在数字化浪潮席卷高等教育的今天，哈尔滨工程大学（简称“哈工程”）凭借其深厚的科研底蕴与前瞻性的教育理念，率先构建了独具特色的哈工程拓扑教育管理系统。这一系统不仅是学校信息化建设的里程碑，更是推动教学模式变革、提升管理效能、实现个性化学习的重要引擎。那么，哈工程是如何设计并落地这一系统的？它又如何重塑了师生的学习与工作体验？本文将深入剖析该系统的架构逻辑、核心功能、实施路径及其带来的深远影响。
一、为何打造哈工程拓扑教育管理系统？——时代需求与战略驱动
随着国家“十四五”规划对教育数字化提出更高要求，以及“双一流”高校建设目标的推进，传统教务管理方式已难以满足现代高校发展的复杂需求。哈工程作为工信部直属重点高校，肩负着培养高素质创新型人才的使命，亟需一套能够支撑高质量教学运行的智能化平台。
具体而言，痛点主要体现在三个方面：
- 信息孤岛严重：课程安排、成绩管理、资源调度等分散在多个独立系统中，数据无法互通，导致教师重复录入、学生查询困难；
- 教学过程难追踪：缺乏对学生学习行为的实时记录与分析能力，难以实现因材施教和精准干预；
- 管理效率低下：行政事务繁杂，如排课冲突、教室调配、学籍异动等，依赖人工协调，易出错且响应慢。
为此，哈工程启动了“拓扑教育管理系统”建设项目，旨在打破壁垒、优化流程、赋能教学，为全校师生提供一站式服务入口。
二、系统设计理念：以“拓扑结构”为核心，打造灵活可扩展的教育中枢
所谓“拓扑”，源自数学概念，意指事物之间连接关系的抽象表示。哈工程将其引入教育管理领域，意味着系统不是简单的功能堆砌，而是基于高度模块化、松耦合、强关联的设计思想，形成一个动态演进的知识网络。
该系统采用微服务架构，将整个平台划分为若干独立但协同工作的子系统，包括：
1. 课程与教学管理模块（含智能排课、选课、调课）
2. 学生发展支持模块（学业预警、成长档案、职业规划）
3. 教师发展赋能模块（教学评估、科研协作、培训记录）
4. 资源调度与空间管理模块（教室、实验室、设备预约）
5. 数据分析与决策支持模块（多维报表、趋势预测、满意度调研）
这种拓扑式设计具有三大优势：
- 灵活性强：可根据不同院系、专业甚至班级的需求灵活配置功能组合；
- 易于维护升级：单个模块更新不影响整体运行，降低技术风险；
- 可扩展性高：未来可无缝接入AI辅助教学、虚拟仿真实验等新兴应用。
三、核心功能亮点：从“管得牢”到“教得好”的跃迁
哈工程拓扑教育管理系统不仅解决了“有没有”的问题，更聚焦于“好不好用”、“是否真正助力教学质量提升”。以下是几项关键创新点：
1. 智能排课引擎：告别手动冲突，实现科学最优解
以往排课需耗费大量人力进行反复调整，常出现教师时间冲突、教室资源紧张等问题。系统内置基于遗传算法与约束优化的智能排课引擎，能自动识别各类限制条件（如教师可用时段、教室容量、实验设备兼容性），生成最合理的课表方案，并支持一键批量调整。
2. 学业画像系统：让每个学生都被看见
系统整合学生课堂表现、作业完成度、考试成绩、在线学习时长等多维度数据，构建个性化的“学业画像”。辅导员和导师可通过可视化仪表盘快速掌握班级整体情况及个体差异，提前发现潜在学业困难者，开展精准帮扶。
3. 教学质量闭环反馈机制：从评价走向改进
不同于传统的期末问卷打分，系统建立了“教学前—教学中—教学后”全周期质量监控体系。开课前收集教师教学目标设定，授课期间通过学生即时反馈（如弹幕提问、课堂投票）调整节奏，结束后由同行评审+学生评价+督导听课共同构成综合评分，并生成改进建议报告。
4. 跨部门协同办公平台：打通行政堵点
针对以往教务处、学工部、后勤处等部门间信息不通畅的问题，系统集成OA流程审批、通知推送、任务派发等功能，实现“一件事一次办”。例如，学生申请更换教室，只需提交申请，系统自动流转至教务、物业、保卫等多个环节，全程透明可控。
四、实施路径与成效：从试点到全校推广的实践智慧
哈工程并未采取“一刀切”的强制上线策略，而是遵循“小步快跑、迭代优化”的原则，分阶段稳步推进：
- 第一阶段（2022年）：在计算机学院、船舶工程学院试点运行，收集师生反馈，优化界面交互与业务逻辑；
- 第二阶段（2023年）：覆盖全校16个学院，完成数据迁移与权限划分，建立标准化操作手册；
- 第三阶段（2024年至今）：深度融合教务、学工、科研三大主线，开放API接口供第三方应用接入。
截至目前，系统累计服务师生超10万人次，日均活跃用户达8000+，取得显著成效：
- 课程冲突率下降76%，教室利用率提升25%；
- 学业预警准确率达92%，帮助超过300名学生及时获得学业辅导；
- 教师满意度调查显示，85%的教师认为系统提升了备课效率和教学质量；
- 行政事务平均处理时长缩短至2小时内，较之前减少60%。
五、未来展望：迈向智慧教育新生态
哈工程拓扑教育管理系统并非终点，而是一个持续演进的起点。下一步，学校计划围绕以下方向深化应用：
- 引入AI大模型：开发智能助教机器人，实现自动答疑、作业批改、学习建议生成；
- 拓展移动端应用：推出专属APP，支持扫码签到、远程实验预约、移动办公等功能；
- 构建数字孪生校园：结合BIM技术和物联网设备，实现实体校园与虚拟系统的双向映射，用于应急演练、能耗管理等场景；
- 开放共享机制：将成熟模块对外开放，助力兄弟院校共建共治共享智慧教育生态。
可以预见，在不久的将来，哈工程将以更加开放、智能、人性化的教育管理系统，成为全国高校数字化转型的标杆案例，也为新时代高等教育高质量发展贡献“哈工程方案”。
