基于微信小程序的自測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)與實(shí)踐

崔良玉，王燦芳

（天津職業(yè)技術(shù)師范大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，天津 300222）

隨著移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)的興起與發(fā)展，基于移動(dòng)終端的移動(dòng)學(xué)習(xí)平臺(tái)已成為移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代重要的方法與手段?，F(xiàn)今手機(jī)成為了大學(xué)生獲取知識(shí)與輸出信息的重要手段，因此為適應(yīng)新時(shí)代獲取知識(shí)的新需求，市場(chǎng)已開(kāi)發(fā)出多種不同功能、面向不同群體的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺(tái)。微信是我國(guó)裝機(jī)量最大的社交類(lèi)應(yīng)用軟件，而微信開(kāi)放的小程序開(kāi)發(fā)系統(tǒng)為用戶(hù)開(kāi)發(fā)應(yīng)用提供了平臺(tái)，其即用即走的理念可使用戶(hù)方便快捷地選擇應(yīng)用小程序?；谖⑿判〕绦虻妮p型學(xué)習(xí)系統(tǒng)有著多種優(yōu)勢(shì)，已成為課外教學(xué)輔助的重要方式與手段。移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)與智能手機(jī)及社交軟件的興起為移動(dòng)學(xué)習(xí)提供了更多的技術(shù)途徑[1]，微信可用于構(gòu)建移動(dòng)學(xué)習(xí)的翻轉(zhuǎn)課堂方案，實(shí)驗(yàn)證明其可有效提高學(xué)習(xí)成績(jī)[2]；利用微信的交互功能可以搭建在線答題系統(tǒng)[3]，如可以在課堂上將考試內(nèi)容推送到學(xué)生手機(jī)端，讓學(xué)生在限定的時(shí)間內(nèi)完成并提交，這樣一方面可及時(shí)檢測(cè)學(xué)生的學(xué)習(xí)效果，另一方面教師也可以通過(guò)后端數(shù)據(jù)及時(shí)發(fā)現(xiàn)學(xué)生知識(shí)的薄弱點(diǎn)，及時(shí)進(jìn)行輔導(dǎo)[4-5]；將教學(xué)過(guò)程信息化，有利于實(shí)現(xiàn)面向過(guò)程的考核[6]，還能充分利用用戶(hù)交互生成的大數(shù)據(jù)對(duì)教學(xué)過(guò)程進(jìn)行量化，便于統(tǒng)計(jì)分析[7-8]。國(guó)內(nèi)對(duì)微信小程序在教學(xué)考核方面的應(yīng)用已進(jìn)行了初步的探索，如陳柳紅[9]提出了一種利用微信小程序?qū)崿F(xiàn)在線考試的設(shè)想，分析了微信小程序的優(yōu)勢(shì)；牛琳等[10]針對(duì)高校在實(shí)施翻轉(zhuǎn)課堂、PBL（problem-based learning）教學(xué)等新型教學(xué)模式時(shí)，缺少具有實(shí)時(shí)性、互動(dòng)性、趣味性、用戶(hù)體驗(yàn)好的移動(dòng)學(xué)習(xí)平臺(tái)的問(wèn)題，提出了基于微信小程序的移動(dòng)學(xué)習(xí)平臺(tái)的設(shè)計(jì)方案；云南大學(xué)通過(guò)對(duì)微信小程序的研究現(xiàn)狀和理論依據(jù)分析，指出了其對(duì)高校學(xué)生在自主學(xué)習(xí)方面的益處、支撐作用和學(xué)習(xí)效果[11]。張迪等[12]提出了基于小程序的第二課堂學(xué)分系統(tǒng)，具有在線活動(dòng)報(bào)名、第二課堂學(xué)分查看、學(xué)分明細(xì)查看、學(xué)分申請(qǐng)進(jìn)度查看、活動(dòng)簽到簽退、活動(dòng)審核等功能，便于學(xué)生、教務(wù)處以及二級(jí)學(xué)院對(duì)學(xué)分的各項(xiàng)管理，提高學(xué)分認(rèn)定的效率。上海大學(xué)王萍[13]提出了基于微信移動(dòng)學(xué)習(xí)應(yīng)用平臺(tái)的設(shè)計(jì)框架，基于所開(kāi)發(fā)的《程序設(shè)計(jì)C語(yǔ)言》課程微信平臺(tái)，進(jìn)行了實(shí)踐教學(xué)應(yīng)用與分析。上海交通大學(xué)山峰等[14]依托微信公眾平臺(tái)，創(chuàng)建了“數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)”課程學(xué)習(xí)公眾號(hào)，研究表明：微信公眾平臺(tái)在吸引學(xué)習(xí)者、傳播微內(nèi)容、推進(jìn)個(gè)性化學(xué)習(xí)與實(shí)時(shí)效果評(píng)估等方面具有積極的促進(jìn)作用。南京大學(xué)王玉洋[15]通過(guò)整合微信小程序和WordPress，開(kāi)發(fā)了一款操作簡(jiǎn)便、使用友好的移動(dòng)學(xué)習(xí)平臺(tái)，為學(xué)習(xí)者提供一種新的學(xué)習(xí)工具，并為微信小程序這一新穎的應(yīng)用形式在教育領(lǐng)域的應(yīng)用進(jìn)行嘗試和探索?？梢?jiàn)，將智能手機(jī)與微信應(yīng)用于教學(xué)過(guò)程，可方便快捷地將知識(shí)傳播到學(xué)生端，精準(zhǔn)地傳遞豐富的內(nèi)容，而且實(shí)現(xiàn)手段具有可擴(kuò)展性，形式多樣，可滿足不同學(xué)生群體的需求。

本文基于微信應(yīng)用于輔助教學(xué)的特點(diǎn)與現(xiàn)狀，采用交互性更強(qiáng)的小程序開(kāi)發(fā)功能，設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)面向大學(xué)生的自測(cè)自學(xué)系統(tǒng)，充分利用學(xué)生的碎片化時(shí)間，探索新的教學(xué)輔助方法與手段，并將此系統(tǒng)應(yīng)用于日常教學(xué)與過(guò)程考核中，這樣一方面可以幫助學(xué)生提高學(xué)習(xí)效果，另一方面可以協(xié)助教師實(shí)現(xiàn)過(guò)程考核與評(píng)價(jià)，以及教學(xué)過(guò)程的數(shù)據(jù)化。

1 系統(tǒng)架構(gòu)

此系統(tǒng)包括小程序終端界面系統(tǒng)、后臺(tái)題庫(kù)系統(tǒng)、后臺(tái)邏輯處理系統(tǒng)、后臺(tái)數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)，系統(tǒng)架構(gòu)如圖1所示。微信用戶(hù)可通過(guò)掃描二維碼或搜索小程序名稱(chēng)直接查找訪問(wèn)該系統(tǒng)，該系統(tǒng)利用微信小程序編輯器編輯的代碼，在微信云端服務(wù)器上運(yùn)行，執(zhí)行邏輯及事件響應(yīng)；另外，采用網(wǎng)絡(luò)云端數(shù)據(jù)庫(kù)作為題庫(kù)等周?chē)鷶?shù)據(jù)的數(shù)據(jù)庫(kù)，可進(jìn)行用戶(hù)信息、題目查找、添加、刪除等操作。系統(tǒng)流程如圖2所示。

圖1 系統(tǒng)架構(gòu)

圖2 系統(tǒng)流程

學(xué)生通過(guò)掃描該小程序的二維碼或名稱(chēng)可直接訪問(wèn)該系統(tǒng)。首次訪問(wèn)時(shí)需使用微信賬號(hào)進(jìn)行注冊(cè)登錄，并填寫(xiě)“姓名”“班級(jí)”“專(zhuān)業(yè)”等信息，便于后臺(tái)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)。登錄系統(tǒng)后，有“答題”“學(xué)習(xí)”“排名”“錯(cuò)題”4個(gè)模塊可選擇。選擇答題后，微信后端程序從題庫(kù)數(shù)據(jù)庫(kù)中隨機(jī)出題組成一套測(cè)試題，待學(xué)生答題結(jié)束后，顯示分?jǐn)?shù)及題目對(duì)錯(cuò)，并將錯(cuò)題提交至個(gè)人的錯(cuò)題數(shù)據(jù)庫(kù)；學(xué)生也可以選擇學(xué)習(xí)功能，或查看個(gè)人的錯(cuò)題集，或查看個(gè)人的分?jǐn)?shù)排名。教師作為管理員可登錄微信后臺(tái)程序查看學(xué)生的注冊(cè)、訪問(wèn)信息，包括登錄時(shí)間、訪問(wèn)頻次等，也可登錄數(shù)據(jù)庫(kù)后臺(tái)查看學(xué)生的答題記錄，包括每個(gè)學(xué)生的錯(cuò)題記錄，由此分析學(xué)生未掌握的知識(shí)點(diǎn)；學(xué)生的平時(shí)答題成績(jī)可與教務(wù)數(shù)據(jù)庫(kù)連接，將平時(shí)答題成績(jī)作為綜合評(píng)價(jià)參數(shù)，以便實(shí)現(xiàn)更全面、更科學(xué)的過(guò)程考核與評(píng)價(jià)。

微信小程序框架包含2部分：View視圖層、App Service邏輯層。View視圖層用來(lái)渲染頁(yè)面結(jié)構(gòu)，App Service邏輯層用來(lái)邏輯處理、數(shù)據(jù)請(qǐng)求、接口調(diào)用，它們分別在2個(gè)線程里運(yùn)行，視圖層使用WebView渲染，邏輯層使用JSCore運(yùn)行。視圖層和邏輯層通過(guò)系統(tǒng)層的JSBridage進(jìn)行通信，邏輯層將數(shù)據(jù)變化通知給視圖層，觸發(fā)視圖層頁(yè)面更新，視圖層把觸發(fā)的事件通知到邏輯層進(jìn)行業(yè)務(wù)處理。

該系統(tǒng)采用云數(shù)據(jù)庫(kù)，云數(shù)據(jù)庫(kù)是部署和虛擬化在云計(jì)算環(huán)境中的數(shù)據(jù)庫(kù)，用來(lái)存儲(chǔ)用戶(hù)信息、題庫(kù)、錯(cuò)題題庫(kù)及排名信息等。云數(shù)據(jù)庫(kù)是在云計(jì)算的大背景下發(fā)展起來(lái)的一種新興的共享基礎(chǔ)架構(gòu)的方法，它極大地增強(qiáng)了數(shù)據(jù)庫(kù)的存儲(chǔ)能力，消除了人員、硬件、軟件的重復(fù)配置，讓軟、硬件升級(jí)變得更加容易。云數(shù)據(jù)庫(kù)具有高可擴(kuò)展性、高可用性、采用多種形式和支持資源有效分發(fā)等特點(diǎn)。

2 系統(tǒng)設(shè)計(jì)與開(kāi)發(fā)

2.1 開(kāi)發(fā)語(yǔ)言

微信小程序開(kāi)發(fā)采用騰訊官方發(fā)布的開(kāi)發(fā)者工具，這是集模擬器、編輯器與調(diào)試器于一體的開(kāi)發(fā)環(huán)境。安裝完成后，微信掃描登錄即可，在這個(gè)開(kāi)發(fā)者工具中，可以編寫(xiě)代碼、實(shí)時(shí)看到界面圖、調(diào)試代碼，打印錯(cuò)誤等。

在程序開(kāi)發(fā)過(guò)程中主要應(yīng)用的開(kāi)發(fā)語(yǔ)言包括WXML（weixin markup language），WXSS（weixin style sheets），JS以及JSON格式的配置文件。WXML是一種標(biāo)簽語(yǔ)言，類(lèi)似于HTML語(yǔ)言，用來(lái)表示小程序頁(yè)面結(jié)構(gòu)布局的語(yǔ)言。WXSS的功能與基本語(yǔ)法CSS類(lèi)似，是一種樣式語(yǔ)言，用來(lái)修飾WXML的樣式。JS是一種腳本語(yǔ)言，是小程序交互功能實(shí)現(xiàn)的主要工具，使用方法與JavaScript類(lèi)似。JSON是配置文件，包括項(xiàng)目配置、工具配置和頁(yè)面配置，包含的配置信息有：頁(yè)面的路徑、名稱(chēng)，整體的風(fēng)格等。

除了客戶(hù)端所看到的頁(yè)面、交互等功能外，該系統(tǒng)另一個(gè)重要的組成部分是數(shù)據(jù)庫(kù)，包括題庫(kù)、用戶(hù)信息數(shù)據(jù)庫(kù)、錯(cuò)題數(shù)據(jù)庫(kù)等。為方便編程與調(diào)用，系統(tǒng)采用網(wǎng)絡(luò)上免費(fèi)的云端數(shù)據(jù)庫(kù)Bmob。Bmob為小程序開(kāi)發(fā)提供一體化的后端云服務(wù)，免去了服務(wù)器維護(hù)、證書(shū)配置、數(shù)據(jù)存儲(chǔ)互通等繁瑣的工作，只需關(guān)注前端的邏輯功能設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)，這樣可以大幅度提高開(kāi)發(fā)效率，縮短研發(fā)時(shí)間，降低成本。

2.2 功能模塊

系統(tǒng)的主要功能模塊如圖3所示，主要包括注冊(cè)/個(gè)人信息模塊、答題模塊、學(xué)習(xí)模塊、錯(cuò)題集模塊與排名5個(gè)模塊，答題與學(xué)習(xí)模塊又包含：選擇題、填空題、判斷題和簡(jiǎn)答題模塊。

圖3 主要功能模塊

注冊(cè)模塊，通過(guò)微信搜索小程序名稱(chēng)或掃描二維碼即可通過(guò)微信賬號(hào)訪問(wèn)該系統(tǒng)，頭像采用微信頭像，此時(shí)姓名及班級(jí)為空，需進(jìn)行注冊(cè)才能顯示。在登錄模塊點(diǎn)擊頭像處進(jìn)入注冊(cè)模塊，此時(shí)需要填寫(xiě)“姓名”“班級(jí)”和“學(xué)號(hào)”，點(diǎn)擊“確定”按鈕后返回登錄頁(yè)面。

在主頁(yè)面（登錄頁(yè)面）點(diǎn)擊“答題”按鈕，進(jìn)行課程及章節(jié)選擇，選擇題庫(kù)頁(yè)面如圖4所示。點(diǎn)擊“確定”按鈕后，系統(tǒng)給出隨機(jī)試卷，包括10道選擇題和10道判斷題，隨機(jī)試卷頁(yè)面如圖5所示。答題完畢后或答題中間點(diǎn)擊“交卷”按鈕，系統(tǒng)進(jìn)入分?jǐn)?shù)頁(yè)面，分?jǐn)?shù)頁(yè)面如圖6所示。紅色代表答題錯(cuò)誤，錯(cuò)題進(jìn)入錯(cuò)題本，藍(lán)色代表答題正確，點(diǎn)擊頁(yè)面上的題號(hào)數(shù)字，進(jìn)入答題回顧頁(yè)面，顯示題目和選項(xiàng)，答題回顧頁(yè)面如圖7所示。

圖4 選擇題庫(kù)頁(yè)面

圖5 隨機(jī)試卷頁(yè)面

圖6 分?jǐn)?shù)頁(yè)面

圖7 答題回顧頁(yè)面

在主頁(yè)面上點(diǎn)擊“學(xué)習(xí)”按鈕，系統(tǒng)進(jìn)入學(xué)習(xí)頁(yè)面，系統(tǒng)默認(rèn)出現(xiàn)的是“單選”題頁(yè)面，點(diǎn)擊頂部的“判斷”“填空”或“簡(jiǎn)答”按鈕，頁(yè)面會(huì)切換到相應(yīng)的題型頁(yè)面；點(diǎn)擊“＞”或“＜”，系統(tǒng)會(huì)向前或向后顯示一道題，點(diǎn)擊“＞＞”或“＜＜”，系統(tǒng)以 10道題為單位向前或向后顯示題目；點(diǎn)擊底部的“顯示答案”，在下部顯示本題答案。錯(cuò)題同理。

在主頁(yè)面上點(diǎn)擊“排名”按鈕，根據(jù)選擇的題庫(kù)，系統(tǒng)進(jìn)入排名頁(yè)面，頁(yè)面從左到右分別顯示頭像、姓名、總分?jǐn)?shù)及答題次數(shù)。

在主頁(yè)面上點(diǎn)擊“頭像”按鈕，系統(tǒng)進(jìn)入個(gè)人信息頁(yè)面，分別顯示“姓名”“班級(jí)”“學(xué)號(hào)”“登錄次數(shù)”“分?jǐn)?shù)”以及“上次答題時(shí)間”。點(diǎn)擊“問(wèn)題反饋”按鈕，系統(tǒng)給出問(wèn)題反饋?lái)?yè)面。

3 數(shù)據(jù)分析與評(píng)測(cè)

微信小程序記錄、分析登入數(shù)據(jù)及答題記錄，后臺(tái)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)可用于學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程分析?？蓪?duì)訪問(wèn)人數(shù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，還可進(jìn)行深度分析，如每個(gè)頁(yè)面的訪問(wèn)頻次、不同訪問(wèn)時(shí)長(zhǎng)、打開(kāi)次數(shù)分布、不同訪問(wèn)時(shí)長(zhǎng)、打開(kāi)人數(shù)分布等，小程序訪問(wèn)數(shù)據(jù)分析如表1所示。這些記錄為分析與評(píng)價(jià)學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程提供了數(shù)據(jù)支撐。

表1 小程序訪問(wèn)數(shù)據(jù)分析

云數(shù)據(jù)庫(kù)后臺(tái)可查看每個(gè)學(xué)生用戶(hù)的個(gè)人學(xué)習(xí)記錄，如訪問(wèn)次數(shù)、訪問(wèn)時(shí)間、學(xué)習(xí)時(shí)長(zhǎng)、錯(cuò)題集、答題記錄等，這些數(shù)據(jù)經(jīng)過(guò)挖掘與分析，都可成為對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)過(guò)程評(píng)價(jià)與考核的依據(jù)，學(xué)生綜合評(píng)價(jià)顯示頁(yè)面如圖8所示。

通過(guò)兩學(xué)期的實(shí)踐對(duì)比，可以看出學(xué)生對(duì)知識(shí)的掌握程度明顯提高，期末考試成績(jī)也明顯提升，學(xué)生利用碎片化時(shí)間在手機(jī)端學(xué)習(xí)，增加了學(xué)習(xí)時(shí)間，另外也通過(guò)考試模塊的訓(xùn)練，加強(qiáng)了對(duì)課本知識(shí)的思考，強(qiáng)化了考試能力。

圖8 學(xué)生綜合評(píng)價(jià)顯示頁(yè)面

4 結(jié)語(yǔ)

針對(duì)移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)時(shí)代信息獲取與實(shí)踐反饋的特點(diǎn)，本文設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)了一套基于微信小程序的自測(cè)自學(xué)系統(tǒng)。一方面可幫助學(xué)生充分利用碎片化時(shí)間學(xué)習(xí)，隨時(shí)隨地進(jìn)行自學(xué)自測(cè)；另一方面依托數(shù)據(jù)庫(kù)技術(shù)，充分利用學(xué)生訪問(wèn)小程序的數(shù)據(jù)，協(xié)助教師分析教學(xué)過(guò)程，輔助完成教學(xué)的過(guò)程考核。后臺(tái)訪問(wèn)數(shù)據(jù)顯示學(xué)生多數(shù)利用碎片化時(shí)間進(jìn)行短時(shí)間的自學(xué)自測(cè)，針對(duì)錯(cuò)題集可進(jìn)行有針對(duì)性的重點(diǎn)學(xué)習(xí)，而且程序設(shè)計(jì)的排名可有效激發(fā)學(xué)生的學(xué)習(xí)動(dòng)力。實(shí)踐證明，該系統(tǒng)可調(diào)動(dòng)學(xué)生學(xué)習(xí)的積極性，提高學(xué)習(xí)效果。這套系統(tǒng)可方便地移植到其他課程的線上教學(xué)系統(tǒng)中，尤其是針對(duì)主要考核方式為選擇題和判斷題等客觀題的課程，只需整理出相應(yīng)課程題庫(kù)便可使用。