基于二维码技术的一种便捷成绩分数登记方法

董成亮DONG Cheng-liang

（中国矿业大学矿业工程学院，徐州221116）

1 问题提出

信息化技术在高校中的应用越来越普及，逐步深入到高校教学、科研、管理与服务的各个层面[1-3]。很多高校在整体方面，已经建成了信息化管理体系[4-5]，各类应用系统在发挥出重要作用的同时，也不可避免存在一些不足或问题，需要不断完善和改进[6-8]。

教务管理工作是学校的一个工作中心，相应的教务管理系统在各高校也获得了广泛的应用，但是教务管理系统的主要作用往往体现在教务相关工作的管理方面，对于授课老师来说，带来的便利性相对有限，往往老师应用该系统处理的一个重要工作就是学生考核的成绩登记。试卷批阅完成后，老师需要把每张试卷的成绩输入到教务系统中，在成绩登记过程中，很可能会出现成绩的登记错误。而成绩分数对学生的学业影响巨大，可能一分之差错失奖学金、丢了保研的名额，因此成绩登记不能有半点大意，学校的教务管理一般针对试卷分数计算错误或登记错误以教学事故论处，对教师的评优、考核也会产生影响。

对于有些课程涉及的教学班比较多，或者该老师带了多门课程，需要登录的试卷非常多，分数是老师通过键盘敲录到系统中，登记的工作量大。因为试卷多，分数登记过程中，发生登录错误的概率就会增加，比如数字敲错了、甲学生的成绩登记到乙学生名下了。因为系统的限制，一旦成绩录入并提交后，就不能再修改，否则需要专门提交成绩修改申请才能更改。所以，老师在登记成绩时，也是小心翼翼，提交成绩的那一刻，心里也会有少许紧张，生怕成绩录入会有错误。考虑到成绩分数对于学生的重要性以及老师登记时的不便，有必要改善这一问题。

2 试卷成绩登记流程

使用了教务管理系统的分数的登记流程如图1 所示。有的教务管理系统没有提供Excel 导入功能，则只能在系统中逐条录入；如果提供了EXCEL 导入功能，老师可以先将分数登录到EXCEL 模板中，然后再导入系统。录入Excel再导入的方式相比较直接在系统中录入会更方便一些，因为一般系统提供的录入界面没有在Excel 中操作灵活方便。

在上述流程中，容易导致成绩出错的环节有两处，一是试卷批阅环节中出现的批阅或分数合计错误，二是将分数录入Excel 或者直接录入系统时，发生输入错误。第一种错误，在目前纸质试卷考试的情况下，只能依赖于老师在批阅试卷时，足够地认真和细心，一般可以避免；相比较第一种错误的发生，第二种错误在传统的录入方式下出现的几率更大，但是可以采用相关技术和方法来避免发生。

图1 试卷成绩登记流程

3 常规成绩登记的操作分析

下面运用基础工业工程中的动作分析方法，对试卷批阅完成后，登记成绩的步骤进行分析。动作分析是根据操作者实施的动作顺序，观察动作并用特定的记号记录以手、眼为中心的人体各部位的动作内容，并将记录表格化，以此为基础，判断动作的好坏，找出改善点的一套分析方法。

常用的动作分析方法有动素分析法和影像分析法，因为试卷成绩登记的操作非常明确，因此采用动素分析法比较适合。动素是以手、眼活动为中心的基本动作，共有18种。动素分析是通过观察手、足动作和眼、头活动，把动作的顺序和方法与两手、眼的活动联系起来详尽地进行分析，用动素记号记录和分类，找出动作顺序和方法存在的问题，单手等待以及不合理动作、浪费的动作等问题并加以改进的一种分析方法。该方法虽然起源并广泛应用于工业生产中的作业分析[9-12]，其实对于任何人类作业的场景均可适用。

动作的改善一般以动作经济的四条基本原则为基线。动作经济的四条基本原则是：减少动作数量、双手同时作业、缩短动作的距离和轻松作业。通过动素分析，取消不必要的动作，减少眼的活动，尽量将定神直接观看改成大致观看，并减小眼睛的扫描角度，提高效率。

图2 常规成绩登记桌面布置

常规试卷成绩登记时的一般桌面布置如图2 所示，试卷放置在桌面左半部分，左手负责整理试卷，右手操作鼠标和键盘进行成绩登记。成绩登记操作的动素分析如表1所示。

表1 常规成绩登记操作的动素分析

在成绩登记时，首先查看试卷上的学号、姓名和分数，然后找到Excel 或系统中对应的学生条目，将光标定位到分数所在的单元格或输入框，接着查看键盘上对应的数字键，敲键盘输入分数值，输入完成后，一般需要核对一下成绩是否输入错误，查看屏幕上的输入分数是否和试卷分数一致，确认无误后，移开录入过的试卷，接着输入下一份试卷的成绩，重复上述过程，直到所有试卷录入完毕。

在此过程中，明显存在违背动作经济原则的操作，存在的问题主要有下面几个方面：①双手分开作业，操作效率低；②眼睛需要在试卷、电脑屏幕和键盘三处之间来回转头查看，扫动角度大，而且眼睛在查看试卷、屏幕和键盘上的相应数字时，必须非常专注的查看，容易产生视觉疲劳、“看花眼”；③眼睛动素的占比非常大，占比达53.3%。在动素分析中，眼睛的动素属于第二类辅助动素，除了非用不可外，应尽量取消此类动素；④整个分数登记过程中，老师的精神必须非常集中，否则很容易出现成绩输入错误，特别是当试卷量比较大的情况下。

4 改进的成绩登记操作

基于上述对常规成绩登记操作过程的分析，可以应用二维码技术来解决上述问题。因为现有教务管理系统的软件代码无法直接改动，因此可以通过开发一套专门用于成绩登记的软件系统，来辅助完成成绩登记操作，然后再将登记的成绩导入到教务管理系统中。该登记系统的功能分为二维码生成模块和成绩登记模块两大部分，配合扫码枪完成成绩登记操作，扫码枪需要选择能够识别二维码的型号。

4.1 成绩登记辅助系统设计

二维码生成模块主要负责生成、打印与每位学生的学号对应的二维码清单，如图3 所示（注：图中的姓名和学号已处理，非真实信息）。学生信息可以直接从Excel 文件中复制粘贴进来，点击打印按钮，弹出打印预览窗口，可以输出到打印机或另存为电子文档。

成绩登记模块可以接收扫码枪扫描的二维码内容，根据不同的扫描内容执行不同的功能，该模块的界面如图4所示。其核心功能包括学生信息的定位和成绩的输入两类，均通过扫码枪扫描相应的二维码来实现。通过扫描学号二维码来实现唯一定位一条学生记录，不需要老师在众多的记录中逐个查找，然后再扫描分值卡上与数字对应的二维码，实现代替键盘，输入当前学生成绩的目的。

成绩输入时扫描的分值卡，根据评分制分为百分制分值卡和五级制分值卡，如图5 所示。百分制分值卡中为100 分专门设置了一个二维码，扫描该码时，成绩直接输入100，其他分值分别通过扫描由0 到9 的二维码实现输入，比如95 分，则先扫描数字9 对应的二维码，再扫描5对应的二维码。

扫描上述二维码起到了执行系统功能命令的作用，系统中定义了四种扫码命令，以正则表达式的格式定义如下：

①学生信息检索命令。

格式：ˆ#d+#$

含义：以#符号开头和结尾，中间值（d+）表示是一串数字组成的字符串，中间的数字表示学生的学号,其中数字的个数不能为零。

作用：可以根据学号检索出对应的学生记录。

②成绩值输入命令。

格式：ˆ@(d+|优秀|良好|中等|及格|不及格)@$

含义：以@符号开头和结尾，中间值是一串数字或“优秀”、“良好”、“中等”、“及格”和“不及格”组成的字符串，数字表示百分制成绩或百分制成绩中的一个数字位；汉字表示五级制成绩值。

图3 学生信息二维码生成界面

图4 成绩登记界面

图5 成绩登记使用的分值卡

作用：根据数字位的内容，设定成绩。如果中间的数字个数只有一位，则该数字是成绩中的一个数字位，附加到前面输入的数字后面；如果数字个数大于一位，则该数值表示成绩值，此情况仅用于成绩是100 分的场景。比如：当前成绩是95 分，则对应的命令为“@9@”和“@5@”；如果成绩是100分，则对应的命令为“@100@”或“@1@”、“@0@”和“@0@”；如果是五级制成绩，成绩优秀，则命令为“@优秀@”。

③成绩清除命令。

格式：ˆC$

含义：单个字符C，表示清除当前定位到的学生记录的成绩。

作用：当成绩输入有误时，用该命令清除成绩值，然后可以重新扫码输入。

④显示所有学生信息命令。

格式：ˆA$

含义：单个字符A，表示显示所有的学生记录。

作用：当需要显示所有学生信息时，执行该命令。

系统根据上述的命令定义来实现二维码的生成和识别算法。

4.2 成绩登记辅助系统应用

在考试前，通过该系统的二维码生成模块，根据学生名单为每位学生生成一个二维码，二维码的内容为“#学号#”，用带背胶的A4 纸打印，如图3 所示。用背胶纸打印的目的是方便学生粘贴，也可以用普通A4 纸打印，但是需要胶棒粘贴，学生操作不方便。

在试卷的首页上，填写成绩的位置旁边，放置一个方框，用于粘贴学生信息的二维码，如图6 所示。将二维码粘贴区放在成绩位置旁的目的是方便登记成绩时，可以不用转换视角，一眼同时看到分值和二维码。考试时，将每个学生的二维码发给学生，由学生自己贴到试卷的二维码粘贴区，类似英语四六级考试用的条形码粘贴。

图6 试卷上的二维码粘贴区

试卷的批阅与常规批阅流程一样，批阅完后，将成绩填在试卷首页的成绩栏内。成绩登记时，打开系统的成绩登记模块，如图4 所示。试卷叠放在一起，摆放整齐，印有数字二维码的分值卡放在旁边，桌面布置如图7 所示。右手手持扫码枪，首先扫描试卷上的学生信息二维码，系统唯一定位到该学生，同时系统发出声音播报出该学生的姓名，无需转头查看屏幕来确认学生信息是否准确，然后根据成绩值，扫描数字卡上的相应数字二维码，完成成绩登记，同时系统发出声音播报录入的成绩值，也无需转头查看屏幕来确认成绩是否输入准确，在扫描分值的同时，左手可以将上面已录的试卷移到旁边，然后开始登记下一份试卷。该过程具体的动素分析如表2 所示。

图7 改善后的成绩登记桌面布置

整个分数的录入过程非常轻松，操作简单，扫码枪只需在很小的范围内移动，一般一份试卷最多扫描三个码：一个学号码和两个数字码。

通过对比改进前和改进后的动素分析，可以看出改进效果非常明显，主要体现在以下几个方面：①改进后的操作实现了双手作业，操作效率更高。②减少了眼睛动作，由之前的8 个动作减小为3 个动作。改进前眼睛需要在试卷、屏幕和键盘三个位置转头来回扫动，而且需要集中注意力；改进后不需要转头，眼睛基本上注视一个区域即可，注意力也不必向之前一样需要高度集中，从而降低了视觉疲劳，输入不易出错，保证成绩登记的准确性。③通过声音播报，去掉了专门的核对环节，录入的同时即可核对数据是否有误。

上述登记的成绩保存在该系统当中，可以在该系统的图4 界面直接复制粘贴到Excel 文件中，然后导入教务管理系统。

表2 改进后成绩登记操作的动素分析

5 总结

上述方法不仅可以用在试卷的成绩登记，其他需要登记成绩的场合一样适用，比如实验报告、课程设计、课外作业的成绩登记。以实验报告为例，生成的学号二维码图片直接发给学生，由学生粘贴到实验报告的封面页，然后打印出实验报告。老师登记实验报告成绩时，直接扫描定位学生。

通过该方法保证了成绩登记的准确性，保护了学生的权益，而且可以在一定程度的减少老师的工作量，让老师将更多的时间用在教学改进、科研课题的场景中。

该系统中设计的功能，如果能够直接开发融入到教务管理系统中，即可去除通过Excel 文件进行的成绩导入环节，可以直接在教务管理系统中实现扫码登记成绩，能够进一步提升操作的效率和成绩登记的准确性，不过这需要相关教务管理系统的开发公司的支持和配合。