PhyLab2.0需求与功能分析改进文档（NABCD）
1. 概述
1.1 项目概述
软剑攻城队小组于2015学年开发了PhyLab物理实验网站，一经发布好评如潮。网站的核心功能是提供预习报告和自动数据处理，而后加入了论坛模块，提供了一定的社交功能。前续版本总体满足了目标用户的需求，但是在实际使用过程中存在数据计算错误、模板无法生成、按钮失效等Bug，流失了大量的二次用户。目前开发项目为PhyLab的2.0版本，α阶段的开发中心主要是在完善实验内容、实现未完成功能、提高前端用户体验，并加入诸如实时数据处理结果预览、输入数据显性纠正、实验处理工具等改进型功能。在β阶段再考虑加入革命性的核武器级功能。
1.2 开发信息
- 项目名称：PhyLab2.0
- 目标用户：北京航空航天大学本科二年级理工科学生
- 开发团队：Default团队
- 发布位置：Internet
- 发布一周用户量（15级）：250名
2. NABCD模型
2.1 N（Need 需求）
PhyLab1.0需求规格说明文档以及网站的实践已经证明了北航大二学生有着较强的需求，当前用户的累计注册量已经达到了900，占所有必修学生数量的1/5，反馈情况较好。但是目前只是解决了需求层次的温饱问题，在随访中很多学生在使用过一两次后就不再使用了，这是由于报告生成存在不少问题，比如花费大量时间输入数据后无法生成模板、无法对错误数据录入进行详情提示、实验报告模板跟不上实际实验变化等，让用户对PhyLab失去了信心。所以目前用户最大的需求就是稳定的全实验模板生成功能，这是极大的刚性需求，也是PhyLab的立命之本。当然大约30%用户比较关注拓展功能，比如通用实验数据处理工具、简便的社交功能、实验数据纠正等，这是属于辅助性需求，在稳定核心功能后进一步改进用户体验。由于每学年都有大量学生需要必修物理实验，都形成稳定的用户群体，大概为3000名，需求巨大稳定。本学期的第1周至15周，大概有3500名在校学生需要必修物理实验，完全处于PhyLab的开发周期中，可以在不断的反馈中进行迭代改进。
2.2 A（Approach 做法）
目前PhyLab已经实现了基本的核心功能，添加了一定的社交功能。但是实际上核心功能不完善，模板残缺，用户黏度较低。我们会投入大量资源，核验当前“实验报告模板”，确保每一份预习报告都可以完整翔实，同学在借鉴后通过率达到99%。对于“实验数据处理报告”，目前的问题还很大，比如数据录入方式简陋、部分实验未实现、实验处理脚本残缺等，这是PhyLab的核心竞争功能，不应该存在较多的问题，所以全面支持所有实验（且正确）是α阶段的核心任务。鉴于PhyLab网站框架已经搭建完毕，时间较为充沛，可以把精力放到网站内容上。我们将精选标准优质的数据处理原始报告，仔细核对所有计算步骤、表格、公式，将其准确数据化于PhyLab中。最后添加相应的辅助功能，优化用户的前端体验，提高用户粘性。团队中的两名后端主力编码能力极强，参与编写过多个正式网站工程，经验丰富，可以较快实现目标功能。且大家都经历过物理实验，均可以参与到内容整理和制作上来。
2.3 B（Benefit 好处）
由于以往残缺的用户体验，未明确标示模板是否可用，计算脚本是否可用，浪费了用户的大量时间。造成用户对网站的信心较低，甚至开始怀疑模板与数据处理是否正确。2.0版本通过稳定并完善核心的实验报告生成功能，使得用户可以真正一站式解决所有的实验预习报告和数据处理报告的相关问题。摆脱繁琐的手工处理，通过数字化的辅助将每份实验报告撰写时间控制在24小时，去除不必要的**资料收集**、**肉眼辨识**、**繁琐计算**等工作。通过调查统计，平均每个实验每人次可节约**12小时，且基本可以一次通过拿到较高的分数。总结起来就是八个字省时、省心、高分通过。并且为照顾学生对交流的需求，加入了社交功能，可以进行答疑、交流、资源分享**，具有较强的拓展性，社交系统中累积了大量有价值的第三方信息与资源，满足了信息共享的需求。
2.4 C（Competitor 竞争）
目前每年的市场的校内市场规模在3500人左右，基本固定，不太可能增长和缩减。可以通过增加网站的通用性，推广到其它学校，进入到全国的市场行列中，但是暂时没有这个考虑。通过宣传和推广预计可以使得40%（1500）的同学得知网站的存在，对一个第三方非盈利性校内网站来说有着广阔的市场。市场上暂时没有任何和PhyLab功能类似的网站，只有相关的信息资源共享平台，其特征如下：
| 平台 | 优点 | 缺点 |
|---|---|---|
| 基础物理实验选课网 | 1. 注册用户极多，流量大。 2. 提供信息资源权威准确。 | 1. 交互界面简陋。 2. 讲义较少，且PPT信息冗余。 3. 无社交功能。 |
| QQ群 | 1. 交流性极强。 2. 任何人都可以进行资源分享。 3. 相关信息更新及时。 | 1. 过往信息难回溯查看。 2. 信息杂乱，不成体系。 3. 资源质量和可信度较差。 |
| 百度文库 | 1. 极易使用和查找。 2. 访问方便简单。 | 1. 资源杂乱，质量参差不齐。 2. 无社交功能。 |
所以目前几乎没有市场竞争，我们只需要做好实验报告生成和权威资源共享功能，基本可以全占整个市场。再通过加强论坛社交功能，基本可以涵盖所有竞品的功能，形成垄断地位。唯一缺点是我们是非盈利性组织，没有固定的维护团队，成员的工程实力较差。
2.5 D（Delivery 交付）
Web的优势就是不需要下载和商店入驻，只要接入了Internet就可以访问。所以只要进行相应的宣传，并提高用户黏度即可。为了进行推广我们将尽力联合北航公众微信号（北航推荐、北航新鲜事、北航社联、北航学生会等）进行线上传播，由于“撰写物理报告”刚需的特殊性，且在2014级已经有一定的知名度，借助朋友圈或QQ空间可以较快进行传播和推广。其次，如果项目达到了我们的目标水平，全面稳定覆盖物理实验，我想只要用过的同学肯定会推荐给身边的人，出现病毒式传播的现象。
3 当前功能分析
3.1 数据报告中心
| 分组代号 | 题目编号 | 实验名称 | 预习模板 | 数据处理脚本 | 脚本计算正确性 |
|---|---|---|---|---|---|
| 1011 | 1010113 | 拉伸法测钢丝弹性模量 | √ | √ | |
| 1011 | 1010212 | 扭摆法测量转动惯量 | √ | √ | |
| ◆◆◆ | ◆◆◆ | ◆◆◆ | ◆◆◆ | ◆◆◆ | ◆◆◆ |
| 1012 | 1010313 | 弯曲法测横梁弹性模量(霍尔传感器法) | √ | × | |
| 1012 | 1010323 | 弯曲法测横梁弹性模量(弯曲仪法) | √ | × | |
| ◆◆◆ | ◆◆◆ | ◆◆◆ | ◆◆◆ | ◆◆◆ | ◆◆◆ |
| 1021 | 1020113 | 测量冰的溶解热实验 | √ | √ | |
| 1021 | 1020212 | 电热法测量焦耳热功当量实验 | √ | √ | |
| ◆◆◆ | ◆◆◆ | ◆◆◆ | ◆◆◆ | ◆◆◆ | ◆◆◆ |
| 1022 | 1020314 | 稳态法测量不良导体的热导率实验 | √ | × | |
| ◆◆◆ | ◆◆◆ | ◆◆◆ | ◆◆◆ | ◆◆◆ | ◆◆◆ |
| 1031 | 1030113 | 模拟示波器的使用(必做) | √ | √ | |
| 1031 | 1030211 | 用模拟示波器测量二极管伏安特性 | √ | × | |
| 1031 | 1030312 | 用模拟示波器测量声速 | √ | × | |
| 1031 | 1030412 | 用数字示波器测量微积分波形 | √ | × | |
| 1031 | 1030422 | 用数字示波器测量同轴电缆传播速度 | √ | × | |
| ◆◆◆ | ◆◆◆ | ◆◆◆ | ◆◆◆ | ◆◆◆ | ◆◆◆ |
| 1041 | 1040114 | 伏安法测中电阻 | √ | × | |
| 1041 | 1040211 | 半偏法测检流计内阻与电流常数 | √ | × | |
| 1041 | 1040312 | 伏安法测高(低)电阻 | √ | × | |
| 1041 | 1040412 | 惠斯通电桥测中电阻 | √ | × | |
| ◆◆◆ | ◆◆◆ | ◆◆◆ | ◆◆◆ | ◆◆◆ | ◆◆◆ |
| 1042 | 1040514 | 双电桥测低电阻 | × | × | |
| ◆◆◆ | ◆◆◆ | ◆◆◆ | ◆◆◆ | ◆◆◆ | ◆◆◆ |
| 1051 | 1040522 | 双电桥改单电桥测中电阻 | × | × | |
| 1051 | 1050113 | 自组电位差计测干电池电动势(必做) | × | × | |
| 1051 | 1050211 | 箱式电位差计测干电池电动势 | × | × | |
| 1051 | 1050222 | 箱式电位差计测固定电阻 | × | × | |
| 1051 | 1050232 | 箱式电位差计测电表内阻 | × | × | |
| ◆◆◆ | ◆◆◆ | ◆◆◆ | ◆◆◆ | ◆◆◆ | ◆◆◆ |
| 1061 | 1060111 | 物距像距法测量透镜焦距 | √ | √ | |
| 1061 | 1060213 | 自准直法测量透镜焦距 | √ | √ | |
| 1061 | 1060312 | 共轭法测量凸透镜焦距 | √ | √ | |
| 1061 | 1060412 | 单球面镜焦距的测量 | √ | √ | |
| ◆◆◆ | ◆◆◆ | ◆◆◆ | ◆◆◆ | ◆◆◆ | ◆◆◆ |
| 1062 | 1060513 | 平行光管法测量凸透镜焦距 | × | × | |
| 1062 | 1060524 | 平行光管法测量凹透镜焦距 | × | × | |
| ◆◆◆ | ◆◆◆ | ◆◆◆ | ◆◆◆ | ◆◆◆ | ◆◆◆ |
| 1071 | 1070113 | 分光仪的调整(必做) | √ | × | |
| 1071 | 1070212 | 测量三棱镜的顶角(必选) | √ | √ | |
| 1071 | 1070312 | 最小偏向角法测量棱镜的折射率 | √ | √ | |
| 1071 | 1070322 | 掠入射法测量棱镜的折射率 | √ | × | |
| 1071 | 1070412 | 平板玻璃折射率的测量 | √ | × | |
| ◆◆◆ | ◆◆◆ | ◆◆◆ | ◆◆◆ | ◆◆◆ | ◆◆◆ |
| 1081 | 1080114 | 激光双棱镜干涉 | √ | √ | |
| 1081 | 1080124 | 激光劳埃镜干涉 | √ | × | |
| ◆◆◆ | ◆◆◆ | ◆◆◆ | ◆◆◆ | ◆◆◆ | ◆◆◆ |
| 1082 | 1080215 | 钠光双棱镜干涉 | √ | √ | |
| 1082 | 1080225 | 钠光劳埃镜干涉 | √ | √ | |
| ◆◆◆ | ◆◆◆ | ◆◆◆ | ◆◆◆ | ◆◆◆ | ◆◆◆ |
| 1091 | 1090114 | 迈克尔逊干涉（必做） | √ | √ | |
| 1091 | 1090212 | 牛顿环干涉 | √ | √ | |
| 1091 | 1090312 | 劈尖干涉 | √ | √ |
3.2 小工具
| 工具名 | 可用 | 后台代码实现 |
|---|---|---|
| 逐差法计算器 | × | |
| 线性回归分析 | × |
3.3 社区
| 模块 | 可用 | 评价 |
|---|---|---|
| 导航栏 | √ | 1. 顶部导航栏动态与动态右侧项目栏最新动态关系不明确。 2. 顶部导航栏话题与动态右侧项目栏所有话题功能重复。 3. 顶部导航栏报告生成与整个社区层次不一致。 |
| 动态 | √ | 1. 最新最新动态和发现的显示信息重复。 2. 因为无法创建草稿，我的草稿实际无效。 3. 右侧项目栏与动态界面的隶属关系不明确。 |
| 发现 | √ | 1. 发现实际为论坛功能，名称与功能不相符。 2. 滑动至页面底部，底部边框残缺。 3. 发现与话题、文章功能重复明显，应精简版面信息与功能。 |
| 问题 | √ | 1. 滑动至页面底部，底部边框残缺。 2. 无法删除自己发布的问题，应提供这个权限。 |
| 文章 | √ | 1. 滑动至页面底部，底部边框残缺。 2. 无法删除自己发布的文章，应提供这个权限。 |
| 通知 | √ | 1. 右侧项目栏与动态的右侧项目栏部分重复。 |
| 整体 | √ | 1. 与报告生成功能明显不统一，极其影响用户体验，造成交互逻辑混乱。 |
4 用户反馈问
5.1 反馈问卷概述
此次调查问卷的设计主要是为了调查PhyLab1.0在用户群体中的满意度，以及对当前网站存在的问题的看法，为我们的迭代进行改进提供思路和信息。由于用户主动性差，我们采用了单独私聊和网页挂载的方式方法问卷，目前样本数量为59份，已经具有一定代表性，可以进行初步的分析。
5.2 问卷项分析
第1题：请问你是哪个年级？
- 数据
-
分析
由于2014级参与调查者分两种情况，一是本学期重修后使用反馈，二是往期的使用感受反馈，群体数量较小，样本数较低。但由于2014级与2015级用户使用背景与功能并无太大区别，年级的差异不会对问卷的反馈结果有任何影响。
第2题：你在PhyLab使用过哪些实验处理模板？
- 数据
-
分析
这个问卷项展示了用户对不同实验脚本的使用频率，可以看见每组实验脚本有着明显的差异，这很可能和实验的难度以及平均得分情况有关，反映了用户选择实验的倾向。当然这为我们修复和编写数据处理脚本的优先级提供了有力的信息，显然前序团队也通过类似的问卷制定了脚本实现的优先级，目前使用频率较高的实验，比如
1031、1011、1091已基本实现。可在本文档5.1.2 新增数据处理组件部分看到我们α阶段计划新增的实验数据处理脚本。
第3题：网站中的预习文档模板是否比其它地方的资料更为翔实？
- 数据
-
分析
预习文档实际上不需要进行复杂的编码实现，而对参考的预习文档选择比较重要，代码修改和更新难度极低。此问卷项只是对预习文档的使用作出初步的用户使用反馈，满意度为90%，暂时不考虑对预习文档的改进投入资源。
第4题：在使用了网站过后是否解决了物理实验数据处理繁琐的问题？如果没有解决，是由于什么问题？
- 数据
-
分析
直观地可以看到，有25%的用户在使用过程中遇到了问题，实际上在回访时发现由于无法使用目标脚本，便放弃填写问卷的用户极多。这表明超过1/3的用户很可能都无法使用自己想要的数据处理脚本，问题迫在眉睫。从部分参与调查者的留言看来，基本都是报告生成失败的问题，十分浪费用户的时间。而且这只是短期的试用反馈，可以想象用户在多轮使用中肯定会遇到无法或错误处理实验数据的情况，这会十分打击用户的积极性，可能就此抛弃PhyLab。当务之急是尽快测试修复已完成的实验数据处理脚本，并对无法使用的脚本进行显性标注，以免频繁出现用户花大量时间输入数据却无法使用或者错误的情况。
第5题：使用PhyLab的模板后，批改结果如何？
- 数据
-
分析
从这里可见，只要是正常生成了的数据处理结果文档，在用户进行正式参考撰写后都通过了，甚至还有人难道了优秀的成绩。说明目前只要上线的生成文档的数据处理结果基本没有问题，让人欣慰。则修复阶段主要是解决提示
暂时没有计算脚本的情况，这基本是相应脚本未完成或为测试异常，前端开拓了相应输入区域，而后端未接入的问题。需要一一进行排查，确定已实现脚本无法使用的具体问题，进行相应修复，至少确保目前网站功能正常使用。
第6题：觉得PhyLab目前有哪些问题？
- 数据
-
分析
从图表中看到
交流社区不活跃是当前用户反映最大的问题，虽然目前社区和功能系统衔接有一定问题，但是肯定不是这个影响了社区活跃度、而且这不是一个技术问题，更多的是论坛运营问题，每个人都像从社区中有所收获，但是又不肯作出自己的贡献，很难进行社区的冷启动。可能需要在α阶段结束的时候进行宣传和运营时鼓励同学们在论坛上分享自己的实验经历与资源，作出相应的激励计划。除了这个外，最主要的还是核心功能无法使用的问题，这也是α编码阶段第一周需要攻克的主要问题。实验小工具暂时无计划上线使用。由于我们重新设计了前端，很多用户使用体验问题已经得到初步解决，具体方案见前端设计改进方案。
第7题：是否希望在网站中和物理实验老师得到充分交流？
- 数据
-
分析
可以看到80%的同学都十分希望能和老师在论坛上进行相应的交流，实际上从前序团队的报告中可以看到很多物理实验老师也想有个平台和同学们充分交流，这是一个极大的用户需求点，而PhyLab1.0中并没有充分支持，甚至社区功能比较残破，存在大量的问题。在β阶段可以考虑和物理实验老师联络，让老师加入进来，让社区更加活跃。
第8题：如果社交功能完善，会使用社交功能干什么？
- 数据
-
分析
绝大多数同学都想在社区上进行提问和答问，当然提问多于答问是意料之中的事情。但是实际上大家在论坛上发言极少，基本无人使用，一方面有需求，一方面没有很好地体现。而大多数人习惯在QQ群上进行提问，完全没有使用PhyLab社交功能的习惯，需要进行一次突击宣传和激励，维护好社区的和谐高质量交流是关键。暂时没有好的执行策略。
第9题：是否希望接入官方的物理选课系统？
- 数据
-
分析
团队想在未来和官方的物理实验网站有更多的合作，希望接入官方的部分系统，一部分人还是存在反感的问题的。这个需要确定合作方案，进行更仔细的调研后才能得到大家的真实想法，提供诸如选课、课程查询等功能。
第10题：在使用后是否会推荐给其它同学？
- 数据
-
分析
看来大家都觉得PhyLab不错，给了我们更大的动力，我们会再接再厉的。
5 α阶段改进方案
5.1 功能
5.1.1 修复已实现数据处理组件
- 概述：在前序团队已进行的测试条件下继续测试已实现的数据处理脚本，并进行修复，确保计算结果的准确性。
- 修复对象
| 分组代号 | 题目编号 | 实验名称 |
|---|---|---|
| 1011 | 1010113 | 拉伸法测钢丝弹性模量 |
| 1011 | 1010212 | 扭摆法测量转动惯量 |
| 1021 | 1020113 | 测量冰的溶解热实验 |
| 1021 | 1020212 | 电热法测量焦耳热功当量实验 |
| 1031 | 1030113 | 模拟示波器的使用(必做) |
| 1061 | 1060111 | 物距像距法测量透镜焦距 |
| 1061 | 1060213 | 自准直法测量透镜焦距 |
| 1061 | 1060312 | 共轭法测量凸透镜焦距 |
| 1061 | 1060412 | 单球面镜焦距的测量 |
| 1071 | 1070212 | 测量三棱镜的顶角(必选) |
| 1071 | 1070312 | 最小偏向角法测量棱镜的折射率 |
| 1081 | 1080114 | 激光双棱镜干涉 |
| 1082 | 1080215 | 钠光双棱镜干涉 |
| 1082 | 1080225 | 钠光劳埃镜干涉 |
| 1091 | 1090114 | 迈克尔逊干涉（必做） |
| 1091 | 1090212 | 牛顿环干涉 |
| 1091 | 1090312 | 劈尖干涉 |
5.1.2 新增数据处理组件
- 概述：根据用户反馈情况，新增高需求的数据处理脚本，吸引用户。
- 新增脚本
| 分组代号 | 题目编号 | 实验名称 |
|---|---|---|
| 1012 | 1010313 | 弯曲法测横梁弹性模量(霍尔传感器法) |
| 1012 | 1010323 | 弯曲法测横梁弹性模量(弯曲仪法) |
| 1031 | 1030211 | 用模拟示波器测量二极管伏安特性 |
| 1031 | 1030312 | 用模拟示波器测量声速 |
| 1041 | 1040114 | 伏安法测中电阻 |
| 1041 | 1040211 | 半偏法测检流计内阻与电流常数 |
5.1.3 资源在线查看
- 概述：实际与学弟学妹的交流过程中发现，他们还需要诸如往期考试试卷、实验操作视频、期末复习资料等其它资源，而不只是单一的实验报告。并且我们往往无法更新最新的实验内容变更信息，存在一定延迟，需要第三方的图片、文档、数据等资源，在这里最好采用用户自上传后进行审核的方式获取。
- 资源板块特性
- 在线查看往期考试试卷。
- 在线查看实验操作视频。
- 在线查看复习资料。
- 审核上传第三方资源。
5.1.4 实时数据输入输出提示
- 概述：在实验数据输入的同时，通过相应的浮窗或标签进行提示数据输入的格式与范围，提高用户对实验数据准确性的信心，增强安全感。并且在后端检测数据结果是否符合正常范围，作出相应提示。
- 数据输入提示特性
- 对每一项数据有准确的格式提示。
- 对每一项数据有准确的范围提示。
- 对计算结果进行范围检测。
5.1.5 统一社交与实验系统
- 概述：当前的社交和实验数据处理起始是两套系统，形成了明显的割裂感，通过重新的设计统一用户信息和体验，做到更好的互通互动。
- 社交与实验联通特性
- 统一的用户数据管理。
- 统一的UI设计风格。
- 通过社交系统相互查看已完成的实验以及录入的数据。
5.2 前端
- 首页展示功能不足：当前的首页只有几张图片，不显示任何信息。需要添加PhyLab特性、网站通知、团队资料等信息，充分进行展示。
- 实验报告生成繁琐：目前生成报告的步骤为
进入数据报告中心->选择相应实验->点击录入实验数据->输入实验报告->点击相应子实验实验按钮->点击保存->点击生成报告->进入等待页面->显示实验报告，应优化为进入数据报告中心->选择实验组->选择子实验->输入实验报告->点击生成报告->显示实验报告，从9个步骤简化为6个步骤。而且选择同级的子实验只需要点击同级子实验下拉栏->选择子实验->输入实验报告->点击生成报告->显示实验报告，简化为了5个步骤。 - 社交与实验系统割裂：目前完全是两套系统，特别是页面跳转和UI风格，甚至导航栏都不同。还好这是辅助功能，对核心功能影响不大。在改进核心功能的前端后需要紧急解决这个较严重的BUG。
- 主题风格：由于实验功能的缺陷，流失了大量的二次用户。但是光修复Bug很难召回用户，因为用户不是程序员，他只看得懂前端是否有变化，我们无法通过宣传Bug修复来激起所有的用户的二次兴趣。需要改变当前的主题风格（修改相应的CSS即可），刺激用户的视觉神经，让用户知道我们做出了大的改变，而不是看不见的后端计算，抛去以往生成失败的挫败感，以此增强用户信心召回大量的老用户。当然这只是敲门砖，之后带给用户稳定的实验报告生成功能才是重中之重（后端任务）。
参考前端设计：实验楼（同样使用了Bootstrap）
