微信公众平台的课堂教学管理系统设计研究

宋来

摘 要：随着信息技术的迅速发展，在教育领域互联网技术开始崭露头角。微信是一款即时通讯软件，综合了通讯、社交、平台化功能，凭借其便捷化的使用、多样化的互动、个性化的订阅内容、精准化的推送信息等优势逐步应用在教育领域。本研究基于微信公众平台，对课堂教学管理系统设计进行了研究，实现了课堂的移动互动，提升了教学管理效率。

关键词：微信公众平台 课堂教学管理系统 设计

中图分类号：G434 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2018）02（c）-0146-03

1 微信和微信公众平台的功能

个人与企业都可以利用微信公众平台申请微信公众号，与特定群体的文字、图片、语音、视频实现全方位的交流互动。

1.1 功能

公众号是利用群发功能推送消息，消息类型包括了文字、语音、图片、视频和图文消息。在群发对象中，可以借助于用户的分组、性别、地区对群发消息的用户范围进行设置，从而更加准确的推动消息。微信公眾平台将自动回复作为核心的内容，可以利用设置“按关键字回复”、“被添加回复”、“消息自动回复”等功能，设定一般的文字、语音、图片和视频为回复消息，并且设置自动回复的规则，当订阅的用户行为与自动回复规则相符时，便会自行接收回复的消息。

1.2 管理

在管理模块中，包括了消息、用户和素材三方面内容。消息管理即发送消息时可以按照资源特点以及用户特点实行分组推送，另外在消息管理中可以查看最近五天订阅用户和平台之间的互动信息，并且逐一进行回复；用户管理即按照订阅用户的地理位置、兴趣爱好、所学专业与知识水平等特点实行自定义分组；素材管理即保存使用的资源如图片、文本、音频、视频等，有利于今后随时循环提取应用。

1.3 统计

统计模块是由腾讯移动推出的主要模块，包含了用户、图文与消息分析。在用户分析中能够对用户每天的增长数量及时查看，在用户属性中，查看用户的性别、语言、省份和城市分布情况等信息；在图文分析中可以对送达人数、阅读图文页人数、分享收藏人数等信息进行分析；在消息分析中主要是对学习者和平台互动的消息数据进行分析，包括了发送消息的人数和次数等。

1.4 开发者中心

微信公众平台包括了编辑模式与开发模式。两种模式形成了各自的优势，凸显了公众账号的个性化特点，可是却无法同时使用两个模式，这两种模式形成了各自的使用场景。编辑模式实现了自动回复简单信息的功能，包括了添加自动回复、消息自动回复、关键词自动回复，编辑模式相对简单、容易上手，可以迅速实现，但是实现的功能十分有限，仅在宣传品牌、新闻媒体、自动客户类的公众账号中应用；开发模式是扩展微信公众平台的主要功能，利用公众平台的接口能够对更多的高级功能有效开发，将个性化服务提供给用户。

2 微信公众平台开发模式

2.1 开发模式系统架构

客户端用户发送的消息会被微信服务器接收，若微信公众平台采取了开发模式，微信服务器就会转发用户的消息并科学配置在后台服务器上，后台服务器按照开发者编写的处理消息业务逻辑，解析与处理接收的消息，最后按照微信开发文档定义的格式将处理结果传回至微信服务器，通过微信服务器向用户回复。如此就完成了一次开发模式下的交互信息的过程。

后台服务器可以自己安装调配并且接入网络的硬件服务器，也可以选择通过互联网租赁的虚拟服务器，比如当前十分流行的百度BEA和新浪SAE。

根据微信公众平台开发文档，通过HTTP请求方式交互信息服务器和后台服务器之间的信息，所以后台服务器的实质功能是解析与封装HTTP请求中的参数。

2.2 开发模式下接入和获取接口凭证

2.2.1 开发模式下接入后台服务器

接入后台服务器首先将接入服务器的URL和验证口令Token输入到微信公众平台，随机形成EncodingAESKey之后单击提交，这时微信服务器将按字典序排序Token、当前时间Timestamp和一个随机数字Nonce三个参数，之后组合这三个参数形成一个字符串并且实行加密处理，与原来发送出去的随机字符串对比，若一致则表明服务器通过验证，微信服务器与URL地址指定的后台服务器之间构建一条可信的连接，之后只要向微信服务器发送信息，都会向后台服务器直接转发。

2.2.2 获取接口凭证

接口凭证也就是Access_Token，这是微信号发送全部信息的唯一凭据。大部分微信开发接口都要提供接口凭证进行调用，并且每一次接口凭证调取都要两个小时。因此，一般在每次业务开始流程阶段，都需要先获取Access_Token，其中APPID和APPSECRET属于微信私有信息，在微信后台中可以查看具体数值。

3 基于微信公众平台的课堂教学管理系统设计与实现

在人们生活中微信的便利性早已深入人心，微信公众号的数量已经达到了百万级，微信公众平台正在不断完善与创新各类功能接口，同时也在不断拓展服务领域，因此，基于Moodle系统，整合微信公众平台，最大程度结合二者的优势，研发服务于移动学习领域的一体化系统，体现出极高的价值。

3.1 系统支撑平台

作为全球市场最大占有率的Moodle系统，它拥有十分强大的PC浏览器端功能，不但拥有健全的基础功能，还拥有行业内领先的教学插件，比如，在线考试插件、论文查重插件、流媒体应用插件等，广泛应用于行业中。

微信公众平台将第三方开发接口提供给开发者，基于这一平台，企业与个人都可以按照自身功能需求制定与自身相适合的公众号，可以开发出媒体传播、电子商务或企业信息化管理等各种类型的第三方应用，进一步通过文字、图片、语音、视频管理特定群体，并且与其有效的沟通和互动。

3.2 系统总体设计

3.2.1 系统整体框架

本系統主要包括了五部分，具体是微信客户端、微信公众平台、系统WEB服务端、Moodle系统服务端、Moodle数据库。微信客户端作为用户统一使用本系统的入口，凭借内置在微信中的浏览器访问使用系统，同时将各类超媒体信息发送给公众平台并且有效接收这些信息；系统WEB服务器具体功能包括了展示与操作Moodle的资源、活动和信息，对微信公众平台接口积极调用和接收，实现对应的功能，调用与接收Moodle服务端的Mobile接口，积极操作Moodle数据库。

3.2.2 系统体系结构

系统一般利用B/S三层架构，服务器利用LAMP环境，三层架构见图3。

表示层：一般利用Bootstrap+jquery+Html+JS等有关技术，将友好便利的交互式操作界面提供给用户。

业务逻辑层：具体是在服务器端利用PHP语言处理业务逻辑，一部分在微信内置浏览器端通过JavaScript技术实行处理。对表示层的业务操作请求积极响应，调用数据访问层的构建对有关数据进行操作，通过表示层体现返回的结果数据。

数据访问层：本系统通过MsSQL数据库存取数据。

3.2.3 系统功能

按照用户需求、Moodle系统的业务操作逻辑和微信公共平台提供的开发接口，本系统可以划分为四大功能模块。

用户账户模块包含了微信授权登录、解绑、退出，获取和修改个人信息等功能；课程与资源活动处理模块具体是按移动端的界面展示Moodle系统中的各类教学资源与活动，并且对用户操作进行接收处理；消息处理模块具体是通过微信公众平台的消息管理类别中的接口，向用户推送信息端口的消息，以及对用户微信端的超媒体信息进行接收；学生考勤模块主要应用在微信端自行考勤学生上课情况，包含了利用微信公正平台的GPS对考勤进行定位与扫码，进一步可以直接利用本系统完成密码考勤。

3.3 关键模块实现

3.3.1 课程与资源活动处理模块

Moodle系统根据文件、音频、视频、URL、网页、SCORM课件等资源把教学中的各种电子材料实行分类或混合展示在课程首页，同时提供了丰富的测验、作业、讨论区、互动评价、问卷等活动。根据移动端的用户操作习惯，课程与资源活动处理模块成功展示各类资源和活动，具体包含了课程列表界面、进入课程之后的第一页界面、课程资源和活动的分类界面、进入活动之后的各种操作界面。比如作业活动，教师选择在PC端构建作业活动，系统将提醒信息发送给学生微信端，学生则可以利用PC端或者是微信端进行逐一浏览，之后递交作业，教师选择在PC端Moodle系统中查阅列表以及批改作业，同时向学生微信端推送批改作业的结果提醒。

3.3.2 消息处理模块

消息处理模块具体是通过微信公众平台的消息管理类别中的接口，利用微信端将消息推送给用户，以及对用户微信端形成的超媒体信息有效接收。当Moodle系统接收有关推送信息业务时，把有关数据提交给信息处理构件服务器，其对微信公众平台拥有的消息存储并且调用进一步向接口推送，并且对调用结果及时记录，之后微信公众平台将提醒信息推送给用户微信端，这就是本系统推送提醒给用户的整体过程；而对用户信息接收的过程是，当用户将超媒体消息发送给微信公众平台时，微信公众平台主动将用户信息提交给消息处理构件，其根据这些消息对Moodle系统对应接口进行调用从而更好的处理业务。

3.3.3 考勤模块

考勤模块应用在师生课堂教学的过程中，利用手机等移动端设备顺利实现考勤。这一模块包括了GPS定位考勤、扫码考勤、限时密码考勤等。比如GPS定位考勤，教师利用微信成功登入微课堂系统，构建学生考勤，微课堂系统则利用消息处理模块对微信公众平台的消息进行调用进一步向接口推送，将考勤提醒发送给学生微信端，学生利用消息链接或直接进入系统的考勤界面，考勤界面通过对微信公众平台的GPS定位接口进行调用，科学比较判断位置从而实现考勤操作，最后教师检查考勤整体情况。

3.4 关键技术实现

3.4.1 获取调用微信接口凭据

公众号唯一的全局调用接口凭借的变量名为access_token，每一次调用接口都需要利用access_token，应用系统通过预留512个字符空间实行科学存储。access_token规定为2个小时的有效期，必须定期实施更新，新获取的将会造成上一次获取的access_token失去效果。

本系统利用curl对HTTPS的GET请求进行调用，从而获得access_token，代码中应用的两个参数，获取途径为“微信公众平台-开发-科学配制”，同时，需要提前在IP白名单中添加服务器IP地址。

本系统根据微信公众号的开发要求和建议，利用中控服务器对expires_in进行统一获取与刷新，进一步防止各自刷新调用，同时考虑极少数由于稳定的网络问题而不能获取到expires_in的情况，添加了多次尝试获取和故障提示。

3.4.2 GPS定位考勤的实现

这一功能的实现需要利用微信公众平台的JS-SDK，微信JS-SDK是微信公众平台面向WEB开发提供的基于微信的开发工具包。利用JS-SDK，需要根据下列步骤实行：（1）对域名进行绑定；（2）添加JS文件；（3）利用config接口注入权限对配置积极建言。成功通过以后，即开始利用JS-SDK对应的作用。

4 微信公众平台在教学管理中的应用对策

4.1 提高师生对微信公众平台技术优势的认同度

4.1.1 加强利用微信进行教学管理的意识

通过调查可知，有很多教师尚未完全认可使用微信进行教学管理，因此需要强化教师使用微信公众平台开展教学管理的意识。学校管理或教育技术教师可以通过对其他学校优秀的微信公众平台积极借鉴，帮助他们看清利用微信开展教学管理的优势。同时学校也必须积极建设微信应用的基础设施，建立校园无线网络平台，并且优化微信平台的构架，进一步提升教师使用微信开展教学管理的意识。

4.1.2 科学规划、定位微信主要功能

學校定位微信公众平台十分重要，决定了教学管理应用微信的成功与否。利用微信进行教学管理是信息时代的创新手段，开发与管理学校微信公众平台，必须实现统筹规划，科学定位。学校的微信公众平台将教育和引导作为重要功能，还是将推送信息为主要功能，需要按照教师、学生和家长的真实需求设计对应的功能和形式。这些都需要学生联系自己的真实情况，编制合理的安排。

4.1.3 加强管理，提升微信公众平台质量

学校微信公众平台代表着学校的官方形象，体现出极强的严肃性与权威性。因此，需要实现下列几点：首先，构建学校开发、维护与管理微信公众平台的运行机制，加强组织领导微信管理，最大程度上提供硬件设备、人员安排和经费保障等方面的支持。其次，构建微信内容的审核制度，严格审查微信控制平台推送的内容与形式，把好微信质量源头。第三，认真管理微信公众平台推送消息的时间，按照学生的作息时间，尽量在相对固定的时间段内组织推送，在休息时间或者是周末推送文娱活动的微信内容，如此不但能够减轻微信对课堂教学的负面影响，并且度教育辐射面有效扩大，解决了课余时间学校教育的空白问题。第四，及时调整微信公众平台设计与构建不合理问题，促使学校微信公众平台的创新性。

4.2 加强学校微信公众平台的制度化与规范化管理

4.2.1 微信公众平台的专人管理和维护

学校在推广微信应用的过程中，必须有教育技术教师或者是专业人员对微信公众平台进行开发和管理，最大程度发挥微信公众平台的功能。科学利用微信公众平台管理学校教学干工作，教师与学生利用微信公众平台获得校园内外的信息，同时也借助于网络进行沟通和交流，强化学校对教学资源的全面管理，提高教学管理效率。

4.2.2 科学管理学生使用手机

学校制定有关的手机管理条例全面管理学生使用手机问题，引导学生科学使用手机，在校园内让手机充分发挥其积极作用。第一，学生在上课、考试过程中禁止使用手机。第二，禁止在学校教师宿舍和教师办公室为学生手机充电。第三，学生可以在课间时段使用手机。第四，在休息时间内可以使用手机，在宿舍可以使用等。

4.3 提升微信公众平台教学管理水平

4.3.1 定期推送适合师生文章

学生对微信公众平台进行管理时，要结合学校每天的工作安排、作息时间表以及学生作息规律对内容进行推送。同时也要结合教学工作计划和学生实际情况选择推送的内容。比如临近9月份开学，微信公众号都会推送学校开学的具体安排，让家长与学生提前做好准备。每逢放假、考试都利用微信提前通知学生，让他们做好对应的准备。

在选送微信文章时，可以挑选一些学生们感兴趣的文章，并且按照学校和学生的需求进行选择。

4.3.2 开发大量的微信学习资源

通过微信开展学习的最显著特点是：时间与空间上体现出极大的不确定性，学生开展学习的环境明显不同于稳定的教室与图书馆等场所，时常处在移动的状态，相对来讲环境十分复杂，如此必将对学习过程造成一定的干扰。因此，在选择学习资源时，必须严格遵守目标性原则。根据不同的目标群体，选择与他们实际情况相符的学习内容。

5 结语

本系统是基于微信公众平台和Moodle系统设计完成的移动终端课堂系统，方便了用户开展移动学习。同时系统也很好实现了基于微信公众平台的推送收取消息和定位考勤等功能，一定程度上对Moodle系统功能进行了扩展，帮助师生用户可以及时接收有关的提醒，有效参加教学活动，一定程度上提高了师生使用学习系统的效果。在学校实施这一系统之后，获得了良好的运行效果。

参考文献

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