高校課堂自動化考勤與手機使用限制系統設計

王興++吳珊珊

摘 要： 基于Android智能手機，設計并實現了“高校課堂自動化考勤與手機使用限制系統”。該系統利用藍牙設備掃描技術，在完成自動化考勤的同時通過系統進程管理對課堂上手機的使用進行限制，該系統改變了傳統的考勤及紀律管理方法，有助于提高高校課堂管理效率以及紀律水平。

關鍵詞： 高校課堂管理； 自動化考勤； Android APP開發； 手機功能限制

中圖分類號：TP393 文獻標志碼：A 文章編號：1006-8228（2016）04-25-03

Design of automatic attendance checking and mobile phone use

restriction system in university classroom

Wang Xing， Wu Shanshan

（School of Information & Control Engineering， Zhejiang Guangsha College of Applied Construction Technology， Dongyang， Zhejiang 322100， China）

Abstract： On Android intelligent mobile phone， a college classroom automation attendance checking and mobile phone use restriction system is designed and implemented. The system using scanning technology of Bluetooth devices， through the system process management， in the completion of the automatic attendance checking at the same time， makes the restrictions on the use of mobile phones in the classroom. The system changed the traditional attendance and discipline management methods， and is helpful to improve the efficiency of classroom management and discipline level.

Key words： university classroom management； automatic attendance management； Android APP development； function limitation of mobile phone

0 引言

當前高校普遍采用學分制教育模式，學生不嚴格按照學院的班級建制進行課堂學習，同一課堂的學生可能來自多個學院、多個專業、多個班級，教師不熟悉來上課的學生，這種教學方式給高校課堂的考勤工作帶來了一定的困難。根據調查，大學生有過逃課經歷的占總數80%，經常逃課的占10%，偶爾逃課的占18%，逃課次數較少的占52%[1]。另外，大學生對手機的依賴日趨嚴重，調查發現，僅有2.8%的學生在上課期間不使用手機，有36.2%的學生經常在上課期間使用手機[2]。逃課與上課玩手機不僅影響大學生的身心健康與素質發展，而且嚴重影響了正常的教學秩序。

高校傳統的考勤方式主要依靠教師、輔導員或者學生代表進行人工考勤，工作量大且存在較大的主觀性，考勤管理效率低下，無法對學生進行有效約束。利用智能手機實現身份認證和考勤自動化，可以大大簡化學校的學生考勤流程，減少教師以及教務管理人員的工作強度，同時對于學生考勤管理工作質量的提高也有著重要的意義。大學生一旦沉迷于手機就將大量分散學習的興奮點和注意力，對學習的興趣、熱情降低，勢必影響其學習興趣和學習成績，所以利用技術手段限制手機在課堂上的使用非常有必要性。

逃課和上課玩手機是高校課堂紀律的兩大重要影響因素?，F有的系統一般只是實現了自動化考勤，并無考慮對課堂使用手機進行限制[3-5]。本文設計的“高校課堂自動化考勤與手機使用限制系統”，在完成自動化考勤的同時，對課堂中手機的使用進行限制，具有一定的創新性。

1 系統設計

1.1 系統架構

本文設計的“高校課堂自動化考勤與手機使用限制系統”由學生手機端軟件、考勤機以及后臺服務器組成，系統整體架構如圖1所示。手機端軟件實現了學生簽到、課堂使用限制，以及集成各種校園生活相關服務；考勤機實現了導入班級信息、手動考勤、實時點名并顯示點名結果、上傳更新考勤記錄等功能；考勤機連接的后臺服務器，接入校園教學教務管理系統，動態地維護學生、班級、課程以及考勤統計信息。

圖1 系統架構圖

學生手機客戶端APP的功能模塊包括簽到簽出、手機限制使用、我的校園等；考勤機的主要功能模塊包括：與后臺服務器連接，在點名前導入班級信息、點名、實時顯示點名結果、手動輔助點名以及生成出勤信息表等功能模塊。后臺管理系統可與目前高校教務管理系統融合對接，或者直接在現有的教務管理系統上升級。主要是增加學生終端設備藍牙ID的管理，以及動態維護班級課程信息、學生設備信息和考勤信息統計表。

1.2 功能模塊設計

“高校課堂自動化考勤與手機使用限制系統”關鍵功能設計思路為：點名開始，考勤機掃描區域內的藍牙設備ID，與預先存在班級考勤表中的藍牙設備ID進行比對，匹配本課程選課學生名單，完成考勤。在此過程中學生需要通過打開手機客戶端APP啟動和配置手機中的藍牙模塊，與考勤機的比對過程相配合，同時進入手機使用受限狀態。如果課間非法退出手機受限狀態，則學生手機的藍牙設備信息將發生更改，考勤機監控到此改變后將修改對應學生的課堂紀律信息。

1.2.1 考勤機相關功能

⑴ 導入班級信息

在開始點名之前，如果考勤機上沒有最新的班級信息表，教師則要從后臺服務器導入班級信息表，主要內容包括課程信息、教師信息、學生基本信息（藍牙設備ID）等。

⑵ 點名

考勤機在導入后的班級信息表中增加“考勤狀態”字段，并將初始狀態默認值都設為“未到”。啟動點名進程后，通過自動搜索區域內的藍牙設備ID，匹配考勤表中ID信息，修改對應學生的“考勤狀態”信息。設置時鐘，在某個時間范圍內進行周期性掃描，確?？记诘臏蚀_率。同時可以引入課中任意時間段掃描，確定學生沒有中途離場或者手機取消受限狀態。

⑶ 點名結果實時顯示

通過考勤機屏幕實時顯示考勤結果，列出“已到學生”列表與“未到學生”名單。

⑷ 手動考勤

對于沒有手機或手機沒有藍牙功能或系統未準確匹配已到的學生時，教師可采用手動考勤方式，確認其出勤后，修改其“考勤狀態”，同時將該學生從“未到學生”名單刪除，并在“已到學生”列表中進行顯示。

⑸ 考勤結果生成與導出

考勤結束之后，考勤機將保持本次考勤結果信息表，可供導出或者打印。同時將考勤結果上傳到后臺管理服務器（教務管理系統），產生所有選課學生的歷次出勤情況，統計出勤率，用于學校教務管理分析。

1.2.2 學生手機端APP相關功能

⑴ 簽到與簽出

考慮到藍牙最大的并發連接數不超過10，課堂內學生手機與考勤機如果通過建立藍牙通信實現考勤信息的交互是不現實的，所以本系統中的簽到與簽出過程并沒有與考勤機建立藍牙通信，而是通過學生手機端APP的簽到模塊實現啟動藍牙、配置藍牙設備信息來完成考勤功能。其關鍵在于配置的藍牙名稱中的某個字段能被考勤機認可，而用戶通過其他方式配置的藍牙信息則不被考勤機認可，達到考勤和考勤后限制其使用手機的目的；相反簽出就是關閉藍牙設備。

⑵ 手機使用限制

學生啟動客戶端APP進行簽到，完成藍牙設備的啟動和配置之后，手機即進入受限狀態，只允許打開在白名單列表之內的應用程序。在考勤時間段，如果退出受限狀態，該APP就會強制關閉學生手機藍牙模塊，同時考勤機將認為學生在課堂玩手機，通過在考勤機修改其課堂紀律狀態將其違紀信息進行記錄。具體流程如圖2所示。

⑶ 我的校園

本系統中的手機軟件APP不局限于大學課堂管理，而是可以成為移動互聯網與校園應用相結合的多功能手機APP，除了完成學生簽到和手機功能限制的核心功能以外，還可以根據實際需要擴充各種移動數字校園應用服務。

1.2.3 后臺服務器端功能

⑴ 教務管理系統

該功能主要是管理和動態維護班級課程信息、學生設備信息，以及考勤信息表。通過與已有的教務管理系統對接，在現有的系統基礎上升級，增加設備信息字段、考勤記錄表等內容。教師可在教務管理系統的新增模塊中按所授課程、選課學生、授課時間查詢統計到課率，以得到每次授課的到課率、平均到課率、每個學生到課率及具體授課時間段的到課率等信息。

⑵ 我的校園應用服務系統

“我的校園”中的各種功能模塊的信息需要從遠程服務器獲取，所以必須有建立與“我的校園”中對應的服務系統，或者通過開發已有的數字化校園中的各種系統的移動互聯網應用接口實現。

2 系統關鍵功能實現

2.1 藍牙設備配置與掃描

本系統中，手機和考勤機中的藍牙信息配置、掃描與檢測都是基于Android API中的以下兩個類進行開發。

⑴ BluetoothAdapter

這個類的對象代表了本地的藍牙適配器，相當于本項目中的學生手機里的藍牙適配器。通過該藍牙適配器可以對藍牙進行基本操作。例如：開關藍牙設備、啟動設備發現（startDiscovery），設置/獲取藍牙狀態信息。例如：藍牙狀態值、藍牙Name、藍牙MAC地址等。通過MAC藍牙地址獲取藍牙設備（getRemote-

Device），從其他設備創建一個監聽連接（listenUsing-

RfcommWithServiceRecord）。

⑵ BluetoothDevice

這個類的對象代表了遠程的藍牙設備，相當于本項目中考勤機的藍牙適配器，通過它可以和手機藍牙設備BluetoothAdapter連接通信。

考勤機中進行設備掃描時，采用類似于藍牙Beacon技術，通過以上兩個API中ACTION_ DISCOVERY_STARTED和ACTION_LOCAL_NAME_

CHANGED這兩個基本方法實現。

2.2 手機使用限制

系統該部分關鍵功能包括：首先啟動Service通過Android包管理器周期性地獲取當前正在運行的進程，然后將進程名與預先設置并保持在SQLite數據庫中的白名單進行比較，如果不在白名單內就將該進程殺死。關鍵代碼描述如下：

ActivityManager am=（ActivityManager）

getSystemService（ACTIVITY_SERVICE）；

//獲取正在運行的應用

List run=

am.getRunningAppProcesses（）；

//如果不在名單內則殺死進程

for（all ra.processName in the list） {

If（！ra. processName.equals（白名單））

activityManager.killBackgroundProcesses

（this.processName）；

}

3 結束語

與現有技術相比本系統的優點是，學生在完成自動化考勤的同時，手機客戶端APP軟件對課堂上手機的使用進行限制，其不僅完成了高校學生的課堂考勤，還實現了課堂紀律的管理，有助于提高學生課堂紀律水平和高校課堂管理效率；且該系統的實施成本低、易推廣。本系統的缺點在于，只在Android OS上進行設計實現，對帶有Windows以及蘋果IOS操作系統的智能手機并沒有涉及。本系統的另外一個問題是無法規避學生使用多臺手機的情況，在登記的智能手機完成考勤并進入限制狀態之后，學生還是可以使用另外的手機。

參考文獻（References）：

[1] 賀俊，賈柏慧.大學生手機使用情況研究報告[J].科學導報，

2014.6：213-214

[2] 張喜榮，李秋月.大學生逃課原因分析及對策建議[J].教育教

學論壇，2014.20：5-7

[3] 姚南野，王林平，鄭世玨等.基于藍牙通信的高校課堂手機考

勤管理系統[J].計算機與數字工程，2014.10：1986-1990

[4] 張宗達，李禹恒，李云超等.基于ARM7 LPC21 38的手機藍

牙考勤系統設計[J].長春理工大學學報（自然科學版），2011.34：145-148

[5] 葉俊中，余鵬飛.基于安卓智能手機的自動點名軟件設計與

實現[J].信息技術，2014.9：56-59