（武漢工程科技學(xué)院信息工程學(xué)院，湖北武漢 430200）

0 引言

教務(wù)管理系統(tǒng)（以下簡(jiǎn)稱教務(wù)系統(tǒng)）是目前幾乎所有高校都在使用的一種管理信息系統(tǒng)，作為數(shù)字化校園中最重要的核心系統(tǒng)之一，教務(wù)系統(tǒng)與其它系統(tǒng)之間通常都存在不同程度上的聯(lián)系［1-7］。其中，教務(wù)系統(tǒng)中學(xué)籍信息的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)來源通常都是招生管理系統(tǒng)（以下簡(jiǎn)稱招生系統(tǒng)），一般由招生系統(tǒng)提供當(dāng)年招生錄取數(shù)據(jù)，教務(wù)系統(tǒng)在此基礎(chǔ)上生成學(xué)籍信息［8-20］。在常見設(shè)計(jì)方案中，教務(wù)系統(tǒng)與招生系統(tǒng)對(duì)接模塊的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)通常被設(shè)置成固定的，學(xué)籍生成模塊通常只是根據(jù)新生專業(yè)分配學(xué)籍［21-26］。隨著時(shí)代發(fā)展，招生工作模式在不斷發(fā)生變化，各高校招生部門紛紛為新生提供各種便利化服務(wù)，使得有些原本在新生獲得學(xué)籍后才安排的工作被提前到招生錄取工作中，從而導(dǎo)致招生部門最終提交給教務(wù)處的新生基礎(chǔ)數(shù)據(jù)常包含一些約束性因素，這給教務(wù)學(xué)籍管理工作帶來了新的挑戰(zhàn)，傳統(tǒng)教務(wù)管理系統(tǒng)學(xué)籍生成模塊已難以適用于這類數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。因此，設(shè)計(jì)一種能夠適應(yīng)新形勢(shì)下需求的學(xué)籍自適應(yīng)生成模塊成為教務(wù)系統(tǒng)開發(fā)的重要內(nèi)容。

本文通過分析招生數(shù)據(jù)中與專業(yè)字段組合后對(duì)學(xué)籍分配構(gòu)成約束性影響的字段特性，提出以專業(yè)為單位構(gòu)建學(xué)生與約束因素組合數(shù)據(jù)集，將約束因素值排序后以連續(xù)首尾取值方式為學(xué)生分配學(xué)籍，從而實(shí)現(xiàn)約束因素下的學(xué)籍自適應(yīng)生成。

1 傳統(tǒng)教務(wù)管理系統(tǒng)學(xué)籍生成模塊中的問題

目前，高校教務(wù)管理系統(tǒng)中常見的學(xué)籍生成模塊通常是通過統(tǒng)計(jì)各專業(yè)新生人數(shù)并根據(jù)預(yù)設(shè)的班級(jí)人數(shù)上限，自動(dòng)生成各專業(yè)班級(jí)信息和各班學(xué)生信息，從而生成學(xué)籍?dāng)?shù)據(jù)。該模式在基于傳統(tǒng)僅以專業(yè)為學(xué)籍分配要素的招生數(shù)據(jù)環(huán)境下能夠高效運(yùn)作。

然而，在筆者主持的一個(gè)教務(wù)系統(tǒng)開發(fā)項(xiàng)目中，遇到了一個(gè)新問題。學(xué)校原本招生處向教務(wù)處提供的數(shù)據(jù)只包含學(xué)生基本信息和錄取專業(yè)，教務(wù)處根據(jù)該數(shù)據(jù)設(shè)置班級(jí)并為學(xué)生分配學(xué)號(hào)和所屬班級(jí)，以生成學(xué)籍信息，再由后勤部門根據(jù)學(xué)生分班情況分配宿舍，宿舍分配遵循“同班新生盡量集中”原則，以便于日后管理。此時(shí)，教務(wù)處在分配學(xué)籍時(shí)相對(duì)簡(jiǎn)單，只需考慮同專業(yè)的各班級(jí)人數(shù)和男、女生比例盡量均衡即可。但由于招生處又為新生提供了一項(xiàng)新服務(wù)——新生來校之前即可在網(wǎng)上自行選擇并確認(rèn)宿舍，由此帶來的改變是新生在還未獲得學(xué)籍的情況下就已確定了宿舍。考慮到“同班新生宿舍盡量集中”原則，此時(shí)教務(wù)處在分配學(xué)籍時(shí)必須考慮兩個(gè)要素：①同專業(yè)的各班級(jí)人數(shù)和男、女生比例盡量均衡；②同宿舍同專業(yè)的新生盡量安排在一個(gè)班，以便于管理。該校原有教務(wù)系統(tǒng)僅根據(jù)新生專業(yè)分配學(xué)籍的模式已無法生成符合要求的學(xué)籍信息，教務(wù)處不得不依靠人工方式分配學(xué)籍后再導(dǎo)入系統(tǒng)，效率極大降低。為此，學(xué)校教務(wù)處希望新教務(wù)系統(tǒng)的學(xué)籍生成模塊能夠基于新的招生數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)自適應(yīng)生成學(xué)籍和班級(jí)信息。

2 約束因素下學(xué)籍自適應(yīng)生成模塊設(shè)計(jì)

通過分析不難發(fā)現(xiàn)，學(xué)籍分配是以專業(yè)為中心點(diǎn)展開，因此應(yīng)考察招生數(shù)據(jù)中其它相應(yīng)字段與專業(yè)字段組合后是否對(duì)學(xué)籍分配產(chǎn)生影響，如果產(chǎn)生了影響，則說明該字段是影響學(xué)籍分配的一個(gè)約束因素，這樣的約束因素可能有若干個(gè)。在項(xiàng)目需求中，要求同專業(yè)同宿舍的新生盡量分配到一個(gè)班，故該約束因素就是新生宿舍。本文以宿舍要素為例，闡述主要設(shè)計(jì)思路。

提取招生數(shù)據(jù)中部分字段加以說明，其結(jié)構(gòu)如表1 所示。

Table 1 Some fields in enrollment data表1 招生數(shù)據(jù)中部分字段

在設(shè)計(jì)時(shí)，可按以下步驟進(jìn)行：

（1）預(yù)設(shè)班級(jí)年份（入學(xué)年份，例如20 級(jí)）以及各專業(yè)班級(jí)人數(shù)上限（不同專業(yè)的班級(jí)人數(shù)上限可能不同）。

（2）統(tǒng)計(jì)表1 中所有專業(yè)及各專業(yè)男、女生人數(shù)和總?cè)藬?shù)等數(shù)據(jù)，生成按專業(yè)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)集，其中邏輯數(shù)據(jù)表結(jié)構(gòu)如表2 所示。

Table 2 Structure of professional statistical data table表2 專業(yè)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表結(jié)構(gòu)

表2 中的“學(xué)生組合x”和“宿舍組合x”均為字符串形式，分別表示該專業(yè)具體的學(xué)生數(shù)據(jù)和與學(xué)生數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的宿舍數(shù)據(jù)，結(jié)構(gòu)分別為“學(xué)生1；學(xué)生2；學(xué)生3；……；學(xué)生n”和“宿舍1；宿舍2；宿舍3；……；宿舍n”，宿舍與學(xué)生數(shù)據(jù)之間是一一對(duì)應(yīng)關(guān)系（學(xué)生1 對(duì)應(yīng)宿舍1，學(xué)生2 對(duì)應(yīng)宿舍2，其它依此類推）。以C#語言（下同）描述此算法：首先創(chuàng)建數(shù)據(jù)集DataSet 對(duì)象ds_zy，并增加數(shù)據(jù)表和表中字段列，用于存儲(chǔ)按專業(yè)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)后的數(shù)據(jù)，代碼如下：

讀取表1，逐行掃描每行記錄，取出“專業(yè)”字段的值z(mì)y，判斷在ds_zy.Tables［0］中是否存在“專業(yè)”字段的值為zy 的記錄，如果不存在，則新增一條記錄將當(dāng)前學(xué)生的相關(guān)信息錄入ds_zy.Tables［0］，各字段的值分別為：zy、0 或1（取決于性別）、0 或1（取決于性別）、當(dāng)前學(xué)生（姓名—性別—身份證號(hào)）、對(duì)應(yīng)宿舍（樓棟—宿舍）、當(dāng)前專業(yè)層次、當(dāng)前專業(yè)所屬學(xué)院；若存在，則修改ds_zy.Tables［0］中該專業(yè)記錄，此處算法如下：

Step1：判斷當(dāng)前學(xué)生性別，若為男，則將該記錄“男生人數(shù)”和“總?cè)藬?shù)”字段的數(shù)字分別加1，否則將“女生人數(shù)”和“總?cè)藬?shù)”字段的數(shù)字分別加1。代碼如下：

Step2：在“學(xué)生”字段中的字符串末尾追加當(dāng)前學(xué)生信息，追加的字符串格式為“；姓名—性別—身份證號(hào)”。代碼如下：

Step3：在“宿舍”字段中的字符串末尾追加當(dāng)前學(xué)生所在宿舍，追加的字符串格式為“；樓棟—宿舍”。代碼如下：

（3）根據(jù)表2 和系統(tǒng)中已存在的專業(yè)信息（編號(hào)、名稱）以及（1）設(shè)置，生成按班級(jí)統(tǒng)計(jì)的數(shù)據(jù)集，其中數(shù)據(jù)表結(jié)構(gòu)如表3 所示。

Table 3 Structure of class statistical data table表3 班級(jí)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表結(jié)構(gòu)

表3 學(xué)生字段的值“學(xué)生組合x”表示該班級(jí)的學(xué)生數(shù)據(jù)，其字符串結(jié)構(gòu)為“學(xué)生1、學(xué)生2、學(xué)生3、……、學(xué)生n”。為達(dá)到此設(shè)計(jì)目標(biāo)，可按如下算法進(jìn)行：

Step1：創(chuàng)建數(shù)據(jù)集DataSet 對(duì)象ds_bj，并增加數(shù)據(jù)表和表中字段列，用于存儲(chǔ)按班級(jí)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)后的數(shù)據(jù)，代碼如下：

Step2：遍歷ds_zy.Tables［0］中的所有記錄，根據(jù)（1）中設(shè)置的當(dāng)前專業(yè)班級(jí)人數(shù)上限確定該專業(yè)班級(jí)數(shù)量以及每個(gè)班的男、女生人數(shù)和總?cè)藬?shù)。根據(jù)系統(tǒng)中已存在的專業(yè)信息（編號(hào)、名稱）和已設(shè)置好的年份生成班級(jí)編號(hào)、名稱和所屬專業(yè)（專業(yè)編號(hào)）。

Step3：以表2 中的學(xué)生和宿舍字段為基礎(chǔ)，將男、女生分組并進(jìn)行如下操作：查找當(dāng)前專業(yè)每個(gè)宿舍中的學(xué)生，并按學(xué)生人數(shù)由多到少對(duì)宿舍進(jìn)行排序。例如：宿舍1（5人），宿舍2（3 人），宿舍3（4 人），宿舍4（3 人），宿舍5（5人），宿舍6（2 人），宿舍7（2 人），宿舍8（1 人）。因此，按順序可生成宿舍序列：

宿舍1；宿舍5；宿舍3；宿舍4；宿舍2；宿舍6；宿舍7；宿舍8

在該序列中，將各宿舍內(nèi)的本專業(yè)學(xué)生之間以“、”作為間隔符，可生成如下結(jié)構(gòu)的字符串（以下稱為“學(xué)生&宿舍字符串”）：

學(xué)生1、學(xué)生2、學(xué)生3、學(xué) 生4、學(xué)生5；學(xué)生6、學(xué) 生7、……；學(xué)生n

Step4：在該字符串中，以宿舍為單位按其順序采取首尾結(jié)合的方式生成各班學(xué)生。當(dāng)人數(shù)達(dá)到當(dāng)前班級(jí)上限時(shí)，若當(dāng)前宿舍的學(xué)生未分配完，則將剩下的學(xué)生分配到下一個(gè)班。例如當(dāng)前專業(yè)總?cè)藬?shù)為25 人，若班級(jí)人數(shù)上限為10 人，則分成3 個(gè)班，人數(shù)分別為9 人、8 人、8 人。因此，一班學(xué)生包括：宿舍1、宿舍8 中的9 人和宿舍5 中的3 人，二班學(xué)生包括：宿舍5 中剩下的2 人和宿舍7、宿舍3 中的6人，三班學(xué)生包括：宿舍4、宿舍6、宿舍2 中的8 人。按此方法分別生成各班男生組和女生組的數(shù)據(jù)，再將各班男、女生組合生成各班所包含的學(xué)生。以男生組為例，在確定“學(xué)生&宿舍字符串”和當(dāng)前班級(jí)男生人數(shù)的前提下，生成本班男生數(shù)據(jù)的算法代碼如下：

生成該班男生數(shù)據(jù)后，按照“學(xué)生&宿舍字符串”的結(jié)構(gòu)將剩余未分配班級(jí)的男生數(shù)據(jù)重新組合，以便生成該專業(yè)下一個(gè)班的男生數(shù)據(jù)。重復(fù)該操作，直到該專業(yè)所有班級(jí)都分配完畢。

Step5：完成ds_bj.Tables［0］中所有數(shù)據(jù)生成后，將其中數(shù)據(jù)綁定到視圖層供用戶查看和微調(diào)，并將最終確定的班級(jí)和該班學(xué)生數(shù)據(jù)存儲(chǔ)于數(shù)據(jù)庫中。

通過上述算法，成功實(shí)現(xiàn)了教務(wù)系統(tǒng)在入住宿舍約束因素下的新生學(xué)籍自適應(yīng)生成。

3 結(jié)語

通過在項(xiàng)目中實(shí)施該方案，較好地解決了含約束因素的學(xué)籍自適應(yīng)生成問題，之前依靠人工需要約一周時(shí)間完成學(xué)籍分配工作，現(xiàn)在只需幾分鐘即可實(shí)現(xiàn)，極大地提高了工作效率。隨著高校信息化建設(shè)推進(jìn)及招生工作流程變更，各高校教務(wù)系統(tǒng)都可能面臨同類問題，本文研究成果具有較好的應(yīng)用推廣意義。同時(shí)，研究成果還可應(yīng)用于其它具有類似需求的模塊或系統(tǒng)，具有較好的通用性，在實(shí)施這類項(xiàng)目時(shí)可作為參考，并以此為基礎(chǔ)，根據(jù)自身實(shí)際情況作進(jìn)一步擴(kuò)展。