基于ECRS改善原則的智能簽到系統

楊子龍，胡常偉，林冰彤，徐藝珊，劉江祺，劉駿宇

（廣東工業大學機電工程學院，廣州 510006）

0 引言

當今世界信息技術的廣泛應用改變了人們的社會生活環境，也改變了生活方式和行為方式，以信息技術全面推進現代化，是世界各國各行各業改革的重大戰略選擇。20世紀90年代初，教學信息化手段作為一種輔助的教學手段，開始在我國教學中運用，隨著電子工業的迅猛發展以及教學手段的不斷改進，這一輔助教學手段越來越多地被應用到教學中。

簽到作為教學的一部分，是高校最常見的應用場景之一，在大量的大學課堂之上仍沒有實現信息化，使用的方法仍然是傳統簽到。傳統課堂簽到方式包括老師點名，學生紙質簽到等方式，這兩種方式都存在耗時，不易后期處理，需要進行二次數據整理錄入才能完成統計分析等缺點，占據了大量的課堂時間。隨著信息科學技術的發展，急需一種簡單、方便的新型簽到系統。

在現有的簽到系統中，以陳少涌、王鉑智以及程哲豪[1-3]簽到系統為例，大多數簽到系統運行于微信小程序之上，微信小程序是一種不需要下載安裝即可使用的微信平臺應用，具有用完即走，無需安裝和卸載等特點，有簡潔方便的操作界面和良好的用戶體驗。但系統并未能把簽到和請假合并在一起，在課堂上請假另需打開請假系統[4]或者請假條請假，當課堂上出現請假的情況，簽到系統間的切換或者紙質請假條都會耗費大量課堂時間，因此一個集簽到及請假系統為一體的系統顯得尤為重要。

因此綜上問題以及現有簽到系統的優勢，以工業工程思想[5-7]為核心對原有的簽到、請假方式進行分析，結合微信和微信公眾號，并運用人機工程學[8-12]設計開發了一款智能簽到系統。通過信息化提高高校簽到、請假的效率，通過知識提高智能化請假、簽到的可行性和應用價值。

1 現狀相關問題及數據

團隊成員皆為M 學校學生，通過線下課堂統計，以及現場詢問等方法對M 學校課堂簽到進行了全方位數據的采集，并進行數據解析，主要發現有簽到時間過長、代簽以及請假流程過于繁瑣3 種問題。平時簽調查結果如圖1 所示，因教師們往往會采用現場點名等方式檢查學生出勤狀況，這將導致容易出現代簽或通過通訊軟件通知缺勤同學趕來的現象，不少學生反應大班制點名的方式太浪費時間。

圖1 M校簽到流程統計數據

請假作為簽到的一個特殊部分，其問題也很突出，調查結果如圖2 所示。依照M 校的請假流程，請假條需經歷3 任對象——輔導員、請假人以及班委最終方可到達上課老師處，過程繁瑣，容易導致請假人在請假過程的一方或者多方面出錯，繼而出現缺勤情況出現。

圖2 M校簽到請假統計數據

2 基于秒表計時法的課程簽到功能優化

圖3 所示為優化前的課堂簽到流程，可以看出，教師一次只能對一名同學進行點名，重復動作較多，課前簽到所需時間會隨著課程學員的增長而增加，在進行大班課程時使用傳統簽到方法會引起較大的不便。

圖3 課程簽到流程

2.1 功能設計與分析

為解決課程簽到的痛點，利用IE 的“5W1H”提問技術，對現有的流程進行分析，可以得出，部分動作是可以取消、合并、簡化。老師上課時使用學習系統進行課堂簽到，可以高效地完成簽到流程。具體流程如下。

（1） 問：老師課堂簽到時為什么要一一點名（Why）？

答：一一確認學生是否前來上課，準確記錄學生課堂出勤情況。

（2）問：為什么要記錄學生出勤情況（What）？

答：督促學生上課，防止學生因曠課而引發成績下降。

（3）問：有無改進方法？怎樣改進（How）？

答：有，減少教師點名時所花費的時間，減少點名時可能出現的錯誤。這樣可以減少點名所需時間，優化教師上課的效率。

如表3 中，動作3 可以使用該系統的“簽到” 功能來替代，避免老師重復進行此動作；動作4 為不必要動作，使用此“簽到列表”功能可以省去；動作5 在使用此功能時也可以合并，不必依次進行。如表1所示。

表1 優化目標與改善方案

（1）問：什么是代簽現象（What）？

答：有的學生在老師點名時為了幫助同學會假裝是本人回應。

（2）問：為什么會出現代簽現象（Why）？

答：因為每個授課老師對應的學生比較多，不可能記住每位學生的長相，出現代簽也一般發現不了。

（3）問：有無改進方法？怎樣改進（How）？

答：有，采用定位簽到，一個賬號綁定一個同學，只能本人來到簽到區域才能進行有效簽到。

根據需求和痛點得出的對策如表2所示。

表2 爭對各個痛點對應的對策

得出改善方案后，使用該系統開發出簽到功能，代替老師課前一個個學生點名的簽到方式，老師只需要使用此功能進行相關的設定后發起簽到即可同時對所有本課程的同學進行考勤。改善后的流程如圖4所示。

圖4 系統簽到流程

相關頁面如圖5～6 所示。同時，除上述方法外，新增簽到記錄功能，程序能統計該門課學生考勤情況，方便期末考核。

圖5 老師發起簽到

圖6 學生簽到情況記錄

2.2 優化前后對比

2.2.1 改善前的簽到形式及時長

表3 所示為優化前簽到模塊的操作流程及時間統計，樣本取自于含45 名學生的課堂，樣本空間為20，取樣本平均值。由分析可知，傳統點名簽到方式預測時間約為215.25 s，可見花費時間較長。結合對6 個作業動作次數統計，結合測試現場的錄像，進一步分析時間過長的原因。表中可看出，步驟3～5 出現的動作明顯重復較多。結合測試錄像進一步分析，動作2 若教師對應教更多班級，則所耗費的時間更多，因此造成多余浪費。

表3 優化前簽到模塊操作流程

2.2.2 改善后的簽到形式及時長

使用該系統簽到功能對優化后簽到模塊的操作流程及時間統計。由于教師在使用微信小程序匯報加工情況時的操作不依靠鼠標與鍵盤，使用手機時的點按操作時間、掃碼時間、操作環節，受個體差異及環境影響較大。本文隨機選定20 位符合條件的典型用戶，展開了功能易用性測試，調研結果及測試設計過程如下。

（1）測試參與者

本次測試的參與者共有20 名，均為符合“典型用戶”要求的“測試員”。

（2）測試任務設計

操作完成簽到這一流程，對20位受測者執行完全相同的測試流程。測試地點均選在教室，每一位測試者完成任務的過程都會被手機的錄屏軟件實時錄下，便于進行分析。同時，為了便于測試后利用影像動作觀察，受測者的操作過程也會實時記錄。秒表記錄時間如表4 所示。對以上的測試結果進行數據整理，對每個動作求平均用時如表5所示。

表4 運用系統后各動作的時間 s

表5 優化后簽到模塊操作流程

對簽到流程優化前后進行時間對比，如圖7 所示，通過對比得知其優化效果顯著。由圖可知，通過使用本簽到系統來進行簽到，簡化合并了冗余動作，極大地減少了簽到的總時間。簽到總共花費時間為0.5 min 左右，省去了大量不必要的重復動作，與優化前相比節省了約1.5 min，繼而達到了優化的效果。

圖7 簽到流程改善前后所耗時

3 基于5W1H、ECRS和流程圖分析的請假功能優化

請假作為簽到的一個特殊部分，其問題也很突出，例如可能會存在因為學生和老師之前有其他的重要事情約時間拿假條不方便，或是因突發事故而需要請假時不便前往，導致學生無法獲得請假審批，進而造成意外曠課的現象。即使學生通過審批，最后也要將假條交予學習委員，一來一回，造成了諸多不便。現在學生請假的流程如圖8 所示。

圖8 學生請假流程

3.1 功能設計與分析

針對現有的流程以及問題，進行需求分析并改善。在優化過程中結合人機工程學、基礎工業工程等工業工程理論知識，運用實驗法等技術，對原有流程進行“5W1H”法提問，然后運用ECRS 四原則改進，對以上的問題進行逐一分析，設計了一個請假功能，對請假進行分析和優化，以達到簡化流程的作用，從而提高效率。

在本系統中設計了請假功能，學生可以直接將請假信息上傳至系統中，省去了學生在請假流程中的兩次關鍵交互。具體的請假的優化前后的流程如表6 所示。利用IE 的“5W1H”提問技術和“ECRS”的原則，對現有的流程進行分析，從中可看出，有幾個項目是可以進行取消、合并、和簡化的。如果學生和老師能引進此系統進行請假管理，這將使請假的過程大大簡化。具體流程如下。

（1）問：學生聯系輔導員做什么（What）？

答：為了拿假條。

（2）問：為什么要拿假條（What）？

答：因為授課老師憑假條了解學生的具體情況，判斷沒簽到的學生是請假還是曠課。

（3）問：有無改進方法？怎么改進（How）？

答：有，省去學生找輔導員和上交紙質假條的步驟，改為線上請假，且授課老師能實時查看學生請假信息并及時給予審批。這樣可以減少與輔導員聯系和等待所需時間，優化請假的效率。

對于表6 中步驟2、5、6、7、8、9，學生可以在本系統直接聯系授課老師，無需再找輔導員，所以這些步驟可以取消。

表6 優化前后對比

對于步驟10、11、12，在本系統中只需填寫相關請假信息便可讓授課老師了解學生的動向以及快速批準請假，無需等待下次上課和上交紙質假條，所以可以簡化這些步驟。

通過以上分析優化，本系統學生請假流程如圖9所示。

圖9 改善后學生請假流程

3.2 優化效果

流程步驟減少，如圖10所示，效率提高。該功能將紙質信息電子化，實現了信息的實時共享，大量縮短了學生獲取審批時所耗費的路程時間，同時減少了原有流程的信息接口，將審核請假信息的流程和接收請假信息的流程合并，減少了學生請假的步驟并提高了教師處理請假信息的效率。

圖10 優化前后對比

3.3 根據人機工程學設計頁面

基于人機工程學]中的視覺原則、視覺特征，為保證操作頁面簡介、操作高效、保護眼睛健康，設計出相關界面。

圖11所示為教師查看學生簽到情況頁面。當學生未簽到時，后面的顏色為灰色，簽到之后就會改變顏色，從視覺顏色的變化便于判斷請假與否，符合人機工程的視覺顏色不同刺激特征。

圖11 簽到情況頁面

圖12所示為教師發布簽到任務后，系統會通過公眾號推送簽到任務，學生可以直接點擊跳轉到相應頁面，這樣避免了因為沒打開系統而錯過簽到導致曠課的現象，符合人機工程的設計理念。

圖12 公眾號推送簽到任務頁面

4 結束語

本文通過研究分析教師和學生的教學和簽到需求，設計了一個簽到系統。通過信息系統的相關功能，簡化日常上課的簽到管理和請假申請等流程，解決了學生日常請假需要當面給老師請假條、老師簽到點名花費大量的時間等問題，提高了效率。

同時，通過針對使用過程中遇到的系統易用性問題進行剖析，設計實驗進行功能評估與測試，以及后續不斷更新迭代，在原有簽到系統上增添了新的功能，例如學習功能以及本次工業工程大賽的報名和管理功能，使得系統在使用時，功能易用性得到了大幅度地優化，系統整體上基本能夠滿足教師學生日常的簽到、學習需求。