海南政法职业学院 刘 云 肖 东

为解决当前高校课堂考勤签到效率低下的问题，在分析高校课堂管理需求的基础上，提出了运用微信二维码技术，实现学生利用手机微信扫码一键签到，并实时生成统计分析课堂签到信息。分析了系统的总体需求，构建了系统的功能架构，并利用ThinkPHP开发框架实现了该系统。系统运行结果表明：数据统计实时精确，有效地减少了人工工作量，具有很强的实用性，对推动高校的智慧校园建设工作起到积极作用。

2020年10月，中共中央、国务院印发的《深化新时代教育评价改革总体方案》中要求，要“充分利用信息技术，提高教育评价的科学性、专业性、客观性。”对学生平时成绩的考核是教育评价的一个重要环节，而学生的课堂到课情况则是对学生平时成绩评定结果的一项关键性指标。同时，课堂考勤也是课堂教学活动中一个必要的管理环节。教师通过课堂签到管理环节，不仅可以有效保障课程教学活动，还可以充分调动学生参与课堂教学活动的积极性，从而提高教学质量。

近年来，随着移动互联网络的飞速普及，基于手机微信的各类移动应用渗透到社会生活的方方面面，尤其深受年轻人的青睐。微信做为当前移动互联网时代一个标志性的应用，已经改变了人们的生活、工作等各个方面，诚如它的标语：“微信，是一种生活方式”。微信已经成为“植入”人们身体的一个功能强大的“器官”。如何深入挖掘微信的教育功能，将微信提供的相关技术深度融合到高职教育教学中，以符合当前移动互联网环境广大高职师生的生活、学习习惯，满足他们的移动学习需求、提高课堂教学及管理效率，从而进一步提升教师信息化教学能力、学生信息素养，进而形成一批有针对性的信息化教学、管理创新模式，是值得我们深入研究的课题。本文利用微信生态中常用到的二维码技术设计并实现了一个课堂签到系统，为课堂教学信息化、智能化管理提供了一种可行的参考模式。

1 课堂签到管理模式现状

1.1 传统人工签到模式

目前，最为传统的课堂签到模式一般有以下两种：一种是待考勤人员逐一在纸质考勤单上签名。另一种是考勤人员通过人工逐一点名，根据待考勤人员“答到”反馈，在纸质考勤单上标记相应出勤信息。上述这两类传统考勤方式，最大的优点在于实施起来比较方便，且基本无需经济投入，仅需纸、笔即可完成全部考勤流程。但是其缺点也同样明显：由于整个考勤过程没有借助相关软硬件设备，因此无法产生考勤数据，进而造成后续考勤管理人员在做出勤统计分析时的种种不便。

1.2 基于辅助设备的签到模式

这类签到模式一般是通过利用辅助设备（如校园一卡通）或人体生物特征（如指纹、人脸等）来标识被考勤人员。在考勤时，考勤信息读取装置获取出勤人员上述标识信息，并将改信息自动输入相应考勤管理系统，系统则自动生成考勤数据的统计分析结果。基于辅助设备的签到模式相较于传统纸质签到模式，在考勤管理的效率上有了很大提升，整个考勤流程基本无需人工干预，相关统计数据也可自动生成。但由于需要借助相关软硬件设施，存在一定经济成本。并且，由于需要维护初始考勤人员信息，对系统的管理人员也有一定技术要求。同时，生物识别信息作为敏感的个人信息，一旦使用不当或遭到泄露，还会存在法律风险，甚至会影响到师生的人身、财产安全。

1.3 基于手机APP的签到模式

移动互联网的飞速发展，基于智能手机的各类互联网应用已经深入人们生产、生活的方方面面。2019年突如其来的新冠疫情，让原本在教育领域推广缓慢的互联网教学也迅速在各级各类教育中普及开来。原本只被少数教师使用的教学类APP，逐渐被广大师生所接受并采用，如：超星学习通、蓝墨云班课、钉钉、腾讯会议等。其中，超星学习通、蓝墨云班课这类专用教学APP功能比较齐全，自带课堂签到、答疑、点名、问卷调查的互动功能，但同时也因为软件集成功能过多，使得操作学习成本相应提升；而钉钉、腾讯会议这类偏办公类APP在教学管理功能上则偏弱，除用于用于远程授课外，其它方面的应用相对较少。

2 微信二维码课堂自助签到

2.1 技术背景

二维码是用某种特定几何图形按照某种约定的规律在二维平面上形成的图形，通常由黑白两个相间组成。通过专门的扫码装置或智能手机等自带摄像头的移动智能终端进行扫码解码，便可以获得二维码图形所编码的信息。二维码技术的基本原理是利用“0”和“1”的计算机基础逻辑，以比特流的形式存储图像或文字信息，二维码中深浅两种颜色则分别表示上述比特流中的“0”和“1”。读码设备通过图像输入模块或光电扫描模块获取二维码图形后，使用相关计算模块按照约定解码规则进行解码获取信息。在移动互联网快速普及的当下，二维码的相关编码、解码、识别技术日趋成熟，手机二维码技术以其使用成本低、操作便捷等技术优势，被广泛运用在各行各业中。而高校智慧校园建设中，二维码也被逐渐引入到教学、管理等业务中。

目前，在众多二维码应用中，微信二维码的使用场景最为广泛，使用人群也最为普及。微信二维码应用将扫码、解码、信息处理等环节都集中到微信APP中，对用户而言，只需使用手机微信“扫一扫”即可实现信息的获取或处理，操作极为便捷。现在深入人们日常活动中的微信扫码支付、微信扫码添加好友、扫码点单、扫码购物等均是基于微信二维码技术衍生的应用。

2.2 系统设计

本系统设计原理是利用二维码中的QR编码将每节课的上课信息独立生成专属二维码，教师在教学活动管理中，在需要签到的教学环节时，将上述签到二维码提供给待考勤学生，学生使用手机微信“扫一扫”功能进行扫码，进入相应签到界面。为防止未到教室的学生扫码签到，在签到界面调用微信地理位置获取API，将执行签到时的经纬度打包一并提交至后台，以便后续系统自动判断是否在签到合法范围。学生点击签到后，学生端界面即显示本人历史签到记录，教师端界面则显示实时统计签到情况。

系统业务人员：

管理员：教师信息、学生信息、微信身份绑定信息、课程信息等系统初始信息管理。

教师：签到二维码管理、签到信息查看。

学生：初次使用绑定、微信扫码签到、历史签到数据查看。

业务流程：

基于微信二维码签到系统实现流程步骤如下：

步骤一：数据准备。学期初始，系统管理员将教师信息（含工号、姓名、密码等）、学生信息（含学号、姓名、班级ID、班级名称等）、课程信息（含任课教师、课程名称、上课地点、上课时间、班级ID等）提前通过导入模板导入系统。

步骤二：教师导出签到二维码。教师在上课前可进入教师端微信界面，在“课程列表”中找到相关课程，然后选择具体上课节数进入管理页面。进入后可查看该节课上课信息、签到二维码及学生该节课签到状态。教师上课考勤时将二维码提供给学生进行扫码签到。

步骤三：学生签到。学生用户打开手机微信，通过扫描教师提供的签到二维码便可进入签到页面。如果是首次使页面中向学生自动展示课程信息、本人信息及地理位置信息，学生只需核对信息并点击“签到”即可。针对第一次扫码进入系统的学生，系统会自动跳转到绑定界面，学生需要输入学号以绑定本人的微信号，此后无需再做此操作。

步骤四：签到情况统计。教师用户扫面课程签到二维码即可实时查看当前已签到的学生和未签到的学生情况。也可进入个人主页按课程查看各节课历史签到信息。

具体签到流程如图1所示。

图1 签到业务流程

3 系统实现

3.1 用户身份判定及微信绑定注册

为精简签到流程、方便师生操作，师生在初次进入系统时需要将个人微信相关信息与本人校园身份信息进行绑定，后续可免登录直接进行各类操作。如果学校已有微信公众平台相关系统，可直接利用师生用户的openid与校园身份关联信息。

微信自动登录方法oauthLogin利用Thinkphp开发框架编写。用户使用微信扫码进入业务界面时，首先检查是否存在cookie(“userId”)，如果存在，则直接根据该id查取用户平台信息并返回给业务界面；若不存在，则利用getOauthAccessToke方法查询缓存中是否已有存储AccessToken及用户OpenID等信息的$token对象。当$token值为true时，可直接以getOauthUserinfo方法获取微信授权后的用户资料（含OpenId、昵称、头像等），然后将$token写入cookie便于后续直接使用，避免重复调用微信授权接口，最后利用oauthRegister方法将用户微信资料写入平台用户表。

根据用户平台信息$user中的的isDelete和sno值的情况，判断该用户是否已绑定个人微信信息，如果没有绑定则跳转至微信绑定界面，对于已经绑定用户则继续后续操作。主要业务逻辑如图2所示。

图2 用户身份判定流程

3.2 基于平均经纬度的签到管理

为方便教师考勤、防止未到现场学生远程签到，可根据学生签到信息中的GPS经纬度，来判别提交的签到信息是否异常。设学生签到数据中经纬度为，则本次考勤，学生签到的平均经纬度计算公式为：

考虑到手机微信jssdk获取GPS数值存在一定误差，故将偏差值d的阈值设为150m。对于偏差值小于150m的签到提交数据认定为有效数据，而偏差值大于150m的则标定为异常数据，待考勤管理人员后续人工核查。

基于平均经纬度的签到管理流程步骤如下：

步骤一：学生各自使用微信扫描签到码，进入签到执行页面。

步骤二：利用getCRPInfo前端Javascript函数，Ajax异步获取学生姓名、学号、证件照等基本学籍信息；利用wx.getLocation()微信JSSDK函数，Ajax异步获取签到学生地理位置信息。

步骤三：执行提交时，系统将缓存中的用户OpenId、昵称信息连同上述学籍信息、地理位置信息一并封装，调用doQd API接口提交至数据库并插入相关记录到签到表中。

步骤四：教师考勤时，通过一键调用checkGPS方法，计算本次课学生提交平均经纬度，并批量更新每名学生的签到偏差值，根据设定阈值自动标识是否异常。

3.3 系统运行情况

系统运行相关截图如图3所示。

图3 系统运行部分截图

图中教师首先进入个人课程界面，页面显示该节课签到二维码、应到未到人数、学生列表等信息；学生微信扫描课程签到码进入签到界面，页面显示学生个人信息、课程信息及地理位置等信息，学生核对无误点击“确定”即可；签到成功（或已经签到）则进入历史记录界面，页面显示学生历史签到记录。教师界面则根据平均经纬度更新学生列表中的签到状态。学生签到信息如表1所示。

表1 学生签到信息

微信二维码课堂自助签到系统充分利用了微信操作便捷、用户体验优越的优势，在签到实施过程中利用微信地理定位的功能有效避免了代签、非课堂签到等作弊问题，系统有效减轻了教学人员课堂管理负担，提升了学校信息化管理水平。系统产生的各类签到数据亦可以为学校的教学管理提供数据支撑，充实教学大数据决策分析数据源，助力智慧校园建设。