基于微信公众平台的职业教育数学移动课程设计实现路径

蔡世伟

(烟台汽车工程职业学院 电子工程系， 烟台 265500)

0 引言

学生综合素质和能力的培养离不开学校教育，各学校都在积极探索教学改革策略，对学生素养发展的重视程度不断提高，改进传统的理论灌输式教学理念和方法，随着信息技术的发展和完善，为教学形式的丰富及教学质量的提高提供了技术支撑，不受时空限制的移动的课程教学逐渐成为职业教育的重要辅助手段，微信因交互效果好、受众面广等优势，考虑到其便捷性，易用性，普及性，对基于微信公众平台的课程教学系统的设计进行研究是目前研究的重点之一[1]。

1 课程移动教学系统的设计

1.1 系统总体架构设计

鉴于职业教育中数学课程的理论性较强与实际连接程度较弱，内容枯燥难以激发学生的学习兴趣，本文主要研究了基于微信公众平台的职业教育数学课程移动教学系统，该系统主要由微信客户端系统和后台管理两个模块构成，基于微信公众平台的课程教学需以学生为中心，充分考虑了学生的学习特点，课程移动教学系统对学生交流和课程学习功能做了进一步完善，帮助教师为学生提供高质量的体系化课程学习、资料搜索等服务，对后台管理终端的管理权限进行设置，课程内容的及时更新与调整由管理人员负责。

本文将课程移动教学系统按照不同的功能划分为3个部分，即学习终端、教师终端和中心服务器，通过智能手机无线公众平台完成教师终端和学习者终端的登录，在普通的视频上传和播放功能的基础上，系统针对职业教育中的数学课程学习内容及特点完成了视频标注功能的设计，以便更好的辅助教学内容的学习和记忆，融合Lucene全文搜索技术使系统的资料查询更能满足学习者的需求，课程综合评价分析功能帮助教师完善课程体系及内容、帮助学生提升学习效率等。基于微信公众平台的多功能数学课程移动学习系统的业务顺序图如图1所示。

上传课程资源可通过Web服务器或直接在微信公众平台上上传，在学习过程中可进行视频标注、提出问题及回答，拓展了师生的沟通交流渠道，后台系统可提供相似的优质视频资源通过使用聚类分析等算法即可实现，将结果推送至学习者终端。中心服务器端对微课资源建立索引则通过采用Lucene技术实现，提升视频资源搜索质量，并对访问和评价情况进行统计分析，将其推送给学习者和教师提供参考[2]。

该移动学习平台综合应用了计算机、多媒体、无线移动通信等技术，微信公众平台操作系统面向移动平台具有开源、免费等特点，基于Linux 内核，软硬件资源丰富，支持大多数主流网络协议，采用C/S 架构，提高系统的扩展性，数据流量小且操作简便灵活，数据库采用Sqlite3[3]。

图1 系统的业务顺序图

1.2 主要模块功能

(1)数字化学习资源，主要功能在于提供数学课程视频(5—60分钟之间)，以及提供与教学内容配套的相关学习资源。

(2)学习评价模块，根据课程进展和学习结果等进行记录和分析，在此基础上为学习者提供学习评价，包括学习时长、作业准确率等；此外学习者可在微信公众平台的学习评价模块获取教师和其他学习者的评价和帮助。

(3)共享学习资源模块，通过该模块学习者和教师可一起完成课程的学习和完善，学习者登录系统后可将自己录制或收集到的优质学习资源上传至系统的数据库中。

(4)课程视频播放标注模块，学习者在学习相关课程视频时针对某个视频片段可根据自己的实际需求对视频进行标注学习笔记，客户端播放平台在视频播放的对应时间点通过使用AJAX技术实现学习者已标注信息内容的实时显示，或者先对学习笔记的标注信息进行搜索，通过视频检索提高学习者的学习效率。

(5)信息通信模块，主要功能在于加强学习者和教师间的沟通和交流，学习者针对视频内容或遇到的问题向教师发送留言提问，教师只要登录平台就能收到相应的消息提醒，对提问留言信息进行回复。课程教学平台同视频标注关联在一起，教师和学习者间除通过文字沟通外，还可通过语音视频等方式实时交流，提高学习的热情和兴趣[4]。

2 移动课程关键模块的实现

结合微信公众平台自身的强大功能(包括视频、音频及文字的推送)，移动课程系统使用HTML、JavaScript实现服务器端开发，SQL Server实现存储功能。采用分布式结构的服务器为用户提供计算、存储空间，结合数据挖掘技术，并利用XMPP协议实现智能推送，帮助学习者提高课程视频的搜索和学习效率。

2.1 服务器系统结构

远程服务器端主要由以下模块组成[5]。

(1)流媒体服务器，本文选用Adobe FlashServer，主要负责将课程视频文件以流式协议(MMS、RTMP等)传输到客户端的微信公众平台以供用户在线观看。

(2)Web服务器，实现用户请求的接收与返回，实现学习资源的推荐。

(3)云计算模块，管理课程资源和用户数据，通过数据挖掘技术的使用完成相关数据的分析，得出优质课程资源。

(4)数据存储，主要采用关系型数据库存储，配置RAID5磁盘阵列，具有超大容量，对课程资源及用户数据进行相应的存储管理。

2.2 全文搜索引擎

通过微信公众平台推送相应学习资源的链接，而对课程资源的有效检索提高使用全文搜索引擎实现(基于Lucene技术)，搜索性能显著高于数据库查询，有效的解决了因不完全一致(指查询词和数据库内容)而无法快速准确的找到相应课程资源，全文搜索原理时序图如图2所示。

通过Lucene技术建立数据库索引，Lucene读取索引并对相应的关键字执行高级搜索(或模糊查询)，使搜索的查全率和查准率得以有效提高，进而提升了搜索效率，更能满足学习者的学习需求[6]。

2.3 数据挖掘技术与智能推送

数据库中相关数据的筛选可通过数据挖掘技术得以有效实现，可对过去的数据进行描述或对未来的趋势进行预测。云计算模块通过该技术的使用实现对课程资源的综合分析，为学习者和教师提供进一步学习及完善的依据，实现优质教学资源信息的传播。使用聚类分析算法做到有针对性的优质课程推荐至学习者界面，智能推送过程则使用基于XML的XMPP协议实现，发掘出有价值的微课视频。XMPP灵活性和可扩展性较强，其基本模式为先完成一个流(stream)的建立，对一系列安全属性进行协商，客户端通过接连发送XML Stanza实现中间通信过程，在此基础上服务器根据程序的逻辑，将XML Stanza发送给客户端，从而实现课程信息的智能推送[7]。

图2 全文搜索原理图

3 移动课程系统测试

对本文所设计的基于微信公众平台的职业教育移动课程系统的有效性和实用性进行了测试，以基础数学课程为例，对信息管理专业两个班级的学生进行实验并对实验结果进行统计分析，A班60人为实验组，由教师引导学生使用本文系统在微信公众平台上进行学习，并要求每人学习的数学课程数量不少于30个；B班60人为对照组没有使用本文系统，在学期末结束该数学课程后学生进行投票评分(满分为10分)，调查介入，在引入移动课程学习系统后，A班学生对课程的兴趣和理解皆有所提升,如表1所示。

表1 调查结果

同时对考试成绩进行统计分析。两个班的学生成绩分布如表2所示。

表2 期末成绩分段统计

统计结果表明使用移动课程系统的班级(A班)成绩更好，证明了基于微信公众平台的移动课程学习系统更能提高学生的学习兴趣，随时随地利用碎片化时间完成课程学习，便于学生课后的知识预习和巩固，结合微信公众平台的优势使其具有较高的实用性。

4 总结

对基于微信公众平台的职业教育数学移动课程进行设计，通过手机终端的微信公众平台可完成相关数学课程学习，该移动学习系统集融合了智能推送、聚类分析、视频标注、全文搜索等技术，使学习者不受时空限制完成课程视频学习及资料查找，教师可根据课程分析统计结果不断完善移动学习课程，提高教学质量与效率。通过对实际应用该移动课程的班级课程学习情况的跟踪和统计，结果表明,应用本文设计的数学移动课程系统后，学生对课程的评价及数学成绩均有显著提高。