職校畢業(yè)論文在線編輯與管理系統(tǒng)

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引言

近些年來(lái)，國(guó)家對(duì)于高等職業(yè)教育的重視程度越來(lái)越高，特別是以“職教20條”，職業(yè)教育法重新修訂等事件為代表，表明了國(guó)家大力發(fā)展高等職業(yè)教育的決心與信心。而職業(yè)院校本身也在不斷探索的過(guò)程中，努力提升自身的教學(xué)能力水平。教學(xué)過(guò)程信息化則是職業(yè)院校人才培養(yǎng)能力提升的一個(gè)重要抓手。目前職業(yè)院校的信息化建設(shè)，主要集中在教學(xué)管理與信息化課堂建設(shè)上，為此學(xué)校投入了大量的人力、物力與資金，并取得了很好的成效。伴隨著信息化建設(shè)的不斷深入推進(jìn)，就要求信息化建設(shè)要從宏觀的教學(xué)管理層面向微觀的教學(xué)實(shí)施層面滲透。而畢業(yè)論文作為檢驗(yàn)學(xué)生學(xué)習(xí)成果和職業(yè)院校人才培養(yǎng)效果的終末環(huán)節(jié)，事項(xiàng)繁多，持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)。具體而言，典型畢業(yè)論文流程可以分為：論文選題、論文開(kāi)題、任務(wù)書(shū)下達(dá)、中期檢查、論文撰寫(xiě)、論文修改、論文評(píng)閱、論文查重、論文答辯等環(huán)節(jié)。整個(gè)畢業(yè)論文環(huán)節(jié)跨越兩個(gè)學(xué)期，涉及的教學(xué)與教務(wù)管理人員眾多，但到目前為止，其信息化程度較低。這就導(dǎo)致了學(xué)生在完成畢業(yè)論文時(shí)，往往花費(fèi)了過(guò)多的時(shí)間與精力在不必要的流程處理當(dāng)中。為了改善學(xué)生與教師在畢業(yè)論文環(huán)節(jié)所遇到的困難，同時(shí)也為了使教學(xué)信息化建設(shè)進(jìn)一步的深入推進(jìn)，本文設(shè)計(jì)了職業(yè)院校畢業(yè)論文在線編輯與管理系統(tǒng)。通過(guò)該系統(tǒng)，可以將畢業(yè)論文所有流程的推進(jìn)及管控遷移到線上進(jìn)行，而不需要學(xué)生與指導(dǎo)教師花費(fèi)過(guò)多的時(shí)間與精力來(lái)跟蹤，管控論文流程的進(jìn)度，從而可以使學(xué)生和教師將更多的精力放在畢業(yè)論文的設(shè)計(jì)與撰寫(xiě)上，使得畢業(yè)論文的質(zhì)量得到大的提升。

一、功能需求分析

在畢業(yè)論文階段，會(huì)涉及到學(xué)生、指導(dǎo)教師和教務(wù)管理部門三方的聯(lián)動(dòng)。學(xué)生作為畢業(yè)論文的直接執(zhí)行人，將會(huì)在此階段內(nèi)頻繁接收到各種類型的通知，例如論文啟動(dòng)、題目選定、指導(dǎo)教師選擇、撰寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告、提交中期論文檢查、提交論文初稿、多輪次論文修訂、提交終稿、校內(nèi)審查、校外查重、提交終稿、論文答辯等。上述教學(xué)通知不僅事務(wù)繁雜，而且信息量較大，在沒(méi)有信息化系統(tǒng)輔助的情況下，很容易發(fā)生流程上的錯(cuò)誤，從而影響畢業(yè)論文的正常進(jìn)度。而教務(wù)管理部門，作為教學(xué)情況的直接管理者，每年都需要向眾多的畢業(yè)年級(jí)學(xué)生發(fā)布各種教務(wù)通知，而此時(shí)又恰好是畢業(yè)年級(jí)學(xué)生進(jìn)行校外實(shí)習(xí)的階段，很多學(xué)生并未在校，這就導(dǎo)致教務(wù)管理部門往往對(duì)教務(wù)通知的送達(dá)情況難以有一個(gè)較為準(zhǔn)確的掌握。而指導(dǎo)教師作為畢業(yè)論文的指導(dǎo)者，在完成本職教科研任務(wù)的同時(shí)，還需要對(duì)其所指導(dǎo)的學(xué)生進(jìn)行論文設(shè)計(jì)、撰寫(xiě)等方面的交流。而每名學(xué)生由于自身時(shí)間安排的不同，無(wú)法集中時(shí)間與教師進(jìn)行面對(duì)面的交流。這就導(dǎo)致指導(dǎo)教師無(wú)法充分的與學(xué)生進(jìn)行深入的溝通，這就使得畢業(yè)論文的技術(shù)深度與廣度無(wú)法得到很好的保障?；谏鲜銮闆r，本文所提在線系統(tǒng)將著重解決畢業(yè)論文環(huán)節(jié)中的信息流通難、消息反饋慢、交流時(shí)間嚴(yán)重碎片化的問(wèn)題。首先，為了解決信息流通難的問(wèn)題，文中系統(tǒng)內(nèi)置了信息工作流引擎(workflowengine)。將所有教務(wù)通知都定義為了信息節(jié)點(diǎn)(informationnode)，并以可配置的方式進(jìn)行信息傳遞流程設(shè)置。每個(gè)信息節(jié)點(diǎn)均可以維持自身狀態(tài)，并定時(shí)向上下游節(jié)點(diǎn)發(fā)送消息。系統(tǒng)會(huì)在信息節(jié)點(diǎn)狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)進(jìn)行數(shù)據(jù)讀取操作，并向所有注冊(cè)該工作流的用戶發(fā)送消息，從而保證所有注冊(cè)該工作流的用戶都可以接收事件消息。其次，本文系統(tǒng)內(nèi)構(gòu)建了用戶業(yè)務(wù)監(jiān)聽(tīng)引擎(processingengine)，對(duì)在線狀態(tài)下的用戶進(jìn)行業(yè)務(wù)監(jiān)聽(tīng)，當(dāng)用戶完成了某項(xiàng)工作后，會(huì)觸發(fā)系統(tǒng)的業(yè)務(wù)監(jiān)聽(tīng)引擎，并向所有注冊(cè)監(jiān)聽(tīng)該動(dòng)作的用戶發(fā)送事件廣播(broadcast)，進(jìn)而保證所有監(jiān)聽(tīng)用戶能夠及時(shí)收到反饋信息。最后，為了解決交流時(shí)間碎片化的問(wèn)題，文中系統(tǒng)遵循了“移動(dòng)優(yōu)先”的策略，整個(gè)系統(tǒng)均以RESTFull的形式向外提供業(yè)務(wù)服務(wù)，從而與前端系統(tǒng)徹底解耦，極大的增強(qiáng)了系統(tǒng)的靈活性與可擴(kuò)展性。同時(shí)，本文所提系統(tǒng)為終端用戶還提供了小程序應(yīng)用，所有業(yè)務(wù)流程均可通過(guò)移動(dòng)設(shè)備進(jìn)行操作。這樣就保證了終端用戶可以通過(guò)移動(dòng)設(shè)備，利用碎片化時(shí)間來(lái)查看信息或進(jìn)行相關(guān)流程的操作。同時(shí)，可以利用系統(tǒng)所提供的小程序，使學(xué)生與指導(dǎo)教師通過(guò)線上聊天室，在線音視頻通訊等方式進(jìn)行實(shí)時(shí)的線上溝通與指導(dǎo)，這樣就極大提高了師生間的溝通效率，進(jìn)而間接提高了畢業(yè)論文的撰寫(xiě)質(zhì)量。

二、功能模塊設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

通過(guò)對(duì)業(yè)務(wù)需求的梳理與分析，將本文所提系統(tǒng)劃分為了以下幾個(gè)模塊：1.工作流引擎模塊；2.業(yè)務(wù)監(jiān)聽(tīng)引擎模塊；3.格式化文檔生成引擎模塊；4.用戶管理模塊；5.小程序GUI接口模塊?，F(xiàn)就上述功能模塊分別進(jìn)行介紹。

2.1工作流引擎模塊

為了使用該系統(tǒng)的學(xué)生、指導(dǎo)教師和教務(wù)管理人員可以流暢、精準(zhǔn)的接收和發(fā)送各類消息，本文系統(tǒng)設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一個(gè)基于FastAPI框架的快速工作流引擎。該工作流引擎首先會(huì)將系統(tǒng)中設(shè)置好的工作節(jié)點(diǎn)抽象為具有統(tǒng)一結(jié)構(gòu)的信息節(jié)點(diǎn)(InformationNode)，該節(jié)點(diǎn)具有如下屬性：1.信息流上下文(InformationFlowContext)，該屬性的作用是保存信息節(jié)點(diǎn)的運(yùn)行時(shí)環(huán)境，在該運(yùn)行時(shí)環(huán)境中包含了對(duì)該信息節(jié)點(diǎn)狀態(tài)的監(jiān)聽(tīng)器對(duì)象，當(dāng)信息節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，會(huì)激活該監(jiān)聽(tīng)器對(duì)象，并通過(guò)該對(duì)象向外發(fā)送廣播消息(Broadcasting)。2.節(jié)點(diǎn)ID，該屬性的作用是為每一個(gè)信息節(jié)點(diǎn)對(duì)象賦予一個(gè)唯一的編號(hào)，從而可以使系統(tǒng)能夠在信息節(jié)點(diǎn)樹(shù)中快速找到該節(jié)點(diǎn)。3.消息發(fā)送回調(diào)函數(shù)(Message_Sent_Handler)，該屬性中保存了一個(gè)回調(diào)函數(shù)，當(dāng)信息節(jié)點(diǎn)向外發(fā)送信息后，工作流引擎實(shí)例便會(huì)調(diào)用該函數(shù)執(zhí)行相對(duì)應(yīng)的操作。默認(rèn)情況下會(huì)自動(dòng)執(zhí)行日志記錄操作。4.消息接收回調(diào)函數(shù)(Message_Received_Handler)，該屬性中保存了一個(gè)回調(diào)函數(shù)，當(dāng)信息節(jié)點(diǎn)接收到上下游節(jié)點(diǎn)發(fā)送來(lái)的消息時(shí)，工作流引擎實(shí)例便會(huì)調(diào)用該函數(shù)執(zhí)行相應(yīng)的操作。默認(rèn)情況下會(huì)自動(dòng)執(zhí)行日志記錄操作。5前序節(jié)點(diǎn)指針(Pre_Node)，該屬性中保存了當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的前序節(jié)點(diǎn)。6.后接節(jié)點(diǎn)指針(After_Node)，該屬性中保存了當(dāng)前節(jié)點(diǎn)的后接節(jié)點(diǎn)。在完成了所有節(jié)點(diǎn)的實(shí)例化操作后，本文系統(tǒng)將依據(jù)用戶提供的配置文件(config.yml)來(lái)初始化工作流實(shí)例，在該工作流實(shí)例中，所有信息節(jié)點(diǎn)將會(huì)按照配置文件依次添加到工作流中，同時(shí)該工作流實(shí)例將會(huì)維持信息節(jié)點(diǎn)間的前后連接順序，以及信息節(jié)點(diǎn)之間的消息流轉(zhuǎn)。當(dāng)所有用戶配置文件所對(duì)應(yīng)的工作流實(shí)例完成初始化后，將會(huì)被注冊(cè)到工作流引擎中，工作流引擎會(huì)在整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行過(guò)程中定時(shí)掃描已注冊(cè)的實(shí)例，當(dāng)實(shí)例完成所有信息節(jié)點(diǎn)的消息流轉(zhuǎn)后，引擎將會(huì)發(fā)送任務(wù)完成廣播，通知監(jiān)聽(tīng)該工作流的用戶來(lái)進(jìn)行進(jìn)一步的處理。流程示意圖如圖1所示：

2.2業(yè)務(wù)監(jiān)聽(tīng)引擎模塊

本文系統(tǒng)中的業(yè)務(wù)監(jiān)聽(tīng)引擎，主要作用是對(duì)用戶進(jìn)行動(dòng)作監(jiān)聽(tīng)，當(dāng)用戶完成了一步操作后，會(huì)觸發(fā)監(jiān)聽(tīng)引擎實(shí)例，該實(shí)例會(huì)向所有注冊(cè)監(jiān)聽(tīng)該動(dòng)作的工作流實(shí)例發(fā)送事件廣播(broadcast)，進(jìn)而保證所有被注冊(cè)到工作流實(shí)例中的用戶能夠及時(shí)收到信息，并做出反饋。監(jiān)聽(tīng)引擎對(duì)象包含以下屬性：1.工作流對(duì)象池(Work_Flows_Pool)，該屬性用來(lái)保存所有處于激活狀態(tài)的工作流對(duì)象，監(jiān)聽(tīng)引擎會(huì)對(duì)上述工作流狀態(tài)進(jìn)行掃描，當(dāng)工作流狀態(tài)處于結(jié)束狀態(tài)時(shí)，引擎將該工作流移出對(duì)象池。2.注冊(cè)用戶對(duì)象池(Users_Pool)，該屬性用來(lái)保存所有活躍用戶，當(dāng)用戶產(chǎn)生操作完成廣播事件后，監(jiān)聽(tīng)引擎將會(huì)通知響應(yīng)的工作流來(lái)更新信息節(jié)點(diǎn)的狀態(tài)，同時(shí)更新消息的流轉(zhuǎn)狀態(tài)。3.關(guān)系映射表(User_Flow_Mapping)，該屬性用來(lái)保存用戶與工作流實(shí)例之間的映射關(guān)系，當(dāng)監(jiān)聽(tīng)引擎?zhèn)蓽y(cè)到用戶廣播后，將會(huì)按照該映射表中所存儲(chǔ)的關(guān)聯(lián)關(guān)系，向相關(guān)的工作流發(fā)送狀態(tài)更新通知。具體示意圖，如圖2所示：

2.3格式化文檔生成引擎模塊

該模塊的作用是將學(xué)生用戶所撰寫(xiě)的論文按照標(biāo)準(zhǔn)論文模版的格式，生成符合學(xué)術(shù)規(guī)范的畢業(yè)論文。為了實(shí)現(xiàn)上述功能，本系統(tǒng)基于latex引擎內(nèi)核，開(kāi)發(fā)了快速學(xué)術(shù)文檔生成引擎(FADFS，F(xiàn)astAcademicDocFormatSystem)。該引擎在latex引擎內(nèi)核的基礎(chǔ)上，按照“約定優(yōu)于配置”（conventionoverconfiguration）的規(guī)則，按照普遍的學(xué)術(shù)規(guī)范，定義了大量約定規(guī)則，并在引擎中實(shí)現(xiàn)了上述約定規(guī)則的默認(rèn)實(shí)現(xiàn)，使得用戶只需要關(guān)注論文內(nèi)容的撰寫(xiě)，而不需要維護(hù)文檔格式的正確，從而大幅簡(jiǎn)化了論文的撰寫(xiě)難度。格式化文檔生成引擎，具體可以分為以下幾個(gè)組成部分：1.引擎內(nèi)核層。該引擎內(nèi)核使用了XeTex，該內(nèi)核作為一種標(biāo)準(zhǔn)的，支持Unicode編碼規(guī)則的排版引擎，可以幫助用戶利用其所提供的宏命令來(lái)快速生成具有特定格式的文檔內(nèi)容。2.格式轉(zhuǎn)化中間層。由于單純的XeTex文檔引擎只提供了基本的排版宏命令，這就導(dǎo)致用戶需要自行定義文檔的整體排版格式，且只能通過(guò)編寫(xiě)程序的方式來(lái)進(jìn)行，這就為用戶的使用增加了極大的難度，不僅文檔排版所消耗時(shí)間變長(zhǎng)，而且由于用戶并非專業(yè)領(lǐng)域人員，并不完全熟悉XeTex宏命令的使用方法，從而導(dǎo)致運(yùn)行時(shí)錯(cuò)誤增多。為此，本文系統(tǒng)在內(nèi)核基礎(chǔ)上添加了數(shù)據(jù)中間層，該層的作用是接收用戶文檔數(shù)據(jù)，按照約定規(guī)則，將文檔數(shù)據(jù)按照不同的文檔內(nèi)容類型，調(diào)用不同的XeTex宏命令來(lái)分別進(jìn)行編譯，并最終將所有編譯好的文檔塊按順序整合成完整文檔。3.應(yīng)用程序編程接口層。該層的主要作用是將格式轉(zhuǎn)化層中的程序，按照封裝簡(jiǎn)化的原則，抽象定義出一系列的應(yīng)用程序接口來(lái)對(duì)外發(fā)布，供外部系統(tǒng)使用。在該層中，屏蔽了所有的技術(shù)實(shí)現(xiàn)細(xì)節(jié)，只保留了程序功能入口點(diǎn)函數(shù)。這樣就進(jìn)一步降低了用戶的使用難度。

2.4用戶管理模塊

由于學(xué)生在進(jìn)行畢業(yè)作品設(shè)計(jì)與畢業(yè)論文撰寫(xiě)的過(guò)程中，需要涉及到多個(gè)校內(nèi)教學(xué)與行政部門，而且每個(gè)部門的工作任務(wù)與系統(tǒng)操作權(quán)限都不盡相同，因此需要在系統(tǒng)中設(shè)計(jì)一個(gè)統(tǒng)一的功能模塊來(lái)對(duì)不同的用戶及角色進(jìn)行管理。在該系統(tǒng)中，所有用戶均可以依據(jù)自身情況被設(shè)置為具有一定角色的模型實(shí)體。同時(shí)不同角色的實(shí)體，可以分配不同的系統(tǒng)操作權(quán)限。本系統(tǒng)中默認(rèn)內(nèi)置了以下幾種角色模型：1.學(xué)生。該角色將作為論文設(shè)計(jì)與撰寫(xiě)的主體，默認(rèn)具有文檔編寫(xiě)、修改、刪除、上傳、查重等權(quán)限。2.指導(dǎo)教師。該角色作為學(xué)生的指導(dǎo)者，默認(rèn)具有文檔修改、批注、退回、查重、中期檢查、定稿等權(quán)限。教務(wù)管理員。該角色作為教務(wù)管理者，默認(rèn)具有導(dǎo)入學(xué)生、導(dǎo)入教師、導(dǎo)入畢設(shè)題目、任務(wù)下達(dá)、開(kāi)題報(bào)告管理、中期檢查報(bào)告管理、終稿管理、存檔備份、打印等權(quán)限。3.系統(tǒng)管理員。該角色作為整個(gè)系統(tǒng)的維護(hù)人員，默認(rèn)具有導(dǎo)入教務(wù)人員、導(dǎo)入學(xué)校編碼、編輯教務(wù)人員、編輯學(xué)校編碼、打印系統(tǒng)日志等權(quán)限。4.超級(jí)管理員。該角色作為整個(gè)系統(tǒng)的最高權(quán)限維護(hù)人員，默認(rèn)具有導(dǎo)入教務(wù)人員、導(dǎo)入學(xué)校編碼、編輯教務(wù)人員、編輯學(xué)校編碼、刪除教務(wù)人員、刪除學(xué)校代碼、打印系統(tǒng)日志等權(quán)限。同時(shí)，在使用超級(jí)管理員時(shí)，系統(tǒng)要求使用加密狗硬件進(jìn)行硬加密操作。

2.5小程序GUI接口模塊

為了解決交流時(shí)間碎片化的問(wèn)題，文中系統(tǒng)遵循了“移動(dòng)優(yōu)先”的策略，整個(gè)系統(tǒng)均以RESTFull的形式向外提供業(yè)務(wù)服務(wù)，從而與前端系統(tǒng)徹底解耦，為了使用戶能夠方便的使用該系統(tǒng)，系統(tǒng)內(nèi)置了小程序GUI接口，用戶可以通過(guò)該小程序快速的登錄本系統(tǒng)進(jìn)行操作。如果用戶為在校學(xué)生或指導(dǎo)教師，且已經(jīng)被教務(wù)管理員導(dǎo)入進(jìn)系統(tǒng)，則可以直接通過(guò)學(xué)號(hào)或工號(hào)進(jìn)行登錄，如果未被導(dǎo)入系統(tǒng)，則在使用該小程序前，需要先進(jìn)行用戶注冊(cè)，待管理員審核后方可使用。如果用戶為教務(wù)管理員，則需要通知系統(tǒng)管理員進(jìn)行后臺(tái)導(dǎo)入操作。

三、實(shí)踐與總結(jié)

本系統(tǒng)為了快速部署與便于擴(kuò)容的目的，使用Docker容器作為整個(gè)系統(tǒng)的部署與運(yùn)行環(huán)境。借助于Docker容器的快速部署與擴(kuò)容特性，使得該系統(tǒng)具有較好的快速部署與擴(kuò)容能力。本系統(tǒng)作為職業(yè)院校教學(xué)信息化建設(shè)深入課堂教學(xué)層面的一次探索，目前已被某職業(yè)院校二級(jí)分院所采用，并上線試運(yùn)行。在運(yùn)行過(guò)程中，文中系統(tǒng)很好的解決了該學(xué)院所面臨的教學(xué)痛點(diǎn)問(wèn)題：1.解決了學(xué)生因漏接教務(wù)通知而導(dǎo)致論文進(jìn)程受阻的問(wèn)題；2.學(xué)生無(wú)需關(guān)注畢業(yè)論文格式的修改，大大加快了畢業(yè)論文定稿的速度；3.教務(wù)管理做到了一事一反饋，能夠明確知曉各個(gè)學(xué)生目前畢業(yè)論文的進(jìn)展情況，便于精確管理；4.指導(dǎo)教師可以利用碎片時(shí)間和學(xué)生進(jìn)行溝通與指導(dǎo)，極大節(jié)省了時(shí)間成本，同時(shí)也使學(xué)生畢業(yè)論文的技術(shù)深度與廣度得到了進(jìn)一步的提升。但通過(guò)一段時(shí)間的運(yùn)行后，本文系統(tǒng)也暴露出一些問(wèn)題與不足，主要表現(xiàn)在：1.系統(tǒng)界面的交互邏輯有待優(yōu)化，在某些流程中存在著操作步驟較多，交互邏輯不清晰等問(wèn)題。2.本文系統(tǒng)在進(jìn)行動(dòng)態(tài)擴(kuò)容的過(guò)程中，會(huì)出現(xiàn)5~10分鐘的服務(wù)停止現(xiàn)象，在此時(shí)間段內(nèi)，用戶無(wú)法進(jìn)行正常的業(yè)務(wù)操作，降低了用戶體驗(yàn)度。3.系統(tǒng)在用戶操作的峰值時(shí)間段內(nèi)，服務(wù)器承載壓力較大，導(dǎo)致服務(wù)器的平均響應(yīng)時(shí)間延長(zhǎng)。針對(duì)上述情況，本文所提系統(tǒng)將在后期更新過(guò)程中逐一進(jìn)行解決。雖然該系統(tǒng)目前還存在著一定的問(wèn)題，但是總體效果達(dá)到了設(shè)計(jì)要求，是一次對(duì)教學(xué)信息化建設(shè)的有益探索。隨著職業(yè)院校信息化建設(shè)的不斷推進(jìn)，各院校的教學(xué)水平與能力都將會(huì)得到較大的提升。但是需要注意的是，在教學(xué)信息化建設(shè)過(guò)程當(dāng)中，需要注意平衡教學(xué)過(guò)程中所涉及的多方角色之間的關(guān)注程度，只有將教學(xué)過(guò)程視為一個(gè)整體，均衡發(fā)展，平穩(wěn)推進(jìn)，才能借由信息化建設(shè)來(lái)提升學(xué)校整體水平。

作者:彭淑燕 劉思聰 單位:江蘇經(jīng)貿(mào)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 智能工程技術(shù)學(xué)院