基于小程序的Java融合課程平臺的體系建設

王夢曉，翟玉慶，朱林，弭娜

（1.東南大學成賢學院，江蘇 南京 210088；2.東南大學，江蘇 南京 211189）

0 引 言

隨著Java 及其后續(xù)技術的發(fā)展，延伸出來的相關課程比較多，這些課程也多為線下教學方式，無法適應線上教學模式。從當前的社會背景來看，線上教學的需求日益高漲，“互聯(lián)網(wǎng)+教育”的發(fā)展速度顯著提升。另外，只重結果的教育模式已不能適應社會發(fā)展的全新要求，我國以華為、中興為代表的高新企業(yè)經(jīng)過多年發(fā)展，管理手段日益先進，對員工的過程化考核已經(jīng)非常成熟，借鑒企業(yè)的管理模式，將過程化考核的手段引入到高校教學過程中勢在必行。本文對Java 課程群進行分析、重組、剪裁、融合，構建Java融合課程并設計本課程的混合教學一體化模式，基于微信小程序技術，全面研究并開發(fā)Java 融合課程平臺體系，平臺在融合課程的教學過程中同步支持過程化數(shù)據(jù)提取，對融合課程的實踐效果進行評價。

1 總體目標

1.1 以CDIO 的工程理念整合課程資源

CDIO（conceive—design—implement—operate）工程教育模式是一種先進的現(xiàn)代工程教育模式，對應用型本科高校非常適合。本課程以CDIO 的工程理念，將相關的教學資源進行了整合，并進行線上線下資源的完整建設。融合課程的資源從教學內(nèi)容整合、項目整合、技術問答整合等三個維度進行全面整合：

（1）教學內(nèi)容整合。分成七個專題，每個專題探討一個方面的技術內(nèi)容，每個專題涵蓋教學講義、線下授課課件、線上雨課堂授課講解內(nèi)容、課前導入、作業(yè)、實踐訓練、知識拓展等部分，覆蓋了教學的方方面面。

（2）項目整合。主要是以網(wǎng)上書店系統(tǒng)為例，用JSP+Servlet+JavaBean 的技術以及Struts2+Hibernate 框架技術分別實現(xiàn)該網(wǎng)站，體會主流的兩大類技術的區(qū)別和優(yōu)缺點，通過授課和實踐，鼓勵同學們課外開展開放性課題的研究。

（3）技術問答整合。主要把各種技術的Question and Answer 給到同學，并營造一個類似開發(fā)者社區(qū)的環(huán)境，讓同學們體會到技術共享的好處。

經(jīng)過近一年的項目建設，已形成完整的教學資源，支撐了在線教學工作，不僅包括線上線下的“教”的過程，還包括了學生“學”的過程，并記錄了相關的過程數(shù)據(jù)。

1.2 混合式教學一體化模式

基于移動設備的新型學習模式是當前時代的主要發(fā)展方向。為此，Java 融合課程設計了混合式教學一體化模式，教學過程按照課前、課中、課后、課外串聯(lián)，如圖1所示?？傮w而言，課前用實時交流平臺進行問題導入、課中用騰訊課堂、騰訊會議等直播平臺輔助授課、課后學生通過自研的教學平臺下載課程資源、進行線上測試，供學生了解自己本專題的學習情況，也可以讓教師實時了解學生掌握情況，進而調(diào)整教學重難點。課外學生完成過程數(shù)據(jù)收集。

圖1 一體化教學模式圖

1.3 構建基于小程序的融合學習平臺

目前，移動互聯(lián)網(wǎng)學習平臺目前有三種形式，一是在線教育學習網(wǎng)站平臺，二是自主開發(fā)的App 教育學習平臺，三是小程序?qū)W習平臺。近年來，小程序因功能完善、易攜帶、便于交流等特點已成為人們?nèi)粘；ハ嘟涣鳌⒉榭促Y訊和學習資料的重要工具，線上教學也正進行得如火如荼。各大高校已逐步將線上教學融合到整體的教學計劃中，未來線上教學的使用率將越來越高。因此設計并開發(fā)基于小程序的融合平臺，讓學生以最方便的方式進行學習、反饋，是融合課程最佳選擇。另一方面，通過小程序的開發(fā)，可以讓學生不用登錄電腦，即可以完成收集學生過程化學習數(shù)據(jù)的目標，是具有可行性的解決方案。

2 小程序的設計與實現(xiàn)

2.1 總體設計思路

基于微信小程序技術的線上教學平臺系統(tǒng)共設計了8 個功能模塊：登錄模塊、用戶管理模塊、資源管理模塊、課程管理模塊、作業(yè)管理模塊、留言發(fā)帖模塊、作業(yè)要求模塊、在線答題模塊。每個模塊對應的功能均在服務器上進行實現(xiàn)，后端服務器使用SpringBoot 框架，將MyBatis 整合到項目中，使得項目與數(shù)據(jù)庫的交互變得方便。各個功能模塊如下：

第一個模塊為登錄模塊：本模塊功能為授權登錄，用戶同意授權后才能進入小程序。

第二個模塊為用戶管理模塊：本模塊是對用戶信息進行操作。

第三個模塊為資源管理模塊：本模塊是對學習資源文件進行管理。用戶可以上傳資源文件，也可以在線預覽資源文件。

第四個模塊為課程管理模塊：本模塊是對課程信息進行管理操作。本系統(tǒng)多數(shù)功能是基于所選課程執(zhí)行的，因此該模塊對系統(tǒng)的運行十分重要。

第五個模塊為作業(yè)管理模塊：本模塊可以讓學生們上傳他們的作業(yè)，老師可以查看學生們的作業(yè)，老師也可以對某些不合格作業(yè)進行刪除。

第六個模塊為留言發(fā)帖模塊：本模塊的意義在于開放一個討論空間，讓用戶們相互交流，實現(xiàn)線上交流的功能。

第七個模塊為作業(yè)要求模塊：本模塊提供教師給學生們發(fā)布作業(yè)要求的功能。

第八個模塊為在線答題模塊：此模塊是給學生提供一個自我能力檢測的功能，同時教師也可以使用本模塊進行隨堂測驗。

系統(tǒng)模塊結構圖如圖2所示。

圖2 系統(tǒng)模塊結構圖

2.2 總體工作流程圖

本系統(tǒng)的總體工作流程基于用戶的權限，用戶先進行登錄，根據(jù)用戶權限，開放對應的功能。若用戶為管理員，則登錄后進入管理界面，然后可用進行管理操作，如用戶管理、課程管理、資源管理。若用戶為老師或?qū)W生，則進入首頁，二者都可以進行的操作有：進入用戶界面查看個人信息、修改個人信息以及退出登錄；在首頁進入討論區(qū)查看留言以及發(fā)布留言；進入課程選擇界面選擇課程。選擇課程后，教師和學生都可以進行的操作有：查看資源、查看作業(yè)要求、在線預覽資源、在線預覽作業(yè)。教師權限的功能有：上傳資源、發(fā)布新作業(yè)要求、刪除作業(yè)、刪除資源。學生權限的功能有：提交作業(yè)、在線答題。具體系統(tǒng)總體工作流程圖如圖3所示。

圖3 系統(tǒng)總體工作流程圖

2.3 系統(tǒng)數(shù)據(jù)庫設計

實體聯(lián)系圖用于信息管理系統(tǒng)的設計中，用來描述信息需求以及存儲在數(shù)據(jù)庫中的信息的類型。本系統(tǒng)設計根據(jù)課程需要，設計了用戶、課程、資源、作業(yè)等各種實體，并設計了實體之間的關聯(lián)，具體如圖4所示。

根據(jù)圖4設計數(shù)據(jù)庫關系模式為：

圖4 數(shù)據(jù)庫實體聯(lián)系圖

用戶表（用戶編號，姓名，身份，頭像地址，性別，學工號，申請狀態(tài)）

課程表（課程號，課程名，課程介紹）

用戶課程表（用戶編號，課程號）

資源表（資源號，資源名，資源路徑，課程號，類型）

作業(yè)要求表（作業(yè)要求編號，標題，內(nèi)容，課程號，用戶編號，用戶姓名）

作業(yè)表（作業(yè)號，作業(yè)名，路徑，類型，課程號，用戶編號，作業(yè)要求編號，用戶姓名）

留言表（留言編號，標題，內(nèi)容，用戶編號，用戶姓名）

試題表（編號，題目，選項a，選項b，選項c，選項d，答案，課程號）

回復表（回復編號，用戶編號，內(nèi)容，留言編號）

2.4 系統(tǒng)實現(xiàn)工具與環(huán)境

前端：微信開發(fā)者工具

后端：使用java 語言進行開發(fā)，使用SpringBoot 框架整合MyBatis 進行開發(fā)

存儲系統(tǒng)：MySQL

系統(tǒng)運行環(huán)境：Windows10，已綁定微信開放平臺賬號的小程序。

2.5 系統(tǒng)主要運行界面

用戶進入小程序時會進入登錄界面，如圖5所示。

圖5 用戶登錄界面圖

當用戶點擊允許后，經(jīng)過查詢返回登錄結果。若成功，進入小程序首頁；若失敗，提示用戶登錄失敗并返回登錄界面。用戶登錄并選擇課程進入查看資源界面后，點擊預覽。效果圖如圖6所示。

圖6 教學資源圖

用戶登錄并選擇課程后，點擊在線測試進入答題界面。用戶可以開始答題，答題界面如圖7所示，選擇選項并點擊提交跳轉到下一題。上方提示當前題號以及試題總數(shù)，用戶也可以重新答題，如圖8所示，當用戶到達最后一題時，提交按鈕變?yōu)橥瓿蓽y試，點擊后彈出確認選項，選擇確認則提交答案并顯示分數(shù)，選擇取消回到當前試題。當用戶選項為空且點擊提交或完成測試時會提示用戶進行選擇。

圖7 答題效果圖

圖8 重新答題效果圖

2.6 融合系統(tǒng)的測試

本學期Java 融合課程教學的師生已經(jīng)在測試使用。該小程序?qū)τ谑占瘜W生的學習數(shù)據(jù)，教師實時下發(fā)過程測試題目，提供融合課程的過程化教學改革的數(shù)據(jù)支撐。學生可以從融合教學小程序中直接獲取相關Java 技術線的各類教學資源自主學習，有疑問也可以留言或者與同學聊天互動，大大增加了學生的學習興趣，也提高了學生的學習效率。提取的過程化測驗數(shù)據(jù)如圖9所示，提取的課件學習數(shù)據(jù)如圖10所示。

圖9 融合平臺提取過程化測驗數(shù)據(jù)

圖10 融合平臺提取課件學習數(shù)據(jù)

3 結 論

本校電子與計算機工程學院對計算機專業(yè)進行了課程調(diào)整，并同步實施融合課程的教學改革，采用過程化考核的方式對學生的學習情況綜合評估。構建基于小程序的Java 融合課程平臺，一方面使得教師對教學資源進行了系統(tǒng)的整合，并且支撐了混合式教學一體化的教學改革，另一方面使得學生可以利用移動終端隨時學習、測試，不限于線下教室的傳統(tǒng)學習模式。而微信小程序的優(yōu)勢，又支撐了過程化數(shù)據(jù)的提取，進而對學生的學習以及教師的授課效果，均可以達到更加全面、客觀的考察效果。