高效学生状态检测系统对学风促进作用的研究

北京工业大学电子信息与控制工程学院 侯立刚 范芳文 彭晓宏 耿淑琴

高效学生状态检测系统对学风促进作用的研究

北京工业大学电子信息与控制工程学院 侯立刚 范芳文 彭晓宏 耿淑琴

课堂点名是高等院校中督促学生到课学习的一种重要手段，也是对学生学习状况进行评价的一大要素。本文通过对现有点名系统的分析研究，发现多数系统成本高，部署难；部分系统仅服务教师个人，课堂信息无法及时与本校学生工作部门交换，课堂管理与学工管理脱节，实用性不高；学生管理分散，效率低下，且各管理方均无法掌握学生的全面状态，管理难以形成合力。针对以上问题，本文提出了一种将课堂点名与宿舍检查相结合，班主任、辅导员、任课老师和宿舍管理员协同工作的高效学生状态检测系统。分析确定了系统的基本结构、各模块主要功能以及工作方式；设计实现了联动数据库和客户端程序；完成了内部各模块功能的测试验证，并进行了系统实地测试。成功实现了班主任、辅导员、任课老师和宿舍管理员的联动管理。

学风建设；．NET开发；数据库开发；MySQL

0 引言

由于学生对所修课程重视程度不够或任课教师教学方式存在问题，部分高校课堂缺勤现象严重，为维持学生到课率，大部分课堂的任课教师会在上课过程中点名，点名方式多种多样，而国内也不乏研究者专门以此为课题进行研究开发，如基于短信猫的课堂自动点名系统，作者提出通过使用短信猫接收学生短信，使用随机生成的、具有有效时间的随机字符串作为短信内容进行点名验证[1]；由云南大学开发的“人脸辨识的移动点名系统”，学生进入装有该系统的智慧型教室后即可完成点名[2]；文献[3]中的点名器由机器对学生进行点名，一定程度上可以减少教师工作量；文献[4]中的点名方法是把每位学生的免冠高清照片用投影仪放出来，由教师进行辨认点到；文献[5]中，教师上课用相机对学生进行拍照，课后通过电脑上传到服务器，服务器进行人脸检测学生再通过电脑上网选择自己的人脸进行签到；还有基于S3C2410嵌入式“课堂点名系统”的研究与开发[6]；基于VB和Speech SDK的课堂随机语音点名系统设计[7]；指纹点名系统的研究[8,9,10]；一个新的课堂教学工具——智能考勤及提问点名系统的设计与实现[11]；基于组态王的课堂点名系统[12]；基于Intraweb技术的WEB点名系统[13]；应用ASP+XML+JavaScript技术开发网络教室电子点名系统[14]；基于多媒体大屏幕投影点名程序系统设计[15]；文献[16]则将RFID即无线射频识别技术与SMARTCARD结合进行考勤。

上述文献中涉及的点名系统各具特色，可以在一定程度上减少教师的工作量，节约课堂时间，但普遍存在成本高，部署难的问题；部分系统仅服务教师个人，课堂信息无法及时与本校学生工作部门交换，课堂管理与学工管理脱节，实用性不高；学生管理分散，效率低下，且各管理方均无法掌握学生的全面状态，管理难以形成合力。针对以上问题，本文设计了基于MySQL的高效学生状态检测系统，将课堂点名与宿舍检查结合，实现了班主任、辅导员、任课老师和宿舍管理员的联动管理。本系统以校园网为依托，在教室，宿舍等管理密集区统一安装管理软件，将学生出勤，宿舍状态等信息及时提交至服务器，再由各学院综合学生的课堂、宿舍及日常表现等信息，对其做出较为客观的实时评价，并及时处理旷课等违纪现象，通过辅导员班主任及时、高效的干预和帮助，提升大学生整体学风。

1 系统设计

1.1 需求分析

高效的课堂信息反馈和信息联动是学院管理方的主要诉求，故本系统的设计主要针对这两点，同时成本和部署问题也需要我们慎重考虑。由于我校已实现校园网的全校覆盖，各教室也均配备了整套的多媒体教学设备，因此，在校内部署服务器，在各教室及相关管理部门安装配套的客户端软件进行信息交流是可行且成本低廉的解决方案，故系统可选择采用C/S（客户端/服务器）结构。在数据库方面，性能卓越且完全免费的MySQL(Community Edition) 完全可以满足我们的需要。

为满足学院管理的基本要求，系统应至少包含以下功能：

a)在课堂上为教师提供学生名单，并可以标记缺勤学生，点名后将结果提交至服务器。

b)为宿管提供本楼学生及其所在宿舍信息，宿管可以以文本形式向服务器发送对任意宿舍的状况评价。

c)管理员可以方便地检索本学院学生的出勤和宿舍状况信息并进行统计汇总，必要时将所需信息导出至Excel。

d)可以方便的将Excel表格中的数据导入数据库，满足每学期的更新需求。

1.2 系统结构及工作模式

如前所述，本系统应包含四个基本模块，即课堂点名模块，宿舍反馈模块，管理查询模块和数据导入模块。图1展示了本系统的基本工作模式：学期开始前通过教务获取满足特定格式的学生选课信息表，并将其导入数据库；教师点名时客户端程序自动判断所处教室并获取当前时间，进而从数据库调取与当前课程相对应的学生名单，点名结束后再向数据库返回课堂出勤信息；宿管则通过宿舍反馈模块向数据库发送宿舍卫生信息；最后，辅导员通过管理客户端查询学生出勤及宿舍状态信息，根据需要导出查询结果，同时向班主任通报学生信息，进行有针对性的教育帮助，同时规定缺勤超过五次者给予警告，超过十次者给予处分，以此提升学生的整体学风。

图1 系统基本工作模式

图2 课堂点名模块程序流程图

2 系统实现

本系统各模块的客户端程序均采用C#语言在.NET框架下编制，现对部分模块具体说明如下：

2.1 课堂点名模块

如前所述，此模块主要面向教师设计，负责向教师展示用于点名的学生名单，点名完成后将结果提交至数据库。

其流程图如图2所示。

图3为本模块客户端程序界面局部，加载学生名单时默认按学号排序，但教师也可选择按缺勤次数排序，使点名更具针对性。

2.2 宿舍反馈模块

图3 课堂点名模块客户端界面

此模块用于向数据库发送宿舍评价信息，其实现较简单：数据库中已预存宿舍信息，程序启动后连接数据库执行相应存储过程即可获取，实现信息发送功能也只需在“发送”按钮的单击事件中执行存储过程将宿舍楼、宿舍号、评价及发送时间写入数据库dormitory表即可。

2.3 管理查询模块

此模块使管理员能够快速检索本学院学生信息，并对信息进行统计汇总，便于学院迅速发现问题并及时调查相关情况，采取措施。软件提供了四种统计汇总功能：“按学号汇总”，“按课程汇总”，“按班级汇总”以及“按日期汇总”。图5为按学号汇总（左）和按课程汇总（右）后所得表单。

图4 管理查询模块客户端界面

图5 汇总后所得的表单

对于检索过程中任意一步所得的结果，程序都将保留，管理员可在各结果间自由切换，对任一结果均可直接导出为Excel表格。

3 系统测试

本文所述系统三月起在北京工业大学投入实地测试，校内部分教室已安装课堂点名模块客户端，部分教师也已开始实际使用本系统进行点名。图6反映了系统部署后一个半学期内接受到的数据总量及其变化，图7则反映了其中一门课程的缺勤人数变化情况。

图6 记录数随时间的变化

图7 某门课程缺勤人数变化

本系统投入使用后第一学期中共导入262位老师的课程信息，有9位老师曾经使用过此系统，约占总人数的3%，第二学期时测试范围扩大至全校，共录入947位教师的课程信息，截至目前共30位使用了本系统，且使用人数仍在增加，如图8所示。说明教师对目前点名系统较为认可，但系统仍需继续改进以争取更多教师的使用。

图8 系统部署后两学期内参与测试的教师数

本系统投入使用后对我校的学生管理工作起到了巨大的辅助作用，以电控学院为例：全院共有学生1162人，宿舍约200间，以检查一间宿舍须花费5分钟计算，辅导员将全部宿舍检查一遍须花费大约17小时。而电控学院共设置课程469门，依靠辅导员和班主任监督全部课程的时间成本更是难以估计。故若想实现对学生状态的全面了解基本无法实现。而使用本系统后，辅导员仅通过一个查询客户端软件便可实时了解全院学生的出勤和宿舍状况，仅对存在较大问题的学生进行沟通教育即可，时间投入有效降低，工作效率有了巨大提高。

4 结语

本文针对高校课堂中普遍存在的管理分散，信息不畅等问题，提出了一种将课堂点名与宿舍检查相结合，实现班主任、辅导员、任课老师和宿舍管理员联动管理的高效学生状态检测系统设计方案。完成了MySQL数据库系统的搭建，开发了与之搭配使用的一套客户端程序，成功实现了C/S（客户端/服务器）结构系统的构建。系统已在北京工业大学进行了8个月的实地测试，参与教师普遍对系统评价良好，系统投入使用以来，电控学院学生管理工作效率取得了较大提升，部分学生学习态度明显好转，对学风建设起到了积极的促进作用。

[1]唐明伟,庄玉良,蒋勋,郭红建．基于短信猫的课堂自动点名系统[J]．现代教育技术,2013(10)．

[2]王竹君．基于人脸检测的移动点名系统研究与实现[D]．云南大学,2014．

[3]张建军．基于ISD4004的智能教师点名器设计[J]．价值工程,2013(04)．

[4]孙战军．成都康赛“上课点名系统”助力学校教学管理[J]．中国教育信息化,2013(08)．

[5]Xiao-YongWei,Zhen-QunYang,"MiningIn-ClassSocial NetworksforLarge-ScalePedagogicalAnalysis",ACMMultimedia 2012(MM’12),Nara,Japan,October29-November2,2012．

[6]杨洪章,高培成,何飞,高伟,谷弘毅．基于S3C2410嵌入式“课堂点名系统”的研究与开发[J]．廊坊师范学院学报(自然科学版),2011,03:29-31．

[7]刘杰,张宏钊．基于VB和SpeechSDK的课堂随机语音点名系统设计[J]．佛山科学技术学院学报(自然科学版),2014,02:36-39．

[8]姚洪平,霍柯言．指纹点名系统的研究[J]．电子技术与软件工程,2014,03:71．

[9]周广杰,范钦满,赵志国．指纹点名系统在高校教学管理中的应用[J]．科教文汇(下旬刊),2009,09:65．

[10]严实．基于嵌入式的指纹点名系统设计与研究[D]．上海师范大学,2014．

[11]张捷,朱晓姝,李露璐．一个新的课堂教学工具——智能考勤及提问点名系统的设计与实现[J]．玉林师范学院学报,2014,02:119-124．

[12]张松枝,唐红喜．基于组态王的课堂点名系统[J]．科技信息,2010,25:67+50．

[13]翁健红．基于Intraweb技术的WEB点名系统[J]．电脑知识与技术,2005,36:52-53+55．

[14]胡强,罗毅．应用ASP+XML+JavaScript技术开发网络教室电子点名系统[J]．大众科技,2007,03:164-166．

[15]徐学禹．基于多媒体大屏幕投影点名程序系统设计[J]．机械设计与制造,2010,01:246-247．

[16]GhodekarV,KuteA,PatilS，eta]．AutomatedAttendanc esystemwithRFIDthroughSMARTCARD[J]．Internationa]Jou rnalofEngineering,2013,2(10)．

侯立刚（1978-），男，博士，北京工业大学讲师。

项目支持：北京市教育委员会科技计划面上项目(批准号：JC002999201301)。