微信公眾平臺在翻轉(zhuǎn)課堂中的應(yīng)用研究

倪禮豪

摘要：微信公眾平臺在教育中的研究只涉及消息推送、師生互動、針對具體一門學(xué)科在教學(xué)設(shè)計方面的支持。為了提高對翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)活動更好的信息化支撐，利用微信公眾平臺支持通過編程接口，實現(xiàn)對用戶管理、對文本、語音、視頻、圖片、位置信息、相冊等媒體內(nèi)容的管理和本地化存儲的功能，結(jié)合web3.0的技術(shù)特性，設(shè)計了基于微信公眾平臺二次開發(fā)的多終端應(yīng)用系統(tǒng)。通過實踐證明，平臺能有效的支撐翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)與管理。

關(guān)鍵詞：計算機(jī)軟件；微信公眾平臺；翻轉(zhuǎn)課堂；二次開發(fā)；多終端應(yīng)用系統(tǒng)

中圖分類號：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A DOI：10.3969/j.issn.1003-6970.2015.04.026

0.引言

在已有的研究中，關(guān)于微信、微信公眾平臺在教學(xué)中應(yīng)用的研究主要有以下兩類。

第一類，作為信息傳播的途徑和工具，文獻(xiàn)1探究了微信對大學(xué)生道德教化的多方面影響，基于微信的大學(xué)道德教化信息的傳播與優(yōu)化徑路及微信的信息傳播機(jī)理。文獻(xiàn)2構(gòu)建了在微信支持下的混合式學(xué)習(xí)模式[引，文獻(xiàn)3證明了微信能有效的促進(jìn)混合式學(xué)習(xí)。

第二類，研究微信、微信公眾平臺的構(gòu)建，文獻(xiàn)4認(rèn)為微信公眾平臺教學(xué)效果預(yù)期佳，文獻(xiàn)5和文獻(xiàn)6闡述了微信公眾平臺支持下的翻轉(zhuǎn)課堂模式，文獻(xiàn)7通過創(chuàng)建一個名為“翻轉(zhuǎn)課堂”的QQ群來實施教學(xué)，文獻(xiàn)8主要闡述微信公眾平臺輔助課堂教學(xué)模式構(gòu)建。微信公眾平臺在翻轉(zhuǎn)課堂中對翻轉(zhuǎn)課堂創(chuàng)新性學(xué)習(xí)未見論述，本文設(shè)計并實現(xiàn)了基于微信公眾平臺的多終端系統(tǒng)，以支持翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)活動。

1.微信公眾平臺在翻轉(zhuǎn)課堂中的支撐作用

1.1微信公眾平臺接口支持

微信公眾平臺服務(wù)號提供了豐富的接口，有對話服務(wù)、功能服務(wù)和網(wǎng)頁服務(wù)三大類，對話服務(wù)中基礎(chǔ)支持部分能獲取access token和微信服務(wù)器的IP地址，這為實現(xiàn)雙向認(rèn)證和下載多媒體資源準(zhǔn)備了條件，接受/發(fā)送消息接口為用戶和公眾平臺之間交互信息準(zhǔn)備了條件，接受消息和自動回復(fù)次數(shù)無限制，并且可以通過用戶管理接口、實現(xiàn)對用戶分組、設(shè)置備注名、獲取用戶基本信息、獲取用戶列表、獲取用戶地理位置信息；功能服務(wù)主要是面向微商的；網(wǎng)頁服務(wù)提供了Web頁面對用戶的管理接口，網(wǎng)頁服務(wù)次數(shù)無限制。

1.2微信公眾號在學(xué)習(xí)中的支撐手段

在翻轉(zhuǎn)課堂中，學(xué)生的個性化學(xué)習(xí)成為了主體，如何引導(dǎo)學(xué)生高效的自主學(xué)習(xí)，實現(xiàn)學(xué)生與教師之間的有機(jī)溝通，學(xué)生之間的協(xié)作學(xué)習(xí)，學(xué)生探索過程中的技術(shù)支撐，并對學(xué)習(xí)過程進(jìn)行有效的跟蹤，實現(xiàn)自我管理與評價是亟需解決的問題。

（1）多角度的技術(shù)支持，促進(jìn)個性化學(xué)習(xí)

在翻轉(zhuǎn)課堂中，學(xué)生的自主探究式學(xué)習(xí)主要在課外進(jìn)行，學(xué)習(xí)的起點是老師布置的問題、預(yù)先設(shè)置的教學(xué)目標(biāo)、自己感興趣的問題等。教師在課堂上可以把自己的問題截屏、拍攝成圖片、一段錄像或者一段錄音，發(fā)送到微信公眾平臺，利用微信公眾平臺提供的多媒體下載接口，通過編程，應(yīng)用服務(wù)器自動把提交的素材下載到本地服務(wù)器，素材的描述性信息存儲在數(shù)據(jù)庫，由于每個微信號在具體公眾平臺上有且只有一個永久的Openld，這樣就實現(xiàn)了所發(fā)送的內(nèi)容與發(fā)送者身份之間的雙向認(rèn)證，并且實現(xiàn)了在本地應(yīng)用服務(wù)器的持久化。在發(fā)送完素材后，微信公眾平臺會向發(fā)送者回復(fù)發(fā)送狀態(tài)標(biāo)識碼，如果發(fā)送成功，媒體并被本地應(yīng)用服務(wù)器保存，則回復(fù)的標(biāo)志碼中帶有該媒體在數(shù)據(jù)庫中保存的描述性信息的Id，此時，通過回復(fù)帶有該Id號的說明文字，即可以添加對素材的說明，從而解決了多媒體素材的自明性問題。多媒體素材與其描述性信息一一對應(yīng)，描述性信息滿足關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的特點，這樣，通過微信就實現(xiàn)了媒體素材與Web平臺的融合，借助手機(jī)、平板電腦等為素材的制造和發(fā)布帶來了極大的便利。

在翻轉(zhuǎn)課堂的自主探究式學(xué)習(xí)過程中，學(xué)習(xí)對象、學(xué)習(xí)場景、學(xué)習(xí)方式等都發(fā)生了很大的變化，突破了傳統(tǒng)的學(xué)生在書桌前看黑板、教科書或者參考書，用筆演算、記筆記等模式。比如在英語發(fā)音訓(xùn)練過程中，對學(xué)生發(fā)音進(jìn)行錄音，通過與標(biāo)準(zhǔn)發(fā)音對比，更能發(fā)現(xiàn)問題；又比如舞蹈課，錄像則是記錄排練過程的最好方式；有些實踐課程，需要我們動手制作，通過拍照提交學(xué)習(xí)成果就能避免信息丟失的問題；在學(xué)習(xí)的過程中，對于重要的場景，演講、講解、討論、個人靈感捕獲等等往往可以通過拍攝音頻視頻文件。

（2）學(xué)習(xí)過程有效跟蹤、實現(xiàn)學(xué)習(xí)自我管理與評價

在探索式學(xué)習(xí)的過程中，學(xué)生可以通過文字、圖片、音頻、視頻的形式記錄、保存學(xué)習(xí)內(nèi)容和學(xué)習(xí)成果，形成自己的學(xué)習(xí)素材，微信公眾平臺與本地的Web應(yīng)用服務(wù)器通過信息交互，能實現(xiàn)永久的存取素材。依據(jù)學(xué)習(xí)者的微信號在具體公眾平臺具有唯一Openld的特點，實現(xiàn)學(xué)習(xí)者與公眾平臺之間的雙向認(rèn)證；向公眾號發(fā)送的文字、圖片、音頻、視頻攜帶了Userld，即保存在本地服務(wù)器的素材與擁有者關(guān)聯(lián)，素材可以被屬主進(jìn)行編輯、修改、刪除、備注操作，從而實現(xiàn)有效的管理。

本地Web服務(wù)器一方面是借助關(guān)系型數(shù)據(jù)庫，以關(guān)系模式存儲用戶的學(xué)習(xí)素材；另一方面則提供Web方式的管理和信息檢索，實現(xiàn)了手機(jī)、Pad等移動終端和桌面應(yīng)用同步共享一個信息系統(tǒng)，發(fā)揮各自的長處。這樣設(shè)計的目的在于：學(xué)習(xí)者能方便的管理、跟蹤自己的學(xué)習(xí)；構(gòu)建學(xué)習(xí)圈，方便進(jìn)行協(xié)作學(xué)習(xí)；自覺形成評價數(shù)據(jù)。

（3）保障機(jī)制

可控的權(quán)限管理機(jī)制，由于公眾號與關(guān)注者微信號實現(xiàn)了雙向認(rèn)證，發(fā)送的素材攜帶了發(fā)送者的Openld，每個用戶的每個素材均有Id號。這樣，公眾平臺、關(guān)注者、素材之間就一一對應(yīng)，在關(guān)系型數(shù)據(jù)庫的支持下，就能方便的實現(xiàn)權(quán)限管理。

同一個微信公眾平臺的關(guān)注者，在實名認(rèn)證的前提下，容易構(gòu)建學(xué)習(xí)圈，Web方式下的資源共享也有利于這種學(xué)習(xí)圈的形成和維系。在Web方式下，可以共享出自己的學(xué)習(xí)素材，也可以搜索、收藏他人的學(xué)習(xí)素材，并且可以就某一問題創(chuàng)建討論組等等，Web3.0的最新技術(shù)均適用于此。endprint

手機(jī)、Pad等移動設(shè)備成為了學(xué)習(xí)過程中貼身學(xué)習(xí)工具，且其固有的屬性無法被電腦等其它設(shè)備取代，比如手機(jī)中內(nèi)置的傳感器裝置。學(xué)習(xí)過程沉淀在Web系統(tǒng)中，便于學(xué)習(xí)過程自我管理與維護(hù)，而不是僅僅復(fù)習(xí)筆記，通過時間的積累，有助于構(gòu)建知識地圖，并實現(xiàn)自我完善。同時，也記錄了學(xué)生學(xué)習(xí)軌跡，對學(xué)習(xí)過程的有效跟蹤，為個性化輔導(dǎo)提供了依據(jù)，在翻轉(zhuǎn)課堂的討論環(huán)節(jié)更具針對性；也能了解在團(tuán)隊協(xié)作學(xué)習(xí)過程中各學(xué)生的角色及其作用，為學(xué)習(xí)成績的評價提供依據(jù)。

2.面向翻轉(zhuǎn)課堂的微信公眾平臺解決方案

2.1應(yīng)用體系結(jié)構(gòu)

系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)是多層結(jié)構(gòu)，第一層是數(shù)據(jù)庫服務(wù)器，第二層是Web服務(wù)器，第三層是微信服務(wù)器，用戶通過智能設(shè)備與公眾平臺交互實現(xiàn)與微信服務(wù)器交互，PC瀏覽器與Web服務(wù)器交互，核心是自建的Web服務(wù)器。

2.2微信公眾平臺接口功能實現(xiàn)關(guān)鍵點

（1）Web服務(wù)器與公眾號之間的相互認(rèn)證

通過在微信公眾平臺（https：//mp.weixin.qq.com/）的服務(wù)器地址欄里設(shè)置應(yīng)用服務(wù)器處理頁面，在微信公眾平臺設(shè)置的應(yīng)用ID、應(yīng)用密鑰、令牌、消息加解密密鑰作為應(yīng)用服務(wù)器入口文件eheekSignature函數(shù)的參數(shù)，進(jìn)行應(yīng)用服務(wù)器與微信服務(wù)器之間的雙向認(rèn)證。

（2）個人微信號和公眾平臺之間的認(rèn)證

每個微信號在具體的公眾號平臺對應(yīng)唯一的一個OpenlD，用戶在關(guān)注公眾平臺時公眾平臺響應(yīng)一個驗證碼給用戶，用戶憑此驗證碼以Web表單的形式在PC上完善自己的個人身份信息，即完成平臺的注冊，系統(tǒng)管理員以Web表單的形式在PC上審核注冊信息。在實際使用時，用戶在公眾號平臺上的身份驗證借助該用戶的微信號登錄驗證完成，無需額外驗證，通過Web管理自己向公眾平臺發(fā)送的素材，則需要進(jìn)行身份驗證，這樣就實現(xiàn)了關(guān)注者賬號、公眾號、Web應(yīng)用三者之間的相互認(rèn)證。

（3）獲取用戶OpenID

實現(xiàn)關(guān)注者賬號的激活、審核，關(guān)注者賬號實現(xiàn)Web驗證，它們的核心問題是要解決OpenlD，當(dāng)用戶向公眾平臺發(fā)送文本信息時，實際是向服務(wù)器發(fā)送了一個POST請求。數(shù)據(jù)基于XML格式，標(biāo)簽有ToUserName、FromUserName、CreateTime、MsgType、Content，分別表示開發(fā)者微信號、發(fā)送者微信號、消息創(chuàng)建時間、消息類型、發(fā)送的內(nèi)容。在程序中獲取FromUserName的值即得用戶的OpenlD。

（4）自定義菜單

在基于公眾平臺的二次開發(fā)中，自定義菜單主要支持上報地理位置信息、照片發(fā)送，支持從相冊選擇照片或者拍攝照片發(fā)送、語音上傳、語音識別、視頻拍攝、位置信息發(fā)送、從服務(wù)器下載媒體等。

自定義菜單分三步：第一步，獲取令牌access token；第二步，定義JSON字符串，描述菜單；第三步，向服務(wù)器POST該JSON，鑒于獲取令牌的代碼在微信公眾平臺的特定性。下面完整給出方法。

事件推送到微信公眾平臺的后臺是作為事件（Event）來處理的，如果是上報地理位置信息，事件類型為LOCATION，可以獲取到地理位置維度（Latitude）、地理位置經(jīng)度（Longitude）、地址位置精度（Precision）。自定義菜單的事件類型是CLICK，點擊菜單跳轉(zhuǎn)鏈接時的事件是View在程序中，通過SpostObi-Msg Type可以獲取到類型值even。通過Sobieet->Event可以獲取到事件的類型，比如LOCATION，CLICK，VIEW等。在JSON中，如果是自定義的點擊菜單，則要指定type、name和key三個參數(shù)，在程序響應(yīng)時，通過obieet->EventKey獲取到設(shè)定的key值，即公眾平臺能感知到點擊了哪個菜單；如果是跳轉(zhuǎn)型的，則要指定type、name和url三個參數(shù)，在點擊菜單時，直接跳轉(zhuǎn)到url指定的頁面。特別要指出，在最新的V6，1版的微信中，發(fā)送位置的事件類型為：location select，發(fā)送圖片的事件類型為pie photo or album，支持拍照或者從相冊選擇。

2.3擴(kuò)展功能：Web管理

該微信公眾平臺的設(shè)計，最突出的特色在于依賴微信公眾平臺的同時結(jié)合了Web系統(tǒng)，兩者共一個關(guān)系型的數(shù)據(jù)持久層，相互協(xié)作而又保持邏輯的一致性。

要實現(xiàn)的關(guān)鍵點有兩個：關(guān)注者賬號管理，媒體素材管理。

當(dāng)用戶關(guān)注公眾平臺時，系統(tǒng)后臺檢測該Openid在本平臺是否有記錄，如果尚未記錄，則向user表插入一條記錄，保存userid和user openid字段的值，其中userid是user表的主鍵，user openid即Openid，形如ohXqXJii96 vx28ElnNbuGBnGHk的字符串。Openid在user表中是唯一的，可以作為user表的主鍵，本設(shè)計中增加了userid作為主鍵的目的是在應(yīng)用過程中公眾平臺與用戶交互信息更有友好。然后響應(yīng)一個信息給關(guān)注者，提示用指定的格式設(shè)置用戶名和密碼，比如#1#{u}#{password}，這樣就可以更新userid為1的這條記錄，指定USer name為{userName}設(shè)定的值，user pwd為{password}設(shè)定的值。這樣，該用戶就在該公眾平臺設(shè)置了自己的賬號信息，在PC上可以通過web表單進(jìn)一步完善用戶信息。

管理下載的媒體，通常，各類媒體，包括文本，在微信公眾平臺只保留5天，本方案需要永久保留圖片、音頻、視頻文件，下載多媒體文件分三步。

（1）調(diào)用getAccessToken（）方法驗證身份，返回值賦給$access token；

（2）拼接url，在微信提供的URL中發(fā)送access token和&media id屬性；endprint

（3）編程實現(xiàn)下載，Snoopy是個值得推薦的組件。對于下載的組件可以通過uuid來命名文件，解決文件重名的問題，進(jìn)而把文件的描述性屬性保存到數(shù)據(jù)庫。

在本地Web服務(wù)器保存了多媒體素材，就可以通過Web編程實現(xiàn)管理與分享。用戶通過對多媒體素材的精細(xì)化權(quán)限控制，可以分享、收藏相關(guān)材料，跟蹤個人學(xué)習(xí)軌跡構(gòu)建個人學(xué)習(xí)空間。經(jīng)過一定的數(shù)據(jù)積累，可以形成基于個性化推薦的智慧型學(xué)習(xí)系統(tǒng)，對于教師、學(xué)校等教育工作做而言，分析這個全程跟蹤了學(xué)習(xí)個體的教育數(shù)據(jù)對改進(jìn)教育意義重大。

3.一個例子

結(jié)合應(yīng)用實際，開發(fā)了一個基于微信公眾平臺的應(yīng)用，通過抽象，保留核心的屬性，得到系統(tǒng)的E-R圖如圖1所示。

系統(tǒng)核心E-R圖包括兩個實體和一個聯(lián)系：user（微信公眾平的關(guān)注者）實體和content（媒體素材）實體，這兩個實體之間是一對多的關(guān)系，并得到“用戶收集的媒體”這個聯(lián)系，其它屬性根據(jù)業(yè)務(wù)實際的需要，可以合理擴(kuò)展。并且可以增加對媒體的評論等其它實體，這些都依據(jù)實際需要而定。

業(yè)務(wù)流程，本應(yīng)用包括客戶微信號與公眾微信號之間的信息交換和共享的基于Web形式的應(yīng)用，這兩者共享一個數(shù)據(jù)庫，包括數(shù)據(jù)庫中表的記錄和Web中的用戶媒體文件。微信號與公眾平臺之間的信息流轉(zhuǎn)流程如圖2所示。

用戶發(fā)送的文本直接保存在數(shù)據(jù)庫，圖片、音頻、視頻的相關(guān)屬性保存在數(shù)據(jù)庫的同時，媒體文件也存儲在了Web應(yīng)用服務(wù)器。Web方面的開發(fā)在此不作敘述。

當(dāng)用戶關(guān)注了公眾號后，可以用微信與公眾平臺交互信息，比如向公眾平臺發(fā)送圖片，可以從相冊選擇，也可以拍攝照片，當(dāng)上傳成功后，公眾平臺會回復(fù)類似“您的圖片已經(jīng)保存，您可以回復(fù)‘#62#說明文字以添加對圖片的說明，方便查詢。您可以登錄http：//xxx.duapp.com/weixin/images/管理您的圖片”。其中62為該媒體素材在數(shù)據(jù)庫中記錄的contentld，此時，回復(fù)群62#三角函數(shù)筆記，即更新了該素材的描述信息，更新成功后，公眾平臺響應(yīng)“您已經(jīng)對圖片添加說明：三角函數(shù)筆記”。

通過PC的瀏覽器管理用戶自己的素材，打開Web應(yīng)用服務(wù)器的網(wǎng)址，以素材添加的時間逆序顯示該素材的縮略圖，點擊該縮略圖可以查看原圖及其說明。

4.結(jié)語

本文研究了微信公眾平臺在翻轉(zhuǎn)課堂中的技術(shù)支撐作用，結(jié)合教改實際，開發(fā)了基于微信公眾平臺與Web3.0相結(jié)合的應(yīng)用系統(tǒng)，通過8000余名注冊學(xué)生、涉及6個專業(yè)、72門課程為期一個學(xué)期的試用，系統(tǒng)運行平穩(wěn)，在實際翻轉(zhuǎn)課堂的實施中發(fā)揮了良好的作用。endprint