王 巖，朱 淼，葉 萌，馬曉峰

首都醫(yī)科大學教務(wù)處，北京 100069

2020年以來受新冠肺炎疫情影響，傳統(tǒng)面授的課堂教學形式受到極大沖擊，在線教育成為解決疫情等極端條件下組織開展教育活動的重要途徑[1]。為了保障學校正常教學秩序，切實落實“學校不停課、教師不停教、學生不停學”的工作精神[2]，教育部等六部門發(fā)布《關(guān)于推進教育新型基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)構(gòu)建高質(zhì)量教育支撐體系的指導意見》，明確構(gòu)建高質(zhì)量教育支撐體系的重要性和必要性[3]，教學信息化工作由幕后走上了臺前，高校在線教學的授課模式已由最初的應(yīng)激狀態(tài)轉(zhuǎn)換為常態(tài)化的模式，網(wǎng)絡(luò)課堂與在線教學模式來到了每個學生身邊[4]，可愛的教師們化身為“網(wǎng)紅”主播，借助信息技術(shù)的力量開展在線教學，完全基于線上的教育實踐取得顯著成效[5]。

醫(yī)學高等院校教學任務(wù)安排具有分組多、參與教師多的特點[6]。一名參與授課的教師經(jīng)常只承擔一門課程1～2學時的授課任務(wù)。線下授課模式中教師和學生到指定的教學場地開展教學活動，如臨時調(diào)整場地，通知師生也不存在太大困難。當授課模式由線下改為線上時，通知學生和教師進入正確的教學空間則變得十分困難?；谑锥坚t(yī)科大學的教學管理框架，教學安排要通過學院教學秘書(以下簡稱教秘)和輔導員分別通知教師和學生，當授課安排進行任何調(diào)整時，也都需要通過教秘和輔導員重新通知；當面臨多門課程、多個專業(yè)時，則簡單的通知工作都會讓教秘和輔導員本就飽和的工作更加雪上加霜，而傳統(tǒng)的人工信息傳遞存在的時效性和準確性問題，使其不能滿足常規(guī)教學管理工作的要求。

實踐證明，此時亟需一套全新的信息傳遞模式，來解決人工傳遞教學信息的管理模式所存在的系統(tǒng)性、時效性、準確性方面的弊端。經(jīng)過梳理問題需求，課題組最終決定通過整合教務(wù)管理系統(tǒng)(以下簡稱教務(wù)系統(tǒng))和學校企業(yè)微信平臺，開發(fā)一套基于授課任務(wù)的信息推送系統(tǒng)，構(gòu)建一種系統(tǒng)高效的教學信息傳遞模式，為師生提供一個精確、通暢的信息傳遞渠道。

1 需求分析

在傳統(tǒng)課堂教學模式中，師生會根據(jù)教學安排在教室中完成教學活動。在線教學模式中，教學場地轉(zhuǎn)換為互聯(lián)網(wǎng)中的虛擬空間，教師通知學生到虛擬空間變得困難起來，特別是發(fā)生臨時調(diào)課、變更教學場地等突發(fā)情況時，傳統(tǒng)信息傳遞方式在時效性、便捷性、系統(tǒng)性等方面存在巨大缺陷。因此，搭建一個按照開課任務(wù)確定信息發(fā)布范圍的師生交流平臺勢在必行。師生登錄該系統(tǒng)后使用信息編輯功能，發(fā)起會話請求，完成教學相關(guān)信息的發(fā)布與接收工作。

在需求提出之初，課題組首先對社會上常見的能夠提供即時通信服務(wù)的APP進行調(diào)研，希望找到一款能夠滿足學校需求的成熟軟件直接用于教學信息通知工作。調(diào)研發(fā)現(xiàn)，常見的APP，如微信、QQ、釘釘、藍墨云班課等均無法滿足“在陌生人間批量建立信息發(fā)布群組”的需求，最終課題組決定根據(jù)業(yè)務(wù)需求開發(fā)一套滿足學校教學工作要求的信息推送系統(tǒng)。并擬定具體需求如下：

①依據(jù)教務(wù)系統(tǒng)中的教學任務(wù)構(gòu)建信息接收和發(fā)送的范圍；

②支持在移動端和網(wǎng)頁端編輯、接收和發(fā)送信息；

③發(fā)送信息支持富媒體格式；

④支持信息管理功能。

2 系統(tǒng)設(shè)計

為了保證在短時間內(nèi)構(gòu)建成熟穩(wěn)定且安全高效的平臺，課題組確定基于Spring Boot框架開發(fā)系統(tǒng)，使用Java語言開發(fā)B/S構(gòu)架信息推送系統(tǒng)。Spring Boot框架可通過配置Ma-ven工具來管理大量的項目資源，從而有效解決項目資源管理難的問題，提高開發(fā)效率[7]。而在功能模塊的劃分過程中須滿足“高內(nèi)聚、低耦合”的設(shè)計原則[8]，在整合教學管理數(shù)據(jù)中授課任務(wù)模塊的師生人員信息前提下，系統(tǒng)自動構(gòu)建以課程為核心的教師、學生交流群組。同時，課題組使用API接口與教務(wù)系統(tǒng)和企業(yè)微信平臺進行數(shù)據(jù)對接，實現(xiàn)信息編輯、推送、接收、管理等系列功能，建立一套基于網(wǎng)頁和手機端的即時通信平臺。

2.1 業(yè)務(wù)流程設(shè)計

業(yè)務(wù)流程設(shè)計秉持師生操作使用的便捷性原則。首先，課題組將教務(wù)系統(tǒng)中的人員和課程信息同步到信息推送系統(tǒng)，師生登錄系統(tǒng)即可看到該學期的課程任務(wù)；其次，師生進入信息編輯界面錄入需要推送的信息內(nèi)容，系統(tǒng)推送信息支持文字、圖片、鏈接、視頻等多媒體文件，可滿足不同信息發(fā)布應(yīng)用需求。而信息編輯和收發(fā)界面則需要能提供移動端和網(wǎng)頁端兩種使用場景，以確保信息收發(fā)的時效性和便利性(業(yè)務(wù)流程如圖1所示)。

圖1 業(yè)務(wù)流程圖

2.2 總體架構(gòu)

應(yīng)用系統(tǒng)采用Spring Boot進行構(gòu)建。通過API方式從教務(wù)系統(tǒng)獲取當前學期的教學安排及課表信息，以此為基礎(chǔ)構(gòu)建面向教師和學生的線上互動平臺。通過該平臺，可以滿足教師對所授課教學班學生發(fā)布各類教學通知、線上課堂登錄憑據(jù)、分享教學材料、解答學生疑問等各類需求。

系統(tǒng)總體架構(gòu)分為應(yīng)用層、業(yè)務(wù)層、基礎(chǔ)數(shù)據(jù)層和數(shù)據(jù)存儲層。應(yīng)用層主要是對收發(fā)信息進行展示，包括網(wǎng)頁端和移動端兩部分；業(yè)務(wù)層主要給師生提供信息錄入、刪除、保存、提交推送功能，此部分同樣包含網(wǎng)頁端和移動端兩部分；基礎(chǔ)數(shù)據(jù)層對教學相關(guān)信息進行讀取和管理，同時肩負著與企業(yè)微信信息對接功能；數(shù)據(jù)存儲層采用MySQL 數(shù)據(jù)庫對課程信息、人員信息及其他相關(guān)數(shù)據(jù)進行存儲(系統(tǒng)架構(gòu)如圖2所示)。

圖2 系統(tǒng)架構(gòu)

3 關(guān)鍵技術(shù)

3.1 企業(yè)微信

企業(yè)微信是微信團隊專為企業(yè)打造的專業(yè)通信工具[9]，與微信一致的溝通體驗，提供豐富免費的辦公應(yīng)用，并與微信消息、小程序等互通，助力企業(yè)高效辦公和管理[10]，現(xiàn)已成為高效的辦公平臺，被廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)中。使用者既可以安裝企業(yè)微信APP，也可以嵌入微信中使用，兩者相比較企業(yè)微信APP功能會更多一些。企業(yè)微信平臺支持企業(yè)內(nèi)部應(yīng)用開發(fā)，第三方系統(tǒng)可以根據(jù)企業(yè)微信API接口要求，開發(fā)個性化的各種應(yīng)用。國內(nèi)各高校在信息化建設(shè)過程中根據(jù)自身需求大多開通了企業(yè)微信服務(wù)[11]，可快速、低成本地實現(xiàn)高質(zhì)量的移動應(yīng)用，從而不斷地完善學校的信息服務(wù)體系，并收到了良好的使用反饋。

企業(yè)微信作為信息推送平臺具有以下特點：①可選定部門或者人員自定義消息，實現(xiàn)精準推送；②支持圖文、文本、圖片、語音、視頻等多類型文件推送；③支持微信和企業(yè)微信端的多途徑信息接收；④開放接口，提供標準群發(fā)接口API服務(wù)，第三方業(yè)務(wù)系統(tǒng)中的信息推送需求可以輕松得到滿足。

3.2 Spring Boot框架

Spring Boot是當前比較主流的企業(yè)級Java集成開發(fā)框架，使用特定的方式集成開源應(yīng)用庫。其設(shè)計目的是用來簡化Spring應(yīng)用搭建開發(fā)環(huán)境的步驟，使開發(fā)人員不再需要定義樣板化的配置[12]。Spring Boot框架下有著完善的MVC設(shè)計模型支持，采用了約定優(yōu)于配置策略(convention over configuration)，是一種由Spring Boot本身配置目標結(jié)構(gòu)，由開發(fā)者在結(jié)構(gòu)中添加信息的軟件設(shè)計范式，這一特點使得在Spring Boot環(huán)境下進行MVC模式的開發(fā)變得尤為簡單[13]。因此，利用Spring Boot框架技術(shù)可以滿足系統(tǒng)敏捷開發(fā)所有的要求。

4 系統(tǒng)設(shè)計與實現(xiàn)

4.1 數(shù)據(jù)庫設(shè)計

數(shù)據(jù)庫的設(shè)計對于系統(tǒng)的開發(fā)有著非常重要的影響，一定程度上決定了系統(tǒng)開發(fā)是否順利，后期是否易于維護，程序是否容易擴展[14]。因此，開發(fā)時需要將各種應(yīng)用場景和使用環(huán)境考慮周全，為系統(tǒng)的可維護性打下基礎(chǔ)。該系統(tǒng)的數(shù)據(jù)庫設(shè)計主要分為三部分：課程信息表、信息管理表、人員信息表。對于該系統(tǒng)來說，課程信息表是整個系統(tǒng)的核心，記錄了課程的“名稱”“授課教師”“學生”“教師所屬院系”“學生所屬院系”“教師編號”“學號”“授課內(nèi)容”“教學班”等字段；信息管理表主要有信息記錄表、信息關(guān)系表、人員關(guān)系表，記錄了用戶發(fā)布信息的內(nèi)容及狀態(tài)；人員信息表則包括教師的“教師編號”“姓名”“所屬學院”等信息，還有學生的“學號”“姓名”“班級”等信息。

4.2 信息同步模塊

課程信息和師生信息是搭建該系統(tǒng)的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)，也是信息發(fā)布功能能否有效解決問題的基本必要條件；課程是師生產(chǎn)生交集的關(guān)鍵節(jié)點，也是師生信息發(fā)布的接收范圍，因此課程與師生的關(guān)聯(lián)數(shù)據(jù)是解決問題的關(guān)鍵條件。為了保證信息的準確性和數(shù)據(jù)獲取的便捷性，課題組決定通過API接口與教務(wù)系統(tǒng)進行數(shù)據(jù)傳輸，杜絕因人工誤操作造成數(shù)據(jù)錯誤的可能性。教務(wù)系統(tǒng)同步到信息發(fā)布系統(tǒng)中的數(shù)據(jù)，主要包括人員信息和授課信息兩部分內(nèi)容，同步字段信息如表1所示。

表1 同步字段信息

4.3 登錄認證模塊

該系統(tǒng)提供賬號密碼登錄和掃碼登錄兩種進入平臺的方式。其中，賬號密碼的登錄方式，不因新建平臺要求師生額外記錄用戶名和密碼，而是使用教務(wù)系統(tǒng)API接口驗證用戶信息。而開發(fā)掃碼登錄方式則主要出于兩方面考慮：一是隨著信息化建設(shè)的不斷推進，學校各業(yè)務(wù)系統(tǒng)基本均進駐企業(yè)微信，關(guān)注企業(yè)微信成為師生在校工作和生活的必要條件，此時已經(jīng)具備掃碼登錄的用戶基礎(chǔ)；二是企業(yè)微信具有較強的身份認證體制[15]，掃碼登錄功能在提高用戶信息安全的同時，可減輕師生記錄各種賬號密碼的負擔，顯著增強系統(tǒng)友好性，增加用戶黏性。掃碼登錄功能通過以下四個步驟來實現(xiàn)：①在登錄界面嵌入企業(yè)微信二維碼的生成代碼；②當掃碼代碼被觸發(fā)后，通過get的請求方式獲得code和access_token兩個參數(shù)；③通過code和access_token兩個參數(shù)獲得掃碼用戶信息；④與系統(tǒng)中的用戶信息進行比對，如果相符跳轉(zhuǎn)到主界面，完成掃碼登錄，否則回到掃碼登錄界面。生成二維碼的代碼如下：

……………………

open:function(){

//打開websocket連接后會觸發(fā)該事件

},

………………

confirm:function(rs){

//用戶掃碼后點擊確認同意后會觸發(fā)該事件。

console.log(rs);

},

reject:function(rs){

//用戶掃碼后點擊取消會觸發(fā)該事件。即用戶拒絕該次掃碼請求

console.log(rs);

},

ticket:function(rs){

//二維碼生成后觸發(fā)該事件

console.log(‘二維碼已生成’);

},

error:function(rs){

//發(fā)生錯誤后點擊取消會觸發(fā)該事件

alert(rs);

},

………………

4.4 信息編輯和推送模塊

信息編輯和推送模塊是該系統(tǒng)的核心模塊，承擔信息新增、編輯、刪除、推送和信息展示任務(wù)，具備強大的文檔編輯功能，允許師生在信息中插入文字、圖片、視頻、鏈接等常見多媒體文件，滿足師生在教學過程中不同應(yīng)用場景的要求。為保證使用便捷性和信息時效性，此模塊包括網(wǎng)頁端和移動端兩部分。師生間信息交互包括信息發(fā)布和信息回復(fù)兩種場景，信息發(fā)布通過以下步驟實現(xiàn)：信息編輯界面點擊推送按鈕發(fā)起推送申請，信息打包后調(diào)用企業(yè)微信API接口推送信息，企業(yè)微信后臺根據(jù)信息要求向指定師生發(fā)送信息，如圖3所示。信息回復(fù)與信息發(fā)布的工作流程一致，在回復(fù)的信息中包含原信息ID和課程ID，系統(tǒng)根據(jù)上述字段將關(guān)聯(lián)信息分類顯示。

圖3 信息發(fā)布流程圖

教師進入系統(tǒng)后即到達主界面，默認顯示當前學期的授課任務(wù)，在主界面點擊消息按鈕進入信息編輯頁面，調(diào)整學年學期可以查看其他學期的信息發(fā)布情況。在信息編輯界面教師使用信息編輯功能發(fā)布教學計劃、考核標準、線上課堂邀請碼、課前預(yù)習資料、作業(yè)及要求，還可以發(fā)布第三方系統(tǒng)的鏈接地址，允許跳轉(zhuǎn)到對應(yīng)系統(tǒng)完成收發(fā)作業(yè)、課后測驗、課堂評價、課堂投票等各項教學活動。學生在企業(yè)微信端實時接收教師發(fā)布的教學信息，按照課堂要求完成對應(yīng)學習任務(wù)，有任何問題也可以對教師進行提問，同時教師也可以在企業(yè)微信端實時接收學生發(fā)布的信息。網(wǎng)頁端信息編輯和展示界面如圖4所示，教師端和學生端評價界面和功能完全相同，分為上半部分的信息編輯區(qū)和下半部分的信息展示區(qū)，師生在信息編輯區(qū)內(nèi)完成信息內(nèi)容的編寫工作后點擊發(fā)布評論按鈕，信息內(nèi)容就會實時顯示在下方的評論區(qū)域。微信端信息編輯和展示界面如圖5所示。

圖4 網(wǎng)頁端信息編輯和展示界面

圖5 微信端信息編輯和展示界面

4.5 信息查閱模塊

基于企業(yè)微信平臺的信息推送系統(tǒng)具有便捷、及時、低成本的優(yōu)勢[16]，充分滿足了師生間的溝通需求。而為了配合網(wǎng)絡(luò)安全工作要求，降低用戶發(fā)布不當言論的可能性，要求推送信息必須“實名制”發(fā)言[17]，且要能夠記錄所有發(fā)布的信息內(nèi)容，平臺構(gòu)建了信息查閱模塊，供管理員巡查和管理用戶發(fā)布的信息內(nèi)容。此模塊支持分學期查看信息，教師和學生發(fā)布信息在此界面按照課程進行匯總，為了保證發(fā)布信息的完整性，師生在發(fā)布信息界面做刪除操作后，信息管理界面只是做刪除標記。信息管理界面如圖6所示。

圖6 信息管理界面

5 應(yīng)用效果

2020年2月份平臺上線以來，為全校師生開辟了全新的信息溝通渠道，讓教師和學生有了一個可靠、便捷、穩(wěn)定的信息發(fā)布平臺。通過5個學期的推廣和使用，累計為8000余名師生提供了15萬余人次的信息推送服務(wù)，新學期所有在線授課的教師均通過該系統(tǒng)發(fā)布了課堂安排，順利與學生建立了聯(lián)系，為保障正常的教學秩序提供有力的支持。2019—2020學年第2學期至2021—2022第1學期推送信息如圖7所示。

圖7 推送信息人次

5.1 構(gòu)建全新的師生信息溝通渠道

平臺上線后完全改變了傳統(tǒng)的線下教學信息通知管理模式，師生的信息溝通成為點對點的在線信息推送模式。當有新的教學安排時，授課教師只需要登錄系統(tǒng)進入對應(yīng)的授課任務(wù)發(fā)布信息即可，整個操作過程簡單、快捷，特別是師生可以使用微信收發(fā)消息，為進一步降低使用難度，對系統(tǒng)使用方法進行了優(yōu)化，最大限度地保留了“微信”使用習慣[18]，幾乎無須培訓即可熟練使用。通過分析教學管理信息資源，抓住授課任務(wù)這個關(guān)鍵節(jié)點，使從未謀面的師生快速建立聯(lián)系成為可能，系統(tǒng)上線后完美解決了師生聯(lián)系不便，特別是新學期師生第一次握手困難的痛點。

5.2 極大地提高了師生溝通的效率

經(jīng)統(tǒng)計分析，授課相關(guān)信息采用傳統(tǒng)的線下教學信息通知管理模式以人工傳遞的方式進行時，平均需要1.5～2 d的時間通知到每位學生，如果是多個專業(yè)合班授課的課程，這個時間還要更長一些。改為線上推送的模式后，師生在手機端或者網(wǎng)頁端對應(yīng)授課任務(wù)下編輯和發(fā)送課程相關(guān)信息，師生的移動端5 s之內(nèi)就會收到推送信息，教師使用線上推送信息的方式通知學生，平均半個小時內(nèi)即可收到全部回復(fù)，極大地提高了溝通效率。

6 結(jié)束語

該系統(tǒng)較好地解決了全新教學班條件下師生間溝通不便的問題，利用教務(wù)系統(tǒng)中授課任務(wù)信息作為推送信息的依據(jù)，以授課任務(wù)中師生人員范圍作為信息發(fā)布邊界，借助目前中國使用非常廣泛的移動應(yīng)用軟件[19]——企業(yè)微信(微信)實現(xiàn)信息的實時收發(fā)，為從未謀面的師生建立一條便捷、高效、即時、精準的通信渠道，釋放了線下傳遞信息所需的人力資源，將教秘和輔導員兩支隊伍從瑣碎的信息傳達工作中解放出來，讓這些教師能夠有更多的時間去審視自己的工作內(nèi)容，提高教學管理和服務(wù)的水平，極大地提高了教學工作管理效率和質(zhì)量。