线上毕业设计选题系统设计与实施研究——以兰州职业技术学院电子信息工程系为例

尚 云，葛世强

(兰州职业技术学院 电子信息工程系， 甘肃 兰州 730070)

毕业设计是高职院校人才培养中综合性实践教学的重要环节，是培养学生在校期间各科知识综合运用能力、创新创业实践应用能力、科学规范写作能力、团队协作有效沟通能力的重要教学过程，是实现从学校知识学习到岗位知识应用的重要过渡环节，该环节的作用和地位是其他教学环节无法替代的。以电子信息工程系为例，每学年开展毕业设计,每位学生都需要一位教师进行指导,平均比例是一位教师指导13名学生,开发选题系统对实现高效的双向选择非常必要。

整个毕业设计业务流程需要指导教师梳理整体框架，首先确定学生在所选毕业设计题目中需要进行的工作任务；
接着需对整个项目进行工作任务的分工；
指导学生按计划完成各个模块设计内容；
整合项目实现功能；
进行合理用例的项目测试及完善毕业设计功能；
依照规范完成毕业论文撰写。针对毕业设计实施过程中，整体进行的业务流程及实际存在的一系列问题，国内外部分高校和学者进行了研究和改革。例如，牛锐锋老师等结合指导与管理毕业设计的实践，论述了在毕业设计过程中做好建章立制、选题、指导、监管和科学评价五方面工作[1]。刘春山老师在分析毕业设计题目选择的必要性后，提出了项目化模式在毕业设计中的应用和实施过程[2]。如何高效地实施毕业设计选题—分工—设计—整合—测试—提交全过程，开发选题系统是关键。

随着疫情防控工作的需要，师生工作学习模式开始发生变化，传统线下选题不能及时解决疫情反弹时选题工作的有效开展；
传统线上选题系统功能单一，用户体验度低，只能完成在线选题工作，具体工作开展还是通过一次次师生面对面沟通进行解决，不能解决疫情影响下毕业设计选题之外的问题。因此开发选题系统是非常必要的。

针对毕业年级学生教师毕业设计工作高效开展的迫切需要开发毕业设计选题系统，一是选题过程在线上进行，确保毕业设计公开选题、师生互选，坚持学生兴趣导向原则；
二是将毕业设计各个业务流程清晰地呈现在教师学生进行毕业设计的全过程，坚持高效服务原则。

电子信息工程系每一级毕业生为500人左右，每位教师平均指导学生13人，一直采用传统的毕业设计选题模式。具体实施流程为：教师填写毕业设计题目申报表—院系审核—审核通过后组织各班学生选题—系部汇总审核—通知指导老师与选题学生沟通确认—教师发放毕业设计任务书，开展毕业设计后续内容。现有选题模式主要存在以下问题：

(一)教师拟题，学生选题

毕业设计题目仅仅根据教师单方面的研究领域拟定，当部分学生选题碰不到感兴趣的题目时，只能随便选一个题目，降低学生的主动性，造成毕业设计的质量下降；
部分学生被动选题后，可能选到的是其它专业方向的题目，难度大且无法独立完成，动摇学生的自信心；
多个学生选题时会同时选取同一个题目，经系部汇总后，重新选题，导致部分学生选不上自己喜欢的题目，二次选题会影响学生的积极性。

(二)题目难度均衡，没有差异化培养

大多数教师依据中等学生的能力命题，对于一部分经常参加学科竞赛的学生稍显简单，短时间可能就完成了，无法达到通过毕业设计环节提高自身综合能力的目的。

(三)已有选题系统存在较多弊端

阅读大量文献后发现，现有线上选题系统基于Visual Studio 2010开发工具，开发语言使用C#语言，系统整体架构采用C/S(客户端/服务器)模式，后台的数据库采用SQL Server 2008数据库[3]；
或是前台采用.NET的WEB开发，后台采用SQL Server 2008 R2数据库进行数据存储[4]等。实现技术系统体量大，开发繁杂，数据库厚重，且涉及到数据备份、数据安全等，部署系统对硬件环境要求较高[5]。基本功能为选题，系统在同一时间开放选题，并在规定时长内由学生进行毕业设计题目的选取，题目选取通常以先到先得为原则，不能进行师生互选。主要解决毕业年级学生毕业设计的选题、汇总等问题，提高各个教学单位的相关教师工作效率，避免线下传统纸质方式进行统计汇总时出现过的一些疏漏和错误，但是功能相对单一，用户体验欠佳。

毕业设计的全过程中，首先关注学生自身选题主导权和选择权，进行沟通式选题。进行系统设计开发时参照企业实际实施中所使用的实现技术(包括HTML、CSS、Javascript和Vue.js、jQuery.js脚本库)，采用框架结构搭建项目；
使用云数据库对数据进行存储；
利用基于开源且跨平台的ML.NET深度学习框架，结合深度学习算法，实现数据的实时准确；
利用大数据处理技术对毕业设计过程中所产生的各项数据进行分析挖掘；
将云服务器与宝塔面板控制有机结合，达到系统及辅助开发工具的云上运行。

(一)功能创新

针对分析提出的问题，将系统功能进行相应提升。

1.沟通式选题

选题模块以沟通式选题功能为核心。改进为教师自主上传题目，系部同一时间开放选题，学生主动选题，全系各专业教师题目无障碍选择，接着教师与学生进行平等沟通后，或通过选题或驳回选题或依据学生建议修改题目。当选题通过时，教师指导学生开展毕业设计；
当选题驳回后，学生可再进行选题，直到双方达成共识后，开展后续工作。

2.创建互动留言板

毕业设计不再是单一的提交和审核，而是有温度的互动，一对一师生间的说明、请教、回答，本小组间的互相建议、问题提出及解决都由互动留言板承担。

3.格式文档提交

根据毕业设计流程设计相关文档提交功能，师生互动，当学生完成某阶段文档时，在线提交，教师在线审阅。通过审阅并提交成功，审阅不通过驳回，重新修改提交，直至合格。系统共设计选题审批表、任务书、开题报告、论文等格式文档提交功能，分类清晰，使用方便，提高师生体验。

4.毕业设计成绩存档

整个毕业设计内容提交结束后，通过不同教研室小组评审，给出每位学生毕业设计总成绩，提交系统，进行存档，学生可随时查阅，分数也可根据班级、专业、指导教师等不同类别进行导出，方便后期存档、数据分析。

(二)技术改进

系统具体架构采用现今主流的Web开发体系架构设计，利用H5、CSS3、jQuery、PHP等开发设计语言，云数据库存储数据。多层架构设计系统开发，按照MVC模式进行实现。V用于实现为用户所提供交互式界面，C负责数据以及相关请求服务的具体实现，M完成对数据的保存、读取和更新的操作，最终整个业务过程中所产生的数据均利用云服务器进行数据存储和备份。

1.MD5加密

MD5(Message-Digest Algorithm 5)加密算法采用的是一种单方向的加密方法，用的是Hash算法，在计算机安全领域中使用广泛，属散列加密。对用户的密码进行MD5加密保护，将加密后的字符串和数据库中的进行比较，增强系统安全性。

2.文件锁解决并发问题

使用文件锁技术解决网络并发冲突问题。学生集中在同一时间段学生选题时，容易导致网络延时、选题不成功等问题。在同一时间进行选题开放时，要锁定毕业设计题目表，若选题的同学比较多，那么毕业设计题目表就一直处于被锁定的状态，会产生阻塞。使用文件锁，数据库区的MySQL模块下的MySQL锁解决这一问题。

选题流程中,当多位同学同时选题时加锁，操作系统底层确保只有一位同学在进行操作，其他的只能阻塞;然后确定某选题已经被选，进行解锁;接着其他同学再操作，流程与上相同,解决并发问题。

3.提高教师学生使用体验

通过简洁明确的需求设计，提高学生和教师的使用体验。重点提高交互效果，在用户操作之后发生一些适当的交互，让用户感受到自身的存在感。突出实用性，直接展现用户想看的内容，采用留白设计让用户更有期待。

4.云服务器存储

将每位学生每位教师的操作和文档内容全部存储在云服务器端，即可将内容存储，提高数据复用性，便于后期数据的分析和统计。

毕业设计选题系统由以往的线下分班级操作转变为教师线上申报毕业设计题目，教务管理员审核题目，并在同一时间开放选题，学生线上选题，教师线上公布结果，达到师生互选的目的。实现线上教师批阅指导，保证学生在半年校内半年校外的实习状态下顺利完成毕业设计。系统分为管理员、教师、学生三类用户，每类用户拥有不同权限和功能，从而达到多用户并存应用的目的。

选题学生进入系统可查看相关消息，可对系统所设定的初始密码进行修改，可进行个人信息完善，查看和选择课题；
提交开题报告,毕业设计论文等文档。

教师的任务是添加、修改、删除自己的课题，也可以查看选题情况,审阅学生提交的毕业作品等。

管理员是整个系统的负责人，以管理员的角色登录系统后可以进行信息发布，添加、修改、删除学生以及教师的个人信息，审核教师发布的课题，查阅教师学生提交的文档，并进行系统的日常维护等。

(一)整体设计思路

毕业设计选题系统采用B/S框架，web端采用 MVC 框架来降低系统的耦合度方便开发者的使用。该体系结构由浏览器端以GET方式向服务器端发送请求，并在服务器端进行响应。服务器开发环境采用PHP、Mysql、Web服务来实现的。服务器用于浏览器端与数据库中数据的交互。毕业设计选题系统的总体框架如图1所示。

图1 总体框架

(二)功能结构设计思路

功能结构设计如图2-4所示。

图2 系统管理员功能结构图

图3 教师功能结构图

图4 学生功能结构图

(三)后台数据库设计思路

1.timus选题信息表

主要存储选题名称、简介、选题要求、添加课题教师的id、每个课题限选的人数、已选课题的状态等信息，如表1所示。

表1 timus选题信息表

2.sysuser系统用户表

用户表主要存储系统中各个权限用户的一些基本信息，如用户名、密码、用户类别、姓名、性别、电话、电子邮件、课程id等信息，如表2所示。

表2 sysuser系统用户表

3.zuoye作业信息表

作业信息表主要存储用户id、课程id、课程名、状态、文档类别等信息，如表3所示。

表3 zuoye作业信息表

首页部分为不同权限用户选择页面，如图5所示。图6为登录界面，以教师登录为例。图7为教师登录后系统主页面，点击左侧列表可跳转到详细页面。

图5 首页

图6 教师端登录界面

自2020年至今，该系统已服务学院电子信息工程系两届大三学生进行毕业设计。服务学生1134人次， 毕业设计选题数目1204项， 界面简单， 数据操作便捷，用户体验良好。在本学期疫情来袭之时，为毕业年级学生毕业设计的正常开展提供了保障，既顺利的开展了毕业设计的选题工作，又为后序毕业设计顺利进行提供了支持。

图7 主页面

毕业设计选题系统实现互动式选题，在线交流式毕业设计过程,很好地解决疫情常态化后毕业设计实施中存在的问题，为学生和教师提供简单便捷的服务。此系统预留了扩展系统功能的程序接口，便于后期完善功能，升级系统。全过程毕业设计材料提交，进行数据留存便于数据分析，为今后毕业设计题目立题的科学性和创新性提供科学数据参考，对类似的系统具有一定的参考价值和借鉴意义。

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