基于微信公眾號的高級信息系統課程柔性教學應用

陳 釗，陳 杰

（北京林業大學 信息學院，北京 100083）

0 引 言

研究生教育是我國教育體系中最高端的教育[1]，是拔尖創新人才培養的主要途徑[2]。近年來，我國研究生招生規模穩定增長[1]，研究生就業的實踐技能要求逐年提高。因此，對工科類研究生來說，通過課程體系改善和實踐環節強化，提高實踐技能顯得非常重要。

高級信息系統課程是管理科學與工程（工科）專業研究生培養方案中的學位課，是提高學生實踐技能的核心課程。課程通過提升學生對新理論、新方法、新技術的理解，強化信息系統的實際開發能力。該課程對形成本學科研究生較高實踐技能素養有舉足輕重的作用，但是由于該課程課時少，教學安排過于緊湊，無法在有限的課堂時間內，既完成知識的教學，又完成技能的培養。靈活設計教學過程，合理安排學習內容和實踐環節，給學生隨時的課程知識支持、充足的實踐時間、靈活自主的學習環節，是提高教學效率與效果、增強學生知識與技能的關鍵。

1 微信公眾號引入柔性教學的適用性

柔性教育強調教育的彈性和靈活性，突出開發學生潛能，注重培養學生的能動性、自主性和適應性。柔性教學是在柔性教育理論指導下的一種新型教學方法[3]，是一種動態的、靈活的教學[4]，可以根據課程大綱和學生特點進行個性化、多樣化教學。柔性教學對學習內容和知識進行合理的顆粒化，在課程知識組合的空間維度上和教學過程組織的時間維度上實現柔性化，從而充分利用學生的時間，讓學生充分參與到教學過程中，提高學生創造性的學習能力，獲得豐富的個性化知識，形成扎實的實踐技能。

目前，慕課、雨課堂等新的手段較好地支撐了個性化和碎片化教學需求，但是對學習者來說，這些手段的交互性、針對性和可控性不足，而基于信息推拉結合和用戶綁定的微信及其公眾號，具有支持個性化、實時、交互信息服務的特點[5]。同時，根據微信用戶綁定的特點，可以對參與公眾號的用戶范圍進行限定，從而實現安全、可控、個性化的信息服務。因此，把微信公眾號引入高級信息系統課程柔性教學實踐中，可以支持課程內容的柔性推送與拉取、課程進程的柔性組合與調控，實現對特定學生用戶群體進行特定課程內容教學的個性化教學目標。

2 基于微信公眾號的柔性教學實現

按照柔性教育理念和教學方法的要求，實現柔性教學要解決課程知識的靈活組裝和教學過程的靈活組配。課程知識的靈活組裝要以顆粒化知識為基礎；教學過程的靈活組配要以碎片化的時間利用[5]為基礎。通過對顆粒化知識和碎片化時間的靈活組裝，在較短的教學周和較少的周學時的限制下，盡可能拓展教學空間，拉長教學過程，從而突破固定課時教學的時空限制，實現課程教學目標。

2.1 建立顆粒化知識，柔性組合知識體系

按照高級信息系統課程教學大綱要求，高級信息系統課程知識體系涵蓋了信息系統的發展趨勢、新概念、新方法、新技術環境下的信息系統開發、信息系統運作等內容。課堂教學的重點是新方法教學，要求學生學習基于RUP建模過程的UML信息系統建模方法，掌握UML建模工具，熟練使用UML九類圖進行新系統的建模。柔性教學要求將所有的知識顆粒化，形成最基本的知識單元，為知識的柔性組合奠定基礎。高級信息系統課程顆粒化知識體系的構建采用“大綱為基準、需求為導向”原則，把課程現有的課程知識、PPT、案例文檔、練習題、實驗指導書、實驗報告模板等全部顆粒化，建立章、節、知識點、習題、PPT文檔、案例為體系的概念庫、習題庫、案例庫，每一條記錄就是一個顆粒化的知識，所有的庫構成課程的顆粒化知識體系；同時，建立“按需補充、逐步擴展”的顆粒化知識擴充機制，把將來教學中積累的新知識、新資料、新案例擴展到顆粒化知識體系中，形成越來越豐富的知識庫，為將來的研究生柔性化學習課程奠定豐富的知識體系基礎。研究生根據教學目標和自身興趣，有選擇地獲取不同的知識顆粒集進行學習，達到個性化學習的目的。

2.2 集成碎片化時間，柔性組合教學過程

固定學時的教學過程，極大地限制了學生對課程知識的學習和掌握的質量，也嚴重制約了實踐教學的效果。要充分發揮柔性教學的優勢，充分利用碎片化的時間，讓學生在有限的教學周內，充分拉伸知識獲取的空間、拉長學習和實踐的過程，突破學程的限制，積極參與知識學習和實踐鍛煉，提高學習效果。

高級信息系統課程教學內容分為5個章節，共計32學時。前言與基礎6學時，其中2學時用于課堂學生報告交流；基于RUP的UML建模方法和技術18學時，其中6學時用于課堂學生報告交流，8學時實驗；基于云和移動服務環境的信息系統開發4學時；信息系統發展趨勢和科研熱點2學時，其中1學時用于學生外文文獻翻譯綜述；信息系統的運作與管理中法律和道德問題2學時。

教學內容分兩種類型：一是課堂教學，二是實踐教學。課堂教學學時占3/4，實踐教學學時占1/4。每周4學時，按照4+3+2周的節奏安排，共9周完成。前4周和后2周是課堂教學；中間3周是實踐教學。前沿與基礎部分，介紹課程的整體安排和新趨勢、新概念等內容，要求學生課后完成一個新信息技術綜述報告和一個增加競爭優勢的案例的作業，在課程講授的下一周的課上討論。由于課程內容較多，作業任務重，所以在課前通過課程微信公眾號，通知學生下載講義、相關的學習資料、作業要求等，以便學生課前自學，并較早進行作業準備。

第一周課上只講重點并討論，同時講述課后完成作業的要求，并要求在下次上課之前自學第二周課的內容。第二周課上交流新技術、新案例，由老師補充講解，引導討論重點。從第三周開始，在第三、四周課堂上要求學生自己講解UML的建模工具，由老師糾偏，大家參與討論。如果第二周課后才布置學生講解的內容，學生用一周的時間備課，顯得力不從心，因此要提前布置，一般會在第一周課后，通過課程微信公眾號，把學生要講的內容及其分工推送給學生，并推送相關的參考資料供學生借鑒，提醒學生提前準備，充分利用各自的碎片化時間，完成備課，使得教學安排體現最大的柔性。第五到第七周是實驗環節，目的是提高學生的實踐技能。按照要求，應該在三周內完成一個自選信息系統項目的分析、設計、實施、測試和試運行全過程。顯然，在三周內完成這樣的大作業，時間太短，會有很大的質量問題，因此，把三周共8個學時的實驗課的任務，設定為只完成項目信息系統分析設計的文檔，而信息系統的實施、測試、試運行，拉長到一個學期內完成。這樣，突破教學安排過于緊湊的限制，充分拉伸實踐環節的學程，使得學生有充分的時間從事項目軟件的開發、測試工作，提高項目軟件的質量。第四、五章的內容在第八、九周課堂完成，要求學生選擇一篇與自己研究相關的高水平的專業英文文獻進行翻譯，并在課堂上匯報討論，匯報安排在第九周進行。同樣，作業的要求通過課程微信公眾號提前4周推送給學生，讓學生有充足的時間去選擇好的文章，做出高質量的翻譯。柔性教學方法的實踐突破了課堂和固定周次對教學內容的限制，實現了課程知識的柔性獲取和教學過程的柔性擴展，提高了學習和實踐的時間利用效率。

2.3 建立支持柔性教學的課程知識文本庫

把顆粒化知識集成到微信公眾平臺中，是微信公眾號服務于高級信息系統課程柔性教學的基礎。采用建立文本庫的方法，把顆粒化的知識組織起來，供學生檢索使用。文本庫的領域范圍定位在高級信息系統課程的所有知識點和材料上，課程知識包括課程中的概念、原理、圖、表、參考資料鏈接等；資料包括PPT、論文、案例文檔、實驗項目文檔和軟件等。重點梳理高級信息系統課程相關的概念及其關系，包括包含關系、相似關系、相反關系等，將這些概念和關系建立文本庫，如信息系統的概念包含與組織層次對應的管理信息系統和與職能實體系統相對應的職能信息系統。通過查閱文獻資料、請教領域專家、借助維基百科等，把該領域的概念搜集全面并構建知識體系結構，將其分解成概念詞條存入數據庫中，從而確定最終文本庫中知識點的層級關系和邏輯結構，如圖1所示，限于版面圖1中省略了大部分知識分支。

知識體系物理存儲是知識點的結構化數據表，數據表結構見表1。為了節省存儲空間，相似概念、子概念以及父概念，只存儲各個概念對應的唯一標識id，并用逗號分隔開。目前，數據表中存有305條知識點相關的數據條目。隨著課程輪次的增加，逐漸整理和完善新的知識顆粒，對結構化數據表不斷進行補充，形成越來越豐富的課程知識文本庫。

表1 文本庫的數據表結構

2.4 開發支持柔性教學的課程微信公眾號

圖1 知識文本庫邏輯結構圖

根據微信公眾號提供的功能菜單體系、信息交互、微信用戶綁定等特點，開發服務于針對特定范圍學生的柔性教學的課程微信公眾號。高級信息系統課程微信公眾號，主要實現學生和老師在登錄和未登錄時不同的功能，為學生提供學習內容定制、課內課外融合、學習過程柔性的學習工具，既能實現課程教學大綱的要求，又能滿足個性化、參與式教學的需要。

微信公眾號功能結構按照學生和教師兩類用戶建立。學生用戶功能按照登錄狀態和非登錄狀態來劃分，圖2為非登錄狀態的學生用戶的功能結構圖，圖3為登錄狀態的學生用戶的功能結構圖；教師后臺管理的功能結構如圖4所示。非登錄狀態可以進行簡單的知識檢索，登錄狀態可以進行全功能操作，從教和學兩方面滿足柔性教學需要。

圖2 非登錄狀態功能結構

圖3 學生登錄狀態功能結構

圖4 教師后臺管理功能結構

3 柔性教學效果分析

北京林業大學的高級信息系統課程已經連續開設了9年，針對教學過程中存在的不同問題也進行了不同的教學改革。隨著新一輪壓縮學時、縮短學程大改革的實施，課程課堂教學和實驗教學面臨越來越大的壓力，學生對課程知識的掌握和實踐技能的獲取質量逐年下降。當今，管理科學與工程（工科）研究生的信息系統開發技能培養要求越來越高，及時引入柔性教學方法，符合教學需要，也取得了較好的教學效果。

最近兩輪次的教學實踐，按照柔性教學的要求，合理地調整教學過程，靈活組裝課程知識。雖然課程公眾號在第一輪次教學時沒有全面使用，但是柔性教學方法在實驗教學環節進行了應用，將計劃用8學時完成的信息系統項目開發全過程，拉長到整個學期來完成。第二輪次教學充分利用課程微信公眾號，使得課堂內容的學習大多數都在課前完成，學生利用碎片化時間的效率得到很大的提高，課堂教學和實驗教學環節柔性化得到了更好的支持。通過后臺時間統計可知，學生進行知識構建的時間翻了將近一倍；學生在實驗環節的時間投入翻了兩番。根據實驗項目軟件的代碼量的統計，人均代碼行數比前四屆的人均代碼行數增加了近一倍，軟件質量有明顯的提升。通過課后訪談和小問卷調查分析可知，學生對柔性教學理念認可度很高，樂于接受柔性的教學方法，學生課外投入的學習時間也明顯增加，教學效果有顯著改進。

4 結 語

柔性教學方法是一種突破時間和空間限制的教學方法，對于管理科學與工程（工科）等要求強化實踐技能教育的研究生課程來說，采用柔性教學方法可以取得很好的教學效果。柔性教學方法能個性化組裝知識顆粒，充分利用學生的課余碎片化時間，滿足個性化柔性學習的需要，提高學習時間利用效率。微信公眾號能提供基于信息交互的知識檢索與教學輔助，能很好地支持柔性教學方法在高級信息系統課程教學中的應用。如何把教學大綱的剛性和教學方法的柔性有機結合，既能保證研究生學科教育的方向，又能滿足個性化教學的需要，還要在今后教學實踐中不斷完善和改進。