（深圳大學 教育信息技術系，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8億的手機應用，故微信小程序的易推廣性顯而易見。此外，微信小程序無需下載安裝便可直接使用，不必擔心受程序內(nèi)部的空間影響；用戶可以通過微信小程序直接獲取手機周邊信息，并利用手機傳感器完成掃描和周邊互動；不同于一般APP需要用戶管理手機應用，微信小程序隨時可用，用完即走，使用完無須卸載——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發(fā)難點：①微信小程序是新出現(xiàn)的產(chǎn)品形態(tài)，技術圈內(nèi)的資料、案例比較少，很多組件需要從零開始自主研發(fā)；②部分API尚在逐步開放，部分功能實現(xiàn)難度較大；③微信小程序對安全設計特別是通訊安全設計要求很高，需要做許多額外的建設工作。

課堂師生交互系統(tǒng)是基于計算機輔助教學（Computer Assisted Instruction，CAI）提出來的。從20世紀70年代中期起，計算機開始走進教育，并通過教學與軟件的結合，產(chǎn)生了計算機輔助教學；隨著80年代計算機的普及，CAI應用得到迅速發(fā)展，教學理念與計算機技術的結合使得計算機輔助教學有別于傳統(tǒng)教學的特點日益增強；到了90年代，CAI進入了一個網(wǎng)絡化和多媒體化的時代，尤其是“信息化教育”的提出，使得CAI的概念和技術取得了很大的進步[1]。由于CAI中計算機技術與教學相結合的特質(zhì)，在虛擬學習環(huán)境下的多媒體教學為學生提供個性化學習變得更加便捷，使得CAI變成了教師在信息化教學中越來越受歡迎的工具[2]。通過利用創(chuàng)新的手段，并在教學過程中實施CAI，教師逐漸樹立了新的教學觀念、構建了新的教學模式。

二 “WECO課堂”的設計

“WECO課堂”是一個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的溝通工具，促進師生交互；另一方面是通過任務驅動和課堂互評的形式，引導學生互相監(jiān)督、互相鼓勵，并合作挑戰(zhàn)一些具有創(chuàng)新性、探究性的學習任務。

1 設計模式

MVC模式是一種程序開發(fā)模式，由Model（模型層）、View（視圖層）、Controller（控制器層）組成，其好處是在設計程序的過程中可以將界面和業(yè)務邏輯分離[3]。為了實現(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MVC模式進行了改進——依賴注入是實現(xiàn)控制反轉的一種途徑[4]。具體來說，“WECO課堂”的設計模式是將資料庫邏輯從Model中分離出來，并把Model依賴注入進Repository；將業(yè)務邏輯從Controller中分離出來，并把Service依賴注入進Controller；把顯示邏輯從View中分離出來，并把Presenter依賴注入進View，如圖1所示?！癢ECO課堂”的設計模式遵循六大設計原則①六大設計原則包括：單一職責原則、依賴倒置原則、接口隔離原則、迪米特原則、開閉原則和里氏替換原則。相關資料可參考：https://blog.csdn.net/column/details/13500.html。中的單一職責原則和依賴倒置原則，使“WECO課堂”系統(tǒng)架構的可擴展性、穩(wěn)定性更強。

圖1 “WECO課堂”的設計模式

2 數(shù)據(jù)庫架構

“WECO課堂”使用PHP框架Laravel和Fatlab搭建后臺管理系統(tǒng)；考慮到插入修改操作較多，需要用到事務處理，故數(shù)據(jù)庫引擎采用了Mysql5.7的Innodb引擎；為了更好地處理復雜的模型關系，使數(shù)據(jù)結構更加簡潔優(yōu)雅，故數(shù)據(jù)庫使用了對象關系映射（Object Relational Mapping，ORM）技術。基于此，本研究設計了“WECO課堂”整體關系數(shù)據(jù)庫架構，如圖2所示。

圖2 “WECO課堂”整體關系數(shù)據(jù)庫架構

3 API接口的應用

微信服務端豐富的原生API提供了網(wǎng)絡、媒體、文件、設備等功能，可以獲取用戶信息，支持本地存儲、支付功能等。API接口以 wx.on開頭，監(jiān)聽某個事件發(fā)生，接受一個 Callback函數(shù)作為參數(shù)，當該事件觸發(fā)時，會調(diào)用Callback函數(shù)。如未做特殊約定，其它API接口都接受一個Object作為參數(shù)——Object可以指定Success、Fail、Complete來執(zhí)行接口調(diào)用的結果。

微信小程序的功能有賴于微信端提供的API來完成。在“WECO課堂”中，本研究設計了鏈接“WECO課堂”的頁面，搭建了前端常用的框架，且微信小程序服務端可以提供課程列表、學生評分、學生成就、學生排名等多個API接口，便于微信小程序用戶端訪問。

三 “WECO課堂”的運行機制

針對MOOC線下見面課中的教學活動設計，“WECO課堂”根據(jù)交互需要，主要提供智能分組、任務布置、成果展示、多維度評分、排行榜、獎章等功能?！癢ECO課堂”的運行機制如圖3所示。

圖3 “WECO課堂”的運行機制

1 小組機制：智能分組促進小組協(xié)作

建構主義認為，協(xié)作貫穿于學習的整個過程。協(xié)作對資料的收集與分析、假設的提出和驗證、學習成果的評價起著重要的作用。通過協(xié)作學習，教師和不同學生的觀點就可以進行共享，從而達到整個學習群體共同完成對所學知識的意義建構的目的，而不是其中的某一位或某幾位學習者完成意義建構[5]。所以，小組協(xié)作學習是一種提高學習效果的有效方式。為了更好地發(fā)揮學習小組的優(yōu)勢，教師可以根據(jù)學生的性別、知識水平、學習能力、學習風格、特長等進行科學的分組，如將知識基礎差的學生和學習成績好的學生進行搭配，將場獨立型學習風格的學生和場依存型學習風格的學生進行搭配，將男生、女生平均分配在各個小組中等，使得學習小組盡可能地實現(xiàn)優(yōu)勢互補[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，將學生的信息以Excel的形式導入；然后，后臺按照組內(nèi)異質(zhì)、組間同質(zhì)為原則對導入的學生名單進行分組，即根據(jù)各組成員人數(shù)相同、各組成員入學時平均成績相似、各組男女比例分配合理的方式來進行智能分組，組內(nèi)則盡可能地實現(xiàn)優(yōu)勢互補，以在相對公平的環(huán)境下，促進組內(nèi)協(xié)作和組間合作。最后，教師以組為單位對學生進行課堂管理，學生通過小組發(fā)布作品等相關動態(tài)，進行組內(nèi)互評和組間互評，以推動學生的互動交流。

2 任務機制：小組協(xié)作和任務驅動式學習

任務驅動式學習以建構主義為基礎，是一種學習者通過完成某項任務獲取知識與技能的開放式、探究式教學模式。在任務驅動式學習中，教師通過把教學內(nèi)容設計成一個或多個任務來達到讓學生掌握知識的目的，其本質(zhì)就是通過任務來激發(fā)學生的成就動機，以培養(yǎng)學生解決問題的能力和團隊協(xié)作精神[7]。小組協(xié)作和任務驅動式學習有利于教師發(fā)揮主導作用，有序組織課堂教學；同時，也有利于學生發(fā)揮學習的主體性和主動性,在協(xié)作學習中取得更大進步。

根據(jù)以上功能需求，“WECO課堂”的教師在教師端布置任務；學生則在學生端通過組內(nèi)分工、角色扮演機制，各自承擔起不同的學習責任，并合理管理任務進度；組員之間通過互相監(jiān)督、互相鼓勵，共同協(xié)作完成任務，使學生獲得集體歸屬感。在以小組為單位完成任務后，需上傳作品進行成果展示，且所有人都可以查看其他小組提交的作品，并根據(jù)平臺上設定的多維度評價標準進行評分和評論。值得一提的是，學生可以通過微信小程序把作品鏈接分享給別人，如分享到學生所在小組的微信群內(nèi)。

3 激勵機制：排行榜和獎章

學生互評能夠有效彌補教師評閱和機器評分的局限，是適用于大規(guī)模開放在線學習情境的重要評價模式[8]?；诖?，“WECO課堂”提供了課堂實時多維度互評功能。此外，內(nèi)部動機和外在激勵對促進學習起著重要的作用，而將激勵機制應用于教學，可以更大限度地激活并發(fā)揮學生的學習潛能。為此，將游戲中的激勵機制與MOOC線下教學進行結合，是“WECO課堂”的一個努力方向。

根據(jù)以上功能需求，“WECO課堂”系統(tǒng)對小組作品的多維度評分數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計，根據(jù)統(tǒng)計結果生成的柱狀圖將通過投影顯示在屏幕上，作品排名靠前的小組可獲得加分獎勵；同時，通過采集小程序端據(jù)埋點，收集學生和各小組的學習行為數(shù)據(jù)，后臺通過計算學習成就對應分值，按一定比例計入課程的總成績，最終生成個人成績排行榜和小組成績排行榜。教師根據(jù)兩個排行榜，對表現(xiàn)比較突出的小組或者學生授予獎章；學生通過個人成績排行榜的變化和獎章的授予等可視化手段，得到即時的反饋與激勵。

四 “WECO課堂”的應用

1 “WECO課堂”的應用情況

MOOC教學模式已在深圳大學得到了廣泛的應用，并在教學實施過程中不斷發(fā)現(xiàn)問題、解決問題。在2017年春季深圳大學MOOC線下見面課“網(wǎng)絡動畫設計Flash（專業(yè)篇）”中，任課教師覺得課上的學生參與度不高、積極度不夠，于是決定將“WECO課堂”應用于課堂教學。

“WECO課堂”應用于課堂教學的應用流程為：創(chuàng)建課程→導入學生名單→系統(tǒng)自動智能分組→布置小組任務→小組派代表上臺演示→課堂實時多維度互評→統(tǒng)計學生數(shù)據(jù)→實現(xiàn)獎勵機制。具體來說，在MOOC線下見面課開始前，教師使用“WECO課堂”創(chuàng)建自己的課程，導入學生名單，系統(tǒng)自動按照性別、成績、各組人數(shù)進行合理分組。在該課正式開始后，學生在課上通過微信小程序進入課程，點擊了解自己的分組情況并查看教師發(fā)布的個人任務和小組任務。在進入作品展示環(huán)節(jié)之前，教師公布各項獎勵的規(guī)則。在作品展示環(huán)節(jié)，每個小組輪流展示本組的優(yōu)秀作品，其他人根據(jù)系統(tǒng)給出的多維度評價標準（得分點）進行評分和評論。各小組展示的作品得分被實時顯示在大屏幕上，得分最高的前三個小組獲得平時加分獎勵。在該課結束之后，系統(tǒng)自動對學生進行綜合評定，教師根據(jù)數(shù)據(jù)統(tǒng)計結果，給表現(xiàn)比較突出的小組或學生授予獎章；同時，系統(tǒng)根據(jù)學生個人平時的學習表現(xiàn)生成個人成績排行榜，激勵學生跟自己比。

此外，教師還會在課后通過系統(tǒng)的歷史記錄和數(shù)據(jù)分析功能，對最近幾次課的教學效果進行比較分析：首先，通過對一次考試的橫向比較（幾個不同班級之間的成績比較），分析各個班級學習情況的差異；然后，通過追蹤某個學生的縱向數(shù)據(jù)（同一個學生的數(shù)次小測排名比較），了解該學生最近一段時間內(nèi)的成績變化情況；最后，根據(jù)比較分析結果，改進自己的教學方法。

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

2 “WECO課堂”的應用效果

從“WECO課堂”在MOOC線下見面課的應用情況來看，“WECO課堂”達到了以下教學效果：①智能分組功能保證了學習合作和學習競爭能夠同時有序地開展，以小組為單位的開放性項目式學習實現(xiàn)了優(yōu)勢互補，有利于學生進行組內(nèi)協(xié)作和組間合作；②作品交流共享功能有助于學生在分享交流中通過取長補短學到更多有用的知識，從而實現(xiàn)有效學習；③課堂實時多維度互評功能增加了課堂的趣味性并保證了評價的公正、公開，使學生的學習興趣高漲，課堂氛圍變得活躍；④成績排行榜和獎章功能激發(fā)了學生的內(nèi)在學習動力，促使學生不僅跟優(yōu)秀學生比，而且更注重跟自己比，故在平時的學習中積極、主動了很多。在MOOC線下見面課結束之后，本研究針對參與該課的67名學生進行了“WECO課堂”喜好程度網(wǎng)絡問卷調(diào)查，經(jīng)統(tǒng)計得到學生對“WECO課堂”喜好程度的調(diào)研數(shù)據(jù)（如表1所示），進一步證實了上述教學效果。

五 小結

在新課程改革的大背景下，如何實現(xiàn)師生角色的轉變，即轉變學生的學和教師的教的固定角色，是“WECO課堂”關注的熱點。目前，“WECO課堂”已經(jīng)實現(xiàn)了預覽各類文檔、通過微信提交各類音視頻文件、跨終端且跨平臺的兼容性接口等版塊功能，但還需增加更多特色功能，以能給師生帶來更好的體驗。后續(xù)研究將基于相關理論和新技術實踐，更有效地將在線教育與傳統(tǒng)教育進行結合，進一步提高師生之間的互動交流、提升課堂的學習效率，發(fā)展獨特的基于cMOOC的在線教育課堂文化，并逐步向全國高校推廣。

[1][2]閆寒冰,祝智庭.CAI理論在信息化教育中的新發(fā)展[J].外語電化教學,2001,(2):59-63.

[3]匡芳君.基于MVC模式的網(wǎng)絡教學平臺設計[J].計算機技術與發(fā)展,2010,(12):251-254.

[4]張怡陽.基于依賴注入的移動終端應用開發(fā)[J].計算機應用,2009,(S1):282-284.

[5][6]杜瓊英.遠程開放學習中學習小組構成及功能探討[J].中國遠程教育,2003,(9):25-27.

[7]劉紅梅.任務驅動式案例教學法的構建與應用[J].江蘇高教,2016,(4):71-73.

[8]羅恒,左明章,安東尼·魯賓遜.大規(guī)模開放在線學習學生互評效果實證研究[J].開放教育研究,2017,(1):75-83.