基于安卓平臺的輕量級課堂考勤管理系統設計與實現

余久久，尹 陳，張繼山，陳 蘊，吳 寧，張德青，梅瑩瑩

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

在當前人工智能時代背景下，一些教師選擇利用手機APP，通過GPS、4G/5G基站等定位方式或者藍牙技術進行課堂考勤，但這種方法經常出現定位不精確、覆蓋范圍小，以及“手機到了，而人不在”等現象［2］.隨著當前生物特征識別技術的發展，移動課堂考勤、RFID“一卡通”考勤、指紋考勤、刷臉識別考勤、人體感應考勤等一些先進的身份識別技術層出不窮.雖然這在一定程度上能夠實現高效率的課堂考勤管理，但是受到技術實現和硬件成本的制約，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，受到所在班級學生群體特征多樣化、教室互聯網環境、移動設備故障、考勤時間等客觀因素的影響，導致一些新型考勤技術無法在傳統的課堂中得到較好地應用.

結合本地教學環境，考慮使用簡單易用的課堂考勤管理系統才更有助于教師開展日常課堂考勤及管理工作，本文設計了一個基于安卓平臺的操作簡單的課堂考勤系統.該系統采用J2EE的Struts Spring Hibernate（SSH）輕量級集成架構，方便任課教師對學生日常上課考勤相關數據的采集、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 關鍵技術簡介

1.1 Struts Spring Hibernate（SSH）

SSH是一個基于J2EE的適用于中、小型Web應用系統的輕量級三層組合框架，能較好地實現網絡及系統管理等功能［4］.該考勤管理系統采用SSH的輕量級框架設計，具有良好的穩定性和較好的可擴展性，如圖1所示.SSH框架主要采用HTTP通信協議，借助無線網實現客戶端（安卓手機）與系統服務器之間的數據通信.客戶端使用安卓平臺開發完成與服務器端的數據交互，以及自身的網絡通信服務、數據庫管理等［5］.

圖1 系統架構

1.2 Gird View自動分頁技術

考勤管理系統在實際使用時，會有大量數據以Web頁面形式在安卓手機上分頁顯示，所以本系統采用了GirdView自動分頁技術［4］.為實現帶緩存的數據分頁顯示，可開啟后臺SqlDataSomw數據源的“允許緩存”屬性，進而提高Web應用程序擴展性及程序的運行效率，降低開發成本［6］.

2 系統設計與需求說明

2.1 系統設計方案

該考勤管理系統的設計納入本地校園網絡環境中，與本地校園的教務管理數據庫、（學生）校園一卡通數據庫形成互聯，完成數據共享.學校教務部門可以通過Web查詢系統完成查詢學生考勤信息，系統后臺鏈接SQL?Server 2017數據庫.系統設計（接入）方案如圖2所示.

圖2 系統接入方案

2.2 功能需求

該考勤管理系統主要分為用戶注冊、學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過程中，通過第三方的jxl.jar包導入文件，以記錄學生考勤信息（安卓平臺沒有對.Excel格式數據文件操作的.jar包和相應的支持類庫）.將學生考勤信息用Excel表單的形式導出到SD卡上，使用jxl.jar包中自帶的方法，即ExcleUtils類中的導入導出方法將數據導出［1］.

圖3 系統功能模塊圖

2.3 數據庫設計

本地數據庫采用SQL?Server 2017實現.使用JDBC數據接口訪問技術，將設計系統所用到數據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表格形式顯示數據，并將數據庫的連接字符串寫入Web.config文件［6］.此外，設計出本考勤管理系統相關數據表.例如，表1、表2、表3分別為所設計的學生表、教師表與考勤表.

表1 學生表

表2 教師表

表3 考勤表

3 功能實現

系統啟動后會出現一個主界面，主要由一個圖片、兩個輸入框和一個登錄按鈕構成，如圖4所示.當用戶選擇登錄身份，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入.學生用戶點擊登錄后進入系統，此時系統也會向服務器發送請求，服務器在數據庫中查詢學生的信息.如果能夠正確匹配信息，學生就可以成功登錄.教師用戶登錄后，點擊考勤信息就可以查詢本節課班級學生所有的出勤信息，并能對學生的遲到數量和缺勤數量進行統計.教師還可以相應課程時間為標準對學生出勤信息進行篩選，同時，系統可以從服務器實時獲取相應的數據.

圖4 考勤管理系統主界面

限于篇幅，下文僅對系統的考勤管理模塊中的學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計如下：temp［e.currentTarget.dataset.index］.state=考 勤card.push（e.cur?rentTarget.dataset.addr）；

圖5 學生簽到功能流程圖

圖6 考勤查詢功能流程圖

當老師查詢考勤信息時，系統默認顯示全部考勤信息.同樣可以點擊進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 應用與展望

該課堂考勤管理系統（V1.0版）在3個月內順利開發完畢，目前正在試點課堂開展應用.學生用戶達到了500人以上，考勤課程超過200節次.學生通過安卓手機客戶端運行系統，操作便捷，系統性能穩定，考勤效果良好.該考勤系統能夠實時反映和跟蹤每節課學生到課情況，及時將考勤結果數據反饋給任課教師及教學管理部門，以便于相關工作人員及時進行處理，既嚴肅了教學秩序又節省了教學管理成本，也為信息化建設作出了貢獻［7］.

目前，該系統（V1.0版）的人機交互界面還是比較單一，后續將根據實際的需要，添加更多的元素來豐富人機交互界面［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客戶端在線查閱學生考勤數據信息，方式較為單一，不能對學生課堂出勤（打卡）數據進行有效分析.所以在未來的工作中，還需要增加設計一個專門的學生考勤數據分析APP小程序，實現與該考勤管理系統的無縫對接，以可視化報表形式滿足教師及相關工作人員對學生出勤數據進行個性化分析與處理.

5 結語

該文設計的基于安卓平臺的課堂考勤管理系統，在實際應用中能夠簡化班級常規課堂考勤中的教師點名及學生簽到環節，保證了課堂教學時間的有效利用.師生可以通過安卓智能手機應用該系統，簡單便捷，系統不會出現定位不精確、網絡覆蓋范圍小、移動硬件設備不支持等情況，具有一定的應用前景.