嵌入指紋識(shí)別功能的一卡通系統(tǒng)在高校教學(xué)管理中的應(yīng)用

尹希元趙海兵

1.西南石油大學(xué)；2.西南交通大學(xué)希望學(xué)院

嵌入指紋識(shí)別功能的一卡通系統(tǒng)在高校教學(xué)管理中的應(yīng)用

尹希元1趙海兵2

1.西南石油大學(xué)；2.西南交通大學(xué)希望學(xué)院

隨著電子信息技術(shù)的迅速發(fā)展，生物識(shí)別技術(shù)在身份驗(yàn)證中得到廣泛認(rèn)可和應(yīng)用，指紋識(shí)別技術(shù)由于多方面優(yōu)勢備受青睞。本文旨在探討將指紋識(shí)別技術(shù)引入校園“一卡通”系統(tǒng)，并結(jié)合實(shí)際闡述其在高校教學(xué)管理中的應(yīng)用等問題。

概述

隨著高等學(xué)?！皵?shù)字校園”工程的不斷推進(jìn)和完善，基于校園網(wǎng)絡(luò)的校園“一卡通”系統(tǒng)日趨成熟，成為絕大多數(shù)高等學(xué)校走向管理網(wǎng)絡(luò)化、信息化、數(shù)字化的基礎(chǔ)工程。校園“一卡通”系統(tǒng)集成身份識(shí)別、金融服務(wù)、公共信息服務(wù)等方面諸多功能，涉及校園生活的方方面面，一個(gè)完善的“一卡通”系統(tǒng)能夠基本滿足校園生活“一卡通”。“一卡通”系統(tǒng)的應(yīng)用使得學(xué)校各個(gè)部門的應(yīng)用系統(tǒng)規(guī)范統(tǒng)一，相互兼容，資源能夠得到合理配置和共享；學(xué)校便于統(tǒng)一管理，特別是財(cái)務(wù)管理效率得到了很大提高，系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)的統(tǒng)一身份認(rèn)證，統(tǒng)一的消費(fèi)、結(jié)算，最大限度地實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)共享，提升學(xué)校管理水平，有力地促進(jìn)學(xué)校的數(shù)字化校園建設(shè)。

在高校日常教學(xué)管理活動(dòng)中，校園“一卡通”應(yīng)用非常普遍，包括學(xué)生報(bào)到注冊(cè)、學(xué)生自主選課、課堂考勤簽到、考試自助報(bào)名繳費(fèi)、考試身份識(shí)別、成績查詢等功能。這些功能的應(yīng)用給高校教學(xué)管理工作帶來了很多方便，但是也存在諸多問題。目前普遍使用的“一卡通”系統(tǒng)大多數(shù)應(yīng)用成熟的非接觸式射頻識(shí)別技術(shù)，新生入學(xué)時(shí)由卡務(wù)中心將學(xué)生基本信息錄入智能IC卡片中，通過驗(yàn)證卡號(hào)、輸入密碼的方式進(jìn)行身份識(shí)別。由于卡片容易“消磁”、浸水、彎折、丟失，密碼容易忘記或被別人破解，實(shí)際使用中有許多問題，給使用者帶來不必要的麻煩和損失。目前急需一種更安全，更便捷，更有效的校園“一卡通”系統(tǒng)來解決上述問題，在傳統(tǒng)的“一卡通”系統(tǒng)中嵌入指紋識(shí)別功能將是理想的解決方案。

指紋識(shí)別技術(shù)

指紋、面孔、發(fā)音、虹膜識(shí)別等技術(shù)均屬于利用人體固有的生理特征或行為動(dòng)作來進(jìn)行身份識(shí)別的生物識(shí)別技術(shù)。其中指紋識(shí)別技術(shù)因其鑒別可靠性高、系統(tǒng)開發(fā)成本低等特點(diǎn)，發(fā)展最為成熟，實(shí)際應(yīng)用最為廣泛。人的指紋在胚胎發(fā)育過程中形成，受環(huán)境和基因等因素的影響，所以隨機(jī)性極強(qiáng)，但是一旦形成將終身不會(huì)改變。每個(gè)人的指紋都具有獨(dú)一無二的圖案、斷點(diǎn)和交叉點(diǎn)等信息，指紋識(shí)別系統(tǒng)就是將這些“特征”信息通過光電采集、數(shù)字圖像處理、特征信息提取等技術(shù)轉(zhuǎn)化為指紋數(shù)據(jù)，基于這些數(shù)據(jù)進(jìn)行各種系統(tǒng)所需的身份識(shí)別。

指紋識(shí)別技術(shù)應(yīng)用到校園“一卡通”系統(tǒng)中，將使得人與卡的一致性得到有效保證，甚至由于指紋具有隨時(shí)隨地隨身攜帶的特點(diǎn)，在校園內(nèi)可以進(jìn)行“無卡”消費(fèi)。在解決傳統(tǒng)校園“一卡通”存在的諸多問題時(shí)，嵌入指紋識(shí)別功能的新型校園“一卡通”系統(tǒng)將給高校教學(xué)管理帶來新的積極改觀。

指紋識(shí)別技術(shù)在教學(xué)管理中的應(yīng)用

1.學(xué)籍管理

在新生入學(xué)時(shí)，卡務(wù)中心會(huì)根據(jù)教務(wù)處提供的學(xué)生基本信息制作“一卡通”校園卡，這些信息包括學(xué)生姓名、學(xué)號(hào)、班級(jí)、院系、專業(yè)、學(xué)生入學(xué)照片等。在使用嵌入指紋識(shí)別功能的“一卡通”系統(tǒng)為新生制卡時(shí)，需要用指紋采集終端對(duì)學(xué)生指紋信息進(jìn)行采集，可根據(jù)系統(tǒng)的安全需要采集多個(gè)手指的指紋，以便于今后在安全級(jí)別高的系統(tǒng)中采用復(fù)合指紋驗(yàn)證的方式提高安全系數(shù)。通過活體采樣的指紋信息經(jīng)過復(fù)雜的加密算法處理后存入學(xué)校統(tǒng)一管理的“一卡通”系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫，同時(shí)由卡務(wù)中心將該指紋信息連同對(duì)應(yīng)的其他學(xué)生基本信息固化到“一卡通”智能IC卡中，發(fā)放給學(xué)生。

在每學(xué)年學(xué)生報(bào)到注冊(cè)時(shí)，學(xué)生可不用攜帶任何其他身份證件到教務(wù)處學(xué)籍管理部門進(jìn)行報(bào)到注冊(cè)。這樣可以避免學(xué)生因忘帶或者丟失學(xué)生證、身份證等造成無法注冊(cè)的情況，也可以防止學(xué)生替他人注冊(cè)或者重復(fù)注冊(cè)等。

2.自主選課和繳費(fèi)

所有高校均開設(shè)公共選修課供學(xué)生根據(jù)自身興趣愛好進(jìn)行自由選擇，許多高校的必修課或者專業(yè)方向選修課也要求學(xué)生通過選課系統(tǒng)進(jìn)行選定。因?yàn)閭鹘y(tǒng)“一卡通”是通過用戶名和密碼匹配的方式驗(yàn)證學(xué)生身份，許多學(xué)生因?yàn)橥浢艽a不能及時(shí)選課，而一些學(xué)生因?yàn)閷?duì)“一卡通”系統(tǒng)不夠熟悉沒有及時(shí)更改初始密碼，導(dǎo)致有的學(xué)生錯(cuò)登他人賬號(hào)進(jìn)行選課，還有學(xué)生委托他人代為選課，導(dǎo)致錯(cuò)選或者漏選的情況發(fā)生，這些都給高校教務(wù)管理工作帶來許多困擾。指紋識(shí)別功能的“一卡通”系統(tǒng)要求選課學(xué)生的指紋必須和系統(tǒng)指紋數(shù)據(jù)庫中匹配成功方可進(jìn)行選課操作，這樣可有效避免上述情況的發(fā)生。

在教學(xué)管理中，學(xué)生常需要繳納各種費(fèi)用，如重修費(fèi)，四六級(jí)、計(jì)算機(jī)等級(jí)考試報(bào)名費(fèi)等等，一旦出現(xiàn)繳費(fèi)信息錯(cuò)誤，修改和退費(fèi)工作會(huì)加重教務(wù)管理部門和財(cái)務(wù)管理部門的工作負(fù)擔(dān)，影響學(xué)校行政工作效率。采用指紋識(shí)別功能的“一卡通”系統(tǒng)后，這樣的問題則可迎刃而解。

3.課堂考勤

在高校教學(xué)過程中，課堂考勤工作是教學(xué)管理的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，對(duì)促進(jìn)學(xué)校優(yōu)良學(xué)風(fēng)建設(shè)，規(guī)范學(xué)生學(xué)習(xí)狀態(tài)，保證教學(xué)質(zhì)量具有重要意思，也是學(xué)生安全工作的基礎(chǔ)。許多高校為提高課堂到課率做了很多嘗試，但是效果差強(qiáng)人意。傳統(tǒng)的課堂考勤主要是以老師或班委點(diǎn)念學(xué)生名單，學(xué)生答到的方式進(jìn)行，這種方式存在諸多問題，如全員點(diǎn)名則時(shí)間長，容易壓縮上課時(shí)間，隨機(jī)抽點(diǎn)則無法掌握每一個(gè)學(xué)生的出勤情況，部份學(xué)生替他人答到造成考勤數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確等等。

通過教務(wù)管理系統(tǒng)和指紋考勤終端的連接，終端采集的指紋數(shù)據(jù)和系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫中課表對(duì)應(yīng)的應(yīng)上課班級(jí)學(xué)生指紋信息信息做匹配，匹配成功則考勤到課。沒有考勤記錄的學(xué)生，教師可根據(jù)學(xué)生請(qǐng)假情況登陸教務(wù)管理系統(tǒng)進(jìn)行考勤維護(hù)。同時(shí)教師還可方便地查看所任課的班級(jí)學(xué)生出勤整體情況，根據(jù)需要進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

這樣的系統(tǒng)，能及時(shí)、準(zhǔn)確地記錄學(xué)生的課堂出勤情況，便于查詢、統(tǒng)計(jì)，能很大程度上提高學(xué)生的課堂到課率；同時(shí)這種科學(xué)高效的考勤方式將教職人員從繁瑣的點(diǎn)名、匯總統(tǒng)計(jì)工作中解放出來，使得他們有更多地精力投入到教學(xué)研究與改革，提高教學(xué)質(zhì)量的努力中去。

4.考試身份驗(yàn)證

考試是高校教學(xué)過程中最重要的環(huán)節(jié)之一，是反映教學(xué)質(zhì)量最公平和最直觀的方式，因其涉及學(xué)校的聲譽(yù)，師生的切身利益，故而應(yīng)是非常嚴(yán)肅的。盡管絕大多數(shù)高校針對(duì)考試作弊都做了非常嚴(yán)厲的處罰規(guī)定，但是很多高?？荚囎鞅赚F(xiàn)象是屢禁不絕?？荚嚦煽兒蛯W(xué)生評(píng)獎(jiǎng)評(píng)優(yōu)、入黨保研、重修交費(fèi)、畢業(yè)就業(yè)等密切相關(guān)，部份學(xué)生由于自身原因沒有做好復(fù)習(xí)備考的準(zhǔn)備，心存僥幸希望通過“臨場發(fā)揮”過關(guān)，有的人甚至請(qǐng)人替考。在重修考試、補(bǔ)考、畢業(yè)考試等重要考試中，替考現(xiàn)象尤其多發(fā)，其后果非常嚴(yán)重，所以杜絕考試作弊特別是替考是很多學(xué)校下大力氣的工作重點(diǎn)。傳統(tǒng)的考試身份驗(yàn)證模式是監(jiān)考人員通過學(xué)生證、身份證或者校園“一卡通”卡片與教務(wù)系統(tǒng)中的姓名、學(xué)號(hào)及照片等信息對(duì)比判斷考生是否為本人。但是，這些照片都不是考生本人的近期照片，由于考生可能存在發(fā)型，臉型等外觀特征的改變，通過一張舊的證件照無法準(zhǔn)確判別出考生是否是本人，于是導(dǎo)致部分替考者成漏網(wǎng)之魚，這也給了其他試圖作弊的人鋌而走險(xiǎn)的勇氣。

對(duì)于嵌入指紋識(shí)別功能的校園“一卡通”系統(tǒng)，考生只需攜帶“一卡通”卡片即可參加考試。監(jiān)考人員在驗(yàn)證考生身份時(shí)，用指紋識(shí)別終端現(xiàn)場采集考生活體指紋數(shù)據(jù)與考生攜帶的“一卡通”卡片里的指紋數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，如果匹配成功則驗(yàn)證通過，允許其參加考試。這樣既可以對(duì)企圖作弊的學(xué)生起到震懾作用，又可以給任課教師后期錄入分?jǐn)?shù)，分析成績提供便利。

系統(tǒng)綜合評(píng)價(jià)

1.成本

嵌入指紋識(shí)別功能在終端設(shè)備上須將傳統(tǒng)的帶讀卡器和密碼輸入小鍵盤終端換成帶指紋圖像掃描功能的讀卡器，可以聯(lián)網(wǎng)工作也可以脫機(jī)工作。系統(tǒng)升級(jí)仍然基于傳統(tǒng)系統(tǒng)架構(gòu)，不必再建一套新系統(tǒng)。

指紋識(shí)別是眾多生物識(shí)別技術(shù)中商業(yè)化程度最高應(yīng)用最廣泛的技術(shù)，市場上有很多可以選擇的成熟產(chǎn)品，隨著技術(shù)進(jìn)步，行業(yè)競爭日趨激烈，價(jià)格越來越容易被廣大用戶接受。在不久的將來，帶指紋識(shí)別功能將成為中低檔智能手機(jī)的標(biāo)準(zhǔn)配置，每一個(gè)擁有智能手機(jī)的學(xué)生都是隨身攜帶的服務(wù)終端。隨著國家在第三代身份證內(nèi)錄入和身份匹配一致的指紋信息，高校甚至可以不需要單獨(dú)發(fā)行IC智能卡，直接讀取第三代身份證中的指紋信息用來做身份識(shí)別驗(yàn)證。

指紋識(shí)別將廣泛應(yīng)用于生產(chǎn)生活各方面，指紋和身份唯一對(duì)應(yīng)關(guān)系使得指紋信息具有跨平臺(tái)兼容性，所以系統(tǒng)建設(shè)的成本會(huì)越來越低。

2.安全性

和傳統(tǒng)用戶名、密碼等身份驗(yàn)證方式不同的是，指紋信息不需要通過網(wǎng)絡(luò)傳回身份數(shù)據(jù)庫中進(jìn)行驗(yàn)證，終端系統(tǒng)也不需要預(yù)先存儲(chǔ)用戶身份信息，用戶只需要在終端驗(yàn)證身份，終端將驗(yàn)證結(jié)果傳回系統(tǒng)服務(wù)器進(jìn)行處理即可。這種機(jī)制的優(yōu)勢在于減少關(guān)鍵數(shù)據(jù)信息在網(wǎng)絡(luò)上的傳輸，減輕了網(wǎng)絡(luò)通信的負(fù)擔(dān)，提高系統(tǒng)運(yùn)行效率，同時(shí)可以避免黑客通過數(shù)據(jù)攔截的手段對(duì)系統(tǒng)資料進(jìn)行竊取。

對(duì)于有人通過制作指紋硅膠模套來偽造用戶指紋進(jìn)行身份驗(yàn)證的做法，隨著指紋識(shí)別技術(shù)進(jìn)步，目前已經(jīng)有良好的應(yīng)對(duì)措施。根據(jù)實(shí)際使用效果來看，目前流行的電容式指紋識(shí)別儀可以辨別偽造指紋，對(duì)于虛假 “指紋膜”具有較好的屏蔽作用。同時(shí)為了增加系統(tǒng)的安全性，在獲取某些重要服務(wù)權(quán)限時(shí)，可以通過多個(gè)指紋符合驗(yàn)證來降低他人非法偽造指紋的風(fēng)險(xiǎn)。另一項(xiàng)最新技術(shù)則可完全避免偽造指紋的可能，新一代的指紋傳感器無需刷指紋，只需將手指按在傳感器上，傳感器通過發(fā)出射頻信號(hào)來檢測手指的紋路，數(shù)據(jù)的獲取是從真皮層掃描指紋，只有真人的手指才能完成這樣的指紋提取過程。

結(jié)語

指紋識(shí)別在高?！耙豢ㄍā毕到y(tǒng)的應(yīng)用尚未普及，但是隨著技術(shù)進(jìn)步，其對(duì)傳統(tǒng)系統(tǒng)的優(yōu)勢將越來越明顯。其在提高高校教學(xué)管理效率、質(zhì)量方面所發(fā)揮的作用，不僅限于上文所述，在貫穿整個(gè)高校教學(xué)管理過程中，其新的應(yīng)用方式有待我們進(jìn)一步挖掘和完善。

10.3969/j.issn.1001-8972.2015.06.030