基于微信公众号的高级信息系统课程柔性教学应用

陈 钊，陈 杰

（北京林业大学 信息学院，北京 100083）

0 引 言

研究生教育是我国教育体系中最高端的教育[1]，是拔尖创新人才培养的主要途径[2]。近年来，我国研究生招生规模稳定增长[1]，研究生就业的实践技能要求逐年提高。因此，对工科类研究生来说，通过课程体系改善和实践环节强化，提高实践技能显得非常重要。

高级信息系统课程是管理科学与工程（工科）专业研究生培养方案中的学位课，是提高学生实践技能的核心课程。课程通过提升学生对新理论、新方法、新技术的理解，强化信息系统的实际开发能力。该课程对形成本学科研究生较高实践技能素养有举足轻重的作用，但是由于该课程课时少，教学安排过于紧凑，无法在有限的课堂时间内，既完成知识的教学，又完成技能的培养。灵活设计教学过程，合理安排学习内容和实践环节，给学生随时的课程知识支持、充足的实践时间、灵活自主的学习环节，是提高教学效率与效果、增强学生知识与技能的关键。

1 微信公众号引入柔性教学的适用性

柔性教育强调教育的弹性和灵活性，突出开发学生潜能，注重培养学生的能动性、自主性和适应性。柔性教学是在柔性教育理论指导下的一种新型教学方法[3]，是一种动态的、灵活的教学[4]，可以根据课程大纲和学生特点进行个性化、多样化教学。柔性教学对学习内容和知识进行合理的颗粒化，在课程知识组合的空间维度上和教学过程组织的时间维度上实现柔性化，从而充分利用学生的时间，让学生充分参与到教学过程中，提高学生创造性的学习能力，获得丰富的个性化知识，形成扎实的实践技能。

目前，慕课、雨课堂等新的手段较好地支撑了个性化和碎片化教学需求，但是对学习者来说，这些手段的交互性、针对性和可控性不足，而基于信息推拉结合和用户绑定的微信及其公众号，具有支持个性化、实时、交互信息服务的特点[5]。同时，根据微信用户绑定的特点，可以对参与公众号的用户范围进行限定，从而实现安全、可控、个性化的信息服务。因此，把微信公众号引入高级信息系统课程柔性教学实践中，可以支持课程内容的柔性推送与拉取、课程进程的柔性组合与调控，实现对特定学生用户群体进行特定课程内容教学的个性化教学目标。

2 基于微信公众号的柔性教学实现

按照柔性教育理念和教学方法的要求，实现柔性教学要解决课程知识的灵活组装和教学过程的灵活组配。课程知识的灵活组装要以颗粒化知识为基础；教学过程的灵活组配要以碎片化的时间利用[5]为基础。通过对颗粒化知识和碎片化时间的灵活组装，在较短的教学周和较少的周学时的限制下，尽可能拓展教学空间，拉长教学过程，从而突破固定课时教学的时空限制，实现课程教学目标。

2.1 建立颗粒化知识，柔性组合知识体系

按照高级信息系统课程教学大纲要求，高级信息系统课程知识体系涵盖了信息系统的发展趋势、新概念、新方法、新技术环境下的信息系统开发、信息系统运作等内容。课堂教学的重点是新方法教学，要求学生学习基于RUP建模过程的UML信息系统建模方法，掌握UML建模工具，熟练使用UML九类图进行新系统的建模。柔性教学要求将所有的知识颗粒化，形成最基本的知识单元，为知识的柔性组合奠定基础。高级信息系统课程颗粒化知识体系的构建采用“大纲为基准、需求为导向”原则，把课程现有的课程知识、PPT、案例文档、练习题、实验指导书、实验报告模板等全部颗粒化，建立章、节、知识点、习题、PPT文档、案例为体系的概念库、习题库、案例库，每一条记录就是一个颗粒化的知识，所有的库构成课程的颗粒化知识体系；同时，建立“按需补充、逐步扩展”的颗粒化知识扩充机制，把将来教学中积累的新知识、新资料、新案例扩展到颗粒化知识体系中，形成越来越丰富的知识库，为将来的研究生柔性化学习课程奠定丰富的知识体系基础。研究生根据教学目标和自身兴趣，有选择地获取不同的知识颗粒集进行学习，达到个性化学习的目的。

2.2 集成碎片化时间，柔性组合教学过程

固定学时的教学过程，极大地限制了学生对课程知识的学习和掌握的质量，也严重制约了实践教学的效果。要充分发挥柔性教学的优势，充分利用碎片化的时间，让学生在有限的教学周内，充分拉伸知识获取的空间、拉长学习和实践的过程，突破学程的限制，积极参与知识学习和实践锻炼，提高学习效果。

高级信息系统课程教学内容分为5个章节，共计32学时。前言与基础6学时，其中2学时用于课堂学生报告交流；基于RUP的UML建模方法和技术18学时，其中6学时用于课堂学生报告交流，8学时实验；基于云和移动服务环境的信息系统开发4学时；信息系统发展趋势和科研热点2学时，其中1学时用于学生外文文献翻译综述；信息系统的运作与管理中法律和道德问题2学时。

教学内容分两种类型：一是课堂教学，二是实践教学。课堂教学学时占3/4，实践教学学时占1/4。每周4学时，按照4+3+2周的节奏安排，共9周完成。前4周和后2周是课堂教学；中间3周是实践教学。前沿与基础部分，介绍课程的整体安排和新趋势、新概念等内容，要求学生课后完成一个新信息技术综述报告和一个增加竞争优势的案例的作业，在课程讲授的下一周的课上讨论。由于课程内容较多，作业任务重，所以在课前通过课程微信公众号，通知学生下载讲义、相关的学习资料、作业要求等，以便学生课前自学，并较早进行作业准备。

第一周课上只讲重点并讨论，同时讲述课后完成作业的要求，并要求在下次上课之前自学第二周课的内容。第二周课上交流新技术、新案例，由老师补充讲解，引导讨论重点。从第三周开始，在第三、四周课堂上要求学生自己讲解UML的建模工具，由老师纠偏，大家参与讨论。如果第二周课后才布置学生讲解的内容，学生用一周的时间备课，显得力不从心，因此要提前布置，一般会在第一周课后，通过课程微信公众号，把学生要讲的内容及其分工推送给学生，并推送相关的参考资料供学生借鉴，提醒学生提前准备，充分利用各自的碎片化时间，完成备课，使得教学安排体现最大的柔性。第五到第七周是实验环节，目的是提高学生的实践技能。按照要求，应该在三周内完成一个自选信息系统项目的分析、设计、实施、测试和试运行全过程。显然，在三周内完成这样的大作业，时间太短，会有很大的质量问题，因此，把三周共8个学时的实验课的任务，设定为只完成项目信息系统分析设计的文档，而信息系统的实施、测试、试运行，拉长到一个学期内完成。这样，突破教学安排过于紧凑的限制，充分拉伸实践环节的学程，使得学生有充分的时间从事项目软件的开发、测试工作，提高项目软件的质量。第四、五章的内容在第八、九周课堂完成，要求学生选择一篇与自己研究相关的高水平的专业英文文献进行翻译，并在课堂上汇报讨论，汇报安排在第九周进行。同样，作业的要求通过课程微信公众号提前4周推送给学生，让学生有充足的时间去选择好的文章，做出高质量的翻译。柔性教学方法的实践突破了课堂和固定周次对教学内容的限制，实现了课程知识的柔性获取和教学过程的柔性扩展，提高了学习和实践的时间利用效率。

2.3 建立支持柔性教学的课程知识文本库

把颗粒化知识集成到微信公众平台中，是微信公众号服务于高级信息系统课程柔性教学的基础。采用建立文本库的方法，把颗粒化的知识组织起来，供学生检索使用。文本库的领域范围定位在高级信息系统课程的所有知识点和材料上，课程知识包括课程中的概念、原理、图、表、参考资料链接等；资料包括PPT、论文、案例文档、实验项目文档和软件等。重点梳理高级信息系统课程相关的概念及其关系，包括包含关系、相似关系、相反关系等，将这些概念和关系建立文本库，如信息系统的概念包含与组织层次对应的管理信息系统和与职能实体系统相对应的职能信息系统。通过查阅文献资料、请教领域专家、借助维基百科等，把该领域的概念搜集全面并构建知识体系结构，将其分解成概念词条存入数据库中，从而确定最终文本库中知识点的层级关系和逻辑结构，如图1所示，限于版面图1中省略了大部分知识分支。

知识体系物理存储是知识点的结构化数据表，数据表结构见表1。为了节省存储空间，相似概念、子概念以及父概念，只存储各个概念对应的唯一标识id，并用逗号分隔开。目前，数据表中存有305条知识点相关的数据条目。随着课程轮次的增加，逐渐整理和完善新的知识颗粒，对结构化数据表不断进行补充，形成越来越丰富的课程知识文本库。

表1 文本库的数据表结构

2.4 开发支持柔性教学的课程微信公众号

图1 知识文本库逻辑结构图

根据微信公众号提供的功能菜单体系、信息交互、微信用户绑定等特点，开发服务于针对特定范围学生的柔性教学的课程微信公众号。高级信息系统课程微信公众号，主要实现学生和老师在登录和未登录时不同的功能，为学生提供学习内容定制、课内课外融合、学习过程柔性的学习工具，既能实现课程教学大纲的要求，又能满足个性化、参与式教学的需要。

微信公众号功能结构按照学生和教师两类用户建立。学生用户功能按照登录状态和非登录状态来划分，图2为非登录状态的学生用户的功能结构图，图3为登录状态的学生用户的功能结构图；教师后台管理的功能结构如图4所示。非登录状态可以进行简单的知识检索，登录状态可以进行全功能操作，从教和学两方面满足柔性教学需要。

图2 非登录状态功能结构

图3 学生登录状态功能结构

图4 教师后台管理功能结构

3 柔性教学效果分析

北京林业大学的高级信息系统课程已经连续开设了9年，针对教学过程中存在的不同问题也进行了不同的教学改革。随着新一轮压缩学时、缩短学程大改革的实施，课程课堂教学和实验教学面临越来越大的压力，学生对课程知识的掌握和实践技能的获取质量逐年下降。当今，管理科学与工程（工科）研究生的信息系统开发技能培养要求越来越高，及时引入柔性教学方法，符合教学需要，也取得了较好的教学效果。

最近两轮次的教学实践，按照柔性教学的要求，合理地调整教学过程，灵活组装课程知识。虽然课程公众号在第一轮次教学时没有全面使用，但是柔性教学方法在实验教学环节进行了应用，将计划用8学时完成的信息系统项目开发全过程，拉长到整个学期来完成。第二轮次教学充分利用课程微信公众号，使得课堂内容的学习大多数都在课前完成，学生利用碎片化时间的效率得到很大的提高，课堂教学和实验教学环节柔性化得到了更好的支持。通过后台时间统计可知，学生进行知识构建的时间翻了将近一倍；学生在实验环节的时间投入翻了两番。根据实验项目软件的代码量的统计，人均代码行数比前四届的人均代码行数增加了近一倍，软件质量有明显的提升。通过课后访谈和小问卷调查分析可知，学生对柔性教学理念认可度很高，乐于接受柔性的教学方法，学生课外投入的学习时间也明显增加，教学效果有显著改进。

4 结 语

柔性教学方法是一种突破时间和空间限制的教学方法，对于管理科学与工程（工科）等要求强化实践技能教育的研究生课程来说，采用柔性教学方法可以取得很好的教学效果。柔性教学方法能个性化组装知识颗粒，充分利用学生的课余碎片化时间，满足个性化柔性学习的需要，提高学习时间利用效率。微信公众号能提供基于信息交互的知识检索与教学辅助，能很好地支持柔性教学方法在高级信息系统课程教学中的应用。如何把教学大纲的刚性和教学方法的柔性有机结合，既能保证研究生学科教育的方向，又能满足个性化教学的需要，还要在今后教学实践中不断完善和改进。