海南政法職業(yè)學(xué)院 劉 云 肖 東

為解決當(dāng)前高校課堂考勤簽到效率低下的問題，在分析高校課堂管理需求的基礎(chǔ)上，提出了運(yùn)用微信二維碼技術(shù)，實(shí)現(xiàn)學(xué)生利用手機(jī)微信掃碼一鍵簽到，并實(shí)時(shí)生成統(tǒng)計(jì)分析課堂簽到信息。分析了系統(tǒng)的總體需求，構(gòu)建了系統(tǒng)的功能架構(gòu)，并利用ThinkPHP開發(fā)框架實(shí)現(xiàn)了該系統(tǒng)。系統(tǒng)運(yùn)行結(jié)果表明：數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)實(shí)時(shí)精確，有效地減少了人工工作量，具有很強(qiáng)的實(shí)用性，對推動(dòng)高校的智慧校園建設(shè)工作起到積極作用。

2020年10月，中共中央、國務(wù)院印發(fā)的《深化新時(shí)代教育評價(jià)改革總體方案》中要求，要“充分利用信息技術(shù)，提高教育評價(jià)的科學(xué)性、專業(yè)性、客觀性?！睂W(xué)生平時(shí)成績的考核是教育評價(jià)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，而學(xué)生的課堂到課情況則是對學(xué)生平時(shí)成績評定結(jié)果的一項(xiàng)關(guān)鍵性指標(biāo)。同時(shí)，課堂考勤也是課堂教學(xué)活動(dòng)中一個(gè)必要的管理環(huán)節(jié)。教師通過課堂簽到管理環(huán)節(jié)，不僅可以有效保障課程教學(xué)活動(dòng)，還可以充分調(diào)動(dòng)學(xué)生參與課堂教學(xué)活動(dòng)的積極性，從而提高教學(xué)質(zhì)量。

近年來，隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)絡(luò)的飛速普及，基于手機(jī)微信的各類移動(dòng)應(yīng)用滲透到社會生活的方方面面，尤其深受年輕人的青睞。微信做為當(dāng)前移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代一個(gè)標(biāo)志性的應(yīng)用，已經(jīng)改變了人們的生活、工作等各個(gè)方面，誠如它的標(biāo)語：“微信，是一種生活方式”。微信已經(jīng)成為“植入”人們身體的一個(gè)功能強(qiáng)大的“器官”。如何深入挖掘微信的教育功能，將微信提供的相關(guān)技術(shù)深度融合到高職教育教學(xué)中，以符合當(dāng)前移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境廣大高職師生的生活、學(xué)習(xí)習(xí)慣，滿足他們的移動(dòng)學(xué)習(xí)需求、提高課堂教學(xué)及管理效率，從而進(jìn)一步提升教師信息化教學(xué)能力、學(xué)生信息素養(yǎng)，進(jìn)而形成一批有針對性的信息化教學(xué)、管理創(chuàng)新模式，是值得我們深入研究的課題。本文利用微信生態(tài)中常用到的二維碼技術(shù)設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一個(gè)課堂簽到系統(tǒng)，為課堂教學(xué)信息化、智能化管理提供了一種可行的參考模式。

1 課堂簽到管理模式現(xiàn)狀

1.1 傳統(tǒng)人工簽到模式

目前，最為傳統(tǒng)的課堂簽到模式一般有以下兩種：一種是待考勤人員逐一在紙質(zhì)考勤單上簽名。另一種是考勤人員通過人工逐一點(diǎn)名，根據(jù)待考勤人員“答到”反饋，在紙質(zhì)考勤單上標(biāo)記相應(yīng)出勤信息。上述這兩類傳統(tǒng)考勤方式，最大的優(yōu)點(diǎn)在于實(shí)施起來比較方便，且基本無需經(jīng)濟(jì)投入，僅需紙、筆即可完成全部考勤流程。但是其缺點(diǎn)也同樣明顯：由于整個(gè)考勤過程沒有借助相關(guān)軟硬件設(shè)備，因此無法產(chǎn)生考勤數(shù)據(jù)，進(jìn)而造成后續(xù)考勤管理人員在做出勤統(tǒng)計(jì)分析時(shí)的種種不便。

1.2 基于輔助設(shè)備的簽到模式

這類簽到模式一般是通過利用輔助設(shè)備（如校園一卡通）或人體生物特征（如指紋、人臉等）來標(biāo)識被考勤人員。在考勤時(shí)，考勤信息讀取裝置獲取出勤人員上述標(biāo)識信息，并將改信息自動(dòng)輸入相應(yīng)考勤管理系統(tǒng)，系統(tǒng)則自動(dòng)生成考勤數(shù)據(jù)的統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果?；谳o助設(shè)備的簽到模式相較于傳統(tǒng)紙質(zhì)簽到模式，在考勤管理的效率上有了很大提升，整個(gè)考勤流程基本無需人工干預(yù)，相關(guān)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)也可自動(dòng)生成。但由于需要借助相關(guān)軟硬件設(shè)施，存在一定經(jīng)濟(jì)成本。并且，由于需要維護(hù)初始考勤人員信息，對系統(tǒng)的管理人員也有一定技術(shù)要求。同時(shí)，生物識別信息作為敏感的個(gè)人信息，一旦使用不當(dāng)或遭到泄露，還會存在法律風(fēng)險(xiǎn)，甚至?xí)绊懙綆熒娜松怼⒇?cái)產(chǎn)安全。

1.3 基于手機(jī)APP的簽到模式

移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的飛速發(fā)展，基于智能手機(jī)的各類互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用已經(jīng)深入人們生產(chǎn)、生活的方方面面。2019年突如其來的新冠疫情，讓原本在教育領(lǐng)域推廣緩慢的互聯(lián)網(wǎng)教學(xué)也迅速在各級各類教育中普及開來。原本只被少數(shù)教師使用的教學(xué)類APP，逐漸被廣大師生所接受并采用，如：超星學(xué)習(xí)通、藍(lán)墨云班課、釘釘、騰訊會議等。其中，超星學(xué)習(xí)通、藍(lán)墨云班課這類專用教學(xué)APP功能比較齊全，自帶課堂簽到、答疑、點(diǎn)名、問卷調(diào)查的互動(dòng)功能，但同時(shí)也因?yàn)檐浖晒δ苓^多，使得操作學(xué)習(xí)成本相應(yīng)提升；而釘釘、騰訊會議這類偏辦公類APP在教學(xué)管理功能上則偏弱，除用于用于遠(yuǎn)程授課外，其它方面的應(yīng)用相對較少。

2 微信二維碼課堂自助簽到

2.1 技術(shù)背景

二維碼是用某種特定幾何圖形按照某種約定的規(guī)律在二維平面上形成的圖形，通常由黑白兩個(gè)相間組成。通過專門的掃碼裝置或智能手機(jī)等自帶攝像頭的移動(dòng)智能終端進(jìn)行掃碼解碼，便可以獲得二維碼圖形所編碼的信息。二維碼技術(shù)的基本原理是利用“0”和“1”的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)邏輯，以比特流的形式存儲圖像或文字信息，二維碼中深淺兩種顏色則分別表示上述比特流中的“0”和“1”。讀碼設(shè)備通過圖像輸入模塊或光電掃描模塊獲取二維碼圖形后，使用相關(guān)計(jì)算模塊按照約定解碼規(guī)則進(jìn)行解碼獲取信息。在移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)快速普及的當(dāng)下，二維碼的相關(guān)編碼、解碼、識別技術(shù)日趨成熟，手機(jī)二維碼技術(shù)以其使用成本低、操作便捷等技術(shù)優(yōu)勢，被廣泛運(yùn)用在各行各業(yè)中。而高校智慧校園建設(shè)中，二維碼也被逐漸引入到教學(xué)、管理等業(yè)務(wù)中。

目前，在眾多二維碼應(yīng)用中，微信二維碼的使用場景最為廣泛，使用人群也最為普及。微信二維碼應(yīng)用將掃碼、解碼、信息處理等環(huán)節(jié)都集中到微信APP中，對用戶而言，只需使用手機(jī)微信“掃一掃”即可實(shí)現(xiàn)信息的獲取或處理，操作極為便捷?，F(xiàn)在深入人們?nèi)粘；顒?dòng)中的微信掃碼支付、微信掃碼添加好友、掃碼點(diǎn)單、掃碼購物等均是基于微信二維碼技術(shù)衍生的應(yīng)用。

2.2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)設(shè)計(jì)原理是利用二維碼中的QR編碼將每節(jié)課的上課信息獨(dú)立生成專屬二維碼，教師在教學(xué)活動(dòng)管理中，在需要簽到的教學(xué)環(huán)節(jié)時(shí)，將上述簽到二維碼提供給待考勤學(xué)生，學(xué)生使用手機(jī)微信“掃一掃”功能進(jìn)行掃碼，進(jìn)入相應(yīng)簽到界面。為防止未到教室的學(xué)生掃碼簽到，在簽到界面調(diào)用微信地理位置獲取API，將執(zhí)行簽到時(shí)的經(jīng)緯度打包一并提交至后臺，以便后續(xù)系統(tǒng)自動(dòng)判斷是否在簽到合法范圍。學(xué)生點(diǎn)擊簽到后，學(xué)生端界面即顯示本人歷史簽到記錄，教師端界面則顯示實(shí)時(shí)統(tǒng)計(jì)簽到情況。

系統(tǒng)業(yè)務(wù)人員：

管理員：教師信息、學(xué)生信息、微信身份綁定信息、課程信息等系統(tǒng)初始信息管理。

教師：簽到二維碼管理、簽到信息查看。

學(xué)生：初次使用綁定、微信掃碼簽到、歷史簽到數(shù)據(jù)查看。

業(yè)務(wù)流程：

基于微信二維碼簽到系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)流程步驟如下：

步驟一：數(shù)據(jù)準(zhǔn)備。學(xué)期初始，系統(tǒng)管理員將教師信息（含工號、姓名、密碼等）、學(xué)生信息（含學(xué)號、姓名、班級ID、班級名稱等）、課程信息（含任課教師、課程名稱、上課地點(diǎn)、上課時(shí)間、班級ID等）提前通過導(dǎo)入模板導(dǎo)入系統(tǒng)。

步驟二：教師導(dǎo)出簽到二維碼。教師在上課前可進(jìn)入教師端微信界面，在“課程列表”中找到相關(guān)課程，然后選擇具體上課節(jié)數(shù)進(jìn)入管理頁面。進(jìn)入后可查看該節(jié)課上課信息、簽到二維碼及學(xué)生該節(jié)課簽到狀態(tài)。教師上課考勤時(shí)將二維碼提供給學(xué)生進(jìn)行掃碼簽到。

步驟三：學(xué)生簽到。學(xué)生用戶打開手機(jī)微信，通過掃描教師提供的簽到二維碼便可進(jìn)入簽到頁面。如果是首次使頁面中向?qū)W生自動(dòng)展示課程信息、本人信息及地理位置信息，學(xué)生只需核對信息并點(diǎn)擊“簽到”即可。針對第一次掃碼進(jìn)入系統(tǒng)的學(xué)生，系統(tǒng)會自動(dòng)跳轉(zhuǎn)到綁定界面，學(xué)生需要輸入學(xué)號以綁定本人的微信號，此后無需再做此操作。

步驟四：簽到情況統(tǒng)計(jì)。教師用戶掃面課程簽到二維碼即可實(shí)時(shí)查看當(dāng)前已簽到的學(xué)生和未簽到的學(xué)生情況。也可進(jìn)入個(gè)人主頁按課程查看各節(jié)課歷史簽到信息。

具體簽到流程如圖1所示。

圖1 簽到業(yè)務(wù)流程

3 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

3.1 用戶身份判定及微信綁定注冊

為精簡簽到流程、方便師生操作，師生在初次進(jìn)入系統(tǒng)時(shí)需要將個(gè)人微信相關(guān)信息與本人校園身份信息進(jìn)行綁定，后續(xù)可免登錄直接進(jìn)行各類操作。如果學(xué)校已有微信公眾平臺相關(guān)系統(tǒng)，可直接利用師生用戶的openid與校園身份關(guān)聯(lián)信息。

微信自動(dòng)登錄方法oauthLogin利用Thinkphp開發(fā)框架編寫。用戶使用微信掃碼進(jìn)入業(yè)務(wù)界面時(shí)，首先檢查是否存在cookie(“userId”)，如果存在，則直接根據(jù)該id查取用戶平臺信息并返回給業(yè)務(wù)界面；若不存在，則利用getOauthAccessToke方法查詢緩存中是否已有存儲AccessToken及用戶OpenID等信息的$token對象。當(dāng)$token值為true時(shí)，可直接以getOauthUserinfo方法獲取微信授權(quán)后的用戶資料（含OpenId、昵稱、頭像等），然后將$token寫入cookie便于后續(xù)直接使用，避免重復(fù)調(diào)用微信授權(quán)接口，最后利用oauthRegister方法將用戶微信資料寫入平臺用戶表。

根據(jù)用戶平臺信息$user中的的isDelete和sno值的情況，判斷該用戶是否已綁定個(gè)人微信信息，如果沒有綁定則跳轉(zhuǎn)至微信綁定界面，對于已經(jīng)綁定用戶則繼續(xù)后續(xù)操作。主要業(yè)務(wù)邏輯如圖2所示。

圖2 用戶身份判定流程

3.2 基于平均經(jīng)緯度的簽到管理

為方便教師考勤、防止未到現(xiàn)場學(xué)生遠(yuǎn)程簽到，可根據(jù)學(xué)生簽到信息中的GPS經(jīng)緯度，來判別提交的簽到信息是否異常。設(shè)學(xué)生簽到數(shù)據(jù)中經(jīng)緯度為，則本次考勤，學(xué)生簽到的平均經(jīng)緯度計(jì)算公式為：

考慮到手機(jī)微信jssdk獲取GPS數(shù)值存在一定誤差，故將偏差值d的閾值設(shè)為150m。對于偏差值小于150m的簽到提交數(shù)據(jù)認(rèn)定為有效數(shù)據(jù)，而偏差值大于150m的則標(biāo)定為異常數(shù)據(jù)，待考勤管理人員后續(xù)人工核查。

基于平均經(jīng)緯度的簽到管理流程步驟如下：

步驟一：學(xué)生各自使用微信掃描簽到碼，進(jìn)入簽到執(zhí)行頁面。

步驟二：利用getCRPInfo前端Javascript函數(shù)，Ajax異步獲取學(xué)生姓名、學(xué)號、證件照等基本學(xué)籍信息；利用wx.getLocation()微信JSSDK函數(shù)，Ajax異步獲取簽到學(xué)生地理位置信息。

步驟三：執(zhí)行提交時(shí)，系統(tǒng)將緩存中的用戶OpenId、昵稱信息連同上述學(xué)籍信息、地理位置信息一并封裝，調(diào)用doQd API接口提交至數(shù)據(jù)庫并插入相關(guān)記錄到簽到表中。

步驟四：教師考勤時(shí)，通過一鍵調(diào)用checkGPS方法，計(jì)算本次課學(xué)生提交平均經(jīng)緯度，并批量更新每名學(xué)生的簽到偏差值，根據(jù)設(shè)定閾值自動(dòng)標(biāo)識是否異常。

3.3 系統(tǒng)運(yùn)行情況

系統(tǒng)運(yùn)行相關(guān)截圖如圖3所示。

圖3 系統(tǒng)運(yùn)行部分截圖

圖中教師首先進(jìn)入個(gè)人課程界面，頁面顯示該節(jié)課簽到二維碼、應(yīng)到未到人數(shù)、學(xué)生列表等信息；學(xué)生微信掃描課程簽到碼進(jìn)入簽到界面，頁面顯示學(xué)生個(gè)人信息、課程信息及地理位置等信息，學(xué)生核對無誤點(diǎn)擊“確定”即可；簽到成功（或已經(jīng)簽到）則進(jìn)入歷史記錄界面，頁面顯示學(xué)生歷史簽到記錄。教師界面則根據(jù)平均經(jīng)緯度更新學(xué)生列表中的簽到狀態(tài)。學(xué)生簽到信息如表1所示。

表1 學(xué)生簽到信息

微信二維碼課堂自助簽到系統(tǒng)充分利用了微信操作便捷、用戶體驗(yàn)優(yōu)越的優(yōu)勢，在簽到實(shí)施過程中利用微信地理定位的功能有效避免了代簽、非課堂簽到等作弊問題，系統(tǒng)有效減輕了教學(xué)人員課堂管理負(fù)擔(dān)，提升了學(xué)校信息化管理水平。系統(tǒng)產(chǎn)生的各類簽到數(shù)據(jù)亦可以為學(xué)校的教學(xué)管理提供數(shù)據(jù)支撐，充實(shí)教學(xué)大數(shù)據(jù)決策分析數(shù)據(jù)源，助力智慧校園建設(shè)。