基于激勵(lì)機(jī)制和趣味性的課堂考勤管理微信小程序的研究與應(yīng)用

賀學(xué)福 李偉民 李林 王思尹 成思強(qiáng)

摘要：針對(duì)高校課堂使用傳統(tǒng)的人工考勤通常要浪費(fèi)大量上課時(shí)間，效率低下，影響了教學(xué)的進(jìn)度，而且傳統(tǒng)的人工考勤很難發(fā)現(xiàn)學(xué)生的逃課、一人代簽多人的情況等現(xiàn)象，開(kāi)發(fā)了基于微信小程序的具有激勵(lì)機(jī)制和趣味性的課堂考勤管理系統(tǒng)。本系統(tǒng)使用Java語(yǔ)言編寫(xiě)，采用Spring和Hibernate框架，以 MySQL 作為系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)，采用野狗云服務(wù)器作為云服務(wù)器，采用Tomcat服務(wù)器作為Web管理平臺(tái)服務(wù)器。利用微信小程序簡(jiǎn)單便捷的特性再配以Web端管理平臺(tái)，教師可以管理課程信息、教室信息等，學(xué)生可以快速簽到選座等，極大地簡(jiǎn)化了教師的工作，提高了高校考勤的效率;為了激勵(lì)學(xué)生學(xué)習(xí)和提高學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，設(shè)計(jì)了有獎(jiǎng)?chuàng)尨鸷头e分購(gòu)物享折扣的特色模塊。

關(guān)鍵詞：微信小程序;課堂考勤管理;Java;Web管理平臺(tái);MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)

中圖分類(lèi)號(hào)：TP311? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A? ? ? ? 文章編號(hào)：1009-3044（2019）03-0069-04

目前大部分高校主要還是采用人工考勤制度，人工考勤方式存在許多弊端，考勤效率低、操作上也不便利。人工考勤方式會(huì)占用大量上課時(shí)間，也時(shí)有發(fā)生同學(xué)代簽的情況，而且過(guò)多的批評(píng)學(xué)生遲到、曠課和早退現(xiàn)象可能會(huì)影響學(xué)生的上課情緒，也可能影響上課效率。因此，高校考勤制度的優(yōu)化是當(dāng)前所需，更有效、更快速地點(diǎn)名考勤手段就變得急迫需要。而微信小程序是一種不需要下載安裝即可使用的應(yīng)用，作為即搜即用、“用完即走”、無(wú)需擔(dān)心安裝太多應(yīng)用占用空間問(wèn)題的便捷應(yīng)用[1]，非常適合應(yīng)用到高校課堂考勤系統(tǒng)。

因此，為了提高高校考勤效率和激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，開(kāi)發(fā)出了一種基于微信小程序的具有激勵(lì)機(jī)制和趣味性的課堂考勤管理系統(tǒng)。本系統(tǒng)主要包括課堂考勤、導(dǎo)入課程表、選座簽到、智能監(jiān)控、有獎(jiǎng)?chuàng)尨鸬裙δ?為了激勵(lì)學(xué)生學(xué)習(xí)和激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，增加了有獎(jiǎng)?chuàng)尨鹉K，教師可根據(jù)學(xué)生的表現(xiàn)給予積分獎(jiǎng)勵(lì)，學(xué)生積分的高低可以作為平時(shí)成績(jī)的依據(jù)，所得的積分還可以通過(guò)積分購(gòu)物享折扣獲得合作商家的購(gòu)物優(yōu)惠;為了使學(xué)生在課后獲得更多樂(lè)趣，也為了本項(xiàng)目在市場(chǎng)上可以穩(wěn)定地運(yùn)行，特意加入周邊商家模塊和下課聊模塊，學(xué)生在課后可以查看周邊模塊，購(gòu)買(mǎi)周?chē)献魃碳业囊恍┟朗澈筒榭吹矫谰靶畔ⅲ€可以通過(guò)下課聊模塊聊天、交朋友。

1 概要設(shè)計(jì)

1.1 系統(tǒng)總體框架設(shè)計(jì)

系統(tǒng)總體架構(gòu)設(shè)計(jì)關(guān)乎整個(gè)系統(tǒng)的效率、開(kāi)發(fā)難度、后期維護(hù)等問(wèn)題，所以一個(gè)系統(tǒng)的總體框架設(shè)計(jì)是一個(gè)系統(tǒng)開(kāi)發(fā)前必須尤為重視的一方面。本系統(tǒng)采用微信小程序作為客戶(hù)端，以Web管理平臺(tái)為服務(wù)端，再配以野狗云服務(wù)器為數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)同步的橋梁。其總體設(shè)計(jì)框架如圖1：

1.2客戶(hù)端框架設(shè)計(jì)

客戶(hù)端總體框架分為教師端模塊和學(xué)生端模塊。其中學(xué)生端模塊主要有：登錄模塊，信息確認(rèn)模塊，周邊模塊，個(gè)人中心模塊，選座簽到模塊，課堂監(jiān)控模塊、有獎(jiǎng)?chuàng)尨鹉K等。教師端模塊主要有：登錄模塊，信確認(rèn)模塊，查看考勤模塊等。其整體模塊如圖2：

1.3 Web管理平臺(tái)框架設(shè)計(jì)

Web管理平臺(tái)有商家管理模塊、教師管理模塊、課程表管理模塊、班級(jí)管理模塊、學(xué)生管理模塊、教室管理模塊、科目管理模塊、作息時(shí)間表管理模塊、考勤管理模塊以及統(tǒng)計(jì)模塊登錄模塊。其中商家管理模塊和教師管理模塊只提供給超級(jí)管理員使用，其他模塊則提供給教師使用，如圖3：

1.4云服務(wù)器數(shù)據(jù)節(jié)點(diǎn)設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)的客戶(hù)端實(shí)時(shí)同步的橋梁采用野狗實(shí)時(shí)通訊引擎。野狗云對(duì)微信小程序有專(zhuān)屬的SDK，與小程序?qū)訕O為方便。野狗云提供的API也非常簡(jiǎn)潔，只需幾行代碼，就可以在微信小程序內(nèi)接入實(shí)時(shí)通訊引擎。在本系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，以日期作為根節(jié)點(diǎn)，子節(jié)點(diǎn)為課程節(jié)次，節(jié)次的子節(jié)點(diǎn)為教室名稱(chēng)，教室名稱(chēng)后存儲(chǔ)當(dāng)前教室的考勤信息，其中包括三大板塊，教室位置信息（location）、學(xué)生座位信息（seat）以及學(xué)生信息（student）。位置信息保存的是當(dāng)前上課的經(jīng)緯度信息，由教師端上傳;學(xué)生座位信息是一個(gè)二維數(shù)組，保存座位的狀態(tài);學(xué)生信息主要保存學(xué)生簽到的時(shí)間、座位以及學(xué)號(hào)等信息。如圖4：

1.5數(shù)據(jù)庫(kù)整體設(shè)計(jì)

本系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)采用MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)，MySQL是當(dāng)前主流并且開(kāi)源的SQL數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)。一個(gè)項(xiàng)目的數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)是整個(gè)系統(tǒng)最基礎(chǔ)也是最重要的一部分，數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)的好壞，直接關(guān)系到整個(gè)系統(tǒng)的復(fù)雜度、效率等一系列問(wèn)題。所以數(shù)據(jù)設(shè)計(jì)的好壞極為重要。本系統(tǒng)主要有十個(gè)實(shí)體，分別為：課程實(shí)體、班級(jí)實(shí)體、學(xué)生體、教師實(shí)體、科目實(shí)體、作息時(shí)間、教室實(shí)體、考勤實(shí)體、商家實(shí)體、商家圖片實(shí)體。實(shí)體之間的關(guān)系如圖5：

2 系統(tǒng)功能詳細(xì)設(shè)計(jì)

本項(xiàng)目為基于微信小程序的課堂考勤系統(tǒng)，系統(tǒng)分為客戶(hù)端和Web管理平臺(tái)，本系統(tǒng)本著人性化原則，無(wú)論是客戶(hù)端還是Web管理平臺(tái)，界面設(shè)計(jì)都做到簡(jiǎn)潔、嚴(yán)謹(jǐn)、友好、易于操作。本章介紹了本項(xiàng)目部分功能的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)、部分業(yè)務(wù)邏輯代碼編寫(xiě)等。

2.1客戶(hù)端設(shè)計(jì)

客戶(hù)端由微信小程序?qū)崿F(xiàn)，分為學(xué)生端和教師端。其登錄界面如圖6：

2.1.1與野狗云服務(wù)器對(duì)接

2.1.1.1下載野狗云SDK

首先到野狗云官網(wǎng)下載實(shí)時(shí)通信引擎微信小程序版SDK，并將其放入微信小程序項(xiàng)目的libs目錄下。

2.1.1.2安裝SDK到微信小程序

1）在野狗云控制面板中創(chuàng)建應(yīng)用。

2）在微信公眾開(kāi)放平臺(tái)管理中心的配置服務(wù)器域名socket 合法域名： wss：//s-dalwx-nss-1.wilddogio.com，request 合法域名：https：//auth.wilddog.com。

3）安裝 SDK 到微信小程序。在小程序的app.js中初始化野狗云服務(wù)器。

2.1.2與Web管理平臺(tái)對(duì)接

基于微信小程序的課堂考勤系統(tǒng)大部分?jǐn)?shù)據(jù)都是從Web管理平臺(tái)獲得。微信小程序提供了發(fā)起網(wǎng)絡(luò)請(qǐng)求的API。通過(guò)微信小程序官方提供的API可以簡(jiǎn)便的和Web管理平臺(tái)做對(duì)接。學(xué)生端獲得當(dāng)前的課程信息如圖 7：

2.1.3客戶(hù)端功能模塊設(shè)計(jì)

1）登錄

學(xué)生或教師在使用本系統(tǒng)之前，均需登錄，客戶(hù)端發(fā)送用戶(hù)名及密碼到Web管理平臺(tái)，Web管理平臺(tái)驗(yàn)證信息，返回授權(quán)信息。

2）信息確認(rèn)

學(xué)生或教師登錄后，都會(huì)進(jìn)入信息確認(rèn)模塊，客戶(hù)端發(fā)送請(qǐng)求到Web管理平臺(tái)，WEB管理平臺(tái)會(huì)返回當(dāng)前課程信息給學(xué)生或者教師確認(rèn)。若沒(méi)有當(dāng)前時(shí)間段沒(méi)有課，則顯示“休息下，本段時(shí)間沒(méi)有有課喲”，其部分代碼入下：

3）選座簽到

學(xué)生確認(rèn)信息無(wú)誤后，便進(jìn)入選座簽到模塊，每個(gè)學(xué)生只能選擇一個(gè)座位，若學(xué)生選擇則會(huì)彈出提示：“您已經(jīng)選座了喲”。可選座位為綠色，紅色則為已選座位。學(xué)生選座后，會(huì)將選座信息上傳到野狗云服務(wù)器，這樣其他學(xué)生和教師便可實(shí)時(shí)同步選座信息。學(xué)生選座簽到界面如圖8：

4）計(jì)時(shí)監(jiān)控

學(xué)生選擇座位簽到后，將進(jìn)入課堂監(jiān)控模塊，在課堂監(jiān)控模塊，顯示當(dāng)前時(shí)間到下課時(shí)間的倒計(jì)時(shí)，如果學(xué)生退出該頁(yè)面去做了其他事情，系統(tǒng)則會(huì)監(jiān)測(cè)到這種行為，并把這種行為當(dāng)成上課不認(rèn)真的體現(xiàn)。學(xué)生端首先發(fā)送請(qǐng)求到Web管理平臺(tái)，從而得到當(dāng)前時(shí)間到下課時(shí)間這段時(shí)間的毫秒數(shù)，學(xué)生端再將其解析為時(shí)分秒格式，并顯示到客戶(hù)端。計(jì)時(shí)監(jiān)控如圖9：

5）有獎(jiǎng)?chuàng)尨鹋c積分購(gòu)物享折扣

為了提高學(xué)生上課的積極性和激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，設(shè)置了有獎(jiǎng)?chuàng)尨鹋c積分購(gòu)物享折扣模塊。教師在教師端發(fā)布問(wèn)題，學(xué)生便可在學(xué)生端搶答，通過(guò)學(xué)生回答問(wèn)題的表現(xiàn)情況給予積分獎(jiǎng)勵(lì)，該積分可累計(jì)，在平臺(tái)上的合作商家店鋪購(gòu)物時(shí)可換取折扣，也可在期末時(shí)當(dāng)作學(xué)生平時(shí)成績(jī)的一種體現(xiàn)。

2.2? Web管理平臺(tái)設(shè)計(jì)

Web管理平臺(tái)使用Java語(yǔ)言開(kāi)發(fā)[2]，WEB管理平臺(tái)提供給教師使用，Web管理平臺(tái)作為教師課前準(zhǔn)備工具以及學(xué)期統(tǒng)計(jì)工具。

2.2.1導(dǎo)入課程表

導(dǎo)入課程表為Web管理平臺(tái)的關(guān)鍵功能，由數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)可知，課程表與本系統(tǒng)大部分?jǐn)?shù)據(jù)表都有依賴(lài)關(guān)系，所以課程表的導(dǎo)入是Web管理平臺(tái)設(shè)計(jì)的重點(diǎn)難點(diǎn)。課程表是教師提供的Excel電子表。Web管理平臺(tái)采用Apache POI讀寫(xiě)Excel電子表。導(dǎo)入課程表的界面如圖10：

2.2.2教室座位布局管理

課程表導(dǎo)入時(shí)，系統(tǒng)會(huì)自動(dòng)生成教室列表，系統(tǒng)自動(dòng)生成教室的座位布局為十行十列。若教師需要修改或者添加座位，可在教室管理模塊做相應(yīng)操作。系統(tǒng)支持設(shè)置過(guò)道等特殊布局，教師在布局設(shè)置頁(yè)面可對(duì)教室的座位布局信息做相應(yīng)修改，后臺(tái)以二維數(shù)組信息存儲(chǔ)，二維數(shù)組在Java程序設(shè)計(jì)語(yǔ)言?xún)?nèi)，可看作一個(gè)Java對(duì)象;而Java程序語(yǔ)言支持對(duì)象序列化，所以MySQL數(shù)據(jù)提供的Blob數(shù)據(jù)類(lèi)型可存儲(chǔ)Java對(duì)象;需要使用時(shí)，將數(shù)據(jù)庫(kù)的Blob數(shù)據(jù)類(lèi)型的查詢(xún)出來(lái)，再反序列化即可得到Java二維數(shù)組對(duì)象[3]。教室座位布局設(shè)置如圖12：

2.3商家管理

為了學(xué)生在課后能有更多熟悉本系統(tǒng)的機(jī)會(huì)和提供給學(xué)生更多的趣味，以及后期系統(tǒng)的運(yùn)營(yíng)問(wèn)題，特意加入商家模塊，商家在學(xué)生端以周邊形式顯示，商家類(lèi)型分為美食和美景，在WEB管理平臺(tái)，提供添加商家、修改商家信息以及刪除商家功能。商家管理功能只提供給超級(jí)管理員。普通教師用戶(hù)登錄到WEB管理平臺(tái)時(shí)，不顯示商家管理功能。添加商家界面如圖13：

2.4考勤統(tǒng)計(jì)

每節(jié)課結(jié)束，學(xué)生的考勤信息將存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫(kù)中，每個(gè)學(xué)期結(jié)束，教師可在Web管理平臺(tái)查看每個(gè)學(xué)生的考勤信息。并可以Excel表格式導(dǎo)出。本系統(tǒng)采用在數(shù)據(jù)庫(kù)中建立存儲(chǔ)過(guò)程實(shí)現(xiàn)統(tǒng)計(jì)功能。存儲(chǔ)過(guò)程（Stored Procedure）是已預(yù)編譯為一個(gè)可執(zhí)行過(guò)程的一個(gè)或多個(gè)SQL語(yǔ)句。一般存儲(chǔ)過(guò)程是為了實(shí)現(xiàn)一個(gè)特定的功能而創(chuàng)建。由于本系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)功能需要多個(gè)SQL語(yǔ)句共同完成，所以采用存儲(chǔ)過(guò)程不但可以提高系統(tǒng)效率，還可以簡(jiǎn)化開(kāi)發(fā)難度。

導(dǎo)出的統(tǒng)計(jì)信息如圖15：

3 結(jié)束語(yǔ)

該文針對(duì)傳統(tǒng)人工考勤的弊端，設(shè)計(jì)了基于微信小程序的具有激勵(lì)機(jī)制和趣味性的課堂考勤管理系統(tǒng)，該系統(tǒng)是基于當(dāng)前非常流行的微信平臺(tái)開(kāi)發(fā)的，使用方便、簡(jiǎn)捷，維護(hù)和升級(jí)也容易，旨在提高學(xué)生的學(xué)習(xí)積極性和激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，以及減輕教師考勤的工作負(fù)擔(dān)。經(jīng)過(guò)對(duì)系統(tǒng)反復(fù)的測(cè)試和應(yīng)用，系統(tǒng)可靠、穩(wěn)定[4]，證明該系統(tǒng)達(dá)到了課堂考勤和提高學(xué)生學(xué)習(xí)積極性的功能需求。

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【通聯(lián)編輯：唐一東】