（深圳大學(xué) 教育信息技術(shù)系，廣東深圳518060）

一 微信小程序與課堂師生交互系統(tǒng)

微信小程序是微信在2017年1月正式推出的內(nèi)嵌MiniAPP，而微信是一款日登陸用戶超過(guò)8億的手機(jī)應(yīng)用，故微信小程序的易推廣性顯而易見(jiàn)。此外，微信小程序無(wú)需下載安裝便可直接使用，不必?fù)?dān)心受程序內(nèi)部的空間影響；用戶可以通過(guò)微信小程序直接獲取手機(jī)周邊信息，并利用手機(jī)傳感器完成掃描和周邊互動(dòng)；不同于一般APP需要用戶管理手機(jī)應(yīng)用，微信小程序隨時(shí)可用，用完即走，使用完無(wú)須卸載——這種易操作性，使得微信小程序廣受歡迎。但是，微信小程序也存在以下開(kāi)發(fā)難點(diǎn)：①微信小程序是新出現(xiàn)的產(chǎn)品形態(tài)，技術(shù)圈內(nèi)的資料、案例比較少，很多組件需要從零開(kāi)始自主研發(fā)；②部分API尚在逐步開(kāi)放，部分功能實(shí)現(xiàn)難度較大；③微信小程序?qū)Π踩O(shè)計(jì)特別是通訊安全設(shè)計(jì)要求很高，需要做許多額外的建設(shè)工作。

課堂師生交互系統(tǒng)是基于計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)（Computer Assisted Instruction，CAI）提出來(lái)的。從20世紀(jì)70年代中期起，計(jì)算機(jī)開(kāi)始走進(jìn)教育，并通過(guò)教學(xué)與軟件的結(jié)合，產(chǎn)生了計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)；隨著80年代計(jì)算機(jī)的普及，CAI應(yīng)用得到迅速發(fā)展，教學(xué)理念與計(jì)算機(jī)技術(shù)的結(jié)合使得計(jì)算機(jī)輔助教學(xué)有別于傳統(tǒng)教學(xué)的特點(diǎn)日益增強(qiáng)；到了90年代，CAI進(jìn)入了一個(gè)網(wǎng)絡(luò)化和多媒體化的時(shí)代，尤其是“信息化教育”的提出，使得CAI的概念和技術(shù)取得了很大的進(jìn)步[1]。由于CAI中計(jì)算機(jī)技術(shù)與教學(xué)相結(jié)合的特質(zhì)，在虛擬學(xué)習(xí)環(huán)境下的多媒體教學(xué)為學(xué)生提供個(gè)性化學(xué)習(xí)變得更加便捷，使得CAI變成了教師在信息化教學(xué)中越來(lái)越受歡迎的工具[2]。通過(guò)利用創(chuàng)新的手段，并在教學(xué)過(guò)程中實(shí)施CAI，教師逐漸樹(shù)立了新的教學(xué)觀念、構(gòu)建了新的教學(xué)模式。

二 “WECO課堂”的設(shè)計(jì)

“WECO課堂”是一個(gè)基于微信小程序的課堂師生交互系統(tǒng)，其名稱源于“Wechat（微信）”和“Cooperation（協(xié)作）”這兩個(gè)英文單詞?！癢ECO課堂”推出的目的，一方面是借助微信這樣一款即時(shí)的溝通工具，促進(jìn)師生交互；另一方面是通過(guò)任務(wù)驅(qū)動(dòng)和課堂互評(píng)的形式，引導(dǎo)學(xué)生互相監(jiān)督、互相鼓勵(lì)，并合作挑戰(zhàn)一些具有創(chuàng)新性、探究性的學(xué)習(xí)任務(wù)。

1 設(shè)計(jì)模式

MVC模式是一種程序開(kāi)發(fā)模式，由Model（模型層）、View（視圖層）、Controller（控制器層）組成，其好處是在設(shè)計(jì)程序的過(guò)程中可以將界面和業(yè)務(wù)邏輯分離[3]。為了實(shí)現(xiàn)程序之間組件的低耦合，盡量減少程序內(nèi)部各組件之間的相互依賴和相互制約，本研究采用依賴注入對(duì)MVC模式進(jìn)行了改進(jìn)——依賴注入是實(shí)現(xiàn)控制反轉(zhuǎn)的一種途徑[4]。具體來(lái)說(shuō)，“WECO課堂”的設(shè)計(jì)模式是將資料庫(kù)邏輯從Model中分離出來(lái)，并把Model依賴注入進(jìn)Repository；將業(yè)務(wù)邏輯從Controller中分離出來(lái)，并把Service依賴注入進(jìn)Controller；把顯示邏輯從View中分離出來(lái)，并把Presenter依賴注入進(jìn)View，如圖1所示?！癢ECO課堂”的設(shè)計(jì)模式遵循六大設(shè)計(jì)原則①六大設(shè)計(jì)原則包括：?jiǎn)我宦氊?zé)原則、依賴倒置原則、接口隔離原則、迪米特原則、開(kāi)閉原則和里氏替換原則。相關(guān)資料可參考：https://blog.csdn.net/column/details/13500.html。中的單一職責(zé)原則和依賴倒置原則，使“WECO課堂”系統(tǒng)架構(gòu)的可擴(kuò)展性、穩(wěn)定性更強(qiáng)。

圖1 “WECO課堂”的設(shè)計(jì)模式

2 數(shù)據(jù)庫(kù)架構(gòu)

“WECO課堂”使用PHP框架Laravel和Fatlab搭建后臺(tái)管理系統(tǒng)；考慮到插入修改操作較多，需要用到事務(wù)處理，故數(shù)據(jù)庫(kù)引擎采用了Mysql5.7的Innodb引擎；為了更好地處理復(fù)雜的模型關(guān)系，使數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)更加簡(jiǎn)潔優(yōu)雅，故數(shù)據(jù)庫(kù)使用了對(duì)象關(guān)系映射（Object Relational Mapping，ORM）技術(shù)?；诖?，本研究設(shè)計(jì)了“WECO課堂”整體關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)架構(gòu)，如圖2所示。

圖2 “WECO課堂”整體關(guān)系數(shù)據(jù)庫(kù)架構(gòu)

3 API接口的應(yīng)用

微信服務(wù)端豐富的原生API提供了網(wǎng)絡(luò)、媒體、文件、設(shè)備等功能，可以獲取用戶信息，支持本地存儲(chǔ)、支付功能等。API接口以 wx.on開(kāi)頭，監(jiān)聽(tīng)某個(gè)事件發(fā)生，接受一個(gè) Callback函數(shù)作為參數(shù)，當(dāng)該事件觸發(fā)時(shí)，會(huì)調(diào)用Callback函數(shù)。如未做特殊約定，其它API接口都接受一個(gè)Object作為參數(shù)——Object可以指定Success、Fail、Complete來(lái)執(zhí)行接口調(diào)用的結(jié)果。

微信小程序的功能有賴于微信端提供的API來(lái)完成。在“WECO課堂”中，本研究設(shè)計(jì)了鏈接“WECO課堂”的頁(yè)面，搭建了前端常用的框架，且微信小程序服務(wù)端可以提供課程列表、學(xué)生評(píng)分、學(xué)生成就、學(xué)生排名等多個(gè)API接口，便于微信小程序用戶端訪問(wèn)。

三 “WECO課堂”的運(yùn)行機(jī)制

針對(duì)MOOC線下見(jiàn)面課中的教學(xué)活動(dòng)設(shè)計(jì)，“WECO課堂”根據(jù)交互需要，主要提供智能分組、任務(wù)布置、成果展示、多維度評(píng)分、排行榜、獎(jiǎng)?wù)碌裙δ?。“WECO課堂”的運(yùn)行機(jī)制如圖3所示。

圖3 “WECO課堂”的運(yùn)行機(jī)制

1 小組機(jī)制：智能分組促進(jìn)小組協(xié)作

建構(gòu)主義認(rèn)為，協(xié)作貫穿于學(xué)習(xí)的整個(gè)過(guò)程。協(xié)作對(duì)資料的收集與分析、假設(shè)的提出和驗(yàn)證、學(xué)習(xí)成果的評(píng)價(jià)起著重要的作用。通過(guò)協(xié)作學(xué)習(xí)，教師和不同學(xué)生的觀點(diǎn)就可以進(jìn)行共享，從而達(dá)到整個(gè)學(xué)習(xí)群體共同完成對(duì)所學(xué)知識(shí)的意義建構(gòu)的目的，而不是其中的某一位或某幾位學(xué)習(xí)者完成意義建構(gòu)[5]。所以，小組協(xié)作學(xué)習(xí)是一種提高學(xué)習(xí)效果的有效方式。為了更好地發(fā)揮學(xué)習(xí)小組的優(yōu)勢(shì)，教師可以根據(jù)學(xué)生的性別、知識(shí)水平、學(xué)習(xí)能力、學(xué)習(xí)風(fēng)格、特長(zhǎng)等進(jìn)行科學(xué)的分組，如將知識(shí)基礎(chǔ)差的學(xué)生和學(xué)習(xí)成績(jī)好的學(xué)生進(jìn)行搭配，將場(chǎng)獨(dú)立型學(xué)習(xí)風(fēng)格的學(xué)生和場(chǎng)依存型學(xué)習(xí)風(fēng)格的學(xué)生進(jìn)行搭配，將男生、女生平均分配在各個(gè)小組中等，使得學(xué)習(xí)小組盡可能地實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)[6]。

根據(jù)以上功能需求，“WECO課堂”的教師首先登錄教師端后臺(tái)，將學(xué)生的信息以Excel的形式導(dǎo)入；然后，后臺(tái)按照組內(nèi)異質(zhì)、組間同質(zhì)為原則對(duì)導(dǎo)入的學(xué)生名單進(jìn)行分組，即根據(jù)各組成員人數(shù)相同、各組成員入學(xué)時(shí)平均成績(jī)相似、各組男女比例分配合理的方式來(lái)進(jìn)行智能分組，組內(nèi)則盡可能地實(shí)現(xiàn)優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，以在相對(duì)公平的環(huán)境下，促進(jìn)組內(nèi)協(xié)作和組間合作。最后，教師以組為單位對(duì)學(xué)生進(jìn)行課堂管理，學(xué)生通過(guò)小組發(fā)布作品等相關(guān)動(dòng)態(tài)，進(jìn)行組內(nèi)互評(píng)和組間互評(píng)，以推動(dòng)學(xué)生的互動(dòng)交流。

2 任務(wù)機(jī)制：小組協(xié)作和任務(wù)驅(qū)動(dòng)式學(xué)習(xí)

任務(wù)驅(qū)動(dòng)式學(xué)習(xí)以建構(gòu)主義為基礎(chǔ)，是一種學(xué)習(xí)者通過(guò)完成某項(xiàng)任務(wù)獲取知識(shí)與技能的開(kāi)放式、探究式教學(xué)模式。在任務(wù)驅(qū)動(dòng)式學(xué)習(xí)中，教師通過(guò)把教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)成一個(gè)或多個(gè)任務(wù)來(lái)達(dá)到讓學(xué)生掌握知識(shí)的目的，其本質(zhì)就是通過(guò)任務(wù)來(lái)激發(fā)學(xué)生的成就動(dòng)機(jī)，以培養(yǎng)學(xué)生解決問(wèn)題的能力和團(tuán)隊(duì)協(xié)作精神[7]。小組協(xié)作和任務(wù)驅(qū)動(dòng)式學(xué)習(xí)有利于教師發(fā)揮主導(dǎo)作用，有序組織課堂教學(xué)；同時(shí)，也有利于學(xué)生發(fā)揮學(xué)習(xí)的主體性和主動(dòng)性,在協(xié)作學(xué)習(xí)中取得更大進(jìn)步。

根據(jù)以上功能需求，“WECO課堂”的教師在教師端布置任務(wù)；學(xué)生則在學(xué)生端通過(guò)組內(nèi)分工、角色扮演機(jī)制，各自承擔(dān)起不同的學(xué)習(xí)責(zé)任，并合理管理任務(wù)進(jìn)度；組員之間通過(guò)互相監(jiān)督、互相鼓勵(lì)，共同協(xié)作完成任務(wù)，使學(xué)生獲得集體歸屬感。在以小組為單位完成任務(wù)后，需上傳作品進(jìn)行成果展示，且所有人都可以查看其他小組提交的作品，并根據(jù)平臺(tái)上設(shè)定的多維度評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行評(píng)分和評(píng)論。值得一提的是，學(xué)生可以通過(guò)微信小程序把作品鏈接分享給別人，如分享到學(xué)生所在小組的微信群內(nèi)。

3 激勵(lì)機(jī)制：排行榜和獎(jiǎng)?wù)?/h3>

學(xué)生互評(píng)能夠有效彌補(bǔ)教師評(píng)閱和機(jī)器評(píng)分的局限，是適用于大規(guī)模開(kāi)放在線學(xué)習(xí)情境的重要評(píng)價(jià)模式[8]?；诖耍癢ECO課堂”提供了課堂實(shí)時(shí)多維度互評(píng)功能。此外，內(nèi)部動(dòng)機(jī)和外在激勵(lì)對(duì)促進(jìn)學(xué)習(xí)起著重要的作用，而將激勵(lì)機(jī)制應(yīng)用于教學(xué)，可以更大限度地激活并發(fā)揮學(xué)生的學(xué)習(xí)潛能。為此，將游戲中的激勵(lì)機(jī)制與MOOC線下教學(xué)進(jìn)行結(jié)合，是“WECO課堂”的一個(gè)努力方向。

根據(jù)以上功能需求，“WECO課堂”系統(tǒng)對(duì)小組作品的多維度評(píng)分?jǐn)?shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，根據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果生成的柱狀圖將通過(guò)投影顯示在屏幕上，作品排名靠前的小組可獲得加分獎(jiǎng)勵(lì)；同時(shí)，通過(guò)采集小程序端據(jù)埋點(diǎn)，收集學(xué)生和各小組的學(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)，后臺(tái)通過(guò)計(jì)算學(xué)習(xí)成就對(duì)應(yīng)分值，按一定比例計(jì)入課程的總成績(jī)，最終生成個(gè)人成績(jī)排行榜和小組成績(jī)排行榜。教師根據(jù)兩個(gè)排行榜，對(duì)表現(xiàn)比較突出的小組或者學(xué)生授予獎(jiǎng)?wù)拢粚W(xué)生通過(guò)個(gè)人成績(jī)排行榜的變化和獎(jiǎng)?wù)碌氖谟璧瓤梢暬侄危玫郊磿r(shí)的反饋與激勵(lì)。

四 “WECO課堂”的應(yīng)用

1 “WECO課堂”的應(yīng)用情況

MOOC教學(xué)模式已在深圳大學(xué)得到了廣泛的應(yīng)用，并在教學(xué)實(shí)施過(guò)程中不斷發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、解決問(wèn)題。在2017年春季深圳大學(xué)MOOC線下見(jiàn)面課“網(wǎng)絡(luò)動(dòng)畫設(shè)計(jì)Flash（專業(yè)篇）”中，任課教師覺(jué)得課上的學(xué)生參與度不高、積極度不夠，于是決定將“WECO課堂”應(yīng)用于課堂教學(xué)。

“WECO課堂”應(yīng)用于課堂教學(xué)的應(yīng)用流程為：創(chuàng)建課程→導(dǎo)入學(xué)生名單→系統(tǒng)自動(dòng)智能分組→布置小組任務(wù)→小組派代表上臺(tái)演示→課堂實(shí)時(shí)多維度互評(píng)→統(tǒng)計(jì)學(xué)生數(shù)據(jù)→實(shí)現(xiàn)獎(jiǎng)勵(lì)機(jī)制。具體來(lái)說(shuō)，在MOOC線下見(jiàn)面課開(kāi)始前，教師使用“WECO課堂”創(chuàng)建自己的課程，導(dǎo)入學(xué)生名單，系統(tǒng)自動(dòng)按照性別、成績(jī)、各組人數(shù)進(jìn)行合理分組。在該課正式開(kāi)始后，學(xué)生在課上通過(guò)微信小程序進(jìn)入課程，點(diǎn)擊了解自己的分組情況并查看教師發(fā)布的個(gè)人任務(wù)和小組任務(wù)。在進(jìn)入作品展示環(huán)節(jié)之前，教師公布各項(xiàng)獎(jiǎng)勵(lì)的規(guī)則。在作品展示環(huán)節(jié)，每個(gè)小組輪流展示本組的優(yōu)秀作品，其他人根據(jù)系統(tǒng)給出的多維度評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)（得分點(diǎn)）進(jìn)行評(píng)分和評(píng)論。各小組展示的作品得分被實(shí)時(shí)顯示在大屏幕上，得分最高的前三個(gè)小組獲得平時(shí)加分獎(jiǎng)勵(lì)。在該課結(jié)束之后，系統(tǒng)自動(dòng)對(duì)學(xué)生進(jìn)行綜合評(píng)定，教師根據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)結(jié)果，給表現(xiàn)比較突出的小組或?qū)W生授予獎(jiǎng)?wù)?；同時(shí)，系統(tǒng)根據(jù)學(xué)生個(gè)人平時(shí)的學(xué)習(xí)表現(xiàn)生成個(gè)人成績(jī)排行榜，激勵(lì)學(xué)生跟自己比。

此外，教師還會(huì)在課后通過(guò)系統(tǒng)的歷史記錄和數(shù)據(jù)分析功能，對(duì)最近幾次課的教學(xué)效果進(jìn)行比較分析：首先，通過(guò)對(duì)一次考試的橫向比較（幾個(gè)不同班級(jí)之間的成績(jī)比較），分析各個(gè)班級(jí)學(xué)習(xí)情況的差異；然后，通過(guò)追蹤某個(gè)學(xué)生的縱向數(shù)據(jù)（同一個(gè)學(xué)生的數(shù)次小測(cè)排名比較），了解該學(xué)生最近一段時(shí)間內(nèi)的成績(jī)變化情況；最后，根據(jù)比較分析結(jié)果，改進(jìn)自己的教學(xué)方法。

表1 學(xué)生對(duì)“WECO課堂”喜好程度的調(diào)研數(shù)據(jù)（部分）

2 “WECO課堂”的應(yīng)用效果

從“WECO課堂”在MOOC線下見(jiàn)面課的應(yīng)用情況來(lái)看，“WECO課堂”達(dá)到了以下教學(xué)效果：①智能分組功能保證了學(xué)習(xí)合作和學(xué)習(xí)競(jìng)爭(zhēng)能夠同時(shí)有序地開(kāi)展，以小組為單位的開(kāi)放性項(xiàng)目式學(xué)習(xí)實(shí)現(xiàn)了優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)，有利于學(xué)生進(jìn)行組內(nèi)協(xié)作和組間合作；②作品交流共享功能有助于學(xué)生在分享交流中通過(guò)取長(zhǎng)補(bǔ)短學(xué)到更多有用的知識(shí)，從而實(shí)現(xiàn)有效學(xué)習(xí)；③課堂實(shí)時(shí)多維度互評(píng)功能增加了課堂的趣味性并保證了評(píng)價(jià)的公正、公開(kāi)，使學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣高漲，課堂氛圍變得活躍；④成績(jī)排行榜和獎(jiǎng)?wù)鹿δ芗ぐl(fā)了學(xué)生的內(nèi)在學(xué)習(xí)動(dòng)力，促使學(xué)生不僅跟優(yōu)秀學(xué)生比，而且更注重跟自己比，故在平時(shí)的學(xué)習(xí)中積極、主動(dòng)了很多。在MOOC線下見(jiàn)面課結(jié)束之后，本研究針對(duì)參與該課的67名學(xué)生進(jìn)行了“WECO課堂”喜好程度網(wǎng)絡(luò)問(wèn)卷調(diào)查，經(jīng)統(tǒng)計(jì)得到學(xué)生對(duì)“WECO課堂”喜好程度的調(diào)研數(shù)據(jù)（如表1所示），進(jìn)一步證實(shí)了上述教學(xué)效果。

五 小結(jié)

在新課程改革的大背景下，如何實(shí)現(xiàn)師生角色的轉(zhuǎn)變，即轉(zhuǎn)變學(xué)生的學(xué)和教師的教的固定角色，是“WECO課堂”關(guān)注的熱點(diǎn)。目前，“WECO課堂”已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了預(yù)覽各類文檔、通過(guò)微信提交各類音視頻文件、跨終端且跨平臺(tái)的兼容性接口等版塊功能，但還需增加更多特色功能，以能給師生帶來(lái)更好的體驗(yàn)。后續(xù)研究將基于相關(guān)理論和新技術(shù)實(shí)踐，更有效地將在線教育與傳統(tǒng)教育進(jìn)行結(jié)合，進(jìn)一步提高師生之間的互動(dòng)交流、提升課堂的學(xué)習(xí)效率，發(fā)展獨(dú)特的基于cMOOC的在線教育課堂文化，并逐步向全國(guó)高校推廣。

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