，提交毕业设计报告，最终毕业设计答辩，毕业设计工作持续时间一般三至六各月不等。地理位置分散、持续时间较长、过程环节众多这些因素都给毕业设计工作增加了难度。如果没有相应的智能化毕设管理系统，指导教师仅凭常用的通讯软件，是无法对整个毕设过程进行管理的，无法了解每个学生的毕设过程状态数据。系部相关负责人也无法及时掌控本系部毕设工作情况，无法了解各指导教师毕设进度。校级相关负责人不能全面监督毕设工作信息，无法横向对比各系部的工作进度。

1.2 缺少过程数据统计

毕业设计时间跨度大，中间环节多，管理过程繁琐。如果忽视毕业设计过程管理，丢弃毕业设计过程数据，将会影响毕业设计评价的完整性。毕业设计工作应具备两大特性：可监控性和可管理性。前者是要求对毕设流程中的每个环节均可进行有效的数据采集、在线审批与监督控制；后者是要求教师、学生、不同权限的管理人员可在不同时间和不同地点登录系统，进行相关业务操作。在监控和管理中都会产生大量有价值的数据，这些过程数据具有非常重要的价值，它可以描绘出学生在毕设过程中的行为画像，而在传统毕业设计中，这些数据并没有被记录，缺乏有效利用。

1.3 过程评价不完善

《深化新时代教育评价改革总体方案》明确要求严格学业标准，结果性考核要与过程性考核有机融合。毕业设计工作的结果性考核是设计报告的展示与答辩，过程性考核涉及更多内容，包括毕设进度状态，学生与教师沟通频次，使用检索工具情况，完成材料的时效性等等。融入过程性考核可以使得毕业设计评价更加客观公正。没有毕设过程管理系统的支撑，无法采集到过程数据，不能分析汇总毕业设计过程的状态，最终的评价结果不够完善。

1.4 过程管理不智能

现有的毕业设计管理系统功能集中在毕设选题、毕设管理，且多是围绕本科层次的毕业论文开展，缺乏过程数据采集，没有题目分析与重复性判定，进度管理不完善，过程管理不智能等问题。高职层次人才培养更加侧重实践与应用，毕业设计/报告有别于本科层次毕业论文，它更加侧重过程性评价。毕业设计管理系统除聚焦业务流程外，还应通过过程数据实现智能分析的功能。收集学生登录系统、使用系统的各类数据，综合关系型数据与非关系型数据，采用数据分析技术，提供毕设过程的智能评价。

2 毕业设计过程分析

高职院校开展毕业设计/报告的过程主要有筹备阶段、指导阶段和总结阶段。筹备阶段需要确认毕业设计形式，明确时间安排和工作流程，提出具体要求和选任指导教师，统一组织选题或开题工作，并向教务报送毕业设计统计表。指导阶段需要保存指导教师与学生的交流信息，形成指导过程记录，提交中期检查，评阅毕业设计/报告，完成毕设答辩，并向教务报送学生毕业设计成绩表。总结阶段要完成汇总整理毕业设计相关资料，向教务处报送毕业设计总结报告。

2.1 毕业设计工作的启动

图1：系统技术架构

图2：系统功能结构

图3：系统角色判定表

启动毕业设计工作要确认指导教师，确定时间节点，发布毕设流程和相关要求。指导教师由中级及以上专业技术职务教师担任，或同等职称的校外专家担任，每位指导教师指导毕业设计最多不得超过30 人。学生可以接收并实时查看毕设流程和相关通知信息。

2.2 拟题与选题

参与顶岗实习的学生可以选择将顶岗实习过程中用到的平台、工具、技术、遇到的问题、解决方案以及最后所思所悟进行记录、分析和总结，形成顶岗实习项目设计报告。这类毕业设计可以由学生自拟题目，毕设过程管理系统根据题目技术特征，智能筛选指导教师，并给出推荐教师列表，确认学生与指导教师的匹配关系。无法自拟题目的学生参与选题，根据个人专业所学、技术特长，结合指导教师给出的毕业设计题目确认指导教师。多名学生竞选一个题目时，由指导教师根据学生信息确认题目分配。落选学生继续选择其他题目，直至能够完全匹配。自拟题目和选择题目都要经过智能毕设管理系统的分析，与近三年数据进行匹配，检查题目的相似性，判定题目是否重复。

图4：数据存储与访问逻辑

2.3 中期检查

中期检查是毕业设计开展到中期阶段开展的进度性审查，主要是指毕业设计完成情况，毕设过程中存在的问题及整改措施，下一阶段工作安排等内容。中期检查需要学生在规定日期内完成。指导教师、系部管理员与教务管理员可以分别查看本组各学生进度、系部各指导教师进度汇总和全校各系部进度汇总。

2.4 指导过程记录

过程记录是学生与指导教师之间沟通信息、寻求帮助和技术支持的过程。针对特殊问题的指导过程，由学生自行查阅；针对普遍问题的指导过程，由本组学生查阅。指导过程可以反映学生完成毕设工作的流程、痕迹，有利于指导教师归纳总结共性问题，分类施策，精准指导。

2.5 教师评审

评审工作由指导教师就学生的工作态度、技术匹配、功能完整度、撰写报告的质量和综合专业水平五个项目进行量化打分，给出评审批语。教师评审应覆盖全毕设过程，兼顾学生在毕设过程中的表现和最终取得的成果。

2.6 答辩评分

答辩过程中由答辩教师根据学生回答，对毕业设计的背景和思路，开发技术和工具，实现功能过程，语言表达和逻辑，收获和存在问题五个项目进行量化打分，给出答辩评语。答辩评分有多位答辩教师参与，取加权平均值，综合教师评审得分作为毕业设计/报告最终成绩。

3 智能过程管理的分析

高职院校毕业设计不同于本科层次，毕设方案更加多样性，成果形式更加多元化。一般情况，毕业设计方案可以包括但不限于策划书或策划案、商务报告、技术报告、产品设计、用例设计、业务卷宗制作和整理、经营方案、业务方案、分析报告、调研报告、综合实训报告等等。这些类型的毕业设计更加侧重过程的实施与管理。

3.1 突出过程管理

管理系统需要解决缺少过程数据的痛点，以时间进度监控与毕设工作状态监控为关键，突出毕业设计过程管理。细化毕设过程管理的粒度，在系统后端“埋点”，统计学生访问系统的流量数据，采集访问接口的日志数据，通过在访问接口附加参数，将系统业务层调用传递信息串联起来。在毕设管理的关键业务流程收集相关信息，用来跟踪学生毕设状态，提供数据支撑，收集包括访问（Visits），访客（Visitor），停留时间（Time On Site），页面查看（Page Views）和跳出率（Bounce Rate）等页面动作类型数据。

3.2 扩展评价参数

管理系统需要解决过程评价不完善的痛点，扩展评价参数，实现毕业设计全过程评价。毕业设计过程中将产生大量数据，这些数据借助传统的信息系统无法有效的使用。在大数据技术日趋成熟的背景下，这些数据将成为一类重要的战略性信息资源。它们具有价值稀疏性和功能多样性，对决策支持有很大的帮助。合理高效利用这些数据评价学生在开展毕业设计工作过程中的状态，可以使得最终的评价更加客观。同时，这些过程数据的充分利用，能够给毕设管理工作赋能。

3.3 智能分析与推荐

管理系统需要解决过程管理不智能的痛点，充分借助数据分析、分类与聚类、智能推荐等技术提升毕业设计管理的智能化。挖掘毕设过程中产生的关系型数据和非关系型数据，借助学生画像提供多维度基础属性、关键业务及频度变化趋势，帮助学院洞悉学生毕设过程动态，锁定突出问题，优化毕设管理。将毕设管理过程产生的各类数据，根据二级学院、教务部门的要求，分类展示、分主题展示。针对观测、跟踪数据，强调实时性、变化、运算能力，生成动态化、可读性强的可视化图表。针对分析数据，强调数据的呈现度、生成一份可以检索、交互式的图表。

3.4 角色与权限

管理系统采用基于角色的访问控制模型（RBAC）[1]，每个用户都要隶属于一个角色，每一个角色都有其对应的权限。管理系统使用权限管理中心给用户分配角色，提高系统的安全性和灵活性。毕业设计过程中涉及不同学生，不同指导教师和不同职能部门，分布对应的角色是学生角色、指导教师角色、答辩教师角色、系部管理员角色、教务管理角色，除此之外系统配置任务由系统管理角色完成。系统管理员可以由多个用户，实现分布式配置。系统管理员负责配置角色与权限之间的对应关系，审核用户与角色之间的匹配关系。权限反映了对某个功能的执行能力，查看功能菜单的能力。

4 系统设计

管理系统是毕业设计过程管理的支撑平台，在设计与开发过程中采用目前主流的Web 开发技术，按分层分模块的思想构建，数据以文件或关系表的形式存放。

4.1 系统架构设计

管理系统采用B/S 架构设计，总体上划分为三层，分别是用户界面、应用服务器和数据存储，如图1 所示。用户界面提供基于浏览器的网页界面，基于手机或平板的APP 界面和基于微信的小程序界面，方便用户灵活的接入系统。应用服务器采用SpringBoot 技术搭建，避免大量的样板代码和配置，简化Spring 框架的使用，向上提供页面、JSON 数据和流数据。数据存储采用关系型数据库Mysql 存储过程数据，采用非关系型数据库Redis 缓存热点数据，以文件的形式存储文档数据。

4.2 系统功能设计

管理系统的功能覆盖毕业设计全过程，从信息发布、拟题与申报，到答辩评分、成绩管理，侧重过程数据收集，为进度管理和数据分析模块提供有效的数据输入，提升管理系统的智能分析能力。管理系统功能结构如图2 所示。

用户角色划分为学生、指导教师、答辩教师、系部教秘（或相关主管）、教务主管和系统管理员。角色与用户之间为多对多关系，一个角色可以赋给多个用户，一个用户可以承担多个角色。如某教师用户既可以承担指导教师、答辩教师，又可以兼任系部教秘。角色与系统功能模块的对应关系如图3 所示。

4.2.1 信息发布模块

信息发布的用户角色有学生、指导教师、系部教秘和教务主管。信息发布的类型包括普通信息和待确认信息两种，其中待确认信息需要接收者确认已阅读。息发布者可以查阅确认数据。信息发布的方式包括广播和指定接收人，广播信息时所有用户都能接收到，指定接收人时只有相关账户可以收到信息。教务主管可以向全部用户发布信息，系部教秘可以向本系部用户发布信息，指导教师可以向本组用户发布信息，其他用户只能接收查阅信息。信息发布者可以对信息进行管理，信息一旦确认发出不能修改，但可以标明“作废”。信息内容可以图文混排，信息属性能够支撑信息的一般化管理。

4.2.2 拟题与申报模块

拟题与申报的用户角色有学生、指导教师和系部教秘。毕业设计/报告的拟题分为学生自拟题目和指导教师拟题两种方式。学生用户可以自拟题目，给出题目的相关描述信息，根据指导教师简介，在本系部内选择一名毕业设计的指导教师，等待其确认。指导教师可以确认或拒绝学生的选择，确认选择后建立师生指导关系，拒绝选择后学生需要重新选择指导教师。指导教师拟题后，给出题目相关描述信息，由学生进行选择。多个学生选择同一题目时，由指导教师确认选择关系，落选学生重新选择其它题目。毕设题目与系统历史题目库进行相似的检测，并显示相似度较高的三篇文章。

确认师生指导关系后，学生用户填写“毕业设计开题申请”表单，简要描述项目背景、项目功能、使用技术和工具、阶段时间分配等信息，指导教师对该表单提出指导意见和评价，审核是否允许开题。系部教秘可以查看本系部选题与开题进展详情。

4.2.3 在线交流模块

在线交流的用户角色有学生和指导教师。学生可以不受时空约束的发起在线交流，向指定教师就毕业设计开展过程中的问题进行咨询。指定教师可以点对点回复请求，也可以将回复信息广播给本组其他学生，并对学生的交流进行评价。师生交流产生的数据可以形成“毕业设计指导过程记录”表单。

4.2.4 中期审核模块

中期审核的用户角色有学生、指导教师和系部教秘。当毕业设计整体进程过半时，由学生填写“毕业设计中期检查报告”表单，汇报毕业设计完成情况，存在问题和修改计划，指导教师给出审核和评价，并对下一阶段工作重点进行指导。系部教秘可以查看本系部中期审核进展详情。

4.2.5 文档提交模块

文档提交的用户角色有学生、指导教师和系部教秘。当学生完成毕业设计/报告后，可以提交相关文档，指导教师给出反馈意见和评价。同一文档可以多次提交，确认提交后不能删除，但可以由所属用户标明“作废”。学生用户可以查看、下载历次提交的文档，指导教师可以查看、下载本组所有学生的文档。系部教秘可以查看本系部文档提交进展详情。

4.2.6 教师评分模块

教师评分的用户角色有指导教师和系部教秘。指导教师对本组学生已提交的定稿文档进行评分和审核，评价学生的工作态度、技术匹配度、功能完整性、文档质量、专业水平与创新性。评分过程形成“毕业设计指导教师评审表”，审核通过的学生获得参加答辩的资格。系部教秘可以查看本系部教师评分详情，导出所有参加答辩学生的信息。

4.2.7 答辩评分模块

答辩评分的用户角色有答辩教师和系部教秘。系部教秘设置答辩教师分组与评分权重，根据教师简介指定答辩组长。答辩小组确认后，管理系统自动划分匹配答辩学生，匹配原则为答辩教师与指导教师无交集。答辩过程中答辩教师可以查看本组学生提交的所有文档，答辩教师针对学生所完成的毕业设计/报告提出问题，根据学生的回答，进行专项评分和总体评价。答辩小组的评分采用加权平均的方式形成“毕业设计答辩评审表”。

4.2.8 成绩管理模块

成绩管理的用户角色有学生、系部教秘和教务主管。教务主管设置指导教师评分和答辩评分权重，查看各系部成绩汇总信息、成绩分布。系部教秘确认本系部各指导教师和答辩教师评分，查看本系部全部毕业生的成绩汇总信息、成绩分布信息，处理未正常通过答辩学生，设置缓答辩或二次答辩学生信息与答辩教师信息。学生可查看自己的毕设得分与通过状态。

4.2.9 进度管理模块

进度管理的用户角色有学生、指导教师、系部教秘和教务主管。进度管理模块的支撑数据来自毕设过程中各关键模块，向不同角色用户展示其关注的过程进度。教务主管查看各系部毕设进度信息与完成情况。系部教秘设置毕设过程关键步骤与日期范围，查看本系部各指导教师进度信息与完成情况。指导教师确认本组成员的关键步骤完成情况，查看本组成员的进度详情。学生可查看毕设过程关键步骤与日期范围，查看自己毕设的进度情况。

4.2.10 数据分析模块

数据分析的用户角色有指导教师、系部教秘和教务主管。数据分析模块的支撑数据来自毕设系统的活动数据和历史数据，活动数据包括用户使用系统过程中产生的数据和日志，如功能点访问时间、停留时间等。指定教师查看本组学生的过程数据详情，系部教秘查看本系部指定教师的过程数据详情，教务主管查看各系部过程数据详情。

4.2.11 文献检索模块

文献检索的用户角色有学生、指定教师和系部教秘，主要为学生提供各种搜索引擎入口。系部教秘可设置并管理本系部通用文献检索入口，指定教师可曾设检索入口，学生可以查阅使用本系部所有检索入口。

4.2.12 基本信息模块

基本信息的用户角色是全体用户，根据所属角色不同，管理个人基本信息。首次使用系统需要完善个人信息，修改账户密码。系部教秘能确认本系部学生、指定教师和答辩教师个人信息，有权管理、重置他们的账户信息。系统管理员可以管理、重置系部教秘和教务主管账户信息。

4.2.13 角色与权限模块

角色与权限的用户角色是系统管理人员，用于维护角色与权限的匹配关系。配置权限时以功能模块为大类，以具体功能点为具体配置项。

4.2.14 系统设置模块

系统设置的用户角色是系统管理人员，用于初始化管理系统，基础数据管理，备份或恢复数据，导入和导出相关表单数据，管理系统日志。

4.2.15 信息安全模块

信息安全实现以日志的形式记录用户请求端信息、登录信息、访问信息。

4.3 数据存储设计

管理系统的数据资源有基础关系型数据资源和非关系型数据资源。关系型数据选择存放在关系型数据库，如Mysql；非关系型数据选择存放在文件中，业务逻辑执行时借助Redis 缓存数据，提高数据读写效率。管理系统的数据存储与访问逻辑如图4 所属。高效可用的数据存储架构，保障数据资源都能有效的管理维护，方便用户有效的查询浏览。

5 结束语

高职院校的毕业设计不同于本科层次的毕业论文，它在形式上具有灵活性、多样性的特点，在结果呈现上具有多元化、重实践、偏应用的特点。高职院校的毕业设计管理系统，要对过程管理更有针对性，能够覆盖毕设全过程，从毕业设计工作启动开始，直至答辩/问询和成绩归档。系统设计时除满足各典型业务功能外，增加过程管理和数据分析功能，注重通过数据的收集、分析，提高系统的智能化水平，给相关干系人提供决策支持，实现毕业设计工作的可监控性和可管理性。本文在分析当前高职毕业设计现状的基础上，结合毕设管理特点和智能化管理需求，设计了智能高智毕设过程管理系统。本文的系统设计方法和思想对其他类似的过程管理系统的设计具有一定的借鉴意义。