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用户需求分析文档
版本号:v1.0.2
修订历史：
| 版本号 | 修改说明 |
|---|---|
| v1.0.0 | 用户需求分析初稿，完成用户场景分析，市场与竞争部分 |
| v1.0.1 | 添加问卷调查结果分析，完善市场与竞争部分 |
| v1.0.2 | 添加用户场景分析，最后确定需求功能 |
目录：
1. 引言
1.1 编写目的
此需求规格说明书编制目的是明确本项目的详细需求，供用户确认项目的功能和性能，和用户形成一致的理解和确认，作为进一步详细设计软件的基础。
本文档仅供软剑攻城队的项目经理、设计人员、开发人员进行参考。
1.2 项目背景
- 项目名称： 物理实验交流平台
- 项目面向用户：北京航空航天大学大学二年级在读生
- 项目开发者：北京航空航天大学软工实践 软剑攻城队 小组
1.3 预期的读者和阅读建议
此需求规格说明书针对项目经理、设计人员、开发人员、用户及测试人员。本文分别介绍了产品的远景规划、用户功能及运行环境，系统的功能的具体描述。
1.4 项目范围
在北航，每年从9月份至明年1月份约有3800在校学生（大学二年级上）必修大学物理实验(上），在3月份至明年7月份约有2400在校学生（大学二年级下）必修大学物理实验（下）。由于物理实验数据计算较为繁琐，很多学生的物理实验报告得分较低且经常会被老师退回反复修改。所以需要这样一套物理实验平台帮助学生进行物理实验报告的撰写，提高得分率，降低驳回率。
1.5 参考资料
- 代码大全（第二版），Steve McConnel。
- 《构建之法》(第二版)，邹欣。
- 《GB8567-88 计算机软件需求说明编制指南》
2.用户需求分析
2.1. 调查问卷(User Survey)
本次调查我们共采集有效样本93份，采集到的数据符合我们的[]提领，下面是我们的调查数据结果。
我们要建设网站的初衷就是我们体会到了物理实验数据处理的繁琐，所以首先我们设置了问题如上。经过调查结果表示，对于物理实验数据的处理认为繁琐的同学占比93.55%，称得上是同学中的绝大部分。
我们第3个问题所问是关乎网站本身的需求，在这里我们发现，在第1题选是的同学中，有78.16%的同学希望网站帮他们处理数据。
下面是针对我们网站功能方面的一些调查：
问题4反应了大家对我们网站杀手级功能的展示形式的心理预期。有90%的同学希望能有中间计算过程的展示，而不是单一地只形成实验报告，那么我们核心功能的方向就定位在动态展示计算过程并生成实验报告结果。
在问卷调查的最后一个问题中，我们提到了一个敏感的话题老师。
问卷调查的结果显示，在网站只支持生成物理实验报告的情况下，在第1题答案为希望使用网站与第3题答案为希望网站帮助计算数据的同学中，有58%的同学认为老师不会支持这样的网站，而42%的同学认为老师会支持这样的网站。
所以我们的项目实际上面临着巨大的风险，这样的风险可能来源于学校的阻碍，为此我们在β版本中计划论坛有老师角色的加入，让论坛同时也可以作为答疑平台使用，同时对生成的物理实验报告略作一些细节上的调整，加入很多中间计算过程，便利同学的同时也帮助大家理解实验过程。
在产品需求初稿中，我们本来认为用户是不需要论坛的，因为我们要做的是个工具网站。现在发现我们的定位应该是容纳论坛和工具两大部分，通过本次调查的分析，我们确定了α版本和β版本的两个核心主题。α版本核心功能是工具，而β版本则需要增加交流平台的功能。
2.2. 用户场景分析(User Analysis)
下面针对我们的系统主要面向的五类用户：
- 因基础较弱对物理实验毫无办法，而实验报告因为步骤不规范而总被退回、导致重修的同学。
- 会做一部分物理实验，但因数据误差过大而被退还报告的同学。
- 会做绝大部分物理实验，但因一部分实验处理数据难度较大，希望得到帮助的同学
- 负责期末物理实验考试答疑的老师
- 负责平时物理实验报告审批的老师
下面我们通过分析典型用户场景得出各位用户的需求：
用户场景：
1.重修生小徐
| 名字 | 小徐 |
|---|---|
| 性别 | 男 |
| 职业 | 某校一般学院大三学生 |
| 物理知识层次与能力 | 好得我实验都重修了 |
| 生活情况 | 大三也要每周花将近一天时间坐地铁回沙河上物理实验，十分苦逼 |
| 动机 | 我真的不想再挂科了 |
| 目的 | 希望能够帮助自己处理好实验报告，至少能保证实验报告不因数据处理步骤不对而被老师退回。 |
| 困难 | 自己物理知识较弱，希望计算过程能详细又简洁。 |
| 用户偏好 | 简洁即可 |
| 用户比例 | 约占同届学生10% |
| 典型场景 | 登陆实验平台，根据预习报告模板写好预习报告。在实验完成后，将数据导入网站，一键生成物理实验报告，按正确的步骤写好报告，获得及格分，通过物理实验。 |
| 典型描述 | 哈？你说啥？我实验报告又没过？！ |
2.工科学霸小松
| 名字 | 小松 |
|---|---|
| 性别 | 男 |
| 职业 | 某校计算机学院大二学生 |
| 物理知识层次与能力 | 你问我究竟听不听大学物理课，其实我是听的。你问我会不会做物理实验，其实我是不会的。 |
| 生活情况 | 计组实验，计组实验，计组实验。 |
| 动机 | 本学期有难到哭的计组实验，没有太多时间留给物理实验处理数据，更没有时间因为数据错误而再次抢课，从头在来。 |
| 目的 | 在实验课上就可以快速算出结果是否在预计误差范围内 |
| 困难 | 没什么困难，我能说计组实验吗 |
| 用户偏好 | 不是处女座，没什么严格偏好 |
| 用户比例 | 绝大多数，约占校人数70% |
| 典型场景 | 这次选择了号称魔鬼实验的1081，课上做完实验用手机去平台检查一下数据，咦，这个数据有问题？幸亏没早走，把这个步骤再重做一次，恩，这下数据没问题了，可以去找老师签字了。 |
| 典型描述 | 朝荣奶奶，求手下留情 |
3.物理学院学霸小何
| 名字 | 小何 |
|---|---|
| 性别 | 男 |
| 职业 | 某校物理学院大二学生 |
| 物理知识层次与能力 | 活到老，物理学到老，物理就是我绳命。 |
| 生活情况 | 物理实验，物理实验，物理实验。 |
| 动机 | 要选修够将近60学分的物理实验，保守估计至少需要做11~12次物理实验。有些物理实验很难，不太懂其中的计算过程。 |
| 目的 | 希望能给出具体的计算过程，把自己方法中不太会的地方搞懂。 |
| 困难 | 工具简单易懂即可 |
| 用户偏好 | 比物理实验网站好看就行 |
| 用户比例 | 约占校人数8% |
| 典型场景 | 处理实验数据时遇到了困难，有某个方法不太明白计算过程。在物理实验平台上通过展示出每一步的计算过程学会了方法。 |
| 典型描述 | 我爱物理实验，可是...它不爱我呀 |
4.物理实验答疑办王老师
| 名字 | 王老师 |
|---|---|
| 性别 | 男 |
| 职业 | 某校物理实验老师，没有几年教学经验 |
| 物理知识层次与能力 | 对物理实验的理解稍稍入门 |
| 生活情况 | 在期末时为学生进行物理实验考试有关答疑 |
| 动机 | 一到期末考试只有几天答疑时间，从上午8点答疑到晚上8点，时间紧张又累人。学生之间没有交流，大部分问题都是重复的问题。 |
| 目的 | 想有个在线平台可以用于物理实验考试的答疑 |
| 困难 | 暂时还没什么困难 |
| 用户偏好 | 希望自己针对某个问题回答一次，学生都可以轻易查找到 |
| 用户比例 | 占一部分，约占校老师人数的10% |
| 典型场景 | 登陆论坛，点击进入物理实验考试答疑板块，发现学生在询问一个问题，回帖答复，感觉很满意。 |
| 典型描述 | 一次答复，终身使用。 |
5.物理实验李老师
| 名字 | 李老师 |
|---|---|
| 性别 | 女 |
| 职业 | 某校物理实验老师，有三十年教学经验 |
| 物理知识层次与能力 | 对物理实验的理解已经突破天际 |
| 生活情况 | 带领学生做实验，检查实验报告，退回不合格实验报告 |
| 动机 | 没法和学生进行交流，不知道学生在物理实验里问题究竟出现在哪里。 |
| 目的 | 想和学生就实验的难点和学生存在的问题进行探讨，并将这些知识积累下来 |
| 困难 | 学生都害怕我，从来没人给我打电话以及发邮件 |
| 用户偏好 | 没怎么用过论坛，希望简单易懂地交流 |
| 用户比例 | 占一部分，约占校老师人数的10% |
| 典型场景 | 登陆论坛，看看学生们在讨论哪个实验，去帖子里回答一下学生的困惑，与学生更亲近。 |
| 典型描述 | 大家好，才是真的好 |
用户的需求
-
小徐：希望参考步骤规范的物理实验报告，让自己的物理实验报告不因步骤不规范而被退回。
-
小松：平台能针对手机端设计一套机制能够既方便用户输入，又能简单快速地帮助用户检查实验数据是否正确。
-
小何：生成物理实验报告时能够给出每一步方法的中间计算过程，方便大家学习与参考。
-
王老师：希望能够在实验交流平台上答疑，为同学们解答期末考试有关问题。
-
李老师：希望能知道学生们在实验中遇到的问题，下次上实验课时就可以更有针对性地进行授课。
注:物理实验原始数据单在课上会经老师检查签字，部分老师会录入电脑，数据基本不可更改。若因课上实验数据出错而无法通过实验报告审批，则必须重新抢实验并从头再来一遍。一次物理实验的时间一般是3~4个小时。
2.3. 项目创新点与收益(Approach and Benefit)
创新点
为了解决用户的痛点，本项目计划分阶段完成如下四个核心功能：
- 规范且标准的物理预习报告的生成
- 嵌入数据的、计算及步骤正确的物理实验报告的生成
- 手机端自适应帮助查算数据正确性
- 帮助老师和学生进行交流的平台
其中前两个功能将在α版本实现，后两个功能将在β版本实现。
收益
在调查中，我们针对第1题答是的同学进行了调查，调查其处理物理实验数据所平均花费的时间，排除掉一些不合理答案后，我们发现：
- 60%的同学花费在1~3小时之间（根据实验难度有不同改变）；
- 20%的同学花费约0.5小时左右；
- 10%的同学花费半天左右；(半天是指一上午,不是12小时)
剩余同学花费时间数据不可靠暂时未计入有效数据。
那么处理物理实验数据花费时间的期望为 (0.6 * 1.5 + 0.2 * 0.5 + 0.1 * 4)/0.9 = 1.55。
北航一学期使用网站的期望人数大约为500人左右。（估算凭据参见下方：市场与竞争）
所以，假设我们只针对北航的同学展开物理实验平台的开放，那么平均节省大家的时间也是非常可观的，约有1.55 * 500 = 775个小时，物理实验一周一选，我们以每位同学选够5个实验为标准，那么平均一个学期可以节省同学们至少3875个小时，按一天学习时长为12小时算，足足可以空出323天的额外学习时间。
由此可见本项目为学生节省的时间成本非常高，而时间成本的节省是对用户的最大益处。
2.4. 市场与竞争(Competitors)
市场分析
上面这张图是2013年北航物理实验期末考试的班级安排表，按照一个小班30人的规模估计，2012年北航上物理实验的同学有30 * 100 = 3000人。
如果我们的宣传到位，能够让20%左右的同学知道，也有将近500位同学会有处理数据方面的需求。何况并不是只有北航有全校范围内的物理实验——据我们调查，大连理工大学,西安电子科技大学，西北工业大学等多个工科为主的大学都有物理实验，并且这些物理实验内容很相似，口说无凭，下面是我们团队的项目经理从大连理工大学同学手里得到的物理实验报告：
链接
在物理实验报告中，多个实验与北航的物理实验名字相近或者几乎一致：
| 大连理工 | 北航 |
|---|---|
| 示波器的原理与使用 | 模拟示波器的使用(必做) |
| 拉伸法测弹性模量 | 拉伸法测钢丝弹性模量 |
| 光的等厚干涉 | 劈尖干涉 |
| 迈克尔孙和法珀两用干涉仪的调节和使用 | 迈克尔逊干涉（必做） |
| 分光计的调节和介质折射率的测量 | 分光仪的调整(必做),最小偏向角法测量棱镜的折射率 |
从上述综合来看，我们的用户市场是十分广阔的。
综合上面的调查发现，我们的物理实验网站是很有必要实施的项目，并且是符合大众心理预期的。
竞争
我们分析了许多产品，包括北航基础物理实验选课网，百度文库以及一些历年学长学姐留下来的宝贵的实验预习资料。这些产品各有特色，下面说一些可能和我们项目有关的竞争点：
-
基础物理实验选课网是学校官方开发的网站，学生们可以在上面下载一些预习课件。
-
百度文库是百度的一款产品，文库上有一些常见物理实验的预习和实验报告模板。
-
学长学姐留下来的预习资料是照片形式的实验报告资料，照片清晰，可信度较高。
这些产品与我们项目有关的特点如上所示，下面就逐一分析一下各个产品本身相对我们的项目存在的缺陷：
-
基础物理实验选课网上可提供的预习资料十分之少，一共有5个实验的预习PPT可供下载。并且PPT内容繁杂，不容易把握重点，也不好组织实验报告的撰写形式。
-
百度文库相比我们项目最大的劣势就是：太杂乱。文库是面向大众的，是由网友上传文档提供给大家查看与下载；而我们的项目面向客户暂时只是北航大二学生，所以我们提供的物理实验预习报告都是由我们经过反复确认，并且经过工作人员精心校对和修改后的模板。所以在正确率和符合北航物理实验需求上，我们项目有着
专且精的优势。 -
学长学姐为我们留下来的预习报告资料可信度很高，但是本身学长学姐的预习报告质量也参差不齐(预习报告老师要打分)，学生们需要付出一定的时间筛选较好的模板用于预习报告。并且由于北航站内未来花园的关闭，预习报告的传承在一定程度上受到了阻碍，相比而言我们项目所制作的实验报告可以通过网站一直传承下去。
上述产品与我们在实验预习报告方面虽有竞争，但我们的定制实验报告的功能是独一家，目前还没有发现能够根据用户数据定制物理实验报告的网站。
我们分析后觉得可能是因为如下三点原因目前还没有人开发类似项目：
- 面向的用户范围较窄
- 盈利模式不明确
- 制作正确的物理实验报告工作量过大
关于第一点，我们面向的群体是一个特殊的群体：高校中有较难物理实验的那些同学(这里是指α版本)，项目本身的属性决定了面向用户的范围较窄。但是用户市场却是十分广阔的，光北航就每学期将近有3000人要上物理实验，更何况全国高校呢？
关于第二点，我们目前没有打算过盈利收入。项目的初衷就是为了方便同学们做物理实验，我们将挂上自愿捐助的支付宝二维码，但不会强制收费。
关于第三点，要做成正确的物理实验报告，工作量确实非常大，并且还涉及到非常多的图表、公式。工作量大的问题将由项目经理通过合理的进度安排来解决。