基于有感与无感融合的课堂考勤系统的设计与应用

徐 进 蒋康丽

(1.嘉兴学院，浙江 嘉兴314001；2.嘉兴南湖学院，浙江 嘉兴314001)

1 研究背景

2020年教育部部长陈宝生在全国教育工作会议上的讲话中明确指出“加快教育信息化步伐”“要切实办好高校思想政治工作网，在立好办网之魂、强化能力建设、巩固壮大阵地、改进传播方法等方面下功夫，发挥其在提升思政工作质量、构建一体化育人体系方面的重要作用”。

目前课堂教学仍是高校学生获得专业知识的主要途径，为保持良好的课堂教学环境和教学秩序，提高教学质量与效果，高校普遍采用课堂考勤的方式进行教学统一管理，但高校大学生逃课的现象仍十分突出，尤其是公共基础课，此类现象更为严重。综观以往研究，不少学者针对学生逃课现象的原因及对策进行研究，他们认为高校学生逃课的原因主要集中于学生个体、教师水平、学校管理三大层面，并提出针对性解决对策，包括加强学生思想政治教育、提升教师教学水平、提高学校管理水平[1-2]。基于此，高校为解决学生旷课、逃课问题也积极开展课堂考勤管理体制改革探索、教师师风师德建设、学生思想政治教育，并以课程考勤管理为切口，重点改进高校教学管理体制，保证正常的教学活动。

因此，以人脸识别技术为基础，开发出一套基于有感与无感相融合的学生课堂考勤管理服务系统，是解决高校学生课堂考勤问题的有效解决方式之一，该系统具有科学实用、具备教育功能的特点，是高校真正需要的考勤管理系统[3]。通过人脸识别无感考勤的应用，在师生无需任何操作下即可快速实现精准考勤，并将有感考勤作为室外课堂、会议活动等特殊场景下的有效补充，通过数据采集、分析，并将各班考勤情况反馈至学校领导、管理人员、任课教师和辅导员等，将极大提高学校管理效率，学生对于自己的出勤情况也可通过小程序或网页轻松查询，该智慧考勤服务平台为学生、教师、管理人员提供了集信息共享、互动反馈综合服务平台。

2 系统功能设计

2.1 系统架构

本系统主要利用人脸识别与定位检测相结合的方式，依据学校不同课室的排课表自动计算学生考勤情况，并生成完整的多维数据与完善的综合考勤报表[4]。学生与老师可通过PC端或微信小程序查看自己或班级的考勤情况。系统总功能图如图1所示。

图1 系统总功能图

2.2 功能模块介绍

系统主要分为无感考勤，有感考勤，请销假和一人一课表四个模块，功能介绍如下：

2.2.1 无感考勤模块

无感考勤是本系统的主要考勤方式，通过教室部署人脸抓拍相机，在上课期间，摄像机每7秒都会对教室的一块场景进行重点抓拍，每3分钟完成一次教室的整体轮巡。抓拍的照片会实时传送到分析服务器上，并借助人脸识别算法实现考勤记录。整个无感考勤过程，师生无需任何操作。

2.2.2 有感考勤模块

有感考勤分为扫二维码签到，随机序列签到，手动补签与自定义点名四个功能。扫二维码签到与随机序列签到是教师通过微信小程序发起签到，系统会根据教师发起模式为每一次考勤活动分配了一个唯一的二维码或数列，签到人员直接用手机扫描该二维码（输入数列）即可完成考勤。适用于室外课堂、会议活动等场景的考勤，也可作为无感考勤的有效补充[5]。手动补签是针对个别未参与考勤的人员，提供事后补签的方式。针对学生未带手机、手机电量用完、手机无网络、人脸底图不清晰、学生长时间低头无法被抓拍、忘记参与考勤等异常情况导致自动考勤失败的问题，提供当场手动补签方式。也支持学生微信小程序主动发起补签申请，任课老师审核通过后即可变更考勤状态，实现手动补签。自定义点名支持用户自主创建各类考勤场景，实现无花名册点名，针对点名人自主创建的考勤场景，允许用户自主设定点名时间和地点，由系统定时自动开启点名。

2.2.3 请销假模块

请销假模块通过学生发起请假，经学院辅导员批准后，系统在后台修改学生状态为请假，系统会对请假的学生在考勤模块中的缺课异常状态自动进行修正。当学生进行销假时会根据GPRS定位，判断学生是否已安全回到学校。销假完成，重新开启该学生考勤系统。

2.2.4 一人一课表模块

一人一课表模块是学生与老师均可以通过微信小程序查看到自己本周所需要上课的课表.

2.3 数据统计与分析

系统支持在PC端、微信小程序端汇总显示多个维度的考勤数据，包括全校、系部、专业、年级、课程、班级、教师、学生在课堂、会议、活动等场合的出勤记录和统计值（签到率、出勤异常人次、缺勤人次、迟到人次、早退人次等）；支持团体出勤排名；支持查看学生出勤详情；支持设置预警条件和查看考勤告警。所有数据均支持excel表格导出，方便学校管理，考勤统计数据也可以作为教学诊改/教学督导的一项考核标准，例如为评奖评优、或者班级创优等提供一些数据支撑。

3 数据对接实现

与教务系统原始数据进行对接，在校数据中心建立中间库，数据在经过处理后，实时同步到考勤系统与硬件支持平台数据库中，具体如图2所示。

图2 数据对接示意图

表1 数据对接来源

4 服务器端实现

系统服务器端架构应用C/S和B/S模式，在微信小程序端与服务器进行交互时应用C/S模式，在PC端操作时应用B/S模式[6]。本系统服务器的整体架构如图3所示。

图3 考勤服务器整体架构

系统主要由nginx服务器和Oracle数据构成，使用了目前最先进的微服务架构，提升了服务的灵活性和扩展性，使用终端设备主要有电脑和手机。手机端采用微信小程序的方式，免去了下载App的麻烦。

数据库根据系统功能设计，选择了Oracle作为数据库，并在数据库中建立了114张表。

图4

5 结语

有感与无感相结合的智慧考勤系统，在一定程度上为高校实现精细化教学管理提供支持，同时也为加强高校大学生思想政治教育和学生管理工作提供了一种新型模式。即简化管理部门工作流程，又系统高效加工处理课程信息，尤其通过考勤系统反馈的数据，学院相关部门能及时对经常逃课的个别学生进行谈话教育，了解学生的课堂出勤情况及逃课真实原因，降低学生逃课率，引导学生树立正确的学习态度及价值观，并帮助学生解决实际问题，预防教学和学生管理事故的发生，帮助高校大学生成长成才。