创新思维与现代设计课程作业 基于积分及拍卖的 选课系统优化设计 第一组 宋扬5101209134 刘晶5101209003 杨阳5101209140 贡晨杰51012091 饶开源51112091 2012.12
创新思维与现代设计课程作业 基于积分及拍卖的 选课系统优化设计 第一组 宋扬 5101209134 刘晶 5101209003 杨阳 5101209140 贡晨杰 51012091__ 饶开源 51112091__ 2012.12
1.研究背景 在我国现今素质教育的大背景下，素质教育要求大学生从老师家长的严加管教 和包办代替的模式转变为自我教育管理，对社会的需要和自身充分认知的模式。 在这样的教育大背景下，高校选课系统应运而生，让同学们根据自己的兴趣爱好， 专业需求，选择自己的课程，合理安排自己的学习生活。但经过多年的时间运营， 这项系统也存在一定问题：人工统计调节，耗费大量人力物力，无法实现公开公 正，无法实现同学们对某些课的强烈诉求等。 上述问题会造成同学们选到的课余自己的期望完全不相符的情况。根据《大学 生选课态度的现状与态度》统计： 课程与预期效果不相符 不相符的原因 可选课程的数量 选项 比重 选项 比重 选项 比重 经常 51% 自己 12% 较多 11% 偶尔 48% 选课系统 45% 一般 55% 从来不 1% 教师 43% 较少 34% 表一 可见现行的选课系统的不合意是令同学无法选到自己最为迫切需求的课程的 重要原因，需要进一步的改善。 2.研究目的 本设计所开发的学生选课系统完成学校对学生的选课信息的统计与管理，减少 数据漏掉的情况，同时也节约人力、物力和财力，告别以往的人工统计。学生在 规定选课时间段内，可以有条不紊的完成选修课的申请，而学校也可以方便地对 系统进行管理和控制，提高工作效率。方便学生、老师、管理员使用，学生可以 在线查看可选课程信息、在线选课、修改信息、查看信息，老师可以查询自己的 课程人数、课程信息（包括开课时间、地点、开课方式），管理员可以对整个系 统进行管理（包括系统管理、用户管理、课程管理）。同时充分满足同学们的对 课程诉求，采取积分分配的方法实现“合理分配，公开竞拍，公正选课的目的
1.研究背景 在我国现今素质教育的大背景下，素质教育要求大学生从老师家长的严加管教 和包办代替的模式转变为自我教育管理，对社会的需要和自身充分认知的模式。 在这样的教育大背景下，高校选课系统应运而生，让同学们根据自己的兴趣爱好， 专业需求，选择自己的课程，合理安排自己的学习生活。但经过多年的时间运营， 这项系统也存在一定问题：人工统计调节，耗费大量人力物力，无法实现公开公 正，无法实现同学们对某些课的强烈诉求等。 上述问题会造成同学们选到的课余自己的期望完全不相符的情况。根据《大学 生选课态度的现状与态度》统计： 课程与预期效果不相符 不相符的原因 可选课程的数量 选项 比重 选项 比重 选项 比重 经常 51% 自己 12% 较多 11% 偶尔 48% 选课系统 45% 一般 55% 从来不 1% 教师 43% 较少 34% 表一 可见现行的选课系统的不合意是令同学无法选到自己最为迫切需求的课程的 重要原因，需要进一步的改善。 2.研究目的 本设计所开发的学生选课系统完成学校对学生的选课信息的统计与管理，减少 数据漏掉的情况，同时也节约人力、物力和财力，告别以往的人工统计。学生在 规定选课时间段内，可以有条不紊的完成选修课的申请，而学校也可以方便地对 系统进行管理和控制，提高工作效率。方便学生、老师、管理员使用，学生可以 在线查看可选课程信息、在线选课、修改信息、查看信息，老师可以查询自己的 课程人数、课程信息（包括开课时间、地点、开课方式），管理员可以对整个系 统进行管理（包括系统管理、用户管理、课程管理）。同时充分满足同学们的对 课程诉求，采取积分分配的方法实现“合理分配，公开竞拍，公正选课的目的
3.需求及解决方案 现行选课系统 改进后的系统 不能有效的考虑同学的偏好差异，在分 通过令同学们自主分配手中积分的方 配时仅仅采用随机抽样的方式，对一些 式，在分配过程中体现一定权重，能够 同学的迫切诉求不能在一轮选课中有 较好满足同学们的选课需求。 所体现。 目前，同学们主要采取小圈子中私下换 实行公开竞拍，更加公开公正，及时更 课的方式，导致圈子之外的同学不能有 新。 效获取信息，实现课程交换。 依靠电话，短信，社交网络等进行沟通， 在平台上，不用额外耗费精力。 较为耗费精力。 一些同学借助其他同学多占名额，并在 本系统将统一课程余量投放时间，保证 冷僻时间放出，在选课结束一两天大量 公平性。 同学推课，造成资源浪费。 教务处需要处理大量的选课需求提交。 本系统应用权重分配特性，减轻教务处 工作量。 表二 4.方案的设计 以名额为50人的一门课程的视角，此50个名额的分配流程（流程图附pdf):
3. 需求及解决方案 现行选课系统 改进后的系统 不能有效的考虑同学的偏好差异，在分 配时仅仅采用随机抽样的方式，对一些 同学的迫切诉求不能在一轮选课中有 所体现。 通过令同学们自主分配手中积分的方 式，在分配过程中体现一定权重，能够 较好满足同学们的选课需求。 目前，同学们主要采取小圈子中私下换 课的方式，导致圈子之外的同学不能有 效获取信息，实现课程交换。 实行公开竞拍，更加公开公正，及时更 新。 依靠电话，短信，社交网络等进行沟通， 较为耗费精力。 在平台上，不用额外耗费精力。 一些同学借助其他同学多占名额，并在 冷僻时间放出，在选课结束一两天大量 同学推课，造成资源浪费。 本系统将统一课程余量投放时间，保证 公平性。 教务处需要处理大量的选课需求提交。 本系统应用权重分配特性，减轻教务处 工作量。 表二 4. 方案的设计 以名额为 50 人的一门课程的视角，此 50 个名额的分配流程（流程图附 pdf）：
丹始：袜程01-名银50人 品 一给出价前十名 第一轮结宋 全清50/50- 名香愿意报益到府 香136- 结来 半0 名颜占情况 得碧。 ≤是香是最后一天+一小于投收数8/10 拍卖入数 12/10大于投放数 图一 5.设计的实施 5.1第一轮选课： 圈上文大学 选课阶段：第一轮初选 距离本阶段结束：3天5小时22分钟 当前时间：2015年1月16日19：20 教学信息服务网选课系统 当前在线人数：15365 教务处通告 学号： 5151209123 ■新增课程EC401 ■AR307课程人数增加通告 密码： ●●●0●00g 登录 English Version 5.1.1分配积分：每学期选课分配给每位同学的初始积分数为1000点，下一学期 重新配给相同积分，令后续同学自主分配积分过程中，配给同一门课程的积分差 距足够大，不会出现极度的分配不均，（例如若总积分数为100，A课程的平均 值为12.84，出价12的同学200人和出价13的同学30人，出价14的同学140 人，如果定价为12会造成课程资源的不足，如果定价为13，明显对于出价12
图一 5. 设计的实施 5.1 第一轮选课： 5.1.1 分配积分：每学期选课分配给每位同学的初始积分数为 1000 点，下一学期 重新配给相同积分，令后续同学自主分配积分过程中，配给同一门课程的积分差 距足够大，不会出现极度的分配不均，（例如若总积分数为 100，A 课程的平均 值为 12.84，出价 12 的同学 200 人和出价 13 的同学 30 人，出价 14 的同学 140 人，如果定价为 12 会造成课程资源的不足，如果定价为 13，明显对于出价 12
的同学有失公平的情况)。 5.12保证本专业课程：为保证本专业的同学在这种开放选课体系之下，可以保 证本院系专业课程的学习。本专业同学实际分配分数为初始投放分数*2（扣除的 是原来的积分数，但以二倍分数与其他院系同学竞争，仅限于第一轮)。 上游充通大 选课阶段：第一轮初选 距离本阶段结束：3天5小时22分钟 HANGICAI JEAO TONG UNPVERSET 当前时间：2015年1月16日19：20 已选学分：25 教学信息服务网 当前在线人数：15365 剩余选课积分：936 选课系统 洗 首页 查看选课 EC33F.立山2立当 分钟 积分管理 第一轮选 EC335:产业经济学 选择教师： 必修课 请输入在本课程上 通识课 教师姓名 放置的选课积分 左择 任选课 甲老师 25 确定 择 第二轮选 乙老师 择 选课需求 平均历史成交参考价格：22 本专业必修课，积分将使用两倍计算 我的修读 对于专业必修课， 将按积分的两倍参与排序， 确保本专业优先， 但实际扣除不变 服务器负载：92007100000 5.13选课积分分配提交：同学们在积分分配完成之后，即可点击提交，所分配 积分不能为小数。教务处将将分配积分按照降幂排序，并根据课程既定人数得到 成功选课的同学名单。例如：B课程人数上限为45人，则该课程截止到分配积 分为32的同学，若分数相同，则按时间排序
的同学有失公平的情况）。 5.1.2 保证本专业课程：为保证本专业的同学在这种开放选课体系之下，可以保 证本院系专业课程的学习。本专业同学实际分配分数为初始投放分数*2(扣除的 是原来的积分数，但以二倍分数与其他院系同学竞争，仅限于第一轮)。 5.1.3 选课积分分配提交：同学们在积分分配完成之后，即可点击提交，所分配 积分不能为小数。教务处将将分配积分按照降幂排序，并根据课程既定人数得到 成功选课的同学名单。例如：B 课程人数上限为 45 人，则该课程截止到分配积 分为 32 的同学，若分数相同，则按时间排序
圆上泽天大峰 迹课阶段：第二轮迹课 距离本阶段结束：3天5小时22分钟 当前时间：2015年1月16日19：20 已选学分：25 教学信息亚务网 当前在线人数：15365 剩余选课积分：820 选课系统 首页 EC335:产业经济学 查看选课情况 选课情况 积分管理 序号 投放积分 选课时间 选课情况 第一轮选课 47 54 1.2023.59 已选中 必接课 48 1.180935 已进中 通识课 49 50 1.2023:37 已选中 任 第 分数相同时 50 50 1.2023:39 已选中 选讲 以时间为序 5) 50 1.2023:41 未选中 52 49 1161510 未选中 我的修读情况 53 48 1.1619:20 未选中 外专业为斜体 修质整的28/8600 积分数 人数 36 2 35 18 34 20 32 5 31 20 表三 5.1.4第一轮结束：如果第一轮选课选满，则该课程除应强烈要求增设名额的除 外，不在第二轮选课中投放，直接进行第二轮选课；如果第一轮选课没有选满， 则空余名额直接进入第二轮选课。 5.1.5第一轮选课系统实现目标：第一轮选课完全用学生自主分配积分的方法， 精确地反映出同学对课程需求的程度，减少资源配置的不合理性，进而激发同学 们学习知识的热情，避免出现“选上的不想上，想上的选不到”的尴尬局面。避 免了现行诸多选课系统无法最大程度反应学生诉求的弊端。 5.2第二轮选课： 5.2.1公开市场拍卖竞价：为实现更有效率的配置，针对现在一门热门课程用几 门课程交换，无法正确反应课程的内在价值的混乱现象。本系统将实现课程的“货 币化”，将课程的价值充分数量化，最大限度的实现交易的精确性，从而更好的
积分数 人数 36 2 35 18 34 20 32 5 31 20 表三 5.1.4 第一轮结束：如果第一轮选课选满，则该课程除应强烈要求增设名额的除 外，不在第二轮选课中投放，直接进行第二轮选课；如果第一轮选课没有选满， 则空余名额直接进入第二轮选课。 5.1.5 第一轮选课系统实现目标：第一轮选课完全用学生自主分配积分的方法， 精确地反映出同学对课程需求的程度，减少资源配置的不合理性，进而激发同学 们学习知识的热情，避免出现“选上的不想上，想上的选不到”的尴尬局面。避 免了现行诸多选课系统无法最大 程度反应学生诉求的弊端。 5.2 第二轮选课： 5.2.1 公开市场拍卖竞价：为实现更有效率的配置，针对现在一门热门课程用几 门课程交换，无法正确反应课程的内在价值的混乱现象。本系统将实现课程的“货 币化”，将课程的价值充分数量化，最大限度的实现交易的精确性，从而更好的
服务同学。现行课程市价（最低价）时刻更新，所有人可见。 上游文通大学 选课阶段：第一轮初选 距离本阶段结束：3天5小时22分钟 当前时间：2015年1月16日19：20 已选学分：25 教学信息服务网 当前在线人数：15365 剩余选课积分：936 选课系统 本课程共有50个名额 查看拍卖结果 首页 已投放名额数6 MU101:交响音乐鉴赏 查看选课情况 参与竞拍人数：20 积分管理 第一轮选课 必修课 当前最低成交价格： -1 通识课 93 任选课 第二轮选课 距离本次竞拍结束：12小时35分06秒 选课需求提交 您已将名额投放到竞拍中 我的修读情况 最低出价历史： 18:2586 卖出者视角 18:3089 18:5791 19:1592 服务器负致93200/100000 19:1993 显示的竞拍市场报表如下： 2012年12月7日21：00 表四 退课者数 积分数 竞拍者数 14 30 13 28 12 9 29 15 5.2.2竞拍优先顺序：如果选课人数超过现有剩余名额，按照积分高者优先原则， 积分数一样时，根据时间顺序，选课者先到先得。 5.2.3退课优先顺序：如果退课人数大于选课人数，积分数优先给先退课的人， 以达到激励作用，避免囤课现象。 分配给每位退课同学的积分均等，数额为“竞拍者所出点数总和除以竞拍成功的 人数”.避免私下交换者设置很高的价格门槛。 对竞拍失败的课程，返还其在第一轮选课中拍卖所用积分，课程流入系统，以确
服务同学。现行课程市价（最低价）时刻更新，所有人可见。 显示的竞拍市场报表如下： 2012 年 12 月 7 日 21:00 表四 5.2.2 竞拍优先顺序：如果选课人数超过现有剩余名额，按照积分高者优先原则， 积分数一样时，根据时间顺序，选课者先到先得。 5.2.3 退课优先顺序：如果退课人数大于选课人数，积分数优先给先退课的人， 以达到激励作用，避免囤课现象。 分配给每位退课同学的积分均等，数额为“竞拍者所出点数总和除以竞拍成功的 人数”.避免私下交换者设置很高的价格门槛。 对竞拍失败的课程，返还其在第一轮选课中拍卖所用积分，课程流入系统，以确 退课者数 积分数 竞拍者数 14 30 13 28 12 9 29 15 ····· ····· ·······
保没有需求的课程能够充分流动到有需求的同学手中。 上濟充大 选课阶段：第一轮初选 距离本阶段结束：3天5小时22分钟 HA JLAO TONG 当前时间：2015年1月16日19：20 已选学分：25 教学信息服务网 当前在线人数：15365 剩余选课积分：936 选课系统 +110 本课程共有50个名额 名额拍卖 首页 已投放名额数：6 MU101:交响音乐鉴赏 查看选课情况 参与竞拍人数：20 积分管理 最终最低成交价格：93 共拍得积分： 660 第一轮选课 必修课 您所得到的积分：660/6=110 道识课 出价 出价时间 状态 任选课 105 15:16 已选中 第二轮选课 选课需求提交 98 16:20 已选中 94 16:22 已选中 我的修读情况 6 93 17:32 已选中 93 17:35 未选中 卖出者视角 92 16:15 未选中 91 1510 未选中 展务器负数：93200/100000 5.2.4每日固定时间节点：每日退课时间节点为22：00，选课时间节点为23：00， 规定前一天天23：00-当天23：00为一个选课日。令退课节点和选课节点时间出现 一定间隔，从而使同学们有时间在全天提供的课程固定之后，做出正确的决策， 增加同学选课的合理性。当天没有被选满的名额，顺次延续到第二天，重新进行 投放。任何时候都可以退课以及选课竞价，每次拍卖一轮为一个选课日。 5.2.5即时出价：在每日23：00前，可以随时进行加价，但不会因退课而造成名额 的增加，防止时间退课节点之后即2200-23：00时出现混乱。 5.2.6防止私下换课囤课：每天截止一次，统一投放到选课平台中。充分竞争， 保证所有人机会均等。 5.2.6第二轮选课结束：最后一天还未选到一定名额的课程，上报教务处，进行 调整。 527第二轮选课系统实现目标：借鉴公开竞价体系，采用“及时更新，随时参 与，完全透明”的理念，将现行的私下交易，屯课改为公开交易，货币化课程价 值，做到精确反应课程价值，公正交易。同时位同学们节约了换课成本。（如因 信息不对称产生的问题，或私下协商成本等)
保没有需求的课程能够充分流动到有需求的同学手中。 5.2.4 每日固定时间节点：每日退课时间节点为 22:00，选课时间节点为 23:00， 规定前一天天 23:00-当天 23:00 为一个选课日。令退课节点和选课节点时间出现 一定间隔，从而使同学们有时间在全天提供的课程固定之后，做出正确的决策， 增加同学选课的合理性。当天没有被选满的名额，顺次延续到第二天，重新进行 投放。任何时候都可以退课以及选课竞价，每次拍卖一轮为一个选课日。 5.2.5 即时出价：在每日 23:00 前，可以随时进行加价，但不会因退课而造成名额 的增加，防止时间退课节点之后即 22:00-23:00 时出现混乱。 5.2.6 防止私下换课囤课：每天截止一次，统一投放到选课平台中。充分竞争， 保证所有人机会均等。 5.2.6 第二轮选课结束：最后一天还未选到一定名额的课程，上报教务处，进行 调整。 5.2.7 第二轮选课系统实现目标：借鉴公开竞价体系，采用“及时更新，随时参 与，完全透明”的理念，将现行的私下交易，屯课改为公开交易，货币化课程价 值，做到精确反应课程价值，公正交易。同时位同学们节约了换课成本。（如因 信息不对称产生的问题，或私下协商成本等）
6.进一步设想 在今后的进一步设计中，还可以进一步考虑以下问题： 6.1出价不理性 同学对其他非专业课出价明显远远高于市价，从而影响专业课的学习（如：用全 部积分选任选课，却没有分数选专业必修课)。其解决方案可以设想为：如果第 一轮必修课未达要求，原则上必修课总会有剩余名额，将会以那门课的平均成交 价加20%扣除积分安排上课，以达到激励作用。 6.2底价的设置 最初设计时有考虑是否在拍卖中如同其他现实中的拍卖一样设置底价，拍卖时不 达到期望价格不卖出课程。后考虑到本拍卖为多对多拍卖，而非传统上的一对一 拍卖，因此设置底价将会增加系统的复杂性。不设置低价也会使参与拍卖存在一 定风险，从而减少投机心理，尽量在第一轮时选自己需要的课。 7.设计评价 7.1学生选课管理因为其日常事务比较繁琐，所以在设计数据库表之前设计者能 够对系统的设计有一个整体的认识，对学生信息和课程信息进行整理，设计好各 功能模块的流程图。这样，在后期的设计时，会因前期工作处理的好而减少许多 麻烦，为设计的顺利进行作好了铺垫。 7.2在设计各个功能模块时，能够考虑和其他模块的联系，更结合实际情况对窗 口要放置的空间进行分析，尤其在编制代码时充分考虑各种限制条件，对不同的 身份规定其不同的登录权限。 73在使用学生选课系统后，提高了学生选课的准确性，信息能够准确无误的输 入计算机并在数据库中存储起来。按照规范设定标准代码，既保证了统计原始数 据的准确性，又在分析统计时最大限度的减少了人为的影响，提高了工作效率。 7.4现行的选课系统主要分为：填报志愿式和随机选择式。实际上虽然看似“填 报志愿式”反应了同学们的诉求，但还是难以解决诉求的冲突问题，最后还需依
6. 进一步设想 在今后的进一步设计中，还可以进一步考虑以下问题： 6.1 出价不理性 同学对其他非专业课出价明显远远高于市价，从而影响专业课的学习（如：用全 部积分选任选课，却没有分数选专业必修课）。其解决方案可以设想为：如果第 一轮必修课未达要求，原则上必修课总会有剩余名额，将会以那门课的平均成交 价加 20%扣除积分安排上课，以达到激励作用。 6.2 底价的设置 最初设计时有考虑是否在拍卖中如同其他现实中的拍卖一样设置底价，拍卖时不 达到期望价格不卖出课程。后考虑到本拍卖为多对多拍卖，而非传统上的一对一 拍卖，因此设置底价将会增加系统的复杂性。不设置低价也会使参与拍卖存在一 定风险，从而减少投机心理，尽量在第一轮时选自己需要的课。 7. 设计评价 7.1 学生选课管理因为其日常事务比较繁琐，所以在设计数据库表之前设计者能 够对系统的设计有一个整体的认识，对学生信息和课程信息进行整理，设计好各 功能模块的流程图。这样，在后期的设计时，会因前期工作处理的好而减少许多 麻烦，为设计的顺利进行作好了铺垫。 7.2 在设计各个功能模块时，能够考虑和其他模块的联系，更结合实际情况对窗 口要放置的空间进行分析，尤其在编制代码时充分考虑各种限制条件，对不同的 身份规定其不同的登录权限。 7.3 在使用学生选课系统后，提高了学生选课的准确性，信息能够准确无误的输 入计算机并在数据库中存储起来。按照规范设定标准代码，既保证了统计原始数 据的准确性，又在分析统计时最大限度的减少了人为的影响，提高了工作效率。 7.4 现行的选课系统主要分为：填报志愿式和随机选择式。实际上虽然看似“填 报志愿式”反应了同学们的诉求，但还是难以解决诉求的冲突问题，最后还需依
靠随机方法进行选择。这势必会造成同学们无法选到合意的课程，而造成教学效 果下降。而本系统可以实现课程价值的“货币化”，清晰精确的反应了具体的“市 场需求”和“供求关系”。 7.5采用“先退先得”的机制，鼓励同学们理性选择，提前退课，缓解每日的 22:00~23:00的高峰期的压力，令系统依旧可以高速有效的运行
靠随机方法进行选择。这势必会造成同学们无法选到合意的课程，而造成教学效 果下降。而本系统可以实现课程价值的“货币化”，清晰精确的反应了具体的“市 场需求”和“供求关系”。 7.5 采用“先退先得”的机制，鼓励同学们理性选择，提前退课，缓解每日的 22:00~23:00 的高峰期的压力，令系统依旧可以高速有效的运行