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摘要：設計了一種服務于大學生創新教育的學習共同體平臺，從組隊機制、師生互動機制和學習協作機制三大角度出發，詳細設計了平臺的軟件功能結構、數據庫結構、API接口，在華中師范大學數學建模類比賽中應用效果良好，在促進大學生個體多元化發展、提升創新思維與協作能力等方面發揮了積極作用。
關鍵詞：學習共同體；創新教育；組隊；微信小程序；高校學術競賽
0引言
“共同體”一詞源自人類社會學，由德國社會學家FerdinandTO••nnies于1887年最早提出，學習共同體的基本理論與框架在20世紀才逐漸出現。學習共同體與學習型組織的主要區別在于，學習共同體更注重個人的多元化發展，通過取長補短的方式最大化學習效率，更加倡導差異化學習。傳統的學習共同體組建方式非常依賴于個人交際圈，而隨著互聯網＋教育的不斷深化，基于網絡的虛擬團隊、虛擬學習共同體出現在公眾視野中。例如，依托“網易云課堂”、“網易公開課”、“MOOC”等網絡學習平臺的論壇而組建的各種討論組，可以幫助各學習小組進行目標規劃、互動交流、經驗共享等，初步實現了學習共同體營造良好學習氛圍的目標。然而，這些網絡學習平臺在面向高校競賽、為大學生提供學習共同體組建服務等方面，尚存在一些不足。湯躍明［3］認為，在構建學習共同體時，非常需要成員間的專業知識互補性，來強化團隊成員間彼此的合作。因此，為大學生跨院系交流提供渠道是構建學習共同體的關鍵要素之一。針對大學生群體的社交習慣，基于微信小程序，開發出面向高校學術競賽的學習共同體平臺，以滿足大學生創新教育等方面需求。
1學習共同體平臺的設計與構建
1．1總體設計
微信小程序是微信于2017年推出的一款內嵌型Min－iAPP，不同于一般的手機APP，無需下載，打開即用，用完即走，通過鏈接掃碼等渠道即可打開，非常適合大學生群體的學習生活節奏。微信小程序為開發者提供了較為完善的開發平臺，使開發者可以快速開發出小程序。本平臺在微信官方自定義的小程序開發框架內進行開發。為了加快小程序的響應速度，視圖層和表現層使用小程序的WXML標簽語言和WX－SS樣式語言，替換了傳統APP開發所使用的HTML5和CSS?？紤]到小程序的普及性與便捷性，采用微信小程序作為開發平臺，幫助大學生群體快速組建高質量的學習共同體，并在學生群體與導師群體間建立溝通橋梁，通過個性化推薦系統，為用戶提供最適合自己的組隊人選，為學生隊伍推薦優質的導師資源，在雙向推薦下，最大化組隊效率，幫助大學生群體更好更快地進行共同體建設。系統總體構架如圖1所示。整個平臺系統分為交互層、應用層、接口層和基礎設施層。①基礎設施層利用分布式文件系統，把不同服務器上的共享文件夾組織在一起。②接口層通過開發環境，自定義API以及WebServer模塊進行數據傳輸。③應用層由用戶、學習、個性化推薦三大模塊構成，個性化推薦模塊挖掘用戶在各模塊的個性化行為以及留存的個人信息，進行相應的個性化推薦服務，幫助用戶進行學習共同體的組建。同時學習模塊作為后續服務模塊，整合了大量師資資源，可以為用戶群體提供定向的教學輔導服務。
1．2詳細設計
1．2．1軟件功能結構
學習共同體平臺從功能上可以劃分為五個模塊，各資源版塊在平臺的統一管理調配下增強了系統的靈活性，提高了資源利用效率，使學生用戶和導師用戶群體可以在任何時間、任何地點，通過微信軟件快速進入該平臺進行學習交流。論壇區將用戶發帖與附件資源存儲到云端，而直播區則通過調用移動視頻直播云服務平臺應用程序的編程接口來為用戶群體提供交互服務。為更好地體現平臺的組建服務功能，該系統包含了個性化推薦模塊，可以對用戶的個性化行為進行學習，從而為用戶匹配做出推薦。圖2為軟件功能結構圖。
1．2．2數據庫結構
本平臺使用JavaScript框架，在Node．js和Express環境下完成服務端系統開發。通過騰訊公司提供的云服務支持，完成了包括Server的配置、數據庫的搭建，云存儲的設置在內的多項操作。數據庫設計上，使用ORM（ObjectRe－lationalMapping）框架，同時采用騰訊云提供的MySQL5．7型數據庫，并用Sharding技術對數據庫進行擴展。整體關系數據庫架構如圖3所示。
1．2．3API接口應用
微信服務端豐富的原生API提供了網絡、媒體、文件、設備等功能，可以獲取用戶信息，支持本地存儲、支付功能等。API接口以wx．on開頭，監聽某個事件發生，接受一個Callback函數作為參數，當該事件觸發時，會調用Callback函數。如未做特殊約定，其它API接口都接受一個Object作為參數———Object可以指定Success、Fail、Complete來執行接口調用的結果［2］。除了微信提供的原生API，針對平臺的功能需求，設計開發出了多個基于Rest（RepresentationalStateTransfer）的自定義API。通過HTTP協議使服務端和客戶端進行交互，在微信小程序的服務端提供大量API接口供客戶端調用。
2平臺運行機制
學習共同體平臺根據交互需要，圍繞多元化發展與差異化學習模式，從組隊機制，師生互動機制以及學習合作機制三大角度，提供了個性化隊友推薦、競賽引導、團隊項目管理、任務進程管理等功能，如圖4所示。
2．1組隊機制：面向競賽的智能組隊系統
高校團體學術競賽作為提升大學生創新能力的重要手段，促進了個人多元化發展，拓展了學生各個學科領域的知識，激發了學生對專業知識的興趣，同時提高了學生的綜合素質。在團隊的差異化發展方面，團體賽提高了學生的學習效率，加強了學生的協同合作能力，學習者之間的相互反饋可以起到相互激勵的作用。為了充分利用各類團體學術競賽資源，各高校都非常重視團體賽基礎建設工作，優質的團隊配置是團體賽的基礎，如何合理利用離散信息組建高質量強隊一直是團體賽建設工作的重中之重。通過創新教育學習共同體平臺的組隊機制，學生之間可以克服自身交際圈的限制，跨專業、跨院系找到與自己專業技能互補、時間安排相近、性格相投的隊友。在隊伍組建完成后，可以聯系心儀的指導老師，為團隊提供學習方向，給出目標規劃。為實現以上功能，創新教育學習共同體平臺的用戶端分為“學生端”與“導師端”，在學生端頁面，平臺首先檢索分析用戶的基本信息以及目標競賽信息，通過聚類算法得到相似的學生用戶群體，同時根據競賽需求，跨院系找到優勢互補的學生用戶群體，結合后為用戶提供隊友推薦服務。在學生用戶成功組建團隊后，可以以團隊為單位聯系導師端用戶尋求指導與幫助。教師用戶通過導師端進入平臺后，可以瀏覽與自己研究方向相近的團隊，為其提供一定指導，或者作為指導老師加入該團隊。平臺也會為各團隊定期推薦相關團隊學術競賽，幫助團隊保持活躍狀態。
2．2師生互動機制：師生學習共同體與任務驅動式學習
師生共同體的三重境界：其一為認知拓展，其二為情感互通，其三為共生、創生［3］。構建學生與老師群體間的聯系，可以充分結合老師的知識經驗與學生的想象力，教育家懷特海［4］曾指出，“由積極的想象所產生的激動氣氛轉化了知識。在這種氣氛中，一件事實就不再是一件事實，而被賦予了不可言狀的潛力。”在任務驅動式學習中，教師通過把教學內容設計成一個或多個任務讓學生掌握知識，通過任務激發學生的成就動機，培養學生解決問題的能力和團隊協作精神。［5］通過任務驅動式學習建立的師生學習共同體，有助于幫助學生增強責任意識，提高協同合作能力，幫助老師擴寬思維。為實現以上功能，創新教育學習共同體平臺的團隊指導老師用戶可以在導師端頁面任務，學生用戶可以根據導師指定的任務與上傳的輔助材料進行自我規劃，合理安排時間完成相應任務。任務進行過程中，團隊可以通過“師生直播間”進行在線互動，指導老師可以根據任務完成情況對團隊成員進行點評與引導，給出下一階段的任務目標。
2．3學習協作機制：團隊協作工具與成員規劃
在各類團體競賽中，一直存在著信息傳遞上的多種問題，如團隊成員間任務完成信息與進度不夠透明、任務疏漏難以及時發現、文件交互存在障礙等。平臺需要通過合理的學習協作機制確保團隊的工作處于高效運轉的狀態。團隊可以根據每一位成員的進度規劃對任務及時進行調整。為實現以上功能，創新教育學習共同體平臺為用戶提供了團隊協作工具版塊，團隊成員可以借助該版塊實現文件交互、團隊進度瀏覽等多項協作任務。同時學生用戶可以對個人成果與目標規劃進行展示，團隊指導老師可以對各成員的貢獻度進行打分與評估，生成相應的團隊排名與個人排名。通過虛擬激勵的方式，充分激發學生的學習潛能。
3平臺應用與發展
創新教育學習共同體平臺作為面向高校學術競賽的輔助平臺，已經在華中師范大學試用。測試版本系統包含了數學建模類學習共同體、創新創業類學習共同體、電子設計類學習共同體三個組隊版塊。根據師生用戶的反饋，對平臺的各項功能指標進行評價與改進。鑒于篇幅原因，僅以數模競賽類學習共同體為例進行說明。
3．1基于數學建模類競賽的應用情況
全國大學生數學建模競賽始于1992年，目前已經成為全國高校規模最大的基礎性學術競賽，2017年的參賽大學生數量已經達到11萬。標準的數學建模競賽團隊由三名選手構成，分工明確，專業覆蓋面廣。針對該項賽事，華中師范大學每年暑期都會開展專項培訓，為有參賽意愿的在校生提供各類賽事指導與幫助。為協助學校開展相關賽前培訓工作，開發團隊將平臺運用于數學建模類學習共同體的組建，對平臺進行測評。創新教育學習共同體平臺基于數學建模競賽隊員匹配的應用流程如圖5所示。通過智能匹配模塊，用戶可以快速組建出適合自己的高潛力隊伍。之后可以通過平臺提供的各項教學輔導功能，不斷完善自己的隊伍，提高隊伍的整體水平，向目標競賽發起有力沖擊。
3．2基于數學建模類競賽的應用效果
根據華師數學建模協會提供的數據來看，平臺在暑期培訓期間為數學建模類學習共同體的構建提供了相當有效的幫助。由表1可知，平臺于2018年8月推出后，在團隊組建上，2018年的隊伍組建率與多元化隊伍比例較2017年分別提高了近12％和20％，充分說明平臺調動了學生的學習積極性，為不同院系的學生群體提供了溝通交流的有效渠道與多元化發展的學習機會。而培訓完成率也提高了近10％，表現出了團隊的高質量與平臺在創新思維培養上的顯著作用。為了檢驗平臺為學生用戶帶來的綜合能力提升水平，本研究對兩個月內的74名用戶進行了網絡問卷調研，圍繞用戶的創新能力提升情況與多元化發展情況展開，得到用戶評估反饋結果如圖6所示，表明平臺試運營情況已經達到了大學生創新教育的預期成果。
4結語
創新教育學習共同體平臺通過信息技術幫助大學生群體更好更快地組建高質量的創新教育學習共同體。目前平臺已經完成了各項基本功能的開發，后續將側重于為學習共同體提供針對個體的個性化服務，在確保共同體多元化發展的基礎上，為團隊成員制定更加優質高效且具有差異性的個體發展規劃，進一步提高共同體的學習效率；同時在功能上，平臺也將圍繞同步性與協同性，對協同工具進行優化與改良，使其在方便導師指導、促進學生創新能力的培養與合作意識等方面更智能化和人性化。
參考文獻：
［1］職衛星，劉峰，湯躍明．網絡環境下大學生學習共同體的構建［J］．軟件導刊，2008（1）：45－46．
［2］涂相華，薛錫雅，曾志平，等．“WECO課堂”：基于微信小程序的師生交互系統［J］．現代教育技術，2018（5）：109－114．
［3］龔放．大學“師生共同體”：概念辨析與現實重構［J］．中國高教研究，2016（12）：6－10．
［4］（美）約翰•S•布魯貝克著．王承緒，等譯．高等教育哲學［M］．杭州：浙江教育出版社，2001．
［5］劉紅梅．任務驅動式案例教學法的構建與應用［J］．江蘇高教，2016（4）：71－73．
作者:吳彥文 汪樂章 林嫻 陳心怡 單位:華中師范大學
