一種語音課堂考勤系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

楊云海，章芬芬

（韶關(guān)學(xué)院信息科學(xué)與工程學(xué)院，廣東韶關(guān)512005）

一種語音課堂考勤系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

楊云海，章芬芬

（韶關(guān)學(xué)院信息科學(xué)與工程學(xué)院，廣東韶關(guān)512005）

課堂考勤工作是教師必須開展的一項(xiàng)日常教學(xué)管理工作，傳統(tǒng)的考勤方式、登記辦法和統(tǒng)計(jì)方式都存在費(fèi)時(shí)費(fèi)力、效率不高的問題.使用信息技術(shù)開發(fā)一種語音課堂考勤系統(tǒng)輔助教師進(jìn)行課堂考勤以及記錄、統(tǒng)計(jì)等工作，可在一定程度上減輕教師在課堂考勤和考勤統(tǒng)計(jì)方面的工作量.

課堂；考勤；語音；數(shù)據(jù)庫(kù)

課堂考勤是教師的一項(xiàng)日常教學(xué)管理工作，是學(xué)校教學(xué)管理工作的重要組成部分［1］.采用傳統(tǒng)的考勤辦法：教師點(diǎn)名、手工記錄缺勤情況的方式，不僅需要花費(fèi)較多的課堂時(shí)間，通過手工記錄得到的紙面的缺勤記錄材料也不方便查對(duì)和統(tǒng)計(jì).因此，采用傳統(tǒng)方法開展課堂考勤工作，效率不高.設(shè)計(jì)、開發(fā)一種語音課堂考勤系統(tǒng)，使用計(jì)算機(jī)進(jìn)行播報(bào)學(xué)生名冊(cè)、登記缺勤記錄等工作，可以縮短課堂考勤所需要的時(shí)間，同時(shí)，電子化的考勤記錄也更方便管理，對(duì)提高教師的考勤工作效率有一定的幫助［2］.筆者根據(jù)教師在課堂考勤工作的需求，開發(fā)了一個(gè)簡(jiǎn)單易用的課堂考勤管理系統(tǒng).

1 系統(tǒng)功能模塊的劃分

作為一個(gè)簡(jiǎn)單易用的課堂考勤管理系統(tǒng)，系統(tǒng)的功能比較簡(jiǎn)單.按軟件各部分實(shí)現(xiàn)的功能，可以劃分為幾個(gè)主要模塊(見圖1).

圖1 語音課堂考勤系統(tǒng)功能模塊的劃分

1.1 班級(jí)管理

教師在一個(gè)學(xué)期（或一段時(shí)間內(nèi)）為多個(gè)班級(jí)授課的情況比較普遍，可以把多個(gè)班級(jí)的名單導(dǎo)入到系統(tǒng)中，當(dāng)要對(duì)特定的班級(jí)進(jìn)行考勤時(shí)，可以通過查找、篩選得到該班級(jí)學(xué)生的名單，以便按名單進(jìn)行考勤.選定特定的班級(jí)后，系統(tǒng)還能自動(dòng)統(tǒng)計(jì)出班級(jí)人數(shù)（即要進(jìn)行考勤的人數(shù)）.

1.2 考勤語音播報(bào)與同步顯示

計(jì)算機(jī)以語音的形式逐一播報(bào)學(xué)生名單，同時(shí)，正在播報(bào)的學(xué)生姓名以較大的字體同步顯示在顯示器上（以方便接投影播放）.如學(xué)生缺勤，教師通過點(diǎn)擊鼠標(biāo)登記學(xué)生的缺勤情況，此時(shí)，系統(tǒng)對(duì)所登記的缺勤類型（如曠課、請(qǐng)假等）也進(jìn)行播報(bào).

1.3 缺勤記錄的統(tǒng)計(jì)與管理

缺勤記錄在考勤的過程中，就由教師通過點(diǎn)擊鼠標(biāo)的操作記錄在數(shù)據(jù)庫(kù)中.在完成當(dāng)天（或當(dāng)次）的考勤后，可以馬上翻查出登記的缺勤情況，方便核對(duì)信息和統(tǒng)計(jì)缺勤人員.另外，在學(xué)期末（或完成階段課程后），如需要對(duì)缺勤情況進(jìn)行匯總，可以根據(jù)登記的情況獲取每個(gè)學(xué)生的缺勤匯總數(shù)據(jù).

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

2.1 數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)

2.1.1 數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的選擇

由于系統(tǒng)是單機(jī)單用戶的，并且要存儲(chǔ)、處理的數(shù)據(jù)量不大，可把選擇數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的原則定為：①較輕量，功能和性能要求都不需要太高，能實(shí)現(xiàn)基本的數(shù)據(jù)存儲(chǔ)和檢索即可；②安裝配置較為簡(jiǎn)便；③管理工具的功能較為完善.

微軟Access桌面數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng)的各方面特性都能很好地符合這些要求.Access數(shù)據(jù)庫(kù)不僅具有強(qiáng)大的數(shù)據(jù)管理功能，而且可以很方便地利用各種數(shù)據(jù)源生成窗體、查詢和報(bào)表，對(duì)于數(shù)據(jù)的查詢和管理都十分便捷［1］，本系統(tǒng)也選用Access作為數(shù)據(jù)庫(kù)管理系統(tǒng).

圖2 語音課堂考勤系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)

2.1.2 數(shù)據(jù)表的設(shè)計(jì)

系統(tǒng)使用了5張表記錄所需要的信息.

學(xué)生基本信息使用了3張表，分別是：stu（學(xué)生表，主碼為：stu_id）、class（班級(jí)表，主碼為：class_id）、institute（學(xué)院表，主碼為：institute_id）.

考勤記錄使用了2張表，分別是：check（缺勤記錄表，主碼為：check_id）、check_type（缺勤類型表，主碼為：check_type_id）.

各表的字段名及完整性約束見圖2.各項(xiàng)完整性約束確保了數(shù)據(jù)的有效性和正確性.

2.2 語音播報(bào)的實(shí)現(xiàn)

要使計(jì)算機(jī)能播報(bào)學(xué)生名單，就要把文字轉(zhuǎn)化為語音，這就是需要使用TTS（Text-To-Speech，也稱Speech Synthesis，即語音合成）開發(fā)工具.微軟的TTS開發(fā)工具Speech SDK 5.1默認(rèn)提供了英文和中文兩種語音引擎，可以很方便地使用它來開發(fā)朗讀中文和英文的應(yīng)用程序［2］，非常適合本系統(tǒng)的需求.Speech SDK 5.1的SAPI（Speech Application Programming Interface）5.1提供的組件對(duì)象模型（COM）SpVoice，是實(shí)現(xiàn)TTS程序的主要部件.

2.2.1 抽取待播報(bào)的文本

在播報(bào)學(xué)生名單時(shí)，系統(tǒng)先從數(shù)據(jù)庫(kù)中讀取需要考勤學(xué)生數(shù)據(jù)的集合（一個(gè)班級(jí)、或多個(gè)班級(jí)），數(shù)據(jù)集合存放并顯示在系統(tǒng)主界面的ADODC控件中；移動(dòng)ADODC的游標(biāo)獲取每條學(xué)生記錄中的姓名（stu_name）字段，把學(xué)生姓名文本交由SpVoice對(duì)象進(jìn)行處理.

圖3 TTS數(shù)據(jù)處理流程

2.2.2 播報(bào)文本

在使用SpVoice對(duì)象時(shí)，要遵循以下的步驟：①創(chuàng)建SpVoice對(duì)象；②設(shè)置SpVoice對(duì)象的屬性，如：使用的語音引擎（Voice）、語音流輸出的格式（Format）、語速（Rate）、音量（Volume），以及語音狀態(tài)位（Speak flags，可以使用不同的設(shè)置組合，使語音播報(bào)更能符合應(yīng)用場(chǎng)景的需求）等等，當(dāng)然也可以不指定而使用系統(tǒng)默認(rèn)的設(shè)置；③調(diào)用SpVoice對(duì)象的Speak方法，實(shí)現(xiàn)文本到語音的轉(zhuǎn)換.

使用VB實(shí)現(xiàn)這幾個(gè)步驟的代碼如下：

Set SPV=New SpVoice'創(chuàng)建SpVoice對(duì)象

Set SPV.Voice=語音引擎'按照所選擇的語音對(duì)語音對(duì)象進(jìn)行更改

SPV.Rate=語速'更改語速，范圍為-10至10

SPV.Volume=音量'更改音量，范圍為0至100

（其它設(shè)置，略）'由于SpVoice對(duì)象的可設(shè)置屬性很多，在此不一一列舉

SPV.Speak需要播報(bào)的文本'播報(bào)文本

2.3 開發(fā)環(huán)境的選擇

系統(tǒng)采用VB作為開發(fā)環(huán)境.VB技術(shù)雖然較為古老，但其可用組件豐富，擴(kuò)展性較強(qiáng)，并且提供了較為直觀、易用的數(shù)據(jù)庫(kù)開發(fā)控件，可以快速開發(fā)出數(shù)據(jù)庫(kù)應(yīng)用程序［7］.VB提供了Jet數(shù)據(jù)庫(kù)引擎，應(yīng)用程序通過Jet數(shù)據(jù)庫(kù)引擎可以直接建立和編輯Access數(shù)據(jù)庫(kù)并完成對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)的各種操作［8］.另外，對(duì)于本系統(tǒng)所選用的語音開發(fā)工具SAPI 5.1，VB也有比較好的支持和豐富的范例.

2.4 考勤功能界面和操作

課堂考勤系統(tǒng)的界面以簡(jiǎn)潔風(fēng)格為主，打開軟件，選擇要進(jìn)行考勤的班級(jí)后，就可以開始考勤了，主要功能界面見圖4.

圖4 語音課堂考勤系統(tǒng)的主界面

在考勤的過程中，教師通過鼠標(biāo)點(diǎn)擊“上一位”或“下一位”按鈕，計(jì)算機(jī)按游標(biāo)的位置播報(bào)學(xué)生姓名，如果學(xué)生應(yīng)答不明確，則可點(diǎn)擊“重復(fù)”按鈕重新播報(bào)其姓名，如確定缺勤，則點(diǎn)擊相應(yīng)的缺勤類別按鈕進(jìn)行登記.除了可以對(duì)所列出的名單（全班）進(jìn)行全部考勤以外，還可以選擇從名單中的某個(gè)序號(hào)開始，對(duì)以上或以下的名單進(jìn)行考勤.在計(jì)算機(jī)逐一播報(bào)學(xué)生姓名的同時(shí)，學(xué)生的姓名也同時(shí)以較大的字體顯示在顯示器上.

在完成當(dāng)前的考勤后，還可以把當(dāng)前缺勤的情況進(jìn)行匯總顯示（見圖5），可以在完成考勤后對(duì)缺勤人員的登記情況進(jìn)行核對(duì).

圖5 缺勤登記信息核對(duì)窗口

2.5 統(tǒng)計(jì)功能的實(shí)現(xiàn)

系統(tǒng)把每次的缺勤情況都以新增記錄的形式保存在數(shù)據(jù)庫(kù)中，如果要對(duì)缺勤情況進(jìn)行階段性的統(tǒng)計(jì)（如學(xué)期末統(tǒng)計(jì)等），只需要對(duì)所缺勤情況記錄進(jìn)行分類、匯總即可.系統(tǒng)使用了Access的交叉表查詢功能實(shí)現(xiàn)了一個(gè)既可以顯示缺勤記錄總計(jì)信息、又可以顯示缺勤記錄明細(xì)信息的表格，可謂是一目了然（見圖6），極大地方便了教師對(duì)信息的統(tǒng)計(jì)和查看.

圖6 缺勤信息統(tǒng)計(jì)表

實(shí)現(xiàn)這個(gè)交叉表查詢的SQL代碼如下：

TRANSFORM Count(考勤表.[check_type])AS check_type之計(jì)數(shù)

SELECT

考勤表.[stu_sno]AS[學(xué)號(hào)],考勤表.[stu_name]AS[姓名],

考勤表.[class_name]AS[班級(jí)],Count(考勤表.[check_type])AS[缺勤統(tǒng)計(jì)]

FROM考勤表GROUP BY考勤表.[stu_sno],考勤表.[stu_name],考勤表.[class_name]

PIVOT考勤表.[check_date]；

3 結(jié)語

在完成語音課堂考勤系統(tǒng)的開發(fā)后，經(jīng)過一段時(shí)間試用，系統(tǒng)的功能和穩(wěn)定性都能達(dá)到設(shè)計(jì)要求，在課堂考勤時(shí)能較大地提高工作效率，在考勤信息統(tǒng)計(jì)匯總時(shí)也發(fā)揮了作用，有效減輕了教師的工作負(fù)擔(dān).但是，本系統(tǒng)還存在一些不足，比如：語音播報(bào)未能做到十分自然，一些姓名中的多音字未能正解識(shí)別（這也是受限于所使用的語音引擎）；系統(tǒng)的統(tǒng)計(jì)功能的界面不夠美觀、功能仍需補(bǔ)充和完善.另外，對(duì)于一款實(shí)用型語音課堂考勤軟件，集成一些必要的教師日程管理或教學(xué)管理的功能，也是很有必要的.今后，將繼續(xù)研究課堂考勤、登記和統(tǒng)計(jì)工作的需求，對(duì)系統(tǒng)功能作進(jìn)一步的改進(jìn)和完善，提高其可用性和實(shí)用性.

［1］胡開華，舒期梁，張玉靜.基于VB的課堂考勤系統(tǒng)[J].科技信息，2009(36)：155-156.

［2］陳侃.校園考勤系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].計(jì)算機(jī)光盤軟件與應(yīng)用，2013(2)：235-236.

［3］張洪波.Access在學(xué)生宿舍管理中的應(yīng)用[J].理論界，2005(3)：176.

［4］童強(qiáng).利用SAPI5.1實(shí)現(xiàn)電腦語音朗讀應(yīng)用程序[J].微計(jì)算機(jī)信息，2006(5)：257-258.

［5］尹惠玲，楊帆，于虹，等.基于COM的智能TTS系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J].微計(jì)算機(jī)信息，2009(15)：172-173.

［6］陳超越.基于VB和SAPI的語音合成的實(shí)現(xiàn)[J].電腦編程技巧與維護(hù)，2010(18)：42.

［7］夏慶梅，熊華鋼.VB訪問SQL Server的三種數(shù)據(jù)訪問接口的研究[J].計(jì)算機(jī)應(yīng)用研究，2001(12)：44-45.

［8］吳文斗，周兵，吳興勇.Visual Basic程序設(shè)計(jì)教程[M].2版.長(zhǎng)沙：湖南教育出版社，2011：292.

Design and Implementation of a Speech Classroom Attendance Checking System

YANG Yun-hai,Zhang Fen-fen
（School of Information Science and Engineering,Shaoguan University,Shaoguan 512005,Guangdong,China）

Checking the attendance of student in class is a daily work for a teacher.Using the traditional way to checking attendance,registering the absence record,and counting it must cost much time and energy,usually has low efficiency.Designing and achieving a speech classroom attendance checking system,using computer to assisted teachers to do something like checking attendance,registering the absence record,and counting absence record,can reduce the workload for the teacher.

classroom；attendance；speech；database

TP311

A

1007-5348（2016）12-0010-05

（責(zé)任編輯：歐愷）

2016-11-02

2015年度韶關(guān)學(xué)院科研項(xiàng)目（S201501002）.

楊云海（1978-），男，廣東廣州人，韶關(guān)學(xué)院信息科學(xué)與工程學(xué)院講師，碩士；研究方向：信息技術(shù)應(yīng)用.