基于二維碼技術(shù)的一種便捷成績分?jǐn)?shù)登記方法

董成亮DONG Cheng-liang

（中國礦業(yè)大學(xué)礦業(yè)工程學(xué)院，徐州221116）

1 問題提出

信息化技術(shù)在高校中的應(yīng)用越來越普及，逐步深入到高校教學(xué)、科研、管理與服務(wù)的各個層面[1-3]。很多高校在整體方面，已經(jīng)建成了信息化管理體系[4-5]，各類應(yīng)用系統(tǒng)在發(fā)揮出重要作用的同時，也不可避免存在一些不足或問題，需要不斷完善和改進[6-8]。

教務(wù)管理工作是學(xué)校的一個工作中心，相應(yīng)的教務(wù)管理系統(tǒng)在各高校也獲得了廣泛的應(yīng)用，但是教務(wù)管理系統(tǒng)的主要作用往往體現(xiàn)在教務(wù)相關(guān)工作的管理方面，對于授課老師來說，帶來的便利性相對有限，往往老師應(yīng)用該系統(tǒng)處理的一個重要工作就是學(xué)生考核的成績登記。試卷批閱完成后，老師需要把每張試卷的成績輸入到教務(wù)系統(tǒng)中，在成績登記過程中，很可能會出現(xiàn)成績的登記錯誤。而成績分?jǐn)?shù)對學(xué)生的學(xué)業(yè)影響巨大，可能一分之差錯失獎學(xué)金、丟了保研的名額，因此成績登記不能有半點大意，學(xué)校的教務(wù)管理一般針對試卷分?jǐn)?shù)計算錯誤或登記錯誤以教學(xué)事故論處，對教師的評優(yōu)、考核也會產(chǎn)生影響。

對于有些課程涉及的教學(xué)班比較多，或者該老師帶了多門課程，需要登錄的試卷非常多，分?jǐn)?shù)是老師通過鍵盤敲錄到系統(tǒng)中，登記的工作量大。因為試卷多，分?jǐn)?shù)登記過程中，發(fā)生登錄錯誤的概率就會增加，比如數(shù)字敲錯了、甲學(xué)生的成績登記到乙學(xué)生名下了。因為系統(tǒng)的限制，一旦成績錄入并提交后，就不能再修改，否則需要專門提交成績修改申請才能更改。所以，老師在登記成績時，也是小心翼翼，提交成績的那一刻，心里也會有少許緊張，生怕成績錄入會有錯誤。考慮到成績分?jǐn)?shù)對于學(xué)生的重要性以及老師登記時的不便，有必要改善這一問題。

2 試卷成績登記流程

使用了教務(wù)管理系統(tǒng)的分?jǐn)?shù)的登記流程如圖1 所示。有的教務(wù)管理系統(tǒng)沒有提供Excel 導(dǎo)入功能，則只能在系統(tǒng)中逐條錄入；如果提供了EXCEL 導(dǎo)入功能，老師可以先將分?jǐn)?shù)登錄到EXCEL 模板中，然后再導(dǎo)入系統(tǒng)。錄入Excel再導(dǎo)入的方式相比較直接在系統(tǒng)中錄入會更方便一些，因為一般系統(tǒng)提供的錄入界面沒有在Excel 中操作靈活方便。

在上述流程中，容易導(dǎo)致成績出錯的環(huán)節(jié)有兩處，一是試卷批閱環(huán)節(jié)中出現(xiàn)的批閱或分?jǐn)?shù)合計錯誤，二是將分?jǐn)?shù)錄入Excel 或者直接錄入系統(tǒng)時，發(fā)生輸入錯誤。第一種錯誤，在目前紙質(zhì)試卷考試的情況下，只能依賴于老師在批閱試卷時，足夠地認(rèn)真和細(xì)心，一般可以避免；相比較第一種錯誤的發(fā)生，第二種錯誤在傳統(tǒng)的錄入方式下出現(xiàn)的幾率更大，但是可以采用相關(guān)技術(shù)和方法來避免發(fā)生。

圖1 試卷成績登記流程

3 常規(guī)成績登記的操作分析

下面運用基礎(chǔ)工業(yè)工程中的動作分析方法，對試卷批閱完成后，登記成績的步驟進行分析。動作分析是根據(jù)操作者實施的動作順序，觀察動作并用特定的記號記錄以手、眼為中心的人體各部位的動作內(nèi)容，并將記錄表格化，以此為基礎(chǔ)，判斷動作的好壞，找出改善點的一套分析方法。

常用的動作分析方法有動素分析法和影像分析法，因為試卷成績登記的操作非常明確，因此采用動素分析法比較適合。動素是以手、眼活動為中心的基本動作，共有18種。動素分析是通過觀察手、足動作和眼、頭活動，把動作的順序和方法與兩手、眼的活動聯(lián)系起來詳盡地進行分析，用動素記號記錄和分類，找出動作順序和方法存在的問題，單手等待以及不合理動作、浪費的動作等問題并加以改進的一種分析方法。該方法雖然起源并廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中的作業(yè)分析[9-12]，其實對于任何人類作業(yè)的場景均可適用。

動作的改善一般以動作經(jīng)濟的四條基本原則為基線。動作經(jīng)濟的四條基本原則是：減少動作數(shù)量、雙手同時作業(yè)、縮短動作的距離和輕松作業(yè)。通過動素分析，取消不必要的動作，減少眼的活動，盡量將定神直接觀看改成大致觀看，并減小眼睛的掃描角度，提高效率。

圖2 常規(guī)成績登記桌面布置

常規(guī)試卷成績登記時的一般桌面布置如圖2 所示，試卷放置在桌面左半部分，左手負(fù)責(zé)整理試卷，右手操作鼠標(biāo)和鍵盤進行成績登記。成績登記操作的動素分析如表1所示。

表1 常規(guī)成績登記操作的動素分析

在成績登記時，首先查看試卷上的學(xué)號、姓名和分?jǐn)?shù)，然后找到Excel 或系統(tǒng)中對應(yīng)的學(xué)生條目，將光標(biāo)定位到分?jǐn)?shù)所在的單元格或輸入框，接著查看鍵盤上對應(yīng)的數(shù)字鍵，敲鍵盤輸入分?jǐn)?shù)值，輸入完成后，一般需要核對一下成績是否輸入錯誤，查看屏幕上的輸入分?jǐn)?shù)是否和試卷分?jǐn)?shù)一致，確認(rèn)無誤后，移開錄入過的試卷，接著輸入下一份試卷的成績，重復(fù)上述過程，直到所有試卷錄入完畢。

在此過程中，明顯存在違背動作經(jīng)濟原則的操作，存在的問題主要有下面幾個方面：①雙手分開作業(yè)，操作效率低；②眼睛需要在試卷、電腦屏幕和鍵盤三處之間來回轉(zhuǎn)頭查看，掃動角度大，而且眼睛在查看試卷、屏幕和鍵盤上的相應(yīng)數(shù)字時，必須非常專注的查看，容易產(chǎn)生視覺疲勞、“看花眼”；③眼睛動素的占比非常大，占比達53.3%。在動素分析中，眼睛的動素屬于第二類輔助動素，除了非用不可外，應(yīng)盡量取消此類動素；④整個分?jǐn)?shù)登記過程中，老師的精神必須非常集中，否則很容易出現(xiàn)成績輸入錯誤，特別是當(dāng)試卷量比較大的情況下。

4 改進的成績登記操作

基于上述對常規(guī)成績登記操作過程的分析，可以應(yīng)用二維碼技術(shù)來解決上述問題。因為現(xiàn)有教務(wù)管理系統(tǒng)的軟件代碼無法直接改動，因此可以通過開發(fā)一套專門用于成績登記的軟件系統(tǒng)，來輔助完成成績登記操作，然后再將登記的成績導(dǎo)入到教務(wù)管理系統(tǒng)中。該登記系統(tǒng)的功能分為二維碼生成模塊和成績登記模塊兩大部分，配合掃碼槍完成成績登記操作，掃碼槍需要選擇能夠識別二維碼的型號。

4.1 成績登記輔助系統(tǒng)設(shè)計

二維碼生成模塊主要負(fù)責(zé)生成、打印與每位學(xué)生的學(xué)號對應(yīng)的二維碼清單，如圖3 所示（注：圖中的姓名和學(xué)號已處理，非真實信息）。學(xué)生信息可以直接從Excel 文件中復(fù)制粘貼進來，點擊打印按鈕，彈出打印預(yù)覽窗口，可以輸出到打印機或另存為電子文檔。

成績登記模塊可以接收掃碼槍掃描的二維碼內(nèi)容，根據(jù)不同的掃描內(nèi)容執(zhí)行不同的功能，該模塊的界面如圖4所示。其核心功能包括學(xué)生信息的定位和成績的輸入兩類，均通過掃碼槍掃描相應(yīng)的二維碼來實現(xiàn)。通過掃描學(xué)號二維碼來實現(xiàn)唯一定位一條學(xué)生記錄，不需要老師在眾多的記錄中逐個查找，然后再掃描分值卡上與數(shù)字對應(yīng)的二維碼，實現(xiàn)代替鍵盤，輸入當(dāng)前學(xué)生成績的目的。

成績輸入時掃描的分值卡，根據(jù)評分制分為百分制分值卡和五級制分值卡，如圖5 所示。百分制分值卡中為100 分專門設(shè)置了一個二維碼，掃描該碼時，成績直接輸入100，其他分值分別通過掃描由0 到9 的二維碼實現(xiàn)輸入，比如95 分，則先掃描數(shù)字9 對應(yīng)的二維碼，再掃描5對應(yīng)的二維碼。

掃描上述二維碼起到了執(zhí)行系統(tǒng)功能命令的作用，系統(tǒng)中定義了四種掃碼命令，以正則表達式的格式定義如下：

①學(xué)生信息檢索命令。

格式：?#d+#$

含義：以#符號開頭和結(jié)尾，中間值（d+）表示是一串?dāng)?shù)字組成的字符串，中間的數(shù)字表示學(xué)生的學(xué)號,其中數(shù)字的個數(shù)不能為零。

作用：可以根據(jù)學(xué)號檢索出對應(yīng)的學(xué)生記錄。

②成績值輸入命令。

格式：?@(d+|優(yōu)秀|良好|中等|及格|不及格)@$

含義：以@符號開頭和結(jié)尾，中間值是一串?dāng)?shù)字或“優(yōu)秀”、“良好”、“中等”、“及格”和“不及格”組成的字符串，數(shù)字表示百分制成績或百分制成績中的一個數(shù)字位；漢字表示五級制成績值。

圖3 學(xué)生信息二維碼生成界面

圖4 成績登記界面

圖5 成績登記使用的分值卡

作用：根據(jù)數(shù)字位的內(nèi)容，設(shè)定成績。如果中間的數(shù)字個數(shù)只有一位，則該數(shù)字是成績中的一個數(shù)字位，附加到前面輸入的數(shù)字后面；如果數(shù)字個數(shù)大于一位，則該數(shù)值表示成績值，此情況僅用于成績是100 分的場景。比如：當(dāng)前成績是95 分，則對應(yīng)的命令為“@9@”和“@5@”；如果成績是100分，則對應(yīng)的命令為“@100@”或“@1@”、“@0@”和“@0@”；如果是五級制成績，成績優(yōu)秀，則命令為“@優(yōu)秀@”。

③成績清除命令。

格式：?C$

含義：單個字符C，表示清除當(dāng)前定位到的學(xué)生記錄的成績。

作用：當(dāng)成績輸入有誤時，用該命令清除成績值，然后可以重新掃碼輸入。

④顯示所有學(xué)生信息命令。

格式：?A$

含義：單個字符A，表示顯示所有的學(xué)生記錄。

作用：當(dāng)需要顯示所有學(xué)生信息時，執(zhí)行該命令。

系統(tǒng)根據(jù)上述的命令定義來實現(xiàn)二維碼的生成和識別算法。

4.2 成績登記輔助系統(tǒng)應(yīng)用

在考試前，通過該系統(tǒng)的二維碼生成模塊，根據(jù)學(xué)生名單為每位學(xué)生生成一個二維碼，二維碼的內(nèi)容為“#學(xué)號#”，用帶背膠的A4 紙打印，如圖3 所示。用背膠紙打印的目的是方便學(xué)生粘貼，也可以用普通A4 紙打印，但是需要膠棒粘貼，學(xué)生操作不方便。

在試卷的首頁上，填寫成績的位置旁邊，放置一個方框，用于粘貼學(xué)生信息的二維碼，如圖6 所示。將二維碼粘貼區(qū)放在成績位置旁的目的是方便登記成績時，可以不用轉(zhuǎn)換視角，一眼同時看到分值和二維碼?？荚嚂r，將每個學(xué)生的二維碼發(fā)給學(xué)生，由學(xué)生自己貼到試卷的二維碼粘貼區(qū)，類似英語四六級考試用的條形碼粘貼。

圖6 試卷上的二維碼粘貼區(qū)

試卷的批閱與常規(guī)批閱流程一樣，批閱完后，將成績填在試卷首頁的成績欄內(nèi)。成績登記時，打開系統(tǒng)的成績登記模塊，如圖4 所示。試卷疊放在一起，擺放整齊，印有數(shù)字二維碼的分值卡放在旁邊，桌面布置如圖7 所示。右手手持掃碼槍，首先掃描試卷上的學(xué)生信息二維碼，系統(tǒng)唯一定位到該學(xué)生，同時系統(tǒng)發(fā)出聲音播報出該學(xué)生的姓名，無需轉(zhuǎn)頭查看屏幕來確認(rèn)學(xué)生信息是否準(zhǔn)確，然后根據(jù)成績值，掃描數(shù)字卡上的相應(yīng)數(shù)字二維碼，完成成績登記，同時系統(tǒng)發(fā)出聲音播報錄入的成績值，也無需轉(zhuǎn)頭查看屏幕來確認(rèn)成績是否輸入準(zhǔn)確，在掃描分值的同時，左手可以將上面已錄的試卷移到旁邊，然后開始登記下一份試卷。該過程具體的動素分析如表2 所示。

圖7 改善后的成績登記桌面布置

整個分?jǐn)?shù)的錄入過程非常輕松，操作簡單，掃碼槍只需在很小的范圍內(nèi)移動，一般一份試卷最多掃描三個碼：一個學(xué)號碼和兩個數(shù)字碼。

通過對比改進前和改進后的動素分析，可以看出改進效果非常明顯，主要體現(xiàn)在以下幾個方面：①改進后的操作實現(xiàn)了雙手作業(yè)，操作效率更高。②減少了眼睛動作，由之前的8 個動作減小為3 個動作。改進前眼睛需要在試卷、屏幕和鍵盤三個位置轉(zhuǎn)頭來回掃動，而且需要集中注意力；改進后不需要轉(zhuǎn)頭，眼睛基本上注視一個區(qū)域即可，注意力也不必向之前一樣需要高度集中，從而降低了視覺疲勞，輸入不易出錯，保證成績登記的準(zhǔn)確性。③通過聲音播報，去掉了專門的核對環(huán)節(jié)，錄入的同時即可核對數(shù)據(jù)是否有誤。

上述登記的成績保存在該系統(tǒng)當(dāng)中，可以在該系統(tǒng)的圖4 界面直接復(fù)制粘貼到Excel 文件中，然后導(dǎo)入教務(wù)管理系統(tǒng)。

表2 改進后成績登記操作的動素分析

5 總結(jié)

上述方法不僅可以用在試卷的成績登記，其他需要登記成績的場合一樣適用，比如實驗報告、課程設(shè)計、課外作業(yè)的成績登記。以實驗報告為例，生成的學(xué)號二維碼圖片直接發(fā)給學(xué)生，由學(xué)生粘貼到實驗報告的封面頁，然后打印出實驗報告。老師登記實驗報告成績時，直接掃描定位學(xué)生。

通過該方法保證了成績登記的準(zhǔn)確性，保護了學(xué)生的權(quán)益，而且可以在一定程度的減少老師的工作量，讓老師將更多的時間用在教學(xué)改進、科研課題的場景中。

該系統(tǒng)中設(shè)計的功能，如果能夠直接開發(fā)融入到教務(wù)管理系統(tǒng)中，即可去除通過Excel 文件進行的成績導(dǎo)入環(huán)節(jié)，可以直接在教務(wù)管理系統(tǒng)中實現(xiàn)掃碼登記成績，能夠進一步提升操作的效率和成績登記的準(zhǔn)確性，不過這需要相關(guān)教務(wù)管理系統(tǒng)的開發(fā)公司的支持和配合。