基于安卓平臺的輕量級課堂考勤管理系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)

余久久，尹 陳，張繼山，陳 蘊(yùn)，吳 寧，張德青，梅瑩瑩

目前，國內(nèi)很多高校教師在課堂上仍然采用紙質(zhì)點名冊進(jìn)行考勤，統(tǒng)計班級學(xué)生到課率情況.以紙質(zhì)點名冊統(tǒng)計學(xué)生出勤信息，既難以避免學(xué)生相互“代答”的情況，又極大占用了課堂上的寶貴時間［1］.

在當(dāng)前人工智能時代背景下，一些教師選擇利用手機(jī)APP，通過GPS、4G/5G基站等定位方式或者藍(lán)牙技術(shù)進(jìn)行課堂考勤，但這種方法經(jīng)常出現(xiàn)定位不精確、覆蓋范圍小，以及“手機(jī)到了，而人不在”等現(xiàn)象［2］.隨著當(dāng)前生物特征識別技術(shù)的發(fā)展，移動課堂考勤、RFID“一卡通”考勤、指紋考勤、刷臉識別考勤、人體感應(yīng)考勤等一些先進(jìn)的身份識別技術(shù)層出不窮.雖然這在一定程度上能夠?qū)崿F(xiàn)高效率的課堂考勤管理，但是受到技術(shù)實現(xiàn)和硬件成本的制約，在普通高校實際課堂的推廣使用方面還存在諸多困難［3］.此外，受到所在班級學(xué)生群體特征多樣化、教室互聯(lián)網(wǎng)環(huán)境、移動設(shè)備故障、考勤時間等客觀因素的影響，導(dǎo)致一些新型考勤技術(shù)無法在傳統(tǒng)的課堂中得到較好地應(yīng)用.

結(jié)合本地教學(xué)環(huán)境，考慮使用簡單易用的課堂考勤管理系統(tǒng)才更有助于教師開展日常課堂考勤及管理工作，本文設(shè)計了一個基于安卓平臺的操作簡單的課堂考勤系統(tǒng).該系統(tǒng)采用J2EE的Struts Spring Hibernate（SSH）輕量級集成架構(gòu)，方便任課教師對學(xué)生日常上課考勤相關(guān)數(shù)據(jù)的采集、匯總和實時反饋工作，能為教師實施在線課堂考勤及管理活動提供便利.

1 關(guān)鍵技術(shù)簡介

1.1 Struts Spring Hibernate（SSH）

SSH是一個基于J2EE的適用于中、小型Web應(yīng)用系統(tǒng)的輕量級三層組合框架，能較好地實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)及系統(tǒng)管理等功能［4］.該考勤管理系統(tǒng)采用SSH的輕量級框架設(shè)計，具有良好的穩(wěn)定性和較好的可擴(kuò)展性，如圖1所示.SSH框架主要采用HTTP通信協(xié)議，借助無線網(wǎng)實現(xiàn)客戶端（安卓手機(jī)）與系統(tǒng)服務(wù)器之間的數(shù)據(jù)通信.客戶端使用安卓平臺開發(fā)完成與服務(wù)器端的數(shù)據(jù)交互，以及自身的網(wǎng)絡(luò)通信服務(wù)、數(shù)據(jù)庫管理等［5］.

圖1 系統(tǒng)架構(gòu)

1.2 Gird View自動分頁技術(shù)

考勤管理系統(tǒng)在實際使用時，會有大量數(shù)據(jù)以Web頁面形式在安卓手機(jī)上分頁顯示，所以本系統(tǒng)采用了GirdView自動分頁技術(shù)［4］.為實現(xiàn)帶緩存的數(shù)據(jù)分頁顯示，可開啟后臺SqlDataSomw數(shù)據(jù)源的“允許緩存”屬性，進(jìn)而提高Web應(yīng)用程序擴(kuò)展性及程序的運行效率，降低開發(fā)成本［6］.

2 系統(tǒng)設(shè)計與需求說明

2.1 系統(tǒng)設(shè)計方案

該考勤管理系統(tǒng)的設(shè)計納入本地校園網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中，與本地校園的教務(wù)管理數(shù)據(jù)庫、（學(xué)生）校園一卡通數(shù)據(jù)庫形成互聯(lián)，完成數(shù)據(jù)共享.學(xué)校教務(wù)部門可以通過Web查詢系統(tǒng)完成查詢學(xué)生考勤信息，系統(tǒng)后臺鏈接SQL?Server 2017數(shù)據(jù)庫.系統(tǒng)設(shè)計（接入）方案如圖2所示.

圖2 系統(tǒng)接入方案

2.2 功能需求

該考勤管理系統(tǒng)主要分為用戶注冊、學(xué)生信息管理與考勤管理三大功能模塊，如圖3所示.在考勤管理的功能實現(xiàn)過程中，通過第三方的jxl.jar包導(dǎo)入文件，以記錄學(xué)生考勤信息（安卓平臺沒有對.Excel格式數(shù)據(jù)文件操作的.jar包和相應(yīng)的支持類庫）.將學(xué)生考勤信息用Excel表單的形式導(dǎo)出到SD卡上，使用jxl.jar包中自帶的方法，即ExcleUtils類中的導(dǎo)入導(dǎo)出方法將數(shù)據(jù)導(dǎo)出［1］.

圖3 系統(tǒng)功能模塊圖

2.3 數(shù)據(jù)庫設(shè)計

本地數(shù)據(jù)庫采用SQL?Server 2017實現(xiàn).使用JDBC數(shù)據(jù)接口訪問技術(shù)，將設(shè)計系統(tǒng)所用到數(shù)據(jù)庫中的一些常用操作全封裝至名為.DAL空間里的不同集合類，采用GirdView表格形式顯示數(shù)據(jù)，并將數(shù)據(jù)庫的連接字符串寫入Web.config文件［6］.此外，設(shè)計出本考勤管理系統(tǒng)相關(guān)數(shù)據(jù)表.例如，表1、表2、表3分別為所設(shè)計的學(xué)生表、教師表與考勤表.

表1 學(xué)生表

表2 教師表

表3 考勤表

3 功能實現(xiàn)

系統(tǒng)啟動后會出現(xiàn)一個主界面，主要由一個圖片、兩個輸入框和一個登錄按鈕構(gòu)成，如圖4所示.當(dāng)用戶選擇登錄身份，輸入賬號與密碼之后，就可以正常操作，登錄之后就能夠選擇不同功能模塊進(jìn)入.學(xué)生用戶點擊登錄后進(jìn)入系統(tǒng)，此時系統(tǒng)也會向服務(wù)器發(fā)送請求，服務(wù)器在數(shù)據(jù)庫中查詢學(xué)生的信息.如果能夠正確匹配信息，學(xué)生就可以成功登錄.教師用戶登錄后，點擊考勤信息就可以查詢本節(jié)課班級學(xué)生所有的出勤信息，并能對學(xué)生的遲到數(shù)量和缺勤數(shù)量進(jìn)行統(tǒng)計.教師還可以相應(yīng)課程時間為標(biāo)準(zhǔn)對學(xué)生出勤信息進(jìn)行篩選，同時，系統(tǒng)可以從服務(wù)器實時獲取相應(yīng)的數(shù)據(jù).

圖4 考勤管理系統(tǒng)主界面

限于篇幅，下文僅對系統(tǒng)的考勤管理模塊中的學(xué)生簽到功能及考勤查詢功能予以介紹，這兩個功能的流程圖如圖5、圖6所示.該模塊核心代碼語句設(shè)計如下：temp［e.currentTarget.dataset.index］.state=考 勤card.push（e.cur?rentTarget.dataset.addr）；

圖5 學(xué)生簽到功能流程圖

圖6 考勤查詢功能流程圖

當(dāng)老師查詢考勤信息時，系統(tǒng)默認(rèn)顯示全部考勤信息.同樣可以點擊進(jìn)入一個新的活動按鈕（Activity），按照課程、時間、類別的方式指定條件查詢.

4 應(yīng)用與展望

該課堂考勤管理系統(tǒng)（V1.0版）在3個月內(nèi)順利開發(fā)完畢，目前正在試點課堂開展應(yīng)用.學(xué)生用戶達(dá)到了500人以上，考勤課程超過200節(jié)次.學(xué)生通過安卓手機(jī)客戶端運行系統(tǒng)，操作便捷，系統(tǒng)性能穩(wěn)定，考勤效果良好.該考勤系統(tǒng)能夠?qū)崟r反映和跟蹤每節(jié)課學(xué)生到課情況，及時將考勤結(jié)果數(shù)據(jù)反饋給任課教師及教學(xué)管理部門，以便于相關(guān)工作人員及時進(jìn)行處理，既嚴(yán)肅了教學(xué)秩序又節(jié)省了教學(xué)管理成本，也為信息化建設(shè)作出了貢獻(xiàn)［7］.

目前，該系統(tǒng)（V1.0版）的人機(jī)交互界面還是比較單一，后續(xù)將根據(jù)實際的需要，添加更多的元素來豐富人機(jī)交互界面［8］.例如，增加上課時間顯示、課程信息資訊的推送等.此外，教師只能直接通過該考勤管理系統(tǒng)客戶端在線查閱學(xué)生考勤數(shù)據(jù)信息，方式較為單一，不能對學(xué)生課堂出勤（打卡）數(shù)據(jù)進(jìn)行有效分析.所以在未來的工作中，還需要增加設(shè)計一個專門的學(xué)生考勤數(shù)據(jù)分析APP小程序，實現(xiàn)與該考勤管理系統(tǒng)的無縫對接，以可視化報表形式滿足教師及相關(guān)工作人員對學(xué)生出勤數(shù)據(jù)進(jìn)行個性化分析與處理.

5 結(jié)語

該文設(shè)計的基于安卓平臺的課堂考勤管理系統(tǒng)，在實際應(yīng)用中能夠簡化班級常規(guī)課堂考勤中的教師點名及學(xué)生簽到環(huán)節(jié)，保證了課堂教學(xué)時間的有效利用.師生可以通過安卓智能手機(jī)應(yīng)用該系統(tǒng)，簡單便捷，系統(tǒng)不會出現(xiàn)定位不精確、網(wǎng)絡(luò)覆蓋范圍小、移動硬件設(shè)備不支持等情況，具有一定的應(yīng)用前景.