王夢(mèng)曉，翟玉慶，朱林，弭娜

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

0 引 言

隨著Java 及其后續(xù)技術(shù)的發(fā)展，延伸出來(lái)的相關(guān)課程比較多，這些課程也多為線下教學(xué)方式，無(wú)法適應(yīng)線上教學(xué)模式。從當(dāng)前的社會(huì)背景來(lái)看，線上教學(xué)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(jié)果的教育模式已不能適應(yīng)社會(huì)發(fā)展的全新要求，我國(guó)以華為、中興為代表的高新企業(yè)經(jīng)過(guò)多年發(fā)展，管理手段日益先進(jìn)，對(duì)員工的過(guò)程化考核已經(jīng)非常成熟，借鑒企業(yè)的管理模式，將過(guò)程化考核的手段引入到高校教學(xué)過(guò)程中勢(shì)在必行。本文對(duì)Java 課程群進(jìn)行分析、重組、剪裁、融合，構(gòu)建Java融合課程并設(shè)計(jì)本課程的混合教學(xué)一體化模式，基于微信小程序技術(shù)，全面研究并開發(fā)Java 融合課程平臺(tái)體系，平臺(tái)在融合課程的教學(xué)過(guò)程中同步支持過(guò)程化數(shù)據(jù)提取，對(duì)融合課程的實(shí)踐效果進(jìn)行評(píng)價(jià)。

1 總體目標(biāo)

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(jìn)的現(xiàn)代工程教育模式，對(duì)應(yīng)用型本科高校非常適合。本課程以CDIO 的工程理念，將相關(guān)的教學(xué)資源進(jìn)行了整合，并進(jìn)行線上線下資源的完整建設(shè)。融合課程的資源從教學(xué)內(nèi)容整合、項(xiàng)目整合、技術(shù)問(wèn)答整合等三個(gè)維度進(jìn)行全面整合：

（1）教學(xué)內(nèi)容整合。分成七個(gè)專題，每個(gè)專題探討一個(gè)方面的技術(shù)內(nèi)容，每個(gè)專題涵蓋教學(xué)講義、線下授課課件、線上雨課堂授課講解內(nèi)容、課前導(dǎo)入、作業(yè)、實(shí)踐訓(xùn)練、知識(shí)拓展等部分，覆蓋了教學(xué)的方方面面。

（2）項(xiàng)目整合。主要是以網(wǎng)上書店系統(tǒng)為例，用JSP+Servlet+JavaBean 的技術(shù)以及Struts2+Hibernate 框架技術(shù)分別實(shí)現(xiàn)該網(wǎng)站，體會(huì)主流的兩大類技術(shù)的區(qū)別和優(yōu)缺點(diǎn)，通過(guò)授課和實(shí)踐，鼓勵(lì)同學(xué)們課外開展開放性課題的研究。

（3）技術(shù)問(wèn)答整合。主要把各種技術(shù)的Question and Answer 給到同學(xué)，并營(yíng)造一個(gè)類似開發(fā)者社區(qū)的環(huán)境，讓同學(xué)們體會(huì)到技術(shù)共享的好處。

經(jīng)過(guò)近一年的項(xiàng)目建設(shè)，已形成完整的教學(xué)資源，支撐了在線教學(xué)工作，不僅包括線上線下的“教”的過(guò)程，還包括了學(xué)生“學(xué)”的過(guò)程，并記錄了相關(guān)的過(guò)程數(shù)據(jù)。

1.2 混合式教學(xué)一體化模式

基于移動(dòng)設(shè)備的新型學(xué)習(xí)模式是當(dāng)前時(shí)代的主要發(fā)展方向。為此，Java 融合課程設(shè)計(jì)了混合式教學(xué)一體化模式，教學(xué)過(guò)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(shí)時(shí)交流平臺(tái)進(jìn)行問(wèn)題導(dǎo)入、課中用騰訊課堂、騰訊會(huì)議等直播平臺(tái)輔助授課、課后學(xué)生通過(guò)自研的教學(xué)平臺(tái)下載課程資源、進(jìn)行線上測(cè)試，供學(xué)生了解自己本專題的學(xué)習(xí)情況，也可以讓教師實(shí)時(shí)了解學(xué)生掌握情況，進(jìn)而調(diào)整教學(xué)重難點(diǎn)。課外學(xué)生完成過(guò)程數(shù)據(jù)收集。

圖1 一體化教學(xué)模式圖

1.3 構(gòu)建基于小程序的融合學(xué)習(xí)平臺(tái)

目前，移動(dòng)互聯(lián)網(wǎng)學(xué)習(xí)平臺(tái)目前有三種形式，一是在線教育學(xué)習(xí)網(wǎng)站平臺(tái)，二是自主開發(fā)的App 教育學(xué)習(xí)平臺(tái)，三是小程序?qū)W習(xí)平臺(tái)。近年來(lái)，小程序因功能完善、易攜帶、便于交流等特點(diǎn)已成為人們?nèi)粘；ハ嘟涣?、查看資訊和學(xué)習(xí)資料的重要工具，線上教學(xué)也正進(jìn)行得如火如荼。各大高校已逐步將線上教學(xué)融合到整體的教學(xué)計(jì)劃中，未來(lái)線上教學(xué)的使用率將越來(lái)越高。因此設(shè)計(jì)并開發(fā)基于小程序的融合平臺(tái)，讓學(xué)生以最方便的方式進(jìn)行學(xué)習(xí)、反饋，是融合課程最佳選擇。另一方面，通過(guò)小程序的開發(fā)，可以讓學(xué)生不用登錄電腦，即可以完成收集學(xué)生過(guò)程化學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)的目標(biāo)，是具有可行性的解決方案。

2 小程序的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)

2.1 總體設(shè)計(jì)思路

基于微信小程序技術(shù)的線上教學(xué)平臺(tái)系統(tǒng)共設(shè)計(jì)了8 個(gè)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(gè)模塊對(duì)應(yīng)的功能均在服務(wù)器上進(jìn)行實(shí)現(xiàn)，后端服務(wù)器使用SpringBoot 框架，將MyBatis 整合到項(xiàng)目中，使得項(xiàng)目與數(shù)據(jù)庫(kù)的交互變得方便。各個(gè)功能模塊如下：

第一個(gè)模塊為登錄模塊：本模塊功能為授權(quán)登錄，用戶同意授權(quán)后才能進(jìn)入小程序。

第二個(gè)模塊為用戶管理模塊：本模塊是對(duì)用戶信息進(jìn)行操作。

第三個(gè)模塊為資源管理模塊：本模塊是對(duì)學(xué)習(xí)資源文件進(jìn)行管理。用戶可以上傳資源文件，也可以在線預(yù)覽資源文件。

第四個(gè)模塊為課程管理模塊：本模塊是對(duì)課程信息進(jìn)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(duì)系統(tǒng)的運(yùn)行十分重要。

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

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

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

第八個(gè)模塊為在線答題模塊：此模塊是給學(xué)生提供一個(gè)自我能力檢測(cè)的功能，同時(shí)教師也可以使用本模塊進(jìn)行隨堂測(cè)驗(yàn)。

系統(tǒng)模塊結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。

圖2 系統(tǒng)模塊結(jié)構(gòu)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(quán)限，用戶先進(jìn)行登錄，根據(jù)用戶權(quán)限，開放對(duì)應(yīng)的功能。若用戶為管理員，則登錄后進(jìn)入管理界面，然后可用進(jìn)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(jìn)入首頁(yè)，二者都可以進(jìn)行的操作有：進(jìn)入用戶界面查看個(gè)人信息、修改個(gè)人信息以及退出登錄；在首頁(yè)進(jìn)入討論區(qū)查看留言以及發(fā)布留言；進(jìn)入課程選擇界面選擇課程。選擇課程后，教師和學(xué)生都可以進(jìn)行的操作有：查看資源、查看作業(yè)要求、在線預(yù)覽資源、在線預(yù)覽作業(yè)。教師權(quán)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(xué)生權(quán)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(kù)設(shè)計(jì)

實(shí)體聯(lián)系圖用于信息管理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中，用來(lái)描述信息需求以及存儲(chǔ)在數(shù)據(jù)庫(kù)中的信息的類型。本系統(tǒng)設(shè)計(jì)根據(jù)課程需要，設(shè)計(jì)了用戶、課程、資源、作業(yè)等各種實(shí)體，并設(shè)計(jì)了實(shí)體之間的關(guān)聯(lián)，具體如圖4所示。

根據(jù)圖4設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)庫(kù)關(guān)系模式為：

圖4 數(shù)據(jù)庫(kù)實(shí)體聯(lián)系圖

用戶表（用戶編號(hào)，姓名，身份，頭像地址，性別，學(xué)工號(hào)，申請(qǐng)狀態(tài)）

課程表（課程號(hào)，課程名，課程介紹）

用戶課程表（用戶編號(hào)，課程號(hào)）

資源表（資源號(hào)，資源名，資源路徑，課程號(hào)，類型）

作業(yè)要求表（作業(yè)要求編號(hào)，標(biāo)題，內(nèi)容，課程號(hào)，用戶編號(hào)，用戶姓名）

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

留言表（留言編號(hào)，標(biāo)題，內(nèi)容，用戶編號(hào)，用戶姓名）

試題表（編號(hào)，題目，選項(xiàng)a，選項(xiàng)b，選項(xiàng)c，選項(xiàng)d，答案，課程號(hào)）

回復(fù)表（回復(fù)編號(hào)，用戶編號(hào)，內(nèi)容，留言編號(hào)）

2.4 系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)工具與環(huán)境

前端：微信開發(fā)者工具

后端：使用java 語(yǔ)言進(jìn)行開發(fā)，使用SpringBoot 框架整合MyBatis 進(jìn)行開發(fā)

存儲(chǔ)系統(tǒng)：MySQL

系統(tǒng)運(yùn)行環(huán)境：Windows10，已綁定微信開放平臺(tái)賬號(hào)的小程序。

2.5 系統(tǒng)主要運(yùn)行界面

用戶進(jìn)入小程序時(shí)會(huì)進(jìn)入登錄界面，如圖5所示。

圖5 用戶登錄界面圖

當(dāng)用戶點(diǎn)擊允許后，經(jīng)過(guò)查詢返回登錄結(jié)果。若成功，進(jìn)入小程序首頁(yè)；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(jìn)入查看資源界面后，點(diǎn)擊預(yù)覽。效果圖如圖6所示。

圖6 教學(xué)資源圖

用戶登錄并選擇課程后，點(diǎn)擊在線測(cè)試進(jìn)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(xiàng)并點(diǎn)擊提交跳轉(zhuǎn)到下一題。上方提示當(dāng)前題號(hào)以及試題總數(shù)，用戶也可以重新答題，如圖8所示，當(dāng)用戶到達(dá)最后一題時(shí)，提交按鈕變?yōu)橥瓿蓽y(cè)試，點(diǎn)擊后彈出確認(rèn)選項(xiàng)，選擇確認(rèn)則提交答案并顯示分?jǐn)?shù)，選擇取消回到當(dāng)前試題。當(dāng)用戶選項(xiàng)為空且點(diǎn)擊提交或完成測(cè)試時(shí)會(huì)提示用戶進(jìn)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(cè)試

本學(xué)期Java 融合課程教學(xué)的師生已經(jīng)在測(cè)試使用。該小程序?qū)τ谑占瘜W(xué)生的學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)，教師實(shí)時(shí)下發(fā)過(guò)程測(cè)試題目，提供融合課程的過(guò)程化教學(xué)改革的數(shù)據(jù)支撐。學(xué)生可以從融合教學(xué)小程序中直接獲取相關(guān)Java 技術(shù)線的各類教學(xué)資源自主學(xué)習(xí)，有疑問(wèn)也可以留言或者與同學(xué)聊天互動(dòng)，大大增加了學(xué)生的學(xué)習(xí)興趣，也提高了學(xué)生的學(xué)習(xí)效率。提取的過(guò)程化測(cè)驗(yàn)數(shù)據(jù)如圖9所示，提取的課件學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)如圖10所示。

圖9 融合平臺(tái)提取過(guò)程化測(cè)驗(yàn)數(shù)據(jù)

圖10 融合平臺(tái)提取課件學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)

3 結(jié) 論

本校電子與計(jì)算機(jī)工程學(xué)院對(duì)計(jì)算機(jī)專業(yè)進(jìn)行了課程調(diào)整，并同步實(shí)施融合課程的教學(xué)改革，采用過(guò)程化考核的方式對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)情況綜合評(píng)估。構(gòu)建基于小程序的Java 融合課程平臺(tái)，一方面使得教師對(duì)教學(xué)資源進(jìn)行了系統(tǒng)的整合，并且支撐了混合式教學(xué)一體化的教學(xué)改革，另一方面使得學(xué)生可以利用移動(dòng)終端隨時(shí)學(xué)習(xí)、測(cè)試，不限于線下教室的傳統(tǒng)學(xué)習(xí)模式。而微信小程序的優(yōu)勢(shì)，又支撐了過(guò)程化數(shù)據(jù)的提取，進(jìn)而對(duì)學(xué)生的學(xué)習(xí)以及教師的授課效果，均可以達(dá)到更加全面、客觀的考察效果。