宋国柱

摘要：微课是大学生首选的在线学习方式之一，微信是网络社交软件中下载量最高的软件。为了适应现代大学生混合式学习方式，设计并实现一款基于微信小程序的在线微课系统。论文首先分析了用户角色及学习流程，其次从技术架构、主要功能、数据库及用户界面等方面进行了设计，然后搭建了相关的开发平台进行了编码及测试。同时将该系统应用于软件操作类课程数字图像处理的实验教学中，应用效果表明混合式学练结合的教学模式能有效提升学习效果。

关键词：微课；混合式学习；微信小程序

中图分类号：TP311      文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2023）36-0049-04

开放科学（资源服务）标识码（OSID）

0引言

随着“互联网+”与教学的深度融合，教育界已基本达成共识，混合式教学将成为未来教育的“新常态”[1]。混合式教学已超越技术融合层面发展到教学内容与效果改进层面[2]。目前混合式学习在教学设计上大部分采用的课前、课中、课后三段式实施流程，在学习资源设计上大部分是基于知识章节及要点来整合视频、课件等资源。针对课程教学目标的差异性进行精准设计不够，同时对学生个性化学习需求考虑不足。基于微信小程序的在线微课是有效解决这些问题的方法之一，首先微课是经过精心设计以流媒体形式展示的内容精简的教学活动，深受大学生的欢迎。其次，微信小程序具有操作便利快捷、延展性丰富等特点，是更适合大学生个性化学习的服务平台。采用基于微信小程序的在线微课系统能够为教师的教学活动创造多元化的教学模式，同时在软件操作类实验课程中更加有效地进行学练结合。

1 理论基础

1.1混合式学习

大部分学者认为混合式教学是线上与线下相结合的一种教学模式，其发展经历了以技术为中心、以教师为中心和以学生为中心三个阶段[2]。Baragash等认为混合式教学已超越技术融合层面发展到教学内容与效果改进层面[3]。混合式教学在目标定位上应遵循“金课”的两性一度（高阶性、创新性、挑战度）。混合式教学需要把线上线下学习优势结合起来进行整体统筹。在教学设计目标上要有逆向思维、策略上要贯穿全过程、内容上注重搭建支架[4]。

1.2移动学习

移动学习是指基于移动设备支持环境下，突破时空区域限制，能够自由、自主、自觉开展的学习模式。它的形态表现为终端（如手机和平板电脑等）、内容资源（如MOOC、云课堂、App）和活动三个要素。通过移动通信技术来实现学习的空间网络化、内容整合化、平台移动化，进而构建了资源提供精准、学习接入无缝、沟通反馈及时的学习模式。目前随着智能手机的普及，数字化学习资源的丰富。移动学习已逐渐成为当前大学生学习的重要方式。如何利用移动学习4A（Anyone、Anytime、Anywhere、Anystyle）特征，發挥手机便于携带、交互性强、数字资源丰富等优势。让学生信息化环境下，广泛应用数字化教学资源。将移动云课堂融入课堂教学的每个环节，让学生更加自由而充分地学习，是目前教育与教学中有待实证的问题。

2 需求分析

2.1 微信小程序开发流程分析

微信小程序具有无须安装、即开即用、不占内存、反应迅速的特点。微信小程序之所以能快速发展，其开发流程快捷方便是重要的原因之一。微信小程序可利用微信开发者工具与其他集成开发环境进行开发，可以实现跨平台开发是其特征之一。开发微信小程序的流程一般是在线注册，选择适当的集成工具设计并编写代码，经过官方审核后即可上线发布。其开发流程如图1所示。

2.2角色及流程分析

软件操作类课程与其他实验课程有不同的地方在于学生在了解实验原理的同时，需要在大量的验证性实验操作过程中掌握基本技能和方法。在此基础上才可以达到应用创新的水平。传统的教学模式是以老师演示讲解，然后学生操作练习的讲练结合的方式。验证型实验项目的操作步骤难免烦琐，学生无法完全记忆并理解。而在教师课堂上辅助的精力及时间有限，导致学生在自我探究练习的过程中整体学习效果不如预期。如何利用智能设备让学生在课内外更好地进行混合式全过程探究学习，提升教学质量是有待深入探讨的问题。该系统有用户（学习者）和管理员（教师）两种角色，学习者在移动端登录小程序进行学习。小程序管理员登录系统后台进行账号及课程管理。管理员主要包含登录、添加课程基本信息以及上传微课视频等基本操作。管理员添加课程流程如图2所示。学习者进入在线微课微信小程序时，主要包含登录、选择课程进行学习以及评论（师生交流答疑）等操作，用户学习流程如图3所示。

2.3功能及其他需求

根据角色及流程分析，学习者在功能上包括用户登录注册、在线学习模块等。管理员（教师）主要功能包括账号管理、用户账号管理和课程管理等。用户登录时具有自动填充功能，无须输入账户密码验证。管理员管理包括对二者信息的查看、添加、删除和恢复。后台管理页面的所有账号密码采用MD5加密技术，确保用户信息安全。在非功能性方面本系统注重界面简洁，易于操作、便于扩充及维护等需求。

3 在线微课系统的设计

3.1 整体技术架构

在技术架构上本系统采用Python Flask轻量级的Web应用程序框架，Flask是一款轻便的WSGI Web应用框架，主要依赖工具集Werkzeug和Jinia2模板引擎。由于Flask具有易于使用、可扩展和轻量级等特点，它被广泛应用于Web应用程序和API的开发。而实现在线微信微课小程序所应用的开发方式是求助于WSGI接口。WSGI接口帮助实现对HTTP请求的接收、解析、发送等功能，开发者可以专心于用Python编写Web业务。使用该接口实现底层功能后，程序将一个视图函数分配给一个URL，每当用户访问这个URL时，系统就会执行给该URL分配好的视图函数，获取函数的返回值并将其显示到浏览器上。整体技术架构严格遵守MVC模式，Models里存放了controllers控制层文件，并且通过ORM框架将数据库表的行与相应的对象建立关联。系统整体架构如图4所示。

3.2 整体功能设计

用户角色的主要功能包括用户登录、在线学习与用户评论模块。当用户进入首页时，可以选择课程进行学习，在微课学习完成后，可在下方用户评论模块进行师生交流互动。管理员角色的主要功能包括账号管理、课程管理及用户管理模块。其中课程管理模块可以添加、删除课程，并对课程进行描述及分类管理。系统的主要功能模块如图5所示。

3.3数据库与界面设计

通过对系统的需求分析及功能设计后，通过对该系统的数据库分析和设计，可以得出每一类数据对象的实体、实体属性以及实体之间的关系，小程序中的实体有管理员、用户、课程等。系统使用MySQL数据库针对在线学习设计了一系列数据表，主要实现了用户在小程序端的微课学习和后台管理员管理，包括用户观看微课、发表评论以及管理员管理账号信息、用户信息和课程管理等。总体主要数据表如表1所示。

其中课程信息表（class）：记录了课程的id号、课程名称、主图、描述、状态、总浏览次数、总评论量、最后一次更新时间、插入时间。课程数据具体设计如表2所示。

在界面设计上，登录界面设计整个系统以绿色为主基调。小程序的首页设计图片滚动效果，搜索功能和全部的课程展示。在底下的导航栏分为“首页”和“我的”两个板块。在后台管理员首页设计上以绿色为主色调，包括导航栏、logo、头部标题等，保持简约实用的风格。

4 在线微课系统的实现

4.1 系统开发平台的搭建

在线微课微信小程序是基于Python语言开发的，首先安装Python解释器及相关的插件，然后安装第三方开发工具PyCharm作为系统的开发平台。同时下载安装微信开发者工具，该工具内含模拟器可以显示小程序实时状态，一般用作为功能测试使用。同时使用MySQL数据库及其图形化管理工具SQLyog用于数据库开发。开发平台整体需求如图6所示。

4.2 主要功能模块的实现

在课程管理模块的实现方面，当用户在导航请求课程管理页面set.html时，系统的控制层文件给写入方法set，在方法中调用数据库中的数据并操作，执行完方法后返回set.html文件和数据给用戶，用户就可以在前端页面看到显示的数据。根据程序运行的流程，在课程管理界面的下拉菜单中有从数据库传来的课程分类名称，如教育学、教育技术学等。点击之后从本地文件选择封面图即可上传至数据库。课程管理界面如图7所示。

在在线学习模块实现方面，用户在首页选择课程后进入课程详情页，在该页面上传的微课视频是从本地上传到微信小程序的。因此想要在微信小程序中使用，需要通过wxParse来实现。wxParse是一个目前唯一可以转化HTML到小程序识别的富文本解析组件。在线学习模块实现效果如图8所示。

当系统编码完成后，需要进行部署并运行。通过在微信开发者工具部署运行该系统，所有页面呈现及功能均运行正常。在智能手机上部署该系统，测试登录、在线微课学习、评论等功能运行正常，页面反应速度流畅。课程详情界面如图9所示。管理员在后台登录、课程管理、学习者管理等功能模块的数据进行修改，数据库都会实时更新。经测试基于微信小程序的在线微课系统可以满足功能需求。

5 系统的应用效果及分析

本研究在准备阶段制作了一系列微课并上传到该系统中。同时将该系统应用于某高校教育技术学专业数字图像处理课程实验教学活动过程中。为了检测系统的应用效果，笔者选取了学习程度相当的大二两个班学生作为研究对象，每班30人。其中1班作为实验组采用基于在线微课的多元互嵌的混合式教学模式，2班作为对照组采用演示与练习相结合的教学方式。此外两个班的授课教师、学习内容、教学时长均相同。在一学期的教学活动结束后，笔者从兴趣偏好、对知识与技能的学习效果、基于成绩的课程目标达成度评价等方面进行了问卷和数据统计。统计结果图10、图11、表3所示。

从图10中可以看出两组学生认为该课程教学符合自主学习的要求，但在“教学形式符合需求”“便于掌握操作步骤，提升技能”两项内容上实验组明显高于对照组。表明基于微课的混合式学习更符合软件操作类课程的需求。从图11看实验组对学习效果的自我评价更优于对照组，表明实验组学生学习效果更好。从表3来看经过一学期的教学实践，实验组课程目标达成度评价值明显高于对照组，表明在线微课系统的应用能提升学习效果。

6 结束语

在线微课系统为基于微课的混合式学习提供了有力的数字化工具支持。本文从系统的开发上融合了软件工程的理念，在系统的应用上为软件操作类课程全过程混合式学习提供了可参考路径。系统基本满足学生的自主学习需求，基于该系统的混合式教学模式能有效提升学生的学习效果。同时系统的功能上还不够丰富，如师生互动、知识导图、分类查找课程等功能尚有待持续改进。

参考文献：

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[3] BARAGASH R S，AL-SAMARRAIE H.Blended learning：investigating the influence of engagement in multiple learning delivery modes on students’ performance[J].Telematics and Informatics，2018，35（7）：2082-2098.

[4] 刘徽，滕梅芳，张朋.什么是混合式教学设计的难点？——基于Rasch模型的线上线下混合式教学设计方案分析[J].中国高教研究，2020（10）：82-87，108.

[5] 王竹立，李小玉，林津.智能手机与“互联网+”课堂——信息技术与教学整合的新思维、新路径[J].远程教育杂志，2015，33（4）：14-21.

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[7] 赵涛.智慧技术支持下混合式学习模式建构与实践研究[J].中国电化教育，2021（9）：137-142.

[8] 赵雪芹，王少春.微信小程序用户持续使用意愿的影响因素探究[J].现代情报，2019，39（6）：70-80，90.

[9] 冯晓英，吴怡君，曹洁婷，等.“互联网+” 时代混合式学习活动设计的策略[J].中国远程教育，2021（6）：60-67，77.

[10] 苟睿，陈晓慧，杨鑫.智媒时代的教育短视频：内涵、类型及应用途径[J].远程教育杂志，2022，40（6）：103-110.

【通联编辑：王 力】