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關鍵詞:角色協同;工作流;畢業論文;管理系統
中圖分類號:TP31 文獻標識碼:A
1 引言(Introduction)
本科畢業論文是本科生的一門重要實踐課程,也是大部分教師和教學管理人員每年都要面臨的一項煩瑣工作。從出題、選題,再到寫作與指導、評審與答辯等,整個過程都需要教學管理人員、教師、學生投入大量的精力。傳統的本科畢業論文指導與管理工作存在以下主要問題:
(1)師生協同不足:學生離校實習、教師無固定辦公地點等,導致學生與教師見面不易,信息溝通不暢,師生交流不充分。由于教師工作比較繁忙,每個教師要同時指導多名學生,導致學生和教師很難在工作時段內同時有空閑時間來進行面對面地指導,難以實現老師與學生之間的互動,教師對學生論文評閱效率低下。
(2)工作壓力大:本科畢業論文整個工作流程的工作環節多,參與人員多,時間跨度長,業務流程繁雜,工作量龐大,工作煩瑣、易重復。
(3)信息化程度低:本科畢業論文各個工作環節會產生階段文檔,而且前后各階段文檔之間有著密切的關聯關系;大量的打印文檔不利于師生對文檔的查閱、保存,且不環保。即使使用電子文檔,但未建立關聯關系,不利于收集、查詢和統計。
(4)監管力度不足:傳統畢業論文寫作與指導過程缺乏有效的監管力度,難以保證師生按時完成各項工作。缺少第三方監管本科畢業論文寫作與指導過程的完整記錄,難以解決導師與學生之間就論文完成情況及論文質量相互推卸責任的問題。
針對上述問題,國內研究者們提出了不同的畢業論文管理系統,文獻[1―4]建立了基于WEB方式的論文管理系統,文獻[5]提出了基于本體的論文管理系統,文獻[6]提出了基于工作流的論文管理系統,但是這些研究在師生協同、提高工作效率、加強監督方面仍存在不足。因此,本文提出一種角色協同的工作流模型;根據模型中的系統工作流狀態,利用時間和事件觸發機制,對用戶指派角色、對角色指派權限,再通過各個角色之間的協同,完成畢業論文各項工作,解決傳統人工方式的論文管理工作中存在的問題,提高工作效率、減輕工作壓力、增強監管力度、提高論文管理工作的信息化水平。
2 相關知識(Related work)
角色:是相關權限命令的集合,使用角色的主要目的是簡化權限管理,角色主要由權限和用戶構成[7]。
協同:就是打破資源(如人、財、物、信息和流程等)之間的各種壁壘和邊界,使它們為共同的目標而進行協調的運作,通過對各種資源最大的開發、利用和增值以充分達成共同的目標[8]。
工作流:是指一類能夠完全自動執行的經營過程,根據一系列過程規則,將文檔、信息或任務在不同的執行者之間進行傳遞與執行[9]。作為計算機支持的協同工作研究的一個重要方向,工作流管理的主要目標是通過調用有關的信息資源與人力資源來協調業務過程中的各個環節,使之按照一定的順序依次進行,從而實現業務過程的自動化。工作流技術通過將工作分解成為良好的任務、角色,按照一定的規則和流程來執行這些任務并對它們進行監控,以達到提高辦事效率、降低工作成本的目的[10]。
時間觸發機制[11,13]是指將時間域分成離散的時間間隔,將消息的傳輸分配在一定的時間間隔內完成。
事件觸發機制[12,13]是指在工作流程中,根據其他事件的發生而產生相應動作(稱為觸發動作)干預工作進程。
3 角色協同的工作流模型(The role-collaborative
workflow model)
本節首先對角色協同的工作流模型(Role-collaborative Workflow Model,RcW)進行描述,然后基于該模型進行建模。
3.1 模型的組成元素
角色協同的工作流模型由用戶主體、角色主體、任務主體、系統工作流狀態、訪問權限、角色指派、權限指派和角色協同這八個元素組成。下面將分別對這八個元素進行描述。
用戶主體:是指提出指派角色請求的實體,使用符號u表示,用戶主體的集合使用符號U表示。
角色主體:是指提出指派權限請求的實體,使用符號r表示,角色主體的集合使用符號R表示。在本科畢業論文的整個工作當中,存在著教學管理人員(教學院長、系主任、教學秘書)、教師(指導老師,交叉評閱老師,答辯老師)以及學生這些不同的角色,所以論文管理系統中的角色主體集合表示為:
(1)
公式(1)中,M表示管理員,T表示教師,S表示學生。
任務主體:是指接受r訪問的實體,也是工作流各個環節的核心,使用符號t表示,任務主體的集合使用T表示。論文管理系統中的任務主體集合圍繞著論文展開,表示為:
系統工作流狀態:是指RcW模型在整個論文工作流程(如圖1所示)中,r訪問t時的快照,使用符號s表示,系統工作流狀態集合使用符號S表示,包含r訪問的對象t和訪問時間time兩個元素。論文管理系統中的系統工作流狀態集合表示為:
訪問權限:是指r訪問工作流中任務主體的方式,使用符號p表示,訪問權限的集合使用符號P表示。論文管理系統中的訪問權限集合表示為:
角色指派:是指在系統工作流狀態下對u指派r的方式,使用符號UA表示。RcW模型中,同一個u能夠被指派多個r,但是在同一s狀態下,一個u只能被指派一個r,因此角色指派由s決定。角色指派函數表示為:
權限指派:是指在系統工作流狀態下對r指派p的方式,使用符號PA表示。RcW模型中,不同的r訪問的t不一樣,對t的訪問權限也不同,且同一r在不同的s狀態下,對t的訪問權限也不同,因此,權限指派由s決定。權限指派函數表示為:
角色指派和權限指派都由s決定,s的狀態由s中的兩個元素t和time決定,s中的元素time是被分成離散的時間間隔,t的觸發被分配在一定的時間間隔內完成,這樣就應用到了時間觸發機制的原理。例如在開題報告提交時間結束時,則激活論文寫作與指導階段的工作流程中的t,開始初稿的提交;在論文定稿提交時間結束時,則凍結論文寫作與指導階段的工作流程中的t。
同時在RcW模型中,部分流程的ti的觸發等待著ti-1事件的完成來激活自身狀態。不同的用戶角色訪問不同t,則被指派不同權限,這樣就應用到了事件觸發機制的原理。例如學生在論文初稿tk提交完成后,觸發導師指導評閱論文初稿tk+1的工作進程;導師在論文初稿的評閱tk+1提交完成后,激活學生提交修改稿tk+2的工作進程。
因此角色指派和權限指派都考慮到了時間和事件觸發機制。
角色協同,是指在RcW模型中,各個角色主體之間打破時間、空間、物質等資源之間的各種壁壘和邊界,使他們為完成共同目標而進行協調的運作,通過對各種資源最大的開發、利用和增值以充分達成共同目標,使用符號RC表示。角色協同函數表示為:
在畢業論文管理系統中,大部分工作需要教學院長、系主任、教學秘書、教師和學生等這些角色之間的協同RC來完成。例如,導師與學生之間協同完成論文的指導與寫作,最終完成共同目標――論文定稿的完成。
這樣,RcW模型可以表示為八元組:
RcW模型運行的充分必要條件為:不存在u無法被指派r,不存在r無法被指派p,不存在t無法被訪問。
3.2 角色協同的工作流模型
基于RcW模型的組成元素,根據RBAC96[14]的框架對RcW模型進行建模,在RcW模型中添加了會話集和約束集,如圖1所示。
圖1 RcW模型
Fig.1 RcW model
RcW Model:
U:用戶主體集合;R:角色主體集合;
T:任務主體集合;P:訪問權限集合;
Sessions:會話集――各主體之間的會話;
Constrains:約束集――約束各主體之間的指派關系。
OP={execute},操作集合
P=OP×T~Constrains(S)
UAU×R,用戶與角色的指派關系
roles(u):U2R~Constrains(S),對用戶指派角色的函數映射。
roles(u)={(ri)|([(ri,u)∈UA}
PAR×P,角色與權限的指派關系
per: R2P~Constrains(S),對角色指派權限的函數映射。
per(ri)={(p,ti)|[(ri,p,ti)∈PA]}
RC(RiTk)×(RjTl) i≠j 角色之間的協同
在RcW模型中,為確保用戶角色指派的正確性,根據用戶與角色的指派關系和用戶指派角色的函數映射,設計了用戶角色指派算法。如下所示。
用戶角色指派算法(Algorithm of User-Role Assignment):
{
Initialize: R;//可指派角色集合
R =GetRofUA(u);
If R is Null
Return NULL;
For each r in R
if r match current S//如果角色r與當前狀態相匹配
Assign r to u;
exit for;
Else Next r;
End for
If OutofMaxR(u,R)//如果超出可指派角色集合
Return NULL;
}
在RcW模型中,為確保角色權限指派的正確性,根據角色與權限的指派關系和角色指派權限的函數映射,設計了角色權限指派算法。如下所示。
角色權限指派算法(Algorithm of Role-Permission Assignment):
{
If (r,t)(R,T,PA) is NULL
//如果當前(r,t)無法與角色權限集合相匹配
Return NO PREMISSION;
Else
If Activate(t)//如果當前任務被激活
Return READ & WRITE;
ElseReturn READ ONLY;
}
根據RcW模型,實現基于RcW模型的畢業論文管理系統。下一節對該系統和傳統人工方式進行應用研究比較與結果分析。
4 應用研究與結果分析(Application studies and
results analyzes)
為了驗證基于RcW模型的本科畢業論文管理系統在解決傳統人工論文管理方式中存在的問題的實用性,基于角色協同的工作流模型的本科畢業論文管理系統已在西南大學外國語學院試運行,網址:http://202.202.121.101/pdms。
對于傳統的人工論文管理的方式,通過外國語學院教務管理人員提供的信息,收集整理了2011―2013年這三屆西南大學外語學院本科畢業論文管理工作的數據。
對于系統進行論文管理的方式,通過系統對論文管理工作整個流程的完整記錄,收集整理了2014屆外語學院畢業生通過本系統完成畢業論文的數據。
對于傳統人工方式和系統方式的各項數據,主要從以下幾個方面進行比較與分析。首先,在完成各個相同階段的管理工作耗時進行了比較,結果如表1所示。
表1 各階段工作的耗時對比
Tab.1 Time for each management stage
工作階段 傳統人工方式耗時 系統方式耗時
2011 2012 2013 2014 2015
給學生安排導師 2.5days 3days 3days 3.2min 2.8min
統計提交任務書人數 20―30
min/time 20―30
min/time 20―30
min/time 0.13
sec/time 0.12
sec/time
統計提交開題報告人數 20―30
min/time 20―30
min/time 20―30
min/time 0.11
sec/time 0.13
sec/time
統計提交論文定稿人數 20―30
min/time 20―30
min/time 20―30
min/time 0.14
sec/time ――
安排答辯分組 2days 2days 2days 3.7min ――
統計學生成績 1day 1day 1day 0.54sec ――
查找 10―20
min/time 10―20
min/time 10―20
min/time 0.12
sec/time ――
說明:在統計提交任務書、開題報告和論文定稿人數的時候,如果有未提交的,還需要列出未按時提交論文稿件的學生名單。目前為止,2015屆畢業生的論文工作完成了一部分,只有部分數據。2011―2013的數據是由外國語學院的教務管理人員提供的,2014―2015的數據是通過系統操作20次的平均值。
然后,在各個階段論文稿件的按時提交比例方面進行了比較,結果如表2所示。
表2 每階段學生教師完成情況的數量對比
Tab.2 The number of submission on time
工作
階段 傳統人工方式 系統方式
總人數 2011
按時完成人數 比例 總人數 2012
按時完成人數 比例 總人數 2013
按時完成人數 比例 總人數 2014
按時完成人數 比例
指導
方向 141 120 85.1% 145 114 78.6% 146 117 80.1% 143 139 97.2%
論文
方向 571 472 82.7% 563 501 89.0% 579 498 86.0% 541 524 96.9%
任務書 571 469 82.1% 563 468 83.1% 579 472 81.5% 541 540 99.8%
開題
報告 571 473 82.8% 563 439 78.0% 579 472 81.5% 541 537 99.3%
定稿 571 483 84.6% 563 453 80.5% 579 463 80.0% 541 531 98.2%
論文
評閱 571 476 83.4% 563 468 83.1% 579 501 86.5% 541 529 97.8%
交叉
評閱 571 483 84.6% 563 455 80.8% 579 510 88.1% 541 535 98.9%
說明:由于傳統人工方式無法對論文指導過程進行記錄,傳統人工方式在論文指導過程中無數據。修改稿在論文指導過程中,論文稿件有多次提交的情況,在表中使用的數據是修改稿第一次提交和第一次評閱的數據。2011―2013的數據是由外國語學院的教務管理人員提供的,2014的數據是系統記錄的。
由表1中的數據可以看出,通過本系統進行本科畢業論文相關工作,極大地減少了工作時間,提高工作效率,同時減輕了教學管理人員的工作量。由表2的數據分析可以明顯看出,在通過使用進行本科畢業論文相關工作時,本科論文過程中各項工作的完成率相較于傳統模式平均提升了15%,各個階段完成工作比大幅提升。通過在線提交,在線指導,在線監控論文進程,方便了師生之間論文的寫作與指導,同時實現了對論文指導過程的全程記錄,對論文指導工作的評價與衡量提供可靠的依據。
論文存儲:2011屆紙質任務書、開題報告和論文各571份,2012屆紙質任務書、開題報告和論文各563份,2013屆紙質任務書、開題報告和論文各541份,總占地1.14m3;2014屆各種電子版的論文稿件共計9514份,占5.15GB的硬盤容量。紙質論文需要大量的打印,不環保,電子格式的論文稿件存儲占地空間小,不需要打印大量的紙質文檔,十分環保,且在系統中查找論文稿件十分方便。
在2011―2013年的本科畢業論文工作中,發生學生稿件遺失、需要學生重新提交的情況平均17例;給導師發送論文出錯情況平均發生8例;在2014屆,由于使用了本系統,未發生上述兩種情況。在2011―2013年,學生未按時完成論文,與導師相互推卸責任的情況平均有5例,同時由于無依據可尋,處理此種情況很麻煩;在2014屆中發生此種情況三例,直接查看整個工作過程的記錄,根據記錄處理,十分方便且具有說服力。
5 結論(Conclusion)
基于角色協同工作流模型的本科畢業論文管理系統已初次在西南大學外國語學院使用,運用角色協同和工作流的技術,采用時間觸發機制和事件觸發機制的原理,較好地解決了傳統人工管理方式存在的四大問題,有效地減輕了教學管理人員、教師、學生完成本科畢業論文工作的工作量,提高了本科畢業論文工作的工作效率,取得了較好的教學成果;且系統全程保留了本科畢業論文工作在各個階段產生的文檔和數據,記錄了論文指導的整個過程,可以為教師進行論文工作的績效評估提供依據。
在RcW模型中,考慮優化算法的設計,優化用戶角色指派算法和角色權限指派算法;在系統工作流狀態中加入短信實體,實時通知用戶關于工作流的狀態,是今后的研究發展方向。
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