基于企业微信的开课任务信息推送系统设计与应用

王 岩，朱 淼，叶 萌，马晓峰

首都医科大学教务处，北京 100069

2020年以来受新冠肺炎疫情影响，传统面授的课堂教学形式受到极大冲击，在线教育成为解决疫情等极端条件下组织开展教育活动的重要途径[1]。为了保障学校正常教学秩序，切实落实“学校不停课、教师不停教、学生不停学”的工作精神[2]，教育部等六部门发布《关于推进教育新型基础设施建设构建高质量教育支撑体系的指导意见》，明确构建高质量教育支撑体系的重要性和必要性[3]，教学信息化工作由幕后走上了台前，高校在线教学的授课模式已由最初的应激状态转换为常态化的模式，网络课堂与在线教学模式来到了每个学生身边[4]，可爱的教师们化身为“网红”主播，借助信息技术的力量开展在线教学，完全基于线上的教育实践取得显著成效[5]。

医学高等院校教学任务安排具有分组多、参与教师多的特点[6]。一名参与授课的教师经常只承担一门课程1～2学时的授课任务。线下授课模式中教师和学生到指定的教学场地开展教学活动，如临时调整场地，通知师生也不存在太大困难。当授课模式由线下改为线上时，通知学生和教师进入正确的教学空间则变得十分困难。基于首都医科大学的教学管理框架，教学安排要通过学院教学秘书(以下简称教秘)和辅导员分别通知教师和学生，当授课安排进行任何调整时，也都需要通过教秘和辅导员重新通知；当面临多门课程、多个专业时，则简单的通知工作都会让教秘和辅导员本就饱和的工作更加雪上加霜，而传统的人工信息传递存在的时效性和准确性问题，使其不能满足常规教学管理工作的要求。

实践证明，此时亟需一套全新的信息传递模式，来解决人工传递教学信息的管理模式所存在的系统性、时效性、准确性方面的弊端。经过梳理问题需求，课题组最终决定通过整合教务管理系统(以下简称教务系统)和学校企业微信平台，开发一套基于授课任务的信息推送系统，构建一种系统高效的教学信息传递模式，为师生提供一个精确、通畅的信息传递渠道。

1 需求分析

在传统课堂教学模式中，师生会根据教学安排在教室中完成教学活动。在线教学模式中，教学场地转换为互联网中的虚拟空间，教师通知学生到虚拟空间变得困难起来，特别是发生临时调课、变更教学场地等突发情况时，传统信息传递方式在时效性、便捷性、系统性等方面存在巨大缺陷。因此，搭建一个按照开课任务确定信息发布范围的师生交流平台势在必行。师生登录该系统后使用信息编辑功能，发起会话请求，完成教学相关信息的发布与接收工作。

在需求提出之初，课题组首先对社会上常见的能够提供即时通信服务的APP进行调研，希望找到一款能够满足学校需求的成熟软件直接用于教学信息通知工作。调研发现，常见的APP，如微信、QQ、钉钉、蓝墨云班课等均无法满足“在陌生人间批量建立信息发布群组”的需求，最终课题组决定根据业务需求开发一套满足学校教学工作要求的信息推送系统。并拟定具体需求如下：

①依据教务系统中的教学任务构建信息接收和发送的范围；

②支持在移动端和网页端编辑、接收和发送信息；

③发送信息支持富媒体格式；

④支持信息管理功能。

2 系统设计

为了保证在短时间内构建成熟稳定且安全高效的平台，课题组确定基于Spring Boot框架开发系统，使用Java语言开发B/S构架信息推送系统。Spring Boot框架可通过配置Ma-ven工具来管理大量的项目资源，从而有效解决项目资源管理难的问题，提高开发效率[7]。而在功能模块的划分过程中须满足“高内聚、低耦合”的设计原则[8]，在整合教学管理数据中授课任务模块的师生人员信息前提下，系统自动构建以课程为核心的教师、学生交流群组。同时，课题组使用API接口与教务系统和企业微信平台进行数据对接，实现信息编辑、推送、接收、管理等系列功能，建立一套基于网页和手机端的即时通信平台。

2.1 业务流程设计

业务流程设计秉持师生操作使用的便捷性原则。首先，课题组将教务系统中的人员和课程信息同步到信息推送系统，师生登录系统即可看到该学期的课程任务；其次，师生进入信息编辑界面录入需要推送的信息内容，系统推送信息支持文字、图片、链接、视频等多媒体文件，可满足不同信息发布应用需求。而信息编辑和收发界面则需要能提供移动端和网页端两种使用场景，以确保信息收发的时效性和便利性(业务流程如图1所示)。

图1 业务流程图

2.2 总体架构

应用系统采用Spring Boot进行构建。通过API方式从教务系统获取当前学期的教学安排及课表信息，以此为基础构建面向教师和学生的线上互动平台。通过该平台，可以满足教师对所授课教学班学生发布各类教学通知、线上课堂登录凭据、分享教学材料、解答学生疑问等各类需求。

系统总体架构分为应用层、业务层、基础数据层和数据存储层。应用层主要是对收发信息进行展示，包括网页端和移动端两部分；业务层主要给师生提供信息录入、删除、保存、提交推送功能，此部分同样包含网页端和移动端两部分；基础数据层对教学相关信息进行读取和管理，同时肩负着与企业微信信息对接功能；数据存储层采用MySQL 数据库对课程信息、人员信息及其他相关数据进行存储(系统架构如图2所示)。

图2 系统架构

3 关键技术

3.1 企业微信

企业微信是微信团队专为企业打造的专业通信工具[9]，与微信一致的沟通体验，提供丰富免费的办公应用，并与微信消息、小程序等互通，助力企业高效办公和管理[10]，现已成为高效的办公平台，被广泛应用于各行各业中。使用者既可以安装企业微信APP，也可以嵌入微信中使用，两者相比较企业微信APP功能会更多一些。企业微信平台支持企业内部应用开发，第三方系统可以根据企业微信API接口要求，开发个性化的各种应用。国内各高校在信息化建设过程中根据自身需求大多开通了企业微信服务[11]，可快速、低成本地实现高质量的移动应用，从而不断地完善学校的信息服务体系，并收到了良好的使用反馈。

企业微信作为信息推送平台具有以下特点：①可选定部门或者人员自定义消息，实现精准推送；②支持图文、文本、图片、语音、视频等多类型文件推送；③支持微信和企业微信端的多途径信息接收；④开放接口，提供标准群发接口API服务，第三方业务系统中的信息推送需求可以轻松得到满足。

3.2 Spring Boot框架

Spring Boot是当前比较主流的企业级Java集成开发框架，使用特定的方式集成开源应用库。其设计目的是用来简化Spring应用搭建开发环境的步骤，使开发人员不再需要定义样板化的配置[12]。Spring Boot框架下有着完善的MVC设计模型支持，采用了约定优于配置策略(convention over configuration)，是一种由Spring Boot本身配置目标结构，由开发者在结构中添加信息的软件设计范式，这一特点使得在Spring Boot环境下进行MVC模式的开发变得尤为简单[13]。因此，利用Spring Boot框架技术可以满足系统敏捷开发所有的要求。

4 系统设计与实现

4.1 数据库设计

数据库的设计对于系统的开发有着非常重要的影响，一定程度上决定了系统开发是否顺利，后期是否易于维护，程序是否容易扩展[14]。因此，开发时需要将各种应用场景和使用环境考虑周全，为系统的可维护性打下基础。该系统的数据库设计主要分为三部分：课程信息表、信息管理表、人员信息表。对于该系统来说，课程信息表是整个系统的核心，记录了课程的“名称”“授课教师”“学生”“教师所属院系”“学生所属院系”“教师编号”“学号”“授课内容”“教学班”等字段；信息管理表主要有信息记录表、信息关系表、人员关系表，记录了用户发布信息的内容及状态；人员信息表则包括教师的“教师编号”“姓名”“所属学院”等信息，还有学生的“学号”“姓名”“班级”等信息。

4.2 信息同步模块

课程信息和师生信息是搭建该系统的数据基础，也是信息发布功能能否有效解决问题的基本必要条件；课程是师生产生交集的关键节点，也是师生信息发布的接收范围，因此课程与师生的关联数据是解决问题的关键条件。为了保证信息的准确性和数据获取的便捷性，课题组决定通过API接口与教务系统进行数据传输，杜绝因人工误操作造成数据错误的可能性。教务系统同步到信息发布系统中的数据，主要包括人员信息和授课信息两部分内容，同步字段信息如表1所示。

表1 同步字段信息

4.3 登录认证模块

该系统提供账号密码登录和扫码登录两种进入平台的方式。其中，账号密码的登录方式，不因新建平台要求师生额外记录用户名和密码，而是使用教务系统API接口验证用户信息。而开发扫码登录方式则主要出于两方面考虑：一是随着信息化建设的不断推进，学校各业务系统基本均进驻企业微信，关注企业微信成为师生在校工作和生活的必要条件，此时已经具备扫码登录的用户基础；二是企业微信具有较强的身份认证体制[15]，扫码登录功能在提高用户信息安全的同时，可减轻师生记录各种账号密码的负担，显著增强系统友好性，增加用户黏性。扫码登录功能通过以下四个步骤来实现：①在登录界面嵌入企业微信二维码的生成代码；②当扫码代码被触发后，通过get的请求方式获得code和access_token两个参数；③通过code和access_token两个参数获得扫码用户信息；④与系统中的用户信息进行比对，如果相符跳转到主界面，完成扫码登录，否则回到扫码登录界面。生成二维码的代码如下：

……………………

open:function(){

//打开websocket连接后会触发该事件

},

………………

confirm:function(rs){

//用户扫码后点击确认同意后会触发该事件。

console.log(rs);

},

reject:function(rs){

//用户扫码后点击取消会触发该事件。即用户拒绝该次扫码请求

console.log(rs);

},

ticket:function(rs){

//二维码生成后触发该事件

console.log(‘二维码已生成’);

},

error:function(rs){

//发生错误后点击取消会触发该事件

alert(rs);

},

………………

4.4 信息编辑和推送模块

信息编辑和推送模块是该系统的核心模块，承担信息新增、编辑、删除、推送和信息展示任务，具备强大的文档编辑功能，允许师生在信息中插入文字、图片、视频、链接等常见多媒体文件，满足师生在教学过程中不同应用场景的要求。为保证使用便捷性和信息时效性，此模块包括网页端和移动端两部分。师生间信息交互包括信息发布和信息回复两种场景，信息发布通过以下步骤实现：信息编辑界面点击推送按钮发起推送申请，信息打包后调用企业微信API接口推送信息，企业微信后台根据信息要求向指定师生发送信息，如图3所示。信息回复与信息发布的工作流程一致，在回复的信息中包含原信息ID和课程ID，系统根据上述字段将关联信息分类显示。

图3 信息发布流程图

教师进入系统后即到达主界面，默认显示当前学期的授课任务，在主界面点击消息按钮进入信息编辑页面，调整学年学期可以查看其他学期的信息发布情况。在信息编辑界面教师使用信息编辑功能发布教学计划、考核标准、线上课堂邀请码、课前预习资料、作业及要求，还可以发布第三方系统的链接地址，允许跳转到对应系统完成收发作业、课后测验、课堂评价、课堂投票等各项教学活动。学生在企业微信端实时接收教师发布的教学信息，按照课堂要求完成对应学习任务，有任何问题也可以对教师进行提问，同时教师也可以在企业微信端实时接收学生发布的信息。网页端信息编辑和展示界面如图4所示，教师端和学生端评价界面和功能完全相同，分为上半部分的信息编辑区和下半部分的信息展示区，师生在信息编辑区内完成信息内容的编写工作后点击发布评论按钮，信息内容就会实时显示在下方的评论区域。微信端信息编辑和展示界面如图5所示。

图4 网页端信息编辑和展示界面

图5 微信端信息编辑和展示界面

4.5 信息查阅模块

基于企业微信平台的信息推送系统具有便捷、及时、低成本的优势[16]，充分满足了师生间的沟通需求。而为了配合网络安全工作要求，降低用户发布不当言论的可能性，要求推送信息必须“实名制”发言[17]，且要能够记录所有发布的信息内容，平台构建了信息查阅模块，供管理员巡查和管理用户发布的信息内容。此模块支持分学期查看信息，教师和学生发布信息在此界面按照课程进行汇总，为了保证发布信息的完整性，师生在发布信息界面做删除操作后，信息管理界面只是做删除标记。信息管理界面如图6所示。

图6 信息管理界面

5 应用效果

2020年2月份平台上线以来，为全校师生开辟了全新的信息沟通渠道，让教师和学生有了一个可靠、便捷、稳定的信息发布平台。通过5个学期的推广和使用，累计为8000余名师生提供了15万余人次的信息推送服务，新学期所有在线授课的教师均通过该系统发布了课堂安排，顺利与学生建立了联系，为保障正常的教学秩序提供有力的支持。2019—2020学年第2学期至2021—2022第1学期推送信息如图7所示。

图7 推送信息人次

5.1 构建全新的师生信息沟通渠道

平台上线后完全改变了传统的线下教学信息通知管理模式，师生的信息沟通成为点对点的在线信息推送模式。当有新的教学安排时，授课教师只需要登录系统进入对应的授课任务发布信息即可，整个操作过程简单、快捷，特别是师生可以使用微信收发消息，为进一步降低使用难度，对系统使用方法进行了优化，最大限度地保留了“微信”使用习惯[18]，几乎无须培训即可熟练使用。通过分析教学管理信息资源，抓住授课任务这个关键节点，使从未谋面的师生快速建立联系成为可能，系统上线后完美解决了师生联系不便，特别是新学期师生第一次握手困难的痛点。

5.2 极大地提高了师生沟通的效率

经统计分析，授课相关信息采用传统的线下教学信息通知管理模式以人工传递的方式进行时，平均需要1.5～2 d的时间通知到每位学生，如果是多个专业合班授课的课程，这个时间还要更长一些。改为线上推送的模式后，师生在手机端或者网页端对应授课任务下编辑和发送课程相关信息，师生的移动端5 s之内就会收到推送信息，教师使用线上推送信息的方式通知学生，平均半个小时内即可收到全部回复，极大地提高了沟通效率。

6 结束语

该系统较好地解决了全新教学班条件下师生间沟通不便的问题，利用教务系统中授课任务信息作为推送信息的依据，以授课任务中师生人员范围作为信息发布边界，借助目前中国使用非常广泛的移动应用软件[19]——企业微信(微信)实现信息的实时收发，为从未谋面的师生建立一条便捷、高效、即时、精准的通信渠道，释放了线下传递信息所需的人力资源，将教秘和辅导员两支队伍从琐碎的信息传达工作中解放出来，让这些教师能够有更多的时间去审视自己的工作内容，提高教学管理和服务的水平，极大地提高了教学工作管理效率和质量。