“互聯(lián)網(wǎng)+”環(huán)境下課堂快速簽到實(shí)證研究

唐明偉+柏菊

摘要：“互聯(lián)網(wǎng)+”概念的提出引發(fā)了社會(huì)對(duì)互聯(lián)網(wǎng)應(yīng)用的新一輪變革，這一變革已經(jīng)逐漸蔓延到高校課堂內(nèi)。無(wú)處不在的互聯(lián)網(wǎng)接入、高度普及的智能手機(jī)以及師生信息素養(yǎng)的提高，使得高校已經(jīng)具備了應(yīng)用“互聯(lián)網(wǎng)+”理念進(jìn)行高校教學(xué)改革的條件。課堂點(diǎn)名是高校課堂的重要教學(xué)環(huán)節(jié)之一，傳統(tǒng)的以教師呼叫學(xué)生姓名、學(xué)生應(yīng)答為主的簽到方式，費(fèi)時(shí)費(fèi)力。針對(duì)這個(gè)問題，應(yīng)用“互聯(lián)網(wǎng)+”的理念，一種基于“互聯(lián)網(wǎng)+手機(jī)”的分布式課堂簽到系統(tǒng)被研發(fā)，以用于課堂快速簽到的實(shí)證研究。經(jīng)過(guò)多輪的教學(xué)應(yīng)用發(fā)現(xiàn)，不管班級(jí)有多少人，簽到均可以在1分鐘左右完成。實(shí)證分析表明，“互聯(lián)網(wǎng)+”理念的應(yīng)用使學(xué)生的點(diǎn)名方式由被動(dòng)點(diǎn)名轉(zhuǎn)變?yōu)橹鲃?dòng)簽到，極大地提高了課堂點(diǎn)名的效率。

關(guān)鍵詞：課堂簽到；互聯(lián)網(wǎng)+；教育信息化；實(shí)證研究

中圖分類號(hào)：G434 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 論文編號(hào)：1674-2117（2017）23-0089-07

● 引言

簽到是高等院校課堂教學(xué)的重要環(huán)節(jié)，是督促學(xué)生按時(shí)上課的主要手段。傳統(tǒng)的課堂簽到通常以教師呼叫學(xué)生姓名、學(xué)生應(yīng)答為主。這種方式簡(jiǎn)單直接，但在人數(shù)較多的情況下，會(huì)占去大量的課堂教學(xué)時(shí)間。隨著信息技術(shù)的高速發(fā)展，教學(xué)手段的信息化也得到了全面普及，無(wú)論在國(guó)外還是國(guó)內(nèi)的課堂上，均出現(xiàn)了能夠?qū)崿F(xiàn)高效簽到的系統(tǒng)。

目前，發(fā)達(dá)國(guó)家的課堂簽到一般通過(guò)學(xué)生應(yīng)答系統(tǒng)來(lái)間接實(shí)現(xiàn)。而近年來(lái)，隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，課堂簽到手段也呈多樣化發(fā)展。文獻(xiàn)1構(gòu)建了一種基于射頻識(shí)別技術(shù)（RFID）的簽到系統(tǒng)，系統(tǒng)事先將學(xué)生信息寫入一張ID卡中，學(xué)生進(jìn)入課堂時(shí)，在相應(yīng)的讀卡器上刷卡即可完成簽到。[1]文獻(xiàn)2開發(fā)了基于近場(chǎng)通訊技術(shù)（NFC）的簽到系統(tǒng)，通過(guò)該系統(tǒng)，學(xué)生只需攜帶具有NFC芯片的智能手機(jī)進(jìn)入課堂范圍內(nèi)，系統(tǒng)將自動(dòng)檢測(cè)到學(xué)生進(jìn)入的信息，真正實(shí)現(xiàn)自動(dòng)簽到。[2]文獻(xiàn)3開發(fā)了面向Web的學(xué)生應(yīng)答系統(tǒng)，學(xué)生通過(guò)各自的手機(jī)瀏覽器就可以訪問系統(tǒng)，根據(jù)不同的系統(tǒng)功能實(shí)現(xiàn)簽到。國(guó)內(nèi)課堂的簽到方式大部分還停留在人工階段，但學(xué)術(shù)界對(duì)高效率的簽到也做了大量研究。[3]文獻(xiàn)4結(jié)合人臉檢測(cè)模型和OpenCV技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了基于人臉特征識(shí)別的自動(dòng)簽到方法。[4]文獻(xiàn)5構(gòu)建了基于短信貓的課堂自動(dòng)點(diǎn)名系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了通過(guò)發(fā)送手機(jī)短信達(dá)到自動(dòng)簽到的效果。[5]文獻(xiàn)6設(shè)計(jì)了基于GPS定位的智能手機(jī)簽到系統(tǒng)，該系統(tǒng)結(jié)合手機(jī)位置和學(xué)生信息實(shí)現(xiàn)自動(dòng)簽到。[6]文獻(xiàn)7提出了一種基于NFC的課堂簽到方法，學(xué)生可以通過(guò)刷校園卡的方式完成簽到。[7]

綜上所述，現(xiàn)有的簽到方式多借助互聯(lián)網(wǎng)，通過(guò)軟硬件結(jié)合來(lái)實(shí)現(xiàn)。該方式的核心思想已經(jīng)接近“互聯(lián)網(wǎng)+”的理念?！盎ヂ?lián)網(wǎng)+”即“互聯(lián)網(wǎng)+各個(gè)傳統(tǒng)行業(yè)”的思想，通過(guò)充分利用現(xiàn)有軟硬件技術(shù)，促成行業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施的大融合，以達(dá)到行業(yè)再創(chuàng)新的目標(biāo)，從而進(jìn)一步提高行業(yè)生產(chǎn)力。本文即在這一思想指導(dǎo)下，充分利用高校課堂的各種技術(shù)條件，對(duì)課堂簽到方式進(jìn)行再創(chuàng)新，在保證簽到準(zhǔn)確率的同時(shí)，縮短簽到時(shí)間，從而最終提高課堂教學(xué)效率。

● “互聯(lián)網(wǎng)+”支持的高校信息化環(huán)境

1.“互聯(lián)網(wǎng)+”概念技術(shù)分析

“互聯(lián)網(wǎng)+”的概念是由易觀國(guó)際董事長(zhǎng)于揚(yáng)在2012年11月第五屆移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)博覽會(huì)上首次提出的。[8]隨后，這一概念因2014年11月李克強(qiáng)總理在首屆世界互聯(lián)網(wǎng)大會(huì)上，將“互聯(lián)網(wǎng)+”作為政府工作報(bào)告的重要主題而正式進(jìn)入公眾視野。[9]目前，“跨界融合”“重塑結(jié)構(gòu)”“創(chuàng)新驅(qū)動(dòng)”“開放生態(tài)”“尊重人性”和“連接一切”是公認(rèn)的“互聯(lián)網(wǎng)+”六大特征。從現(xiàn)有技術(shù)實(shí)現(xiàn)角度而言，“互聯(lián)網(wǎng)+”的技術(shù)實(shí)現(xiàn)過(guò)程如圖1所示。

在圖1中，互聯(lián)網(wǎng)是“+”的基礎(chǔ)連接設(shè)施，各種信息技術(shù)是“+”的變革手段，行業(yè)的各種業(yè)務(wù)則是“+”的連接對(duì)象，通過(guò)這三者的有序結(jié)合，來(lái)達(dá)到行業(yè)大融合和再創(chuàng)新的目的，從而最終提升行業(yè)價(jià)值。

2.“互聯(lián)網(wǎng)+”環(huán)境下高校信息特點(diǎn)

從上述分析可知，“互聯(lián)網(wǎng)+”可以認(rèn)為是互聯(lián)網(wǎng)發(fā)展到高級(jí)階段的應(yīng)用創(chuàng)新，其實(shí)現(xiàn)需要有成熟和廣泛的技術(shù)基礎(chǔ)。而我國(guó)高校經(jīng)過(guò)多年的信息化建設(shè)，顯然具備了實(shí)施“互聯(lián)網(wǎng)+”的基礎(chǔ)環(huán)境，具體特點(diǎn)如下。

（1）無(wú)處不在的互聯(lián)網(wǎng)訪問

我國(guó)自1993年實(shí)施“211工程”起，在全國(guó)高校拉開了中國(guó)高等教育信息化的序幕。時(shí)至今日，絕大部分高校已經(jīng)建立了集有線和無(wú)線于一體的校園網(wǎng)，而且校內(nèi)互聯(lián)網(wǎng)訪問費(fèi)用也在逐漸降低。理論上，在校園的任何一個(gè)角落，均可以方便地接入互聯(lián)網(wǎng)。

（2）智能手機(jī)的普及

據(jù)2015年11月德勤發(fā)布的《2015中國(guó)移動(dòng)消費(fèi)者行為》報(bào)告統(tǒng)計(jì)，截至2015年11月，智能手機(jī)擁有率高達(dá)86%，人均持有量接近2臺(tái)。而在高等院校里，智能手機(jī)普及率更高。同時(shí)，隨著移動(dòng)互聯(lián)技術(shù)的高速發(fā)展， WIFI已經(jīng)成為智能手機(jī)的標(biāo)配，這就為師生可以在校園內(nèi)隨時(shí)隨地訪問互聯(lián)網(wǎng)提供了非常便利的工具。

（3）師生信息素養(yǎng)的提高

教育信息化的全面建設(shè)促進(jìn)了學(xué)生和教師計(jì)算機(jī)水平的全面提高。同時(shí)，新引進(jìn)教師隊(duì)伍的博士，往往具備較高的計(jì)算機(jī)水平，其中不乏專業(yè)的軟件研發(fā)人才。這就為更高級(jí)的物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、數(shù)據(jù)挖掘等高端技術(shù)的研發(fā)和應(yīng)用奠定了扎實(shí)的基礎(chǔ)。

這三方面的有序整合，恰好滿足了教育大融合的基本條件。有了學(xué)生人手一臺(tái)的智能手機(jī)、隨處可訪問的互聯(lián)網(wǎng)，再加上針對(duì)教學(xué)管理的一套應(yīng)用分析軟件，即可以實(shí)現(xiàn)對(duì)教學(xué)業(yè)務(wù)全面、集中和準(zhǔn)確的數(shù)字化管理。而這一目標(biāo)，正是“互聯(lián)網(wǎng)+教育”的體現(xiàn)，因此，高校已經(jīng)具備掀起一場(chǎng)“互聯(lián)網(wǎng)+”變革的條件。

● 分布式課堂簽到系統(tǒng)設(shè)計(jì)

1.分布式簽到業(yè)務(wù)分析

傳統(tǒng)簽到點(diǎn)名的最大問題在于會(huì)占據(jù)較多的課堂時(shí)間，而通過(guò)上述分析可知，教師完全可以充分利用互聯(lián)網(wǎng)，讓學(xué)生主動(dòng)簽到，以此實(shí)現(xiàn)分布式地收集學(xué)生的簽到信息，實(shí)現(xiàn)快速簽到。實(shí)現(xiàn)分布式簽到需要具備三個(gè)條件：學(xué)生人手一臺(tái)能夠接入網(wǎng)絡(luò)的手機(jī)、有隨時(shí)訪問的網(wǎng)絡(luò)連接和一套分布式簽到系統(tǒng)。

系統(tǒng)的實(shí)施環(huán)境如下頁(yè)圖2所示，簽到系統(tǒng)由學(xué)校部署到校內(nèi)服務(wù)器上，由信息中心進(jìn)行路由設(shè)置，同時(shí)面向校園網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)公開。學(xué)生通過(guò)手機(jī)接入網(wǎng)絡(luò)訪問簽到系統(tǒng)，通過(guò)校園熱點(diǎn)接入校園網(wǎng)，從而訪問系統(tǒng)；同時(shí)，也可以3G/4G蜂窩數(shù)據(jù)直接接入互聯(lián)網(wǎng)訪問系統(tǒng)。教師使用系統(tǒng)除了執(zhí)行簽到外，還需要將結(jié)果展示給學(xué)生，通過(guò)教室的電腦連接簽到系統(tǒng)，并將簽到過(guò)程和結(jié)果通過(guò)投影實(shí)時(shí)展示給學(xué)生。通過(guò)這種實(shí)施模式，不論學(xué)生還是教師均可以方便地訪問簽到系統(tǒng)，確保簽到工作的順利開展。同時(shí)，為了最大限度保證簽到的便捷性，系統(tǒng)并不要求學(xué)生手機(jī)安裝任何APP，通過(guò)手機(jī)瀏覽器掃描系統(tǒng)提供的二維碼即可執(zhí)行簽到，主要簽到流程如圖3所示。

根據(jù)上述過(guò)程，完成準(zhǔn)確簽到還需要確定學(xué)生與課程以及時(shí)間的唯一對(duì)應(yīng)關(guān)系。此外，通過(guò)互聯(lián)網(wǎng)簽到，還需要考慮異地簽到和代簽等問題，因此，本系統(tǒng)至少需要設(shè)計(jì)如下功能：①系統(tǒng)必須以瀏覽器/服務(wù)器模式運(yùn)行，并提供訪問地址的二維碼。學(xué)生不需要安裝任何簽到軟件，僅通過(guò)掃描二維碼，使用瀏覽器即可進(jìn)行簽到。②具有明確的學(xué)生、教師和課程的選課關(guān)系，能夠確保每次簽到的正確歸屬。③學(xué)生和教師可以使用手機(jī)或電腦訪問系統(tǒng)，系統(tǒng)將記錄訪問者的IP，并自動(dòng)識(shí)別IP的地域范圍，從而防止異地點(diǎn)名。④學(xué)生登錄系統(tǒng)后，僅需提交學(xué)號(hào)即可實(shí)現(xiàn)簽到，能夠支持多位學(xué)生同時(shí)進(jìn)行簽到。⑤系統(tǒng)需明確規(guī)定，在一次點(diǎn)名過(guò)程中，一臺(tái)設(shè)備僅能簽到一次，以防止代簽。

2.功能設(shè)計(jì)

根據(jù)上述分析，系統(tǒng)的主要功能結(jié)構(gòu)劃分如下頁(yè)圖4所示，整個(gè)系統(tǒng)劃分為開課管理、學(xué)生管理、“互聯(lián)網(wǎng)+”應(yīng)用和簽到管理四大模塊。其中，開課管理、學(xué)生管理模塊獨(dú)立運(yùn)行，共同組成簽到對(duì)象，是實(shí)現(xiàn)分布式簽到的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)；而“互聯(lián)網(wǎng)+”應(yīng)用模塊則內(nèi)嵌在系統(tǒng)中，是分布式簽到的后臺(tái)技術(shù)支持。這三個(gè)模塊協(xié)同工作，在簽到管理模塊的業(yè)務(wù)流驅(qū)動(dòng)下，最終實(shí)現(xiàn)快速簽到。具體的功能設(shè)計(jì)如下。

（1）開課管理

開課管理用于確定不同學(xué)期和不同課程的選課關(guān)系，通過(guò)學(xué)期管理、課程管理和選課三個(gè)子模塊來(lái)實(shí)現(xiàn)。學(xué)期和課程管理子模塊即學(xué)期和課程基本信息的維護(hù)，選課則確定學(xué)期和課程的對(duì)應(yīng)開設(shè)關(guān)系，從事先錄入的學(xué)期和課程信息中選擇確定。該模塊由任課教師自行錄入維護(hù)，是進(jìn)行簽到的前期數(shù)據(jù)準(zhǔn)備之一。

（2）學(xué)生管理

學(xué)生管理用于確定某一選課關(guān)系下的學(xué)生名單，即簽到名單。這部分?jǐn)?shù)據(jù)通?？梢詮膶W(xué)校教務(wù)系統(tǒng)以Excel形式下載獲得，再通過(guò)上傳并解析Excel的方式批量導(dǎo)入到系統(tǒng)中。需要說(shuō)明的是，學(xué)生名單不能單純地按照課程導(dǎo)入，這樣無(wú)法確認(rèn)課程與學(xué)生的唯一對(duì)應(yīng)關(guān)系，因此必須根據(jù)開課管理中事先確定好的選課關(guān)系進(jìn)行導(dǎo)入。此外，在實(shí)際上課中，通常會(huì)遇到學(xué)生補(bǔ)選或重修的特殊情況，這類學(xué)生的信息一般不在學(xué)生名單中，因此需要通過(guò)手動(dòng)錄入的方式在系統(tǒng)中注冊(cè)。同時(shí)，該模塊還可以對(duì)學(xué)生的基本信息進(jìn)行修改和刪除等維護(hù)，以應(yīng)對(duì)學(xué)生信息出錯(cuò)或退課等情況。

（3）“互聯(lián)網(wǎng)+”應(yīng)用

“互聯(lián)網(wǎng)+”應(yīng)用模塊是充分利用“互聯(lián)網(wǎng)+”的環(huán)境特點(diǎn)，保證簽到的便捷性和準(zhǔn)確性。便捷性主要體現(xiàn)在二維碼的提供，學(xué)生不需要記錄簽到系統(tǒng)的地址，每次上課只要根據(jù)指示掃描二維碼即可；準(zhǔn)確性則從位置驗(yàn)證和唯一性驗(yàn)證兩個(gè)角度進(jìn)行考慮。位置驗(yàn)證是根據(jù)IP地址段判斷學(xué)生是否在上課教室范圍內(nèi)。IP地址有四個(gè)段，在同一個(gè)網(wǎng)段內(nèi)容量上限為255，這一數(shù)字大約是兩到三間普通教室所能容納的學(xué)生總數(shù)之和。根據(jù)這一特點(diǎn)，如果學(xué)生簽到的IP地址與教師IP地址前三位相同，那么就可以視為簽到學(xué)生在教室范圍內(nèi)。由于一般無(wú)線路由器的覆蓋范圍在100米左右，即使該生不在教室內(nèi)，也必定是在教室附近。既然該生已經(jīng)到了教室附近，在簽到約束下，那么該生也沒有理由不進(jìn)入教室。因此，根據(jù)這一依據(jù)，就可以判斷簽到學(xué)生是否在場(chǎng)。唯一性驗(yàn)證則是指一臺(tái)設(shè)備的IP在同一輪簽到中，只能簽到一次，這一功能通過(guò)存儲(chǔ)和匹配簽到IP的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)。

（4）簽到管理

簽到管理模塊是本系統(tǒng)的核心，主要有分布式簽到、簽到記錄查詢和隨機(jī)點(diǎn)名功能。

分布式簽到的實(shí)現(xiàn)需要先建立教師端、學(xué)生端和系統(tǒng)之間的網(wǎng)絡(luò)連接。簽到系統(tǒng)事先部署在校園網(wǎng)中，面向校園網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)公開，理論上要求24小時(shí)運(yùn)行。在上課時(shí)，教師和學(xué)生使用手機(jī)或電腦通過(guò)校園網(wǎng)或3G/4G訪問系統(tǒng)。如果是臺(tái)式機(jī)，則僅要求該臺(tái)式機(jī)處于校園網(wǎng)中。建立連接后，教師先登錄系統(tǒng)，后選擇對(duì)應(yīng)課程，再開啟分布式簽到功能。在開啟簽到的同時(shí)，系統(tǒng)將自動(dòng)記錄教師使用電腦的IP，作為位置驗(yàn)證的判斷依據(jù)。學(xué)生使用手機(jī)掃描二維碼，自動(dòng)打開瀏覽器訪問系統(tǒng)簽到的地址，然后輸入自己的學(xué)號(hào)。系統(tǒng)將讀取學(xué)生手機(jī)的IP，先進(jìn)行唯一性驗(yàn)證，再與教師IP比較進(jìn)行位置驗(yàn)證，最后還需要驗(yàn)證學(xué)號(hào)是否存在。通過(guò)所有的驗(yàn)證后，系統(tǒng)提示學(xué)生簽到成功，任何一個(gè)環(huán)節(jié)出錯(cuò)均提示簽到失敗，具體處理流程如圖5所示。

在學(xué)生簽到的同時(shí)，系統(tǒng)會(huì)實(shí)時(shí)反映簽到的情況，供教師和學(xué)生查看。完成簽到后，教師關(guān)閉簽到功能，學(xué)生將不能再進(jìn)行簽到。教師則可以通過(guò)系統(tǒng)簽到記錄的查詢分析功能，按照日期了解每次簽到的記錄。學(xué)生也可以提交學(xué)號(hào)查看各自的歷次簽到情況。

隨機(jī)點(diǎn)名則在教師開啟該功能后，系統(tǒng)以0.1秒的頻率自動(dòng)隨機(jī)變換學(xué)號(hào)和姓名，當(dāng)教師關(guān)閉時(shí)，系統(tǒng)顯示的學(xué)號(hào)和姓名即點(diǎn)名的對(duì)象。教師可以根據(jù)結(jié)果呼叫學(xué)生回答問題，以保證單人點(diǎn)名的隨機(jī)性和公平性。

3.數(shù)據(jù)庫(kù)設(shè)計(jì)

根據(jù)上述功能設(shè)計(jì)，系統(tǒng)主要業(yè)務(wù)實(shí)體為學(xué)期、課程和學(xué)生三類，學(xué)期和課程是開設(shè)關(guān)系，學(xué)生和課程是選課關(guān)系。為了便于描述，本文將學(xué)期和課程的關(guān)系用課表來(lái)表示，同一個(gè)學(xué)期設(shè)置一個(gè)課表，一個(gè)課表中包含多個(gè)課程，學(xué)生則通過(guò)課表來(lái)進(jìn)行選課和簽到工作，具體實(shí)體關(guān)系如圖6所示。

根據(jù)E-R圖，系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫(kù)可由學(xué)期表、課程表、課表、學(xué)生表和簽到表組成，詳細(xì)結(jié)構(gòu)如下頁(yè)表1～表5所示。

除上述表之外，為了控制系統(tǒng)的使用權(quán)限，還需要單獨(dú)設(shè)置一個(gè)管理員表，存儲(chǔ)在管理員表中的用戶即教師，只有教師才能進(jìn)行系統(tǒng)的學(xué)期、課程和課表設(shè)置，開啟簽到功能（如下頁(yè)表6）。

● 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)

本系統(tǒng)使用Java EE5作為基本開發(fā)平臺(tái)，Dreamweaver CS5作為前端頁(yè)面設(shè)計(jì)工具，NetBeans8.0.2作為程序開發(fā)工具，選擇MySQL 5.5作為數(shù)據(jù)庫(kù)，Apache Tomcat5.5為應(yīng)用程序服務(wù)器，系統(tǒng)架構(gòu)如下頁(yè)圖7所示。

按照結(jié)構(gòu)化開發(fā)方法自頂向下設(shè)計(jì)，以及自底向上的開發(fā)原則，各層的實(shí)現(xiàn)方法如下。

1.數(shù)據(jù)層

數(shù)據(jù)層主要實(shí)現(xiàn)對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)表的增加、修改、刪除和查詢操作。MySQL數(shù)據(jù)庫(kù)表按照表1～表6的結(jié)構(gòu)進(jìn)行構(gòu)建。為了應(yīng)對(duì)B/S模式系統(tǒng)面臨的高并發(fā)性，系統(tǒng)結(jié)合JDBC驅(qū)動(dòng)使用數(shù)據(jù)庫(kù)連接池技術(shù)來(lái)構(gòu)建數(shù)據(jù)管理環(huán)境。在此基礎(chǔ)上，編寫數(shù)據(jù)訪問公用類DBConnect，供業(yè)務(wù)層調(diào)用，凡是通過(guò)DBConnect進(jìn)行的數(shù)據(jù)庫(kù)操作均會(huì)自動(dòng)使用連接池技術(shù)。數(shù)據(jù)庫(kù)連接池則使用Proxool來(lái)實(shí)現(xiàn)。此外，編寫數(shù)據(jù)分類頁(yè)，用于分批顯示較多的業(yè)務(wù)數(shù)據(jù)，可根據(jù)需要設(shè)置1頁(yè)顯示10條或20條記錄。

2.業(yè)務(wù)層

業(yè)務(wù)層則根據(jù)功能設(shè)計(jì)，針對(duì)每個(gè)數(shù)據(jù)庫(kù)表編寫數(shù)據(jù)持久類與業(yè)務(wù)類。這一工作通過(guò)編寫相應(yīng)的JavaBean，調(diào)用數(shù)據(jù)層的DBConnect類來(lái)實(shí)現(xiàn)。以簽到表tcall為例，需要編寫call和callrecDAO兩個(gè)JavaBean。其中，call為tcall表的數(shù)據(jù)持久類，用于存儲(chǔ)從tcall表中取出的數(shù)據(jù)，由和tcall表字段類型對(duì)應(yīng)的屬性以及相應(yīng)的set和get方法構(gòu)成；callrecDAO則是業(yè)務(wù)類，編寫相應(yīng)的業(yè)務(wù)方法，調(diào)用數(shù)據(jù)訪問公用類和call持久類，來(lái)實(shí)現(xiàn)一系列業(yè)務(wù)功能。在該類中，根據(jù)設(shè)計(jì)需要編寫四個(gè)方法，分別實(shí)現(xiàn)簽到、到課率統(tǒng)計(jì)、根據(jù)學(xué)號(hào)查詢簽到記錄和按日期查詢?nèi)坎樵冇涗浰膫€(gè)功能。所有數(shù)據(jù)庫(kù)表的持久類和業(yè)務(wù)類組成了系統(tǒng)需要實(shí)現(xiàn)的主要功能，并向上供應(yīng)用層調(diào)用。同時(shí)，主要業(yè)務(wù)功能充分利用“互聯(lián)網(wǎng)+”進(jìn)行增強(qiáng)，主要為二維碼處理、IP驗(yàn)證、Excel處理和Web2.0&Ajax。二維碼處理主要是將系統(tǒng)簽到的地址以圖片形式發(fā)布，這一功能利用現(xiàn)成的第三方工具即可，該類工具較多且免費(fèi)，可直接使用；IP驗(yàn)證使用Java語(yǔ)言的網(wǎng)絡(luò)類API即可；Excel處理主要用于學(xué)生名單的批量導(dǎo)入，本文調(diào)用第三方開源的jar包jxl.jar來(lái)實(shí)現(xiàn)；Web2.0&Ajax則用于提高交互體驗(yàn)，增強(qiáng)系統(tǒng)的實(shí)用性，主要用于簽到情況的實(shí)時(shí)刷新和隨機(jī)點(diǎn)名的定時(shí)變化，該技術(shù)直接使用原生的JavaScript來(lái)實(shí)現(xiàn)。

3.應(yīng)用層

應(yīng)用層是學(xué)生和教師訪問系統(tǒng)的接口。這一層的開發(fā)工作主要為系統(tǒng)界面的靜態(tài)頁(yè)面設(shè)計(jì)與動(dòng)態(tài)實(shí)現(xiàn)。系統(tǒng)靜態(tài)頁(yè)面設(shè)計(jì)使用HTML&CSS&JS開發(fā)，以業(yè)務(wù)流程為導(dǎo)向進(jìn)行頁(yè)面布局，以引導(dǎo)用戶進(jìn)行功能的操作。動(dòng)態(tài)實(shí)現(xiàn)則使用JSP和Servlet技術(shù)，在頁(yè)面流程的引導(dǎo)下，在Servlet中調(diào)用業(yè)務(wù)層中各業(yè)務(wù)類的方法，并將處理結(jié)果轉(zhuǎn)發(fā)至JSP中，由JSP再調(diào)用數(shù)據(jù)持久類，將所需要的結(jié)果展示給用戶。

4.應(yīng)用終端

應(yīng)用終端不需要單獨(dú)開發(fā)，只需要使用能夠接入校園網(wǎng)或互聯(lián)網(wǎng)并具有正常網(wǎng)頁(yè)瀏覽功能的手機(jī)或者電腦即可。

● 實(shí)證分析

本系統(tǒng)由筆者開發(fā)完成，經(jīng)與學(xué)院和學(xué)校信息中心聯(lián)系，系統(tǒng)已經(jīng)部署至校園網(wǎng)服務(wù)器上，隸屬于筆者所在二級(jí)學(xué)院，并同時(shí)面向校園網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)公開，不論在校內(nèi)還是校外均可以訪問。教師登錄系統(tǒng)后，需要先進(jìn)行學(xué)期、課程、課表及學(xué)生信息導(dǎo)入等基礎(chǔ)性工作，但這些工作并不是本文研究的重點(diǎn)，因此不再贅述，本實(shí)證僅針對(duì)分布式簽到功能。本文選擇南京審計(jì)大學(xué)信息管理專業(yè)于2016—2017學(xué)年上學(xué)期開設(shè)的“Java程序設(shè)計(jì)”課程簽到作為實(shí)證對(duì)象。

教師先登錄系統(tǒng)，選擇相應(yīng)的課程，進(jìn)入“總體簽到花名冊(cè)頁(yè)面”，接著再點(diǎn)擊該列表右上側(cè)的“點(diǎn)名”按鈕，彈出“單次簽到名單頁(yè)面”，點(diǎn)擊右上角的“開始簽到”按鈕，系統(tǒng)進(jìn)入監(jiān)聽狀態(tài)，一旦監(jiān)測(cè)到學(xué)生簽到信息，則執(zhí)行圖5所示的簽到處理流程。

筆者以學(xué)號(hào)“1406130”同學(xué)的簽到過(guò)程為例，打開微信掃描二維碼，自動(dòng)打開瀏覽器進(jìn)入簽到界面，輸入學(xué)號(hào)，點(diǎn)擊簽到，驗(yàn)證通過(guò)后顯示簽到成功（如圖8）。

學(xué)生簽到成功的同時(shí)，教師端的學(xué)生簽到花名冊(cè)簽到狀態(tài)變成綠色圖標(biāo)，表示成功接收到學(xué)生的簽到信息。

由于系統(tǒng)采取B/S模式，因此支持并發(fā)簽到，全班學(xué)生可以同時(shí)簽到，徹底避免了傳統(tǒng)的按順序點(diǎn)名方式的缺點(diǎn)，真正實(shí)現(xiàn)分布式簽到。這一工作以教師點(diǎn)擊“簽到結(jié)束”按鈕為止，簽到結(jié)束后，學(xué)生再提交學(xué)號(hào)將提示“簽到尚未開始”。

學(xué)生簽到完成后，在總體簽到花名冊(cè)頁(yè)面中，點(diǎn)擊“歷史記錄”圖標(biāo)，則彈出歷史簽到記錄頁(yè)面，該頁(yè)面記錄了學(xué)生簽到的學(xué)號(hào)、姓名、簽到IP、狀態(tài)等信息。

由上述過(guò)程可知，系統(tǒng)的分布式簽到功能符合預(yù)期研究目標(biāo)。系統(tǒng)發(fā)布后，經(jīng)過(guò)多次公開測(cè)試，于2015年正式投入至南京審計(jì)大學(xué)信管專業(yè)“Java程序設(shè)計(jì)”“Web開發(fā)技術(shù)”和“網(wǎng)頁(yè)制作與網(wǎng)站建設(shè)”等課程的實(shí)際簽到中。在應(yīng)用過(guò)程中，分別以“Java程序設(shè)計(jì)”和“網(wǎng)頁(yè)制作與網(wǎng)站建設(shè)”兩門課在2015—2016學(xué)年上學(xué)期簽到為分析對(duì)象，以不同課程的簽到人數(shù)和簽到所耗時(shí)間為統(tǒng)計(jì)對(duì)象，得到如圖9所示的統(tǒng)計(jì)結(jié)果。

如圖9所示，在首次簽到時(shí)，耗費(fèi)時(shí)間相對(duì)較長(zhǎng)，主要原因在于學(xué)生對(duì)簽到模式不熟悉，但幾乎不受簽到人數(shù)的影響。經(jīng)過(guò)多次簽到后，簽到時(shí)間大幅下降，最終穩(wěn)定在1分鐘左右。這個(gè)時(shí)間相比較傳統(tǒng)點(diǎn)名方式，其效率有了極大的提高，尤其是針對(duì)人數(shù)較多的課程，其效率更是有了大幅度的提高。在實(shí)際過(guò)程中，筆者也對(duì)實(shí)際簽到情況進(jìn)行人工檢查，發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)的IP驗(yàn)證功能也發(fā)揮了作用，準(zhǔn)確率也可以得到保證。

● 總結(jié)

本文對(duì)“互聯(lián)網(wǎng)+”進(jìn)行了技術(shù)分析，并充分利用高?，F(xiàn)有的信息化條件，利用“互聯(lián)網(wǎng)+”的理念，對(duì)高校課堂自動(dòng)化簽到模式進(jìn)行了再創(chuàng)新，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了具有位置和身份唯一驗(yàn)證功能的分布式課堂簽到系統(tǒng)。系統(tǒng)已投入至筆者所在南京審計(jì)大學(xué)的課堂簽到中，并已經(jīng)過(guò)至少4學(xué)期的使用。實(shí)證效果表明，該系統(tǒng)極大地提高了點(diǎn)名效率，真正實(shí)現(xiàn)了課堂簽到的自動(dòng)化。然而實(shí)證發(fā)現(xiàn)，如果學(xué)生使用移動(dòng)蜂窩數(shù)據(jù)進(jìn)行簽到，那么其IP與教師IP將完全不同。要解決這一問題，則需要對(duì)使用不同運(yùn)營(yíng)商的手機(jī)IP進(jìn)行分析和挖掘，從中掌握規(guī)律，這又是一個(gè)值得研究的問題。此外，該系統(tǒng)尚不能避免一個(gè)學(xué)生攜帶多個(gè)手機(jī)進(jìn)行代替簽到的情況，這一問題則可以考慮從歷史簽到記錄的數(shù)據(jù)分析入手進(jìn)行解決，這些都將成為下一階段的研究工作。

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