面向大類招生的專業(yè)自動分流方法及系統(tǒng)應(yīng)用

周千明，朱欣娟，孟 鋒

(1.西安工程大學(xué) 計算機科學(xué)學(xué)院，陜西 西安 710048；2.西安工程大學(xué) 服裝設(shè)計智能化陜西省重點實驗室，陜西 西安 710048；3.西安工程大學(xué) 教務(wù)處，陜西 西安 710048)

0 引 言

隨著高等教育改革內(nèi)涵的不斷深化，學(xué)科之間不斷相互滲透，專業(yè)界限逐漸淡化，高校傳統(tǒng)的“專業(yè)招生，專業(yè)培養(yǎng)”人才培養(yǎng)模式弊端日益凸顯，已經(jīng)不再適應(yīng)社會發(fā)展的新需求[1-2]。在新的背景環(huán)境下，由北京大學(xué)率先提出的“大類招生，分流培養(yǎng)”的人才培養(yǎng)模式引發(fā)社會各界的廣泛關(guān)注，并成為高等教育教學(xué)改革的熱點議題[3-5]。在大類招生培養(yǎng)模式下，高校將屬于相同或相近學(xué)科門類的專業(yè)統(tǒng)一按大類進行招生，學(xué)生在大學(xué)開始1～2年時間內(nèi)進行通識教育，學(xué)習(xí)公共基礎(chǔ)課程與專業(yè)基礎(chǔ)課程，然后再進行專業(yè)分流。大類招生在很大程度上拓展了學(xué)生的學(xué)科視野，保證了學(xué)生對專業(yè)的自由選擇空間，同時可以有效促進專業(yè)建設(shè)與教學(xué)方式改革與創(chuàng)新。目前，“大類招生，分流培養(yǎng)”模式正處在國內(nèi)高校教育教學(xué)和人才培養(yǎng)模式改革的探索和推廣階段[6]。

專業(yè)分流是整個大類招生培養(yǎng)模式的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，直接影響到學(xué)生的發(fā)展前途以及學(xué)校的人才培養(yǎng)質(zhì)量。專業(yè)分流一般周期比較短，具有相當?shù)臅r效性。在專業(yè)分流過程中，需要結(jié)合學(xué)校實際，綜合考慮學(xué)生成績、學(xué)生專業(yè)意愿、學(xué)生綜合表現(xiàn)、師資力量、院系專業(yè)容量等諸多影響因素，設(shè)計科學(xué)合理且操作性強的專業(yè)分流方案。因此，專業(yè)分流具有相當大的工作量和復(fù)雜性，有必要借助Internet與計算機技術(shù)實現(xiàn)整個過程的信息化與智能化。通過文獻檢索與分析可以發(fā)現(xiàn)，相關(guān)研究集中在專業(yè)分流影響因素、專業(yè)分流存在的問題剖析等方面[7-9]，而針對專業(yè)分流具體實現(xiàn)過程與方法的研究相對較少。文獻[10]對高校大類專業(yè)分流過程進行了探索，然而缺乏對綜合成績計算方案的具體分析。文獻[11-12]分別設(shè)計了專業(yè)分流軟件系統(tǒng)，但是存在數(shù)據(jù)操作不便，功能設(shè)置有限等不足[10]?；诖?，作為對以上文獻提出的專業(yè)分流方案的改進，文中以西安工程大學(xué)設(shè)計學(xué)類專業(yè)為例，提出一種面向大類招生模式的專業(yè)自動分流方法，以期對高校專業(yè)分流系統(tǒng)建設(shè)提供有益的借鑒。

1 專業(yè)分流背景

西安工程大學(xué)作為西部地區(qū)唯一以紡織服裝為特色的高校，其藝術(shù)類專業(yè)經(jīng)過30多年的發(fā)展，已形成多層次、多規(guī)格、多學(xué)科、藝術(shù)與工程相結(jié)合的辦學(xué)特色。為了深化高考招生制度改革，提升本科教育教學(xué)內(nèi)涵，西安工程大學(xué)藝術(shù)類的美術(shù)相關(guān)專業(yè)自2014年開始實行專業(yè)大類招生，將原來分散的服裝與服飾設(shè)計、視覺傳達設(shè)計、產(chǎn)品設(shè)計、環(huán)境設(shè)計、美術(shù)學(xué)、攝影和動畫共7個專業(yè)統(tǒng)一按美術(shù)設(shè)計類大類專業(yè)錄取。2015年學(xué)校將該大類專業(yè)的名稱修改為設(shè)計學(xué)類。2016年學(xué)校新增戲劇影視美術(shù)設(shè)計專業(yè)到設(shè)計學(xué)類大類專業(yè)中。自此，西安工程大學(xué)藝術(shù)類的設(shè)計學(xué)類大類專業(yè)共包含8個專業(yè)，面向全國范圍招生。在學(xué)院專業(yè)設(shè)置上，服裝與藝術(shù)設(shè)計學(xué)院和藝術(shù)工程學(xué)院同時開設(shè)設(shè)計學(xué)類專業(yè)。按照大類招生培養(yǎng)模式，高考錄取時統(tǒng)一以設(shè)計學(xué)類專業(yè)錄取，學(xué)生入校后進行為期1年的基礎(chǔ)課程學(xué)習(xí)，其課程教學(xué)進度執(zhí)行統(tǒng)一的培養(yǎng)方案，專業(yè)分流工作在學(xué)生大一結(jié)束時進行。

2 處理流程

文中提出的面向大類招生模式的專業(yè)自動分流核心處理流程如圖1所示。

圖1 專業(yè)自動分流核心處理流程

首先進行分流規(guī)則設(shè)置，主要包括確定專業(yè)分流計劃數(shù)量與設(shè)計排隊成績計算方案兩部分重點工作。專業(yè)計劃數(shù)量決定最終分流后的專業(yè)布局，由于設(shè)計學(xué)類大類專業(yè)分屬服裝與藝術(shù)設(shè)計學(xué)院和藝術(shù)工程學(xué)院這兩個二級學(xué)院，在實際處理中根據(jù)這兩個學(xué)院前期申報的專業(yè)計劃情況，結(jié)合學(xué)?，F(xiàn)有的師資力量、基礎(chǔ)設(shè)施、專業(yè)規(guī)劃等教學(xué)資源，由教務(wù)處負責研究專業(yè)分流的合適比例，從而確定最終執(zhí)行的專業(yè)分流計劃數(shù)量。在進行專業(yè)分流時，由教務(wù)處負責具體組織實施，這兩個學(xué)院協(xié)作配合。學(xué)校層面統(tǒng)一組織分專業(yè)專業(yè)課考試，閱卷工作結(jié)束之后，結(jié)合學(xué)生高考成績與第一學(xué)年課程成績，根據(jù)已設(shè)計的排隊成績計算方案計算出學(xué)生最終排隊成績，按照排隊成績從高到低進行排名，并在全校范圍內(nèi)進行公示。在學(xué)生數(shù)據(jù)導(dǎo)入環(huán)節(jié)中，主要采集包含學(xué)號、姓名、性別、身份證號碼等學(xué)生基本信息，可以選擇調(diào)用文件(Excel或CSV格式)導(dǎo)入的形式，也可以選擇調(diào)用第三方系統(tǒng)(學(xué)生管理系統(tǒng)或教務(wù)管理系統(tǒng))開放的REST服務(wù)接口[13-14]形式。學(xué)生數(shù)據(jù)導(dǎo)入完成后，需要對學(xué)生基本信息中的學(xué)號、身份證號碼等關(guān)鍵字段進行數(shù)據(jù)有效性校驗。然后，采用系統(tǒng)在線填報的形式通知學(xué)生在規(guī)定的時間期限內(nèi)進行專業(yè)志愿填報。在專業(yè)志愿填報過程中，系統(tǒng)提供網(wǎng)站與移動APP兩種方式，學(xué)生可以根據(jù)需要自由選擇。最后，系統(tǒng)采用自動錄取算法對學(xué)生進行專業(yè)志愿錄取，并發(fā)布專業(yè)志愿錄取結(jié)果信息，以方便學(xué)生進行錄取結(jié)果查詢。

3 排隊成績計算方案

在專業(yè)分流中，排隊成績是決定專業(yè)志愿錄取的關(guān)鍵因素。因此，排隊成績計算方案必須充分體現(xiàn)科學(xué)性與公平性?？紤]到排隊成績計算方案直接影響專業(yè)分流的最終結(jié)果，在專業(yè)分流實施過程中，需要對學(xué)生的多項成績賦予不同權(quán)值，得到唯一的綜合成績項。結(jié)合西安工程大學(xué)設(shè)計學(xué)類大類專業(yè)高考招生與教學(xué)實際，文中設(shè)計的學(xué)生排隊成績計算方法見式1：

TotalScore=30%*ScoreA+30%*ScoreB+40%*ScoreC+ScoreD

(1)

其中，TotalScore為綜合成績，作為學(xué)生最終的排隊成績；ScoreA為高考成績；ScoreB為第一學(xué)年課程成績的學(xué)分加權(quán)平均分[15]；ScoreC為學(xué)校統(tǒng)一組織的分專業(yè)專業(yè)課考試成績的平均分；ScoreD為保證優(yōu)秀學(xué)生同等條件下具有優(yōu)先滿足專業(yè)志愿權(quán)而設(shè)置的附加分。鑒于全國各省份高考科目以及評分標準可能存在差異，ScoreA的分數(shù)根據(jù)高考科目及成績換算成單科平均分(百分制)。此外，由于設(shè)計學(xué)類大類專業(yè)分屬兩個二級學(xué)院，其基礎(chǔ)課科目以及考核方式也可能存在差異，ScoreB亦根據(jù)科目及成績換算成單科平均分(百分制)。

具體地，ScoreA的計算方法如下：

設(shè)專業(yè)課成績?yōu)镾major，專業(yè)課總分為Tmajor，文化課成績?yōu)镾culture，文化課總分為Tculture。則有：

ScoreA=(Smajor/Tmajor)*60+(Sculture/Tculture)*40

(2)

其中，專業(yè)課成績分為統(tǒng)考(或藝術(shù)聯(lián)考)和校考(或單招考試)這兩大類。目前大部分省份統(tǒng)考的專業(yè)課考試內(nèi)容都是素描、色彩與速寫這3個科目，單科滿分100分，總分300分。設(shè)計學(xué)類?？嫉目颇繛樗孛枧c色彩，單科滿分100分，總分200分。對于學(xué)校組織過校考的省份，取?？汲煽冏鳛閷I(yè)課成績Smajor，專業(yè)課總分Tmajor即為200分；對于學(xué)校未組織過校考的省份，取統(tǒng)考成績作為專業(yè)課成績Smajor，專業(yè)課總分Tmajor因各省統(tǒng)考專業(yè)課考試科目而異，具體依據(jù)各省省級招辦相關(guān)規(guī)定執(zhí)行。文化課成績Sculture即為高考成績，文化課總分Tculture即為高考總分。需要說明的是，由于近年來國家出臺了一系列關(guān)于深化高考招生制度改革的政策[16]，鼓勵各省市探索新高考方案，高考總分也略有差異，目前大部分省份高考總分為750分。

ScoreB的計算方法如下：

設(shè)第一學(xué)年課程分別為C1,C2,…,Cn，相應(yīng)的課程學(xué)分分別為P1,P2,…,Pn，相應(yīng)的課程成績分別S1,S2,…,Sn，n為課程門數(shù)，則有：

(3)

ScoreC的計算方法如下：

學(xué)校統(tǒng)一組織的分專業(yè)專業(yè)課考試包含素描與色彩這兩個科目，設(shè)素描的考試成績?yōu)镾sketch，色彩的考試成績?yōu)镾color。則有：

ScoreC=(Ssketch+Scolor)/2

(4)

ScoreD的計算方法如下：

(5)

ScoreD的分值只有0或0.1兩種情形。當學(xué)生在第一學(xué)年獲得指定業(yè)績條件中的任意一項，ScoreD賦值為0.1，否則賦值為0。這些業(yè)績條件包括：

條件1：以第1作者在學(xué)術(shù)期刊(正刊)公開發(fā)表學(xué)術(shù)論文；

條件2：獲得省級及以上“挑戰(zhàn)杯”、“互聯(lián)網(wǎng)+”等科技、專業(yè)競賽三等獎以上(團體排名前3)；

條件3：在大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項目、學(xué)科競賽、各種全國性單項競賽中取得顯著成績；

條件4：CET6分數(shù)≥425，或托?？偡帧?0，或雅思總分≥6；

條件5：擔任學(xué)生會干部或班干部，成績突出，并且獲得校級及以上表彰。

此外，在排隊成績計算過程中，對于綜合成績TotalScore分數(shù)相同情況的處理，按順序依次比較ScoreC、ScoreB與ScoreA成績項，具體按照如下規(guī)則執(zhí)行(以偽代碼表示)：

設(shè)TotalScore1、ScoreA1、ScoreB1與ScoreC1分別表示學(xué)生甲的成績，TotalScore2、ScoreA2、ScoreB2與ScoreC2分別表示學(xué)生乙的成績，TotalScore1= TotalScore2。

//首先比較ScoreC1與ScoreC2，分值高的，設(shè)定其對應(yīng)的綜合成績高

if ScoreC1≠ScoreC2then

if ScoreC1>ScoreC2then set TotalScore1>TotalScore2;

else set TotalScore1

//然后比較ScoreB1與ScoreB2，分值高的，設(shè)定其對應(yīng)的綜合成績高

elseif ScoreB1≠ScoreB2then

if ScoreB1>ScoreB2then set TotalScore1>TotalScore2;

else set TotalScore1

//最后比較ScoreA1與ScoreA2，分值高的，設(shè)定其對應(yīng)的綜合成績高

elseif ScoreA1≠ScoreA2then

if ScoreA1>ScoreA2then set TotalScore1>TotalScore2;

else set TotalScore1

4 專業(yè)志愿錄取策略

4.1 專業(yè)志愿預(yù)處理

為了確保專業(yè)自動分流結(jié)果的可靠性與有效性，需要進行專業(yè)志愿預(yù)處理，主要包括對已填報專業(yè)志愿的數(shù)據(jù)過濾與專業(yè)志愿優(yōu)先錄取。

(1)專業(yè)志愿的數(shù)據(jù)過濾。

在進行系統(tǒng)在線填報專業(yè)志愿時，由于設(shè)計學(xué)類大類專業(yè)目前包括服裝與服飾設(shè)計、視覺傳達設(shè)計、產(chǎn)品設(shè)計、環(huán)境設(shè)計、美術(shù)學(xué)、動畫和戲劇影視美術(shù)設(shè)計8個專業(yè)，其中環(huán)境設(shè)計專業(yè)因?qū)I(yè)規(guī)劃需要，在城市規(guī)劃與市政工程學(xué)院與服裝與藝術(shù)設(shè)計學(xué)院同時開設(shè)(以不同的專業(yè)代碼進行區(qū)分)，因此，學(xué)生每人最多可以依次填報9個不同的專業(yè)志愿。學(xué)生最終的專業(yè)志愿填報狀態(tài)分為以下兩種：

狀態(tài)1：專業(yè)志愿為空，即沒有填報志愿；

狀態(tài)2：1～9個專業(yè)志愿。

其中狀態(tài)2所占的比例最大。通過多次應(yīng)用實踐發(fā)現(xiàn)，部分學(xué)生往往可能專注或者傾向于其中1～2個自己滿意的專業(yè)志愿而進行重復(fù)填報。由于專業(yè)志愿在錄取時采用基于平行志愿的錄取策略，這些重復(fù)填報的專業(yè)志愿不能起到實際作用，并且浪費了專業(yè)志愿的錄取機會。從技術(shù)實現(xiàn)層面上看，這些重復(fù)填報的專業(yè)志愿在錄取時還會增加系統(tǒng)資源的額外開銷。因此，采用如圖2所示的方法對狀態(tài)2中的重復(fù)專業(yè)志愿進行數(shù)據(jù)過濾處理。

圖2 重復(fù)專業(yè)志愿的數(shù)據(jù)過濾

在圖2中，學(xué)生填報了9個專業(yè)志愿，其中第1志愿與第2志愿均為專業(yè)C，則第2志愿為無效的專業(yè)志愿。在執(zhí)行專業(yè)志愿的數(shù)據(jù)過濾時，首先刪除第2志愿，然后將第3～9志愿整體順序前移，相應(yīng)地變更為第2～8志愿。

(2)專業(yè)志愿的優(yōu)先錄取。

在進行專業(yè)志愿錄取時，作為鼓勵表現(xiàn)突出學(xué)生的一種激勵機制，執(zhí)行優(yōu)先錄取的策略。即對于符合特定條件，可以不參加正常的專業(yè)志愿排隊錄取，直接按照學(xué)生所填報的第1專業(yè)志愿破格錄取。這些特定條件包括：

①以第1作者在核心期刊(正刊)及以上公開發(fā)表學(xué)術(shù)論文；

②獲得省級及以上“挑戰(zhàn)杯”、“互聯(lián)網(wǎng)+”等科技、專業(yè)競賽一等獎(團體排名前3)；

③授權(quán)發(fā)明專利(排名前3)或?qū)嵱眯滦蛯＠?排名第1)；

④擔任學(xué)院學(xué)生會部長及以上職務(wù)并且獲得省級及以上表彰，或獲得省級三好學(xué)生、優(yōu)秀學(xué)生干部等榮譽稱號。

在對專業(yè)志愿優(yōu)先錄取的預(yù)處理操作中，對符合優(yōu)先錄取條件的學(xué)生信息添加額外的數(shù)據(jù)標記，以方便后續(xù)在專業(yè)志愿自動錄取過程中進行識別。

4.2 專業(yè)志愿自動錄取算法

專業(yè)志愿預(yù)處理完成之后，進入專業(yè)志愿錄取環(huán)節(jié)，采用類似高考平行志愿投檔原則“分數(shù)優(yōu)先，遵循志愿”[17]的錄取辦法依次進行錄取。圖3為專業(yè)志愿自動錄取算法流程。

圖3 專業(yè)志愿自動錄取算法流程

如圖3所示，首先執(zhí)行專業(yè)志愿優(yōu)先錄取步驟，將預(yù)處理過程中添加符合優(yōu)先錄取條件額外數(shù)據(jù)標記的學(xué)生錄取至其所填報的第1專業(yè)志愿，進而篩選出除優(yōu)先錄取之外的學(xué)生信息，并按照排隊成績的降序排序，然后逐一檢索每個學(xué)生所填報的專業(yè)志愿信息。在逐次檢索學(xué)生第1到第9專業(yè)志愿時，先判斷該專業(yè)志愿是否為空，如果為空，說明該生未填報專業(yè)志愿，或者已填報的專業(yè)志愿對應(yīng)的專業(yè)計劃數(shù)量均已完成，則進一步判斷學(xué)生信息是否檢索完畢，如果尚未檢索完畢，則轉(zhuǎn)到下一個學(xué)生信息。每獲取一個非空的專業(yè)志愿，先判斷該專業(yè)志愿對應(yīng)的專業(yè)計劃數(shù)量是否已經(jīng)完成，如果確定已經(jīng)完成，則轉(zhuǎn)到下一專業(yè)志愿，反之則錄取該專業(yè)志愿，并停止檢索該生之后的專業(yè)志愿。

當所有學(xué)生信息檢索完畢之后，表示專業(yè)志愿自動錄取過程初步完成。大多數(shù)情況下，在初步完成的專業(yè)志愿錄取結(jié)果中，仍存在少數(shù)學(xué)生的專業(yè)志愿未錄取的可能性。因此，還需要進行進一步判斷。如果發(fā)現(xiàn)存在，則檢索專業(yè)志愿未錄取的所有學(xué)生信息與剩余的專業(yè)計劃數(shù)量，將這部分學(xué)生隨機錄取至剩余的專業(yè)計劃，并在學(xué)生信息中添加額外的數(shù)據(jù)標記。至此，專業(yè)志愿自動錄取結(jié)束。

5 應(yīng)用系統(tǒng)實現(xiàn)

基于文中提出的面向大類招生模式的專業(yè)自動分流方法，采用Microsoft Visual Studio 2017集成開發(fā)環(huán)境，以Microsoft SQL Server 2014建立數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，借助jQuery EasyUI[18]界面插件技術(shù)與ASP.NET Core MVC開源框架[19]設(shè)計與實現(xiàn)B/S架構(gòu)的西安工程大學(xué)設(shè)計學(xué)類專業(yè)分流管理系統(tǒng)。系統(tǒng)功能模型如圖4所示。

圖4 設(shè)計學(xué)類專業(yè)分流管理系統(tǒng)功能模型

系統(tǒng)在應(yīng)用層面主要面向管理員與學(xué)生兩類用戶，其中管理員用戶主要是學(xué)校教務(wù)處負責專業(yè)分流工作的工作人員與二級學(xué)院的教務(wù)管理員，對二級學(xué)院的教務(wù)管理員只分配查看信息與打印統(tǒng)計報表的權(quán)限，教務(wù)處工作人員分配最高管理權(quán)限。系統(tǒng)在功能上面向管理員用戶的模塊包括學(xué)生信息導(dǎo)入、數(shù)據(jù)校驗、分流規(guī)則設(shè)置、專業(yè)志愿錄取、人工微調(diào)與統(tǒng)計報表打印，實現(xiàn)專業(yè)分流處理流程的核心功能，其中人工微調(diào)模塊用于專業(yè)志愿自動錄取操作步驟完成之后的個別學(xué)生的異議處理，統(tǒng)計報表打印模塊用于對最終錄取數(shù)據(jù)的各項統(tǒng)計分析與報表生成。系統(tǒng)在功能上面向?qū)W生用戶的模塊包括學(xué)生信息完善、專業(yè)志愿填報、專業(yè)志愿修改與錄取結(jié)果查詢。其中學(xué)生信息完善模塊用于對登錄口令、聯(lián)系電話、E-mail等相對易變信息的完善，專業(yè)志愿修改模塊用于提交狀態(tài)前對所填報專業(yè)志愿的修改，錄取結(jié)果查詢模塊對學(xué)生提供最終錄取結(jié)果的查詢服務(wù)。系統(tǒng)專業(yè)志愿填報頁面如圖5所示。

圖5 系統(tǒng)專業(yè)志愿填報頁面

西安工程大學(xué)設(shè)計學(xué)類專業(yè)分流管理系統(tǒng)已經(jīng)連續(xù)兩年成功應(yīng)用于專業(yè)分流工作中，順利完成對2016級與2017級設(shè)計學(xué)類專業(yè)學(xué)生二次專業(yè)分配的任務(wù)，取得了良好的效果。相比傳統(tǒng)的人工操作方式，有效降低了工作復(fù)雜性，大大減輕了工作負擔，進一步提升了學(xué)校信息化管理水平。同時，從計算機技術(shù)應(yīng)用與實踐的角度出發(fā)，以西安工程大學(xué)設(shè)計學(xué)類專業(yè)為例提出的面向大類招生模式的專業(yè)自動分流方法，可以為其他高校大類招生專業(yè)分流提供有價值的借鑒與參考。

6 結(jié)束語

在“大類招生，分流培養(yǎng)”的高等教育改革模式下，設(shè)計科學(xué)合理的專業(yè)分流方案至關(guān)重要。文中以此為切入點，針對當前高校大類招生培養(yǎng)模式下專業(yè)分流工作繁瑣復(fù)雜的問題，以西安工程大學(xué)設(shè)計學(xué)類專業(yè)為實際應(yīng)用案例，提出一種高效的專業(yè)自動分流解決方案。實踐表明，所提出的面向大類招生模式的專業(yè)自動分流方法具有較強的可操作性與較高的應(yīng)用推廣價值。