华中科技大学软件学院智能教学辅助系统技术文档
1. 系统开发背景与目标
华中科技大学软件学院作为全国首批35所国家示范性软件学院之一，始终致力于培养具备创新能力的复合型软件人才。为响应“人工智能+教育”的战略需求，学院自主研发了“智能教学辅助系统”（Intelligent Teaching Assistant System，ITAS），旨在优化教学资源配置、提升学生实训效率，并推动工业软件与教育场景的深度融合。系统整合了机器学习、自然语言处理及自动化测试技术，服务于软件开发全生命周期教学，覆盖需求分析、编码实践、项目管理和成果评估等环节。
该系统的核心目标包括：
教学流程智能化：通过自动化代码评审与错误定位，缩短教师批改时间；
实训场景实战化：嵌入工业级开发环境（如ROS机器人仿真平台），模拟真实项目需求；
资源管理集约化：整合学院5门国家一流本科课程资源，构建跨学科知识图谱。
2. 软件核心功能与用途
ITAS系统分为四大功能模块，适配华中科技大学软件学院“理论-实训-创新”三位一体的培养模式：
（1）代码质量分析引擎
用途：实时检测学生提交的代码规范性，支持Java、Python、C++等多语言静态分析，自动生成可维护性评分报告。
技术特性：基于AST（抽象语法树）解析与规则库（含学院自研的《软件文档写作》课程规范），识别代码冗余、潜在逻辑错误及安全漏洞。
（2）虚拟仿真实验平台
用途：提供机器人软件开发、自动驾驶算法调试等虚拟实验环境，降低硬件设备依赖。
案例应用：2025年学院学生团队利用该平台完成“智能仓储机器人路径规划”项目，获华为ICT大赛全国一等奖。
（3）协作式项目管理工具
用途：支持Scrum敏捷开发流程，集成Git版本控制与Jira任务追踪功能，适配学院“2-4周专业实训”要求。
（4）学术成果管理模块
用途：对接学校研究生学位论文管理系统，自动校验文档格式（如标题层级、标注），符合《华中科技大学学位论文撰写规定》。
3. 系统部署与配置要求
ITAS采用微服务架构，支持本地化部署与云端托管两种模式，具体配置如下：
（1）服务器端环境
硬件要求：CPU≥8核，内存≥32GB，存储≥1TB（SSD），GPU可选配（用于AI模型训练）；
软件依赖：Docker 20.10+、Kubernetes 1.23+、MySQL 8.0或MongoDB 6.0。
（2）客户端配置
操作系统：Windows 10/11、macOS Monterey及以上、Ubuntu 22.04 LTS；
开发工具：IntelliJ IDEA 2023+（Java）、PyCharm Professional（Python）、Visual Studio 2022（C++）；
网络要求：带宽≥100Mbps，延迟＜50ms（云端模式需启用HTTPS加密传输）。
（3）安全策略
用户身份采用学院统一认证系统（如CAS单点登录）；
数据备份遵循“3-2-1”原则，每日增量备份至华中大东校区数据中心。
4. 使用说明与操作流程
（1）系统初始化
1. 下载安装包或访问Web端；
2. 管理员导入课程数据（参考《软件文档写作》课程标准模板）；
3. 配置实验环境镜像（如ROS Humble镜像用于机器人开发）。
（2）核心功能操作示例
代码提交与评审：
学生通过GitLab插件提交作业，系统自动触发SonarQube分析并生成报告；
教师可批注改进建议，关联《数据结构与算法分析》课程知识点。
虚拟实验调试：
选择“智能车联网仿真”场景，加载预设的CAN总线通信协议用例；
通过WebSocket实时监控传感器数据流，支持断点调试与性能分析。
（3）数据管理与导出
实验日志以JSON格式存储，支持可视化图表导出（折线图、热力图）；
结课项目可一键生成符合《学位论文自查明细表》格式的归档文档。
5. 技术支持与持续迭代
华中科技大学软件学院为ITAS系统提供全方位技术保障：
专家团队：由学院国家杰青领衔的工业软件团队负责核心算法优化；
更新机制：每季度发布功能扩展包（如新增区块链智能合约测试模块）；
培训资源：开设《智能系统运维实践》选修课，配套案例库与在线沙箱环境。
该系统已应用于学院“卓越工程师计划”硕士生培养，未来将扩展至校企联合实验室（如轨道交通视觉联合研究中心），进一步推动产学研协同创新。
与规范
系统开发遵循IEEE 830-1998软件需求规格说明书标准；
界面设计参考《职业技术学院软件专业技能考核标准》人机交互规范；
文档格式符合《华中科技大学博士、硕士学位论文撰写规定》的章节层级要求。
