基于微信公众平台的课堂教学管理系统开发

PAGEPAGE1基于微信公众平台的课堂教学管理系统开发内容摘要：微信等“互联网+〞信息技术的迅速发展，推动了教育领域的创新和改革，为微课和移动学习提供了丰富的资源和更大的发展平台。因而，将微信引入大学课堂，作为课堂教学的延伸，能打破课堂教学对时间和地点的限制，对实现移动学习和互动学习具有主要的意义。文章对大学课堂教学功能及互动形式进行了分析与研究，基于微信公众平台和云平台等“互联网+〞技术，开发了大学课堂教学管理系统，实现了一种基于教学管理、知识共享和课程互动三位一体的全新互动教学形式。该系统提升了教学效果，既实现了老师与学生之间的移动互动；又实现了课程教学大数据的积累以及教学管理的信息化和实时化，有助于老师真正做到因材施教。本文关键词语：微信；教学管理；互联网+；大数据；知识共享；课程互动李贵，费星红，陶平〔武汉科技大学机械自动化学院，湖北武汉430081〕引言随着新一代信息技术的快速发展，*收稿日期：2016-xx-xx；修订日期：2016-xx-xx#13；#10；基金项目：1.武汉科技大学2016年度教学研究项目“冲压成形工艺与模具设计课程教学改革探寻求索与研究〞〔〕#13；#10；2.湖北省教学研究项目“面向工程能力培养的工程知识建构与教学理论〞〔2014229〕#13；#10；李贵〔1983-〕，男，博士，leegui2030@#13；#10；-说明：msoTextBox-ac939f1e9240460c85d8749671d510be互联网技术开始在教育领域崭露头角。怎样引导这一影响朝着积极的方向发展，并以此为契机将传统的教育教学形式与互联网技术进行融合创新作为高等教育改革的一个方向，构成愈加先进、与时俱进的多元化教育教学形式，实现自立、互动、开放、移动的高等教育新生态，是当下教学管理研究的一项主要课题。课堂教学管理是老师教学行为的一个主要环节，贯穿于整个教学经过始终[1]。维持正常的课堂教学秩序和开创建立积极互动的学习气氛是课堂教学的基本功能[2]。课堂教学管理的影响因素、创新形式一直都是课堂教学管理研究的主要内容，翻转课堂、MOOC、移动学习等以信息技术为依托的教学形式已成为课堂教学的新特征[3][4][5]。课堂教学管理也逐步发展为专门的管理学科[6]。微信和云技术是互联网信息技术的主要产品，当前与教育领域的融合最为严密[7]。基于微信的移动学习已成为数字化学习的新方向，一些学者基于微信就移动学习形式、移动学习资源设计、移动学习空间构建等方面进行了研究[8][9]。微信也进入了大学教学的课堂，包含理论基础课、实验课、专业课等都将微信作为课堂教学的辅助工具，改变了传统的教学形式。融合微信等“互联网+〞技术多种方式的新型课程教学体系，正在逐步将课堂教学创新引向深切进入[10][11]。基于微信的“互联网+〞技术与教学理念、方法、内容等的深度融合，可有效提升教学效率和质量，激发学生的学习兴趣和动力，促进教育的良性发展。本研究结合微信公众平台，对大学课堂教学管理与互动形式进行研究，开发了一个基于微信公众平台的课堂教学管理系统〔下文简称“系统〞〕，实现课程的移动互动，提升教学管理的效率；并通过大数据积累，实现教学管理的信息化和实时化。一系统需求分析课堂教学是教育教学中最普遍使用的一种方式，它是老师给学生教授知识和技能的经过，课堂教学质量的高低在很大水平上取决于课堂之中及课堂之外师生之间的关系。因而，系统围绕课程教学这一核心内容进行分析，结合“互联网+〞技术对系统的开发需求进行分析，并在这里基础上对系统的整体架构进行设计，图1所示是系统的需求分析和设计框架图。如此图1所示，课程教学是由学生在教务管理系统上进行双向选择而构成的临时教学班集体，老师和学生在约定的期限和地点完成课程知识的教授和学习，一旦课程结束，该临时教学班也随之解散。临时教学班一般都具有三个功能：①教学管理，即课堂秩序的维护及学生到课情况统计与分析；②课程知识共享，即课程PPT、难点重点知识的补充材料及课程知识的横向与纵向延伸；③互动经过，即课前与课后老师与学生、学生与学生之间针对课程知识点之间的互动。传统的课堂教学实现这三个方面的功能都仅限于课堂或者网站等，而且手段和方法都比较单一和分散。对于教学管理，老师只能通过点名的方法进行统计；课程知识也仅限于PPT和教学资料等；课前和课后学生与老师之间也缺乏互动，双方之间信息不通顺，晦气于课程的优化设计，更不易于老师和学生对课程相关的数据进行分析和统计。导致一门课程的教学内容和方法多年一成不变，不符合创新创业人才的培养要求。二系统功能设计基于课程课堂教学的需求分析及其现在状况，系统将课堂教学的三大功能集成到微信公众平台，并与云平台之间实现互联互通，所有与课程相关的数据都被提交至云平台，最终构成课程的大数据。1教学管理课堂教学管理系统设计模型如此图2所示。将教务系统导出的课程学生名单以Excel的形式直接导入到微信公众平台，在云平台依次建立每个学生的课程档案。学生通过绑定微信号与云平台之间建立联络，绑定后即可在微信上进行签到、请假等操作。而老师通过微信可直接获取学生的到课、请假等情况，并快速地分析和统计相应的学生名单。2知识共享课程知识共享系统设计模型如此图3所示。通过云平台能够采集到课程的大数据信息，除了课程的PPT，还有大量的图片、视频以及相关知识的延伸链接等。所有知识点都以本文关键词语的形式进行“词条化〞处理，装备相应的图片、讲解评说或者视频等。再将所有的词条根据其互相之间的关系串联起来，构成基于“互联网+〞和大数据的课程知识库。学生通过搜索词条获得相应的知识及关联内容，实现课程的关联学习，可有效增长学生的学习兴趣。3互动社区课程互动包含课堂的教学互动和课前课后沟通，重要针对问题进行讨论或解答。大学课程的课前课后互动较少，而且互动都是部分的，不具有示范作用。为此，本研究构建了课程“互动社区〞的设计模型，如此图4所示。通过该模型，老师与学生之间可实现课上课后的实时互动。三系统功能实现与实例1微信对接云平台效劳器系统采取新浪提供的云计算效劳——新浪云SAE。SAE采取全分布式系统架构和存储技术，覆盖教育网等各大网络，可知足课程大数据的高效存储和访问流量高峰要求。而且，SAE的配置方便，成本较低。微信公众号提供了开发者功能，通过相对应的url作为发送消息的最终接收地址。2教学管理功能实现及实例〔1〕数据初始化将含有学生信息的Excel表格由程序处理后导入数据库。初始化时，老师点击增长课程按钮后，首先弹出一个输入框，用户输入文件，输入框检测到change事件，向后台发起ajax恳求，读取学生信息并履行载入开创建立表的SQL语句连接数据库，插入以上处理后的信息，即完成学生信息与课程信息的录入。完好的流程如此图5所示。〔2〕学生信息绑定系统将微信号与学生信息一起存储来完成学生信息与微信号的绑定。学生通过向系统发送指令获取绑定链接，进入该链接后在界面输入姓名和学号即可完成绑定。图6是学生信息绑定的具体流程，图7显示的是绑定的界面和效果。〔3〕签到与请假为了避免学生作弊，请假和签到只能在相关功能开启后规定的时间内才可进行。一般请假程序在课前一个小时内自动开启，而签到则需老师在课堂上随机手动开启。图8是请假与签到操作的具体流程图。图9是开启签到的操作界面，老师点击选择一门课程〔左图〕，客户端JavaScript程序获取该门课程的信息，进入该课程的开启签到页面〔右图〕；点击“时间选择〞，弹出时间选取框并设定签到的时间段；单击“开始签到〞，时间显示倒计时，即系统后台启动签到程序，学生能够发送签到指令进行签到，倒计时结束时系统将自动关闭签到。在签到的经过中，老师可随时单击“显示已到详情〞和“显示未到详情〞查看学生的签到情况，详情如此图10所示。系统的最大特点是基于云平台的大数据存储，老师可对课程的历史签到数据进行统计和分析，如此图11所示。同时，老师还可对数据进行编纂操作，且数据能够根据指定的Excel格式导出。3知识共享功能实现及实例知识共享的实质就是通过互联网的形式把课程的知识组织起来。课程知识能够存放在不同的位置，而系统都能够快速地查询。老师能够将课程相关知识的素材传到云盘、网站等，然后将地址与课程的知识关联起来。学生通过在微信输入本文关键词语即可查询到该知识相关的文档。图12是知识共享功能的流程图，学生以移动的方式随时学习某一课程或知识点，打破了传统的局限于教学资料等纸质文档的学习形式。图13是通过发送指令获取课程PPT云盘地址的实例，单击地址即可下载课程的PPT等内容到手机，通过内置的程序即可翻开进行移动学习。4课程互动社区功能实现及实例课程互动社区的目的是为了实现移动的在线互动，不受时间和地点限制，而且互动的内容以大数据的形式存于云盘，对所有参与课程的学生开放分享，且能够连续不断地进行问题的积累。老师能够对数据进行分析，吸收问题进行重点讲解，而学生可以以就问题点进行学习，如此，课程的学习就会变得愈加容易。图14是课程互动的具体流程图，互动经过产