基于ECRS改善原则的智能签到系统

杨子龙，胡常伟，林冰彤，徐艺珊，刘江祺，刘骏宇

（广东工业大学机电工程学院，广州 510006）

0 引言

当今世界信息技术的广泛应用改变了人们的社会生活环境，也改变了生活方式和行为方式，以信息技术全面推进现代化，是世界各国各行各业改革的重大战略选择。20世纪90年代初，教学信息化手段作为一种辅助的教学手段，开始在我国教学中运用，随着电子工业的迅猛发展以及教学手段的不断改进，这一辅助教学手段越来越多地被应用到教学中。

签到作为教学的一部分，是高校最常见的应用场景之一，在大量的大学课堂之上仍没有实现信息化，使用的方法仍然是传统签到。传统课堂签到方式包括老师点名，学生纸质签到等方式，这两种方式都存在耗时，不易后期处理，需要进行二次数据整理录入才能完成统计分析等缺点，占据了大量的课堂时间。随着信息科学技术的发展，急需一种简单、方便的新型签到系统。

在现有的签到系统中，以陈少涌、王铂智以及程哲豪[1-3]签到系统为例，大多数签到系统运行于微信小程序之上，微信小程序是一种不需要下载安装即可使用的微信平台应用，具有用完即走，无需安装和卸载等特点，有简洁方便的操作界面和良好的用户体验。但系统并未能把签到和请假合并在一起，在课堂上请假另需打开请假系统[4]或者请假条请假，当课堂上出现请假的情况，签到系统间的切换或者纸质请假条都会耗费大量课堂时间，因此一个集签到及请假系统为一体的系统显得尤为重要。

因此综上问题以及现有签到系统的优势，以工业工程思想[5-7]为核心对原有的签到、请假方式进行分析，结合微信和微信公众号，并运用人机工程学[8-12]设计开发了一款智能签到系统。通过信息化提高高校签到、请假的效率，通过知识提高智能化请假、签到的可行性和应用价值。

1 现状相关问题及数据

团队成员皆为M 学校学生，通过线下课堂统计，以及现场询问等方法对M 学校课堂签到进行了全方位数据的采集，并进行数据解析，主要发现有签到时间过长、代签以及请假流程过于繁琐3 种问题。平时签调查结果如图1 所示，因教师们往往会采用现场点名等方式检查学生出勤状况，这将导致容易出现代签或通过通讯软件通知缺勤同学赶来的现象，不少学生反应大班制点名的方式太浪费时间。

图1 M校签到流程统计数据

请假作为签到的一个特殊部分，其问题也很突出，调查结果如图2 所示。依照M 校的请假流程，请假条需经历3 任对象——辅导员、请假人以及班委最终方可到达上课老师处，过程繁琐，容易导致请假人在请假过程的一方或者多方面出错，继而出现缺勤情况出现。

图2 M校签到请假统计数据

2 基于秒表计时法的课程签到功能优化

图3 所示为优化前的课堂签到流程，可以看出，教师一次只能对一名同学进行点名，重复动作较多，课前签到所需时间会随着课程学员的增长而增加，在进行大班课程时使用传统签到方法会引起较大的不便。

图3 课程签到流程

2.1 功能设计与分析

为解决课程签到的痛点，利用IE 的“5W1H”提问技术，对现有的流程进行分析，可以得出，部分动作是可以取消、合并、简化。老师上课时使用学习系统进行课堂签到，可以高效地完成签到流程。具体流程如下。

（1） 问：老师课堂签到时为什么要一一点名（Why）？

答：一一确认学生是否前来上课，准确记录学生课堂出勤情况。

（2）问：为什么要记录学生出勤情况（What）？

答：督促学生上课，防止学生因旷课而引发成绩下降。

（3）问：有无改进方法？怎样改进（How）？

答：有，减少教师点名时所花费的时间，减少点名时可能出现的错误。这样可以减少点名所需时间，优化教师上课的效率。

如表3 中，动作3 可以使用该系统的“签到” 功能来替代，避免老师重复进行此动作；动作4 为不必要动作，使用此“签到列表”功能可以省去；动作5 在使用此功能时也可以合并，不必依次进行。如表1所示。

表1 优化目标与改善方案

（1）问：什么是代签现象（What）？

答：有的学生在老师点名时为了帮助同学会假装是本人回应。

（2）问：为什么会出现代签现象（Why）？

答：因为每个授课老师对应的学生比较多，不可能记住每位学生的长相，出现代签也一般发现不了。

（3）问：有无改进方法？怎样改进（How）？

答：有，采用定位签到，一个账号绑定一个同学，只能本人来到签到区域才能进行有效签到。

根据需求和痛点得出的对策如表2所示。

表2 争对各个痛点对应的对策

得出改善方案后，使用该系统开发出签到功能，代替老师课前一个个学生点名的签到方式，老师只需要使用此功能进行相关的设定后发起签到即可同时对所有本课程的同学进行考勤。改善后的流程如图4所示。

图4 系统签到流程

相关页面如图5～6 所示。同时，除上述方法外，新增签到记录功能，程序能统计该门课学生考勤情况，方便期末考核。

图5 老师发起签到

图6 学生签到情况记录

2.2 优化前后对比

2.2.1 改善前的签到形式及时长

表3 所示为优化前签到模块的操作流程及时间统计，样本取自于含45 名学生的课堂，样本空间为20，取样本平均值。由分析可知，传统点名签到方式预测时间约为215.25 s，可见花费时间较长。结合对6 个作业动作次数统计，结合测试现场的录像，进一步分析时间过长的原因。表中可看出，步骤3～5 出现的动作明显重复较多。结合测试录像进一步分析，动作2 若教师对应教更多班级，则所耗费的时间更多，因此造成多余浪费。

表3 优化前签到模块操作流程

2.2.2 改善后的签到形式及时长

使用该系统签到功能对优化后签到模块的操作流程及时间统计。由于教师在使用微信小程序汇报加工情况时的操作不依靠鼠标与键盘，使用手机时的点按操作时间、扫码时间、操作环节，受个体差异及环境影响较大。本文随机选定20 位符合条件的典型用户，展开了功能易用性测试，调研结果及测试设计过程如下。

（1）测试参与者

本次测试的参与者共有20 名，均为符合“典型用户”要求的“测试员”。

（2）测试任务设计

操作完成签到这一流程，对20位受测者执行完全相同的测试流程。测试地点均选在教室，每一位测试者完成任务的过程都会被手机的录屏软件实时录下，便于进行分析。同时，为了便于测试后利用影像动作观察，受测者的操作过程也会实时记录。秒表记录时间如表4 所示。对以上的测试结果进行数据整理，对每个动作求平均用时如表5所示。

表4 运用系统后各动作的时间 s

表5 优化后签到模块操作流程

对签到流程优化前后进行时间对比，如图7 所示，通过对比得知其优化效果显著。由图可知，通过使用本签到系统来进行签到，简化合并了冗余动作，极大地减少了签到的总时间。签到总共花费时间为0.5 min 左右，省去了大量不必要的重复动作，与优化前相比节省了约1.5 min，继而达到了优化的效果。

图7 签到流程改善前后所耗时

3 基于5W1H、ECRS和流程图分析的请假功能优化

请假作为签到的一个特殊部分，其问题也很突出，例如可能会存在因为学生和老师之前有其他的重要事情约时间拿假条不方便，或是因突发事故而需要请假时不便前往，导致学生无法获得请假审批，进而造成意外旷课的现象。即使学生通过审批，最后也要将假条交予学习委员，一来一回，造成了诸多不便。现在学生请假的流程如图8 所示。

图8 学生请假流程

3.1 功能设计与分析

针对现有的流程以及问题，进行需求分析并改善。在优化过程中结合人机工程学、基础工业工程等工业工程理论知识，运用实验法等技术，对原有流程进行“5W1H”法提问，然后运用ECRS 四原则改进，对以上的问题进行逐一分析，设计了一个请假功能，对请假进行分析和优化，以达到简化流程的作用，从而提高效率。

在本系统中设计了请假功能，学生可以直接将请假信息上传至系统中，省去了学生在请假流程中的两次关键交互。具体的请假的优化前后的流程如表6 所示。利用IE 的“5W1H”提问技术和“ECRS”的原则，对现有的流程进行分析，从中可看出，有几个项目是可以进行取消、合并、和简化的。如果学生和老师能引进此系统进行请假管理，这将使请假的过程大大简化。具体流程如下。

（1）问：学生联系辅导员做什么（What）？

答：为了拿假条。

（2）问：为什么要拿假条（What）？

答：因为授课老师凭假条了解学生的具体情况，判断没签到的学生是请假还是旷课。

（3）问：有无改进方法？怎么改进（How）？

答：有，省去学生找辅导员和上交纸质假条的步骤，改为线上请假，且授课老师能实时查看学生请假信息并及时给予审批。这样可以减少与辅导员联系和等待所需时间，优化请假的效率。

对于表6 中步骤2、5、6、7、8、9，学生可以在本系统直接联系授课老师，无需再找辅导员，所以这些步骤可以取消。

表6 优化前后对比

对于步骤10、11、12，在本系统中只需填写相关请假信息便可让授课老师了解学生的动向以及快速批准请假，无需等待下次上课和上交纸质假条，所以可以简化这些步骤。

通过以上分析优化，本系统学生请假流程如图9所示。

图9 改善后学生请假流程

3.2 优化效果

流程步骤减少，如图10所示，效率提高。该功能将纸质信息电子化，实现了信息的实时共享，大量缩短了学生获取审批时所耗费的路程时间，同时减少了原有流程的信息接口，将审核请假信息的流程和接收请假信息的流程合并，减少了学生请假的步骤并提高了教师处理请假信息的效率。

图10 优化前后对比

3.3 根据人机工程学设计页面

基于人机工程学]中的视觉原则、视觉特征，为保证操作页面简介、操作高效、保护眼睛健康，设计出相关界面。

图11所示为教师查看学生签到情况页面。当学生未签到时，后面的颜色为灰色，签到之后就会改变颜色，从视觉颜色的变化便于判断请假与否，符合人机工程的视觉颜色不同刺激特征。

图11 签到情况页面

图12所示为教师发布签到任务后，系统会通过公众号推送签到任务，学生可以直接点击跳转到相应页面，这样避免了因为没打开系统而错过签到导致旷课的现象，符合人机工程的设计理念。

图12 公众号推送签到任务页面

4 结束语

本文通过研究分析教师和学生的教学和签到需求，设计了一个签到系统。通过信息系统的相关功能，简化日常上课的签到管理和请假申请等流程，解决了学生日常请假需要当面给老师请假条、老师签到点名花费大量的时间等问题，提高了效率。

同时，通过针对使用过程中遇到的系统易用性问题进行剖析，设计实验进行功能评估与测试，以及后续不断更新迭代，在原有签到系统上增添了新的功能，例如学习功能以及本次工业工程大赛的报名和管理功能，使得系统在使用时，功能易用性得到了大幅度地优化，系统整体上基本能够满足教师学生日常的签到、学习需求。