翻转课堂环境下微信公众平台的应用研究

☆潘茹玉荆永君卢倩倩

（沈阳师范大学教育技术学院，辽宁沈阳110034）

翻转课堂环境下微信公众平台的应用研究

☆潘茹玉荆永君卢倩倩

（沈阳师范大学教育技术学院，辽宁沈阳110034）

微信公众平台作为新兴的网络社交技术，不仅对人们的生活产生了巨大影响，也对教学模式的改革提供了有效的支持。本文在微信公众平台支持下的翻转课堂研究现状的综述基础上，对自主开发的“乐学易学”微信企业号学习平台，以《高级语言程序设计》课程为例，采用SPSS、Excel以及数据库技术，对平台中的数据进行描述性统计和聚类分析。通过可视化结果揭示翻转课堂模式下学生应用平台学习过程的总体情况，发现学生的模块访问偏好和学习时间偏好，为提高学生的学习效果和优化教师的教学策略提供支持服务。

翻转课堂；微信公众平台；数据分析

一、引言

微信公众平台（简称WeChat）是微信官方推出的一对多方式的信息推送平台，它的主要功能包括群发功能、自动回复与自定义菜单、自定义接口和数据统计。微信公众平台于2012年8月23日正式上线，该平台可以实现和目标群体的文字、图片、语音的全方位沟通、互动，为媒体、学生、教师、机构等提供一种全新的互动沟通模式［1］。郑晓娜［2］采用问卷发放形式对全国28个省（区、市）208所高校2500名大学生进行随机调查，了解到有84.7%的大学生都在使用微信，微信对大学生的生活、学习、人际交往等方面产生了重要影响。

“翻转课堂”（The Flipped Classroom或Inverted Classroom翻译过来也叫“颠倒课堂”或反转课堂）起源于美国科罗拉多州落基山的“林地公园”高中，通过对知识传授和知识内化的颠倒安排，改变了传统教学中的师生角色并对课堂时间的使用进行了重新规划，实现了对传统教学模式的革新［3］。这种新的教学模式引起了广大教师的关注并被广泛传播，目前，我国一些高校教师正在开展翻转课堂教学实践。方圆媛［4］认为，翻转课堂的实现依赖于两个环境，分别是学生课下的学习环境和课堂中的学习环境，学生课下学习环境对翻转课堂能否成功实现至关重要。在学生课下环境中，一个支持学生进行课下活动的教学平台则是必不可少的重要技术组成［5］。

在中国知网上以“翻转课堂”并含“微信公众平台”为主题词进行文献检索，采用精确匹配，检索共有25条记录。通过对已有期刊进行文献分析，发现国内有关这方面的研究主要集中在教学模式和应用研究两方面。

（一）教学模式

国内的研究者在国外研究以及相关实践的基础上，总结了本土化的翻转课堂教学模式。李权［6］等人在分析微信公众平台通信机制的基础上，结合翻转课堂模式特点，提出了以学生为主体、教师为主导的课前知识获取，课堂知识内化的教学模式；刘慧［7］等人以大学英语为实践课程，在课堂教学中采用基于慕课的翻转课堂教学模式，将翻转课堂中所需用的学习资料通过微信公众平台进行发布，通过一个学期的教学实践后，发现学生学习成绩显著提高，取得了较好的教学效果。

（二）应用研究

倪礼豪［8］设计并实现了基于微信公众平台的多终端系统，以支持翻转课堂的教学活动；颜健［9］等人基于微信公众平台实现地理翻转课堂教学实践，并展示了微信公众平台在推送学习资源、促进师生交流、教学信息统计等方面具有独特优势。

在已有文献中还没有关于翻转课堂模式下微信公众平台进行数据挖掘的研究，本研究将从这一方面进行探讨。《高级语言程序设计》是我校教育技术学专业本科学生的入门程序设计语言，授课方式一般都采用课堂教学和上机实践相结合。C语言因其数据类型丰富，灵活性强，比较抽象，而且实践性很强，传统的教学方式使得学生的学习积极性不高，实际的学习效果不理想。因此，笔者所在的团队有机地将翻转课堂和微信公众平台相结合，从翻转课堂的特点出发，基于微信公众平台的开发模式，利用其提供的自定义接口功能，设计并开发了支持翻转课堂在线学习系统，以期提高学生的学习自主性和积极性，对提高学生成绩有所帮助。

二、系统应用详情

（一）系统概况

本研究基于翻转课堂教学模式，对微信公众平台提供的自定义菜单进行二次探索，开发了微信公众平台支持的在线学习系统，现概述其实践情况。该系统共有三个模块，分别是乐学易学、乐易测试和信息中心（如图1）。

图1　系统功能模块结构

1.乐学易学模块

该模块的内容是根据《高级语言程序设计》课程所设计的与课程配套的微型学习任务单、HTML5制作的课件、教学视频等，教师在课前将学习视频和其它学习材料放在该模块中，以便学生观看。

2.乐易测试模块

学生观看学习视频后在该模块下完成练习，在答题过程中系统能自动生成错题集，并且对于学生感兴趣的题目系统有“收藏”功能。

3.信息中心模块

该模块根据使用者特征分别设教师和学生两种权限。教师能看到哪些试题被学生收藏，每个题目的正确率，每个章节学生的掌握程度，所有学生的成绩排名、答题正确率、最高分、平均分等，以及所有学生使用该系统的频率等；学生可以看到收藏的题目、错题、自已在班级中的总体情况等。

（二）研究样本与研究思路

本研究以我校教育技术学专业2015级1班27名学生为实验对象，本研究的数据来源于作者所在团队开发的基于微信公众平台的“乐学易学”（以下简称平台）中《高级语言程序设计》网络课程，选取该平台数据库中2016年3月1日至2016年3月31日的学生行为数据。

每个学生在平台上进行学习的行为数据存储在MySql数据库的数据表中，这些行为包括访问时间、访问模块等。本研究共收集到979条学生访问记录，将这些数据存储导入Excel表中作为本次研究的数据来源。

本研究将应用统计、可视化、聚类等方法，采用SPSS、Excel以及数据库查询语言等工具，对研究样本开展数据挖掘研究，以期探索翻转课堂模式下学生活动分布特点、学习时间分布特点。

（三）应用分析

1.模块访问频次说明

本研究使用平台共有3个模块，分别是学生学习行为模块、学生测试行为模块和学生查看个人信息行为模块。其中，与学生学习行为、学生测试行为以及学生查看个人信息行为相关的功能各有5个，共有15个功能，各功能具体使用频次如表1。

表1　平台模块及功能说明

2.分析过程与可视化呈现

本文在借鉴周剑云［10］和魏顺平［11］对于在线学习开展数据挖掘分析维度研究的基础上，从学生在线学习时间、学生学习过程和依据学生访问平台总体情况，对学生进行聚类等方面展开分析。

（1）学生在线学习时间分析

通过在线学习时间分析，可以掌握学生的在线学习时间，以及学习时段的分布情况。

将三月份采集数据时间以星期为单位划分，分为四周（考虑到3月1日至6日（周二～周日）只有一天有数据，故本研究从7日开始分析），即第一周为7、8、9、10、11、12、13；第二周为14、15、16、17、18、19、20；第三周为21、22、23、24、25、26、27；第四周为28、29、30、31。

三月份的模块访问频次分布情况如图2所示。从中我们可以看出学生访问次数先上升后下降，成周期性变化，表明在星期刚开始阶段，学生的积极性较高，访问次数较高，之后起伏不定，逐渐减弱；以周为单位来统计模块访问频次，这种走势更为清晰（如图3）。因此，从每周四开始，教师有必要对学生采取干预措施，调动其积极性。

图2　学生访问各个模块的总频次随时间变化的趋势

图3　以周为单位学生访问各模块的总频次变化

由于第一周的学生访问频次较高，数据量较大，更容易发现数据所蕴含的规律，因此，选取第一周作为一周七天为单位的数据样本。第一周的模块访问频次分布情况如图4所示。在整个学习阶段的每一周中，访问频次处于高峰的总是学生有该课的当天和前一天。

图4　第一周每天学生访问各模块频次统计

以一天各时段为单位统计学生的模块访问频次（数据记录中凌晨0点-5点记录为0，图中未展示），发现学生的学习时段偏好，得到如图5所示的结果。从学生的学习时段来看，访问模块时间主要聚集在13点、16点和17点，12点和19点的访问记录为0，学生可能在这个时间吃饭或进行其它活动，21点-23点的访问量处于次高状态，学生在休息期间会访问平台。

图5　各学习时段模块访问频次统计

（2）学生学习过程分析

通过对平台各个模块的访问情况分析，教师和学生可以依据获取的反馈信息了解学习状态，及时调整教学或学习。如图6所示，是学生在学习过程中，访问平台模块的频次统计图。学生最常访问的模块是“测试”，说明做作业是主要的学习活动。相比之下，“学习”模块的访问频次要低很多，说明学生在翻转课堂教学模式中，自主学习的主动性不是很高。

图6　学生访问各个模块次数统计图

对平台中“学习”模块中的工具访问行为进行统计，结果如图7所示。从图7可以看出，学生对courseware（内容为HTML5制作的C语言各知识点课件）的访问次数最高，其次是video（内容为基于C语言各知识点的教学视频），resource（内容为C语言教材电子书）的访问次数最少。在课件技术上，学生在学习时更愿意访问含有多媒体技术、表现形式多样的课件；在课件内容上，学生喜欢学习内容进行碎片化的学习课件。教师在后期的备课中，应多为学生准备形式丰富且内容碎片化的课件。

图7　学生使用学习行为模块次数统计图

对平台中“测试”模块中的工具访问行为进行统计，结果如图8所示。exercise_chapter是按照C语言教材中的各个章节进行专门练习，它的访问次数最高，说明多数学生在学完一个章节后能够进行练习以检验学习效果。

图8　学生使用测试行为模块次数统计图

对平台中“查看个人信息”模块中的工具访问行为进行统计，结果如图9所示。view_all_score是查看所有学生学习情况（包括总成绩、答题率、正确率和答题平均用时），说明大多数学生存在竞争心理。

图9　学生使用查看个人信息行为模块次数统计图

（3）依据学生访问平台总体情况，对学生进行聚类分析

本研究依据学生在learning、exercise和view模块上的访问次数来对学生进行聚类分析，以发现学生的行为特点。表2是部分学生在三个模块上的访问次数统计。以表2为数据基础，采用SPSS系统聚类方法，以learning、exercise、view为聚类变量，聚类数范围预设为2～5，结果发现分为2类效果最佳，每一类的基本情况如表3所示。

表2　每个学生访问次数统计表（部分）

表3　学生聚类结果

第一类学生和第二类学生占班级绝大多数，他们对learning模块的访问频次都很低，教师应该对这一现象进行反思；第二类学生的总体访问频次偏低，表现不活跃，教师应多注意这类学生，对这些学生进行教学干预。

三、结束语

从上述分析可知，通过挖掘平台数据库记录，我们可以统计平台各模块的访问频率了解学生在平台中所开展的各种活动的状况，发现学生的学习时间偏好，并依据学生的平台访问行为对学生进行聚类分析，为提高学生成绩和优化教师教学提供可视化的参考。

对学生而言，学生可以利用学习分析的可视化结果了解自己的学习情况和同伴的学习成绩，例如：学生可以知道自己经常访问的模块是测试，说明完成作业是学生的主要学习行为，相比之下，学习模块访问最低，学生需要反思自己是否是在充分学习的基础上完成作业。

对教师而言，教师要根据平台访问次数的特点来优化学习资源，对于不经常访问平台或者在线学习时间短的学生，教师要及时给予干预，以便学生及时步入合理的学习状态并能顺利通过课程考核。

［1］王萍.微信移动学习平台建设与应用［J］.现代教育技术，2014，（05）：88-95.

［2］郑晓娜.学生微信使用现状调查与分析——以全国208所高校为例［J］.思想理论教育，2014，（02）：83-86.

［3］张金磊，王颖，张宝辉.翻转课堂教学模式研究［J］.远程教育杂志，2012，（04）：46-51.

［4］方圆媛.翻转课堂在线支持环境研究——以可汗学院在线平台为例［J］.远程教育杂志，2014，（06）：41-48.

［5］梁锦锋.支持翻转课堂的Moodle学习平台设计与开发［J］.智能计算机与应用，2015，（06）：46-48，51.

［6］李权，杨德刚，宋伟伟.基于微信公众平台的翻转课堂学习模式研究［J］.东南传播，2014，（12）：103-105.

［7］刘慧，刘妍华.慕课视角下基于微信公共平台的大学英语翻转课堂教学应用研究［J］.大学教育，2016，（01）：84-85.

［8］倪礼豪.微信公众平台在翻转课堂中的应用研究［J］.软件，2015，（04）：114-118.

［9］颜健，程砚田.基于微信公众平台的地理翻转课堂教学实践［J］.地理教学，2015，（16）：48-50.

［10］周剑云.Moodle平台网络课程数据挖掘模式分析［J］.中国远程教育，2014，（09）：68-71.

［11］魏顺平.Moodle平台数据挖掘研究——以一门在线培训课程学习过程分析为例［J］.中国远程教育，2011，（01）：24-30.

［编辑：庄丰源］

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1671-7503（2016）17-0056-04