CN115130993A - 一种自动绘制高校课程开设关系拓扑结构图的方法 - Google Patents

一种自动绘制高校课程开设关系拓扑结构图的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种自动绘制高校课程开设关系拓扑结构图的方法，本方法可以直接从培养方案、课程库、教学大纲中自动获取专业的开设课程以及课程之间的开设关系，实现高效率、高质量的一键自动绘制完成课程开设拓扑结构图，同时可以在线灵活修改，并一键生成图片存档或在线展示。本发明可以针对各专业的不同开课情况，自动获取相关开课信息，进行各专业课程开设关系拓扑结构图的自动绘制，节省绘制拓扑结构图的时间和精力，有效避免人工绘制效率低下且容易发生疏漏的情形；在高校制定人才培养方案时，不需要再去手动绘制课程开设拓扑结构图，提高教学管理工作的效率和质量，促进高校教育信息化水平迈上新台阶。

Description

一种自动绘制高校课程开设关系拓扑结构图的方法
技术领域
本发明涉及计算机软件开发领域，具体为一种自动绘制高校课程开设关系拓扑结构图的方法。
背景技术
课程开设关系拓扑结构图是直观反映高校人才培养方案的一种常用图形，是高校制定各专业本科人才培养方案时必须完成的一项重要工作。目前，这类拓扑结构图一般都是在Visio或其它工具软件中手动绘制，效率极低；绘制时，需要将人才培养方案中开设的全部课程，按照开课学期、归属平台、课程性质，一个一个布局到适当位置，然后根据各门课程教学大纲中所列出的先修课程与后续课程，绘制出表达开课先后关系的连接线。这个过程中，不管是每门课程的添加/修改，还是课程开设顺序的获取/调整，以及关系连线的绘制/调整，都非常的耗时耗力，而且关系表达复杂、很容易出错。迄今为止，在已公开发布的软件中，未发现可以实现自动绘制课程开设关系拓扑结构图的软件或算法；为此提供了一种自动绘制高校课程开设关系拓扑结构图的方法。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术的缺陷，提供一种自动绘制高校课程开设关系拓扑结构图的方法，以解决上述背景技术提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种自动绘制高校课程开设关系拓扑结构图的方法，具体步骤如下：
S1：获取专业开设的课程信息以及课程的开设关系信息，并将这些信息保存入课程开设拓扑结构图绘制模块的数据库中；
S11：第一次绘制专业的拓扑结构图时，从专业的培养目标材料中获取该专业开设课程的详细信息，并将所有课程信息添加进入“开设课程数据表”中；
S12：根据专业的所有开设课程，逐个去查询对应的课程教学大纲，将该课程以及该课程的后继课程一一存入“开课关系数据表”中，所有的后继课程以英文的“；”进行分隔；
S2：将专业的开课信息、课程开设关系信息从数据库中获取到算法中；
S21：根据专业号和年级号在数据库中查询，并将返回结果保存在数组中；
S22：其中课程开设关系的多个后继课程在数据库中是以中文的“；”进行分隔，获取到程序后，将每一个后继课程单独划分到一个数组中；
S3：对获取到的专业开课信息数组进行进一步的初始化；
S31：专业的开课情况展示在页面上是以4行8列的表格形式进行展示，4行分别对应4个课程归属平台，8列分别代表8个开课学期；
S32：分别统计4个归属平台中开设课程最多的一个学期的课程数目，然后在同一归属平台的其它学期添加补充数组*，使得同一归属平台各个学期的开课情况数组个数一样；
S4：在页面展示专业的课程开设情况；遍历课程开设情况数组，按照课程的归属平台、开课学期分别将他们放入到对应的4行8列表格中，补充数组也要进行放置但是会将其隐藏，在前端页面存在，但是不可见；
S5：调整课程位置；课程只能在自己当前的归属平台、开课学期表格中进行位置的调整，也就设计了点击课程就将该课程的位置下调一位的算法，用以调整课程到合适的位置以保证画线的时候足够简便；
S6：根据课程开设关系数组画出开设关系线条；因为要根据需求调整课程在拓扑图中的位置，所以要在课程位置确定之后进行画线，就要先生成一个html页面，展示所有开课情况，然后在此基础上进行画线，也就是要实现在DOM元素之间进行画线，此处采用组件Leader-line封装的svg画线方法实现在DOM元素之间进行画线。
作为本发明的一种优选技术方案，所述S11中从专业的培养目标材料中获取该专业开设课程的详细信息，所述详细信息包含有课程的开设学期、课程的归属平台。
作为本发明的一种优选技术方案，所述S11将所有课程信息添加进入“开设课程数据表”中，开设学期在数据表中的存储为数字：1-8分别代表大学的8个学期，课程的归属平台在数据表重点存储为数字：1-4；1代表通识教育平台，2代表专业大类教育平台，3代表专业教育平台，4代表实践课程教育平台。
作为本发明的一种优选技术方案，所述S12将该课程以及该课程的后继课程一一存入“开课关系数据表”中，考虑课程教学大纲的可能未全部编写完成，该方式就获取不到课程开设关系的情况，增设手动管理来增删改查课程开设情况。
作为本发明的一种优选技术方案，所述S32中具体实例如下：通识教育平台的8个学期的开设课程数目依次为：4，2，3，1，4，3，2，0，则通识教育平台开设课程最多的一个学期课程数目为4，这8个学期需要添加的补充数组数分别为：0，2，1，3，0，1，2，4。
作为本发明的一种优选技术方案，所述S32中补充数组*：只有学期、归属平台等一些基础信息，没有实际意义。
作为本发明的一种优选技术方案，所述S4的实例如下：如果一个课程信息数组的归属平台为1，开课学期为1，那么就将它放入到通识教育平台的第一学期表格中。
本发明的有益效果是：本方法可以直接从培养方案、课程库、教学大纲中自动获取专业的开设课程以及课程之间的开设关系，实现高效率、高质量的一键自动绘制完成课程开设拓扑结构图，同时可以在线灵活修改，并一键生成图片存档或在线展示；
本发明可以针对各专业的不同开课情况，自动从培养方案、课程库、教学大纲中获取相关开课信息，进行各专业课程开设关系拓扑结构图的自动绘制，节省绘制拓扑结构图的时间和精力，有效避免人工绘制效率低下且容易发生疏漏的情形；在高校制定人才培养方案时，不需要再去手动绘制课程开设拓扑结构图，提高教学管理工作的效率和质量，促进高校教育信息化水平迈上新台阶。
附图说明
图1为在本发明的课程开设拓扑结构图自动生成界面；
图2为在本发明同行-相邻画线图；
图3为在本发明同行-不相邻画线图；
图4为在本发明同列-同归属-相邻画线图；
图5为在本发明同列-同归属-不相邻画线图；
图6为在本发明同列-不同归属画线图；
图7为在本发明右下方-同归属-相邻-可直接画线图；
图8为在本发明右下方-同归属-相邻-不可直接画线图；
图9为在本发明右下方-同归属-不相邻-可直接画线图；
图10为在本发明右下方-同归属-不相邻-不可直接画线图；
图11为在本发明右下方-不同归属-相邻画线图；
图12为在本发明右下方-不同归属-不相邻-可直接画线图；
图13为在本发明右下方-不同归属-不相邻-不可直接画线图；
图14为在本发明右上方-同归属-可直接画线图；
图15为在本发明右上方-同归属-不可直接画线图；
图16为在本发明右上方-不同归属-不可直接画线图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述，以使本发明的优点和特征能更易被本领域人员理解，从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
本发明提供一种自动绘制高校课程开设关系拓扑结构图的方法，具体步骤如下：
S1：获取专业开设的课程信息以及课程的开设关系信息，并将这些信息保存入课程开设拓扑结构图绘制模块的数据库中；
S11：第一次绘制专业的拓扑结构图时，从专业的培养目标材料中获取该专业开设课程的详细信息，并将所有课程信息添加进入“开设课程数据表”中；
S12：根据专业的所有开设课程，逐个去查询对应的课程教学大纲，将该课程以及该课程的后继课程一一存入“开课关系数据表”中，所有的后继课程以英文的“；”进行分隔；
S2：将专业的开课信息、课程开设关系信息从数据库中获取到算法中；
S21：根据专业号和年级号在数据库中查询，并将返回结果保存在数组中；
S22：其中课程开设关系的多个后继课程在数据库中是以中文的“；”进行分隔，获取到程序后，将每一个后继课程单独划分到一个数组中；
S3：对获取到的专业开课信息数组进行进一步的初始化；
S31：专业的开课情况展示在页面上是以4行8列的表格形式进行展示，4行分别对应4个课程归属平台，8列分别代表8个开课学期；
S32：分别统计4个归属平台中开设课程最多的一个学期的课程数目，然后在同一归属平台的其它学期添加补充数组*，使得同一归属平台各个学期的开课情况数组个数一样；
S4：在页面展示专业的课程开设情况；遍历课程开设情况数组，按照课程的归属平台、开课学期分别将他们放入到对应的4行8列表格中，补充数组也要进行放置但是会将其隐藏，在前端页面存在，但是不可见；
S5：调整课程位置；课程只能在自己当前的归属平台、开课学期表格中进行位置的调整，也就设计了点击课程就将该课程的位置下调一位的算法，用以调整课程到合适的位置以保证画线的时候足够简便；
S6：根据课程开设关系数组画出开设关系线条；因为要根据需求调整课程在拓扑图中的位置，所以要在课程位置确定之后进行画线，就要先生成一个html页面，展示所有开课情况，然后在此基础上进行画线，也就是要实现在DOM元素之间进行画线，通过查找资料目前仅发现组件Leader-line封装好了svg画线方法可以实现在DOM元素之间进行画线。
具体的画线方法如下：
起始课程与后继课程的位置关系与确定画线的类型一共有4大类，共计15种画线方法；图中黑点为画线坐标。
1：同行课程关系线画法；同行课程是指起始课程与后继课程相同归属平台、相同下标的情况，共有2种画线方法。
1.1、起始课程与后继课程的开设学期相邻，画线形式如图2所示同行-相邻画线；
1.2、起始课程与后继课程开设学期不相邻，画线形式如图3所示同行-不相邻画线。
2.同列课程关系线画法；同列课程是指起始课程与后继课程开设学期一致的情况，共有3种画线方法；
2.1起始课程与后继课程在同一归属平台
2.11、起始课程下标加一等于后继课程下标(相邻)，画线形式如图4所示同列-同归属-相邻画线；
2.12、起始课程下标加一小于后继课程下标(不相邻)，画线形式如图5所示同列-同归属-不相邻画线；
2.2.起始课程与后继课程不在同一归属平台(这里不考虑后继课程在起始课程正上方这种不合理课程位置)，画线形式如图6所示同列-不同归属画线。
3.后继课程在起始课程右下方关系线画法；共有7种画线方法；
3.1、起始课程与后继课程同归属平台；
(1)起始课程开设学期+1＝后继课程开设学期(起始课程与后继课程开设学期相邻)；
a.起始课程开始学期中从起始课程下标开始到后继课程下标中间无课程，画线形式如图7所示右下方-同归属-相邻-可直接画线；
b.起始课程开始学期中从起始课程下标开始到后继课程下标中间有课程，画线形式如图8所示右下方-同归属-相邻-不可直接画线；
(2)起始课程开设学期+1<后继课程开设学期(起、终课程不相邻)
a.从起始课程学期开始到后继课程学期结束与起始课程相等下标位置无课程且从起始课程下标开始到后继课程下标结束与后继课程相同学期位置无课程，画线形式如图9所示右下方-同归属-不相邻-可直接画线；
b.从起始课程学期开始到后继课程学期结束与起始课程相等下标位置有课程或从起始课程下标开始到后继课程下标结束与后继课程相同学期位置有课程，画线形式如图10所示右下方-同归属-不相邻-不可直接画线；
3.2、起始课程与后继课程不同归属平台；
(1)起始课程开设学期+1＝后继课程开设学期(起始课程与后继课程开设学期相邻)，画线形式如图11所示右下方-不同归属-相邻画线；
(2)起始课程开设学期+1<后继课程开设学期(起始课程与后继课程开设学期不相邻)
a.从起始课程开设学期开始到后继课程开始学期结束与起始课程下标相等位置无课程，画线形式如图12所示右下方-不同归属-不相邻-可直接画线；
b.从起始课程开设学期开始到后继课程开始学期结束与起始课程下标相等位置有课程，画线形式如图13所示右下方-不同归属-不相邻-不可直接画线。
4、后继课程在起始课程右上方关系线画法；共有3种画线方法；
4.1、起始课程与后继课程归属平台一致；
(1)从起始课程开始学期开始到后继课程开设学期结束与起始课程下标相等的位置无课程且从后继课程下标开设起始课程下标结束同一开课学期位置无课程，画线形式如图14所示右上方-同归属-可直接画线；
(2)从起始课程开始学期开始到后继课程开设学期结束与起始课程下标相等的位置有课程或从后继课程下标开设起始课程下标结束同一开课学期位置有课程，画线形式如图15所示右上方-同归属-不可直接画线；
4.2起始课程与后继课程归属平台不一致，画线形式如图16所示右上方-不同归属。
本画线算法中判断是否可画线的算法：分为两种，横向可直接画线和纵向可直接画线；只要从起始课程的那一行到后继课程那一行之间的都没有其它课程，它们之间有补充数组，但是没有显示，就可以直接横向画线；纵向也是同理，调用这两个函数时分别传入起始课程和后继课程参数即可返回正确结果。
以上算法都是程序自动运行，使用人员无需去理解原理即可一键自动生成课程开设关系拓扑结构图，之后可以将图片保存到本地，也可以点击上传按钮将生成好的课程开设关系拓扑结构图上传到服务器上，供所以人查看学习。
本发明可以针对各专业的不同开课情况，自动从培养方案、课程库、教学大纲中获取相关开课信息，进行各专业课程开设关系拓扑结构图的自动绘制，节省绘制拓扑结构图的时间和精力，有效避免人工绘制效率低下且容易发生疏漏的情形；在高校制定人才培养方案时，不需要再去手动绘制课程开设拓扑结构图，提高教学管理工作的效率和质量，促进高校教育信息化水平迈上新台阶。
以上实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种自动绘制高校课程开设关系拓扑结构图的方法，其特征在于：具体步骤如下：
S1：获取专业开设的课程信息以及课程的开设关系信息，并将这些信息保存入课程开设拓扑结构图绘制模块的数据库中；
S11：第一次绘制专业的拓扑结构图时，从专业的培养目标材料中获取该专业开设课程的详细信息，并将所有课程信息添加进入“开设课程数据表”中；
S12：根据专业的所有开设课程，逐个去查询对应的课程教学大纲，将该课程以及该课程的后继课程一一存入“开课关系数据表”中，所有的后继课程以英文的“；”进行分隔；
S2：将专业的开课信息、课程开设关系信息从数据库中获取到算法中；
S21：根据专业号和年级号在数据库中查询，并将返回结果保存在数组中；
S22：其中课程开设关系的多个后继课程在数据库中是以中文的“；”进行分隔，获取到程序后，将每一个后继课程单独划分到一个数组中；
S3：对获取到的专业开课信息数组进行进一步的初始化；
S31：专业的开课情况展示在页面上是以4行8列的表格形式进行展示，4行分别对应4个课程归属平台，8列分别代表8个开课学期；
S32：分别统计4个归属平台中开设课程最多的一个学期的课程数目，然后在同一归属平台的其它学期添加补充数组*，使得同一归属平台各个学期的开课情况数组个数一样；
S4：在页面展示专业的课程开设情况；遍历课程开设情况数组，按照课程的归属平台、开课学期分别将他们放入到对应的4行8列表格中，补充数组也要进行放置但是会将其隐藏，在前端页面存在，但是不可见；
S5：调整课程位置；课程只能在自己当前的归属平台、开课学期表格中进行位置的调整，也就设计了点击课程就将该课程的位置下调一位的算法，用以调整课程到合适的位置以保证画线的时候足够简便；
S6：根据课程开设关系数组画出开设关系线条；因为要根据需求调整课程在拓扑图中的位置，所以要在课程位置确定之后进行画线，就要先生成一个html页面，展示所有开课情况，然后在此基础上进行画线，也就是要实现在DOM元素之间进行画线，此处采用组件Leader-line封装的svg画线方法实现在DOM元素之间进行画线。
2.根据权利要求1所述的一种自动绘制高校课程开设关系拓扑结构图的方法，其特征在于：所述S11中从专业的培养目标材料中获取该专业开设课程的详细信息，所述详细信息包含有课程的开设学期、课程的归属平台。
3.根据权利要求1所述的一种自动绘制高校课程开设关系拓扑结构图的方法，其特征在于：所述S11将所有课程信息添加进入“开设课程数据表”中，开设学期在数据表中的存储为数字：1-8分别代表大学的8个学期，课程的归属平台在数据表重点存储为数字：1-4；1代表通识教育平台，2代表专业大类教育平台，3代表专业教育平台，4代表实践课程教育平台。
4.根据权利要求1所述的一种自动绘制高校课程开设关系拓扑结构图的方法，其特征在于：所述S12将该课程以及该课程的后继课程一一存入“开课关系数据表”中，考虑课程教学大纲的可能未全部编写完成，该方式就获取不到课程开设关系的情况，增设手动管理来增删改查课程开设情况。
5.根据权利要求1所述的一种自动绘制高校课程开设关系拓扑结构图的方法，其特征在于：所述S32中具体实例如下：通识教育平台的8个学期的开设课程数目依次为：4，2，3，1，4，3，2，0，则通识教育平台开设课程最多的一个学期课程数目为4，这8个学期需要添加的补充数组数分别为：0，2，1，3，0，1，2，4。
6.根据权利要求1所述的一种自动绘制高校课程开设关系拓扑结构图的方法，其特征在于：所述S32中补充数组*：只有学期、归属平台等一些基础信息，没有实际意义。
7.根据权利要求1所述的一种自动绘制高校课程开设关系拓扑结构图的方法，其特征在于：所述S4的实例如下：如果一个课程信息数组的归属平台为1，开课学期为1，那么就将它放入到通识教育平台的第一学期表格中。
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