理論課考勤與問卷調查分析系統的設計與應用

梅　險　姜彥新

[摘要]考勤和問卷調查是掌握學生學習態度和狀況的有效方法,敘述一種理論課考勤和問卷調查分析系統的問卷設計、信息識別以及數據存儲和統計的方法。

[關鍵詞]考勤 問卷調查

中圖分類號:G47文獻標識碼:A文章編號:1671-7597(2009)0920176-01

考勤反映了學生的學習態度和課堂參與情況[1],傳統的點名考勤方法占用了大量授課時間,效率很低,而采用指紋或者磁卡等設備進行身份識別的考勤方法硬件成本又很高。因此,本文將介紹一種集考勤與調查問卷功能于一體的數據采集和分析系統。該系統不僅可以考察學生的出勤情況,還可以實現即時的課堂問卷調查,使授課教師及時了解學生對教學內容的掌握程度,以便調整課程進度,取得更好的教學效果。

一、考勤表與問卷調查卷面的設計

傳統調查問卷,一人一卷,印制成本較高和識別時間較長。[2]本系統結合課堂里學生按排入座的特征,問卷采用B5尺寸的紙張,印刷后對折分割成為兩張問卷。每行只發一卷或兩卷,回收時按行回收,很容易核對人數,又節約了大量印刷成本。

每張問卷在有限的印刷面積內包含若干信息點。如果信息點太稀疏,則獲得的信息量很少,造成很大浪費;如果信息點太密集,需要昂貴的專業圖像采集設備才能降低識別誤差。本系統通過反復測試,選擇將問卷上的信息點排列為13行19列,第1行信息點用于區分課程、授課日期和作為行號;第2行到第13行用于記錄12名學生的學號和回答,從而每張問卷可完成12名學生的11項題目調查。可通過當前最低端的手機攝像頭采集為VGA規格(640*480)彩色圖像。

為了方便學生填涂不同性質的信息點,問卷前2列采用了菱形填涂輪廓表示班級編號,隨后的6列采用了圓形輪廓表示班內學號,最后11列采用了方形輪廓表示學生對調查問卷的回答。

二、問卷信息點的定位與識別

(一)基準點的定位

首先對問卷最外側的4個基準點定位,為了提高識別效率,問卷的4個基準點被印為紅色,因此4個基準點為左上區域偏紅像素的坐標均值。從而得到位于左上方位的基準點坐標為(LeftTopX, LeftTopY),位于右上方位的基準點坐標為(RightTopX, RightTopY),位于左下方位的基準點坐標為(LeftBottomX, LeftBottomY),位于右下方位的基準點坐標為(Rig

htBottomX, RightBottomY)。

(二)信息點位置的初步估計

由于問卷中信息點之間均勻分布,設行數為(RowCount),列數為(ColCount),因此可通過以下方法計算列跨度(ColSpan)和行跨度(RowSpan),再由信息點所在行號(Row)和列號(Col)計算無系統偏差的標準坐標(StandardX, StandardY)。

ColSpan = ( LeftBottomX LeftTopX, ) / ( ColCount - 1)

RowSpan = ( LeftBottomY LeftTopY ) / ( RowCount - 1)

StandardX = LeftTopX + ColSpan * Col

StandardY = LeftTopY + RowSpan * Row

(三)對旋轉誤差的修正

由于沒有輔助儀器限制問卷的擺放角度,因此采集到的圖像數據中旋轉誤差幾乎是不可避免的,這里將對旋轉誤差的修正參數分解到水平和垂直方向,得到列旋轉偏差修正(ColWhirl)和行旋轉偏差修正(RowWhirl),

并由此計算修正旋轉誤差后的坐標(WhirlX,WhirlY)。

ColWhirl =(LeftBottomXLeftTopX)/(RowCount - 1)

RowWhirl =(RightTopYLeftTopY)/(ColCount - 1)

WhirlX = StandardX + ColWhirl * Row

WhirlY = StandardY + RowWhirl * Col

(四)對梯形誤差的修正

通常采集數據的教師有可能因手持手機的姿勢原因造成攝像頭與問卷之間沒有保持平行關系,造成圖像上小下大的梯形變形。這里將對梯形誤差的修正參數分解到水平和垂直方向,得到列梯形偏差修正(ColTrap)和行梯形偏差修正(RowTrap),并因此計算修正梯形誤差后的坐標(Trapez

oidX, TrapezoidY)。

ColTrap =((RightBottomX - LeftBottomX)-(RightTopX - LeftTopX))/(ColCount - 1)

RowTrap=((RightBottomY-RightTopY)-(LeftBottomY- LeftTopY))/(RowCount1)

TrapezoidX = WhirlX + ColTrap * Row * Col / (RowCount - 1)

TrapezoidY = WhirlY + RowTrap * Col * Row / (ColCount - 1)

(五)對球面誤差的修正

由于手機攝像頭成本較低,因此近距離拍攝時容易產生球面變形,由于不同檔次的手機攝像頭球面變形差異很大,這里用一個參考系數(Spher

eModulus)來修正球面變形通常取0.01,并因此計算修正球型偏差后的坐標(SphereX,SphereY)。

球面變形經驗系數 = 0.01

SphereX = TrapezoidX + ColSpan * SphereModulus *(Col -( Co

lCount - 1)/2)

SphereY = TrapezoidY + RowSpan * SphereModulus *(Row -(Row

Count - 1)/2)

(六)人工修正

由于學生填涂錯誤,或者數據采集時光線太暗等原因造成的非系統誤差,可由系統操作者通過鼠標點擊反轉信息取值,實現對誤差的修正。

三、考勤與問卷調查卷面的存儲與統計分析

采集到的數據被存儲到電子表格EXCEL的工作簿文件中,根據周數和學號將不同班級學生的出勤情況記錄到對應班級的學生考勤表中,再根據調查問卷回答項目的統計學生整體對知識點的掌握程度。使教師及時了解學生的學習情況,便于調整教學進度和方法,取得更好的教學效果。

四、結論

該系統可用于任何理論課課堂考勤及知識點掌握情況的問卷調查,對于大班授課尤其適合,在系統設計和應用的過程中授課效果有較大改觀。

參考文獻:

[1]學習態度與學習成績的相關研究——以學習考勤記錄與課堂提問成績作為學生平時成績的初探,殷雷,心理科學,2008,31(6):1471-1473.

[2]黃輝,鄧聰求,如何搞好問卷調查設計,統計教育,1998,04:12-13.