基于微信公众号的移动辅助教学平台的构建研究——以CADCAM类课程

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2024年7月24日发(作者：)

工业和信息化教育

Industry and Information Technology Education

2019年1月刊

基于微信公众号的

移动辅助教学平台的构建研究

—以CAD/CAM类课程为例

张 臣，刘胜兰

（南京航空航天大学机电学院，江苏 南京 210016）

【摘要】 为了改善CAD/CAM类课程教学质量，本文利用微信公众号开展了CAD/CAM类课程移动辅助教学的探索与研

究，采用基于微信用户、微信服务器和新浪云服务器的3层架构形式，设计了包括数据资源层、教学资源应用

层、微信公众平台层、微信服务层、移动界面显示层的课程移动辅助教学平台，对移动辅助教学平台中的课

程资源云共享、在线辅助教学、在线测试与问答、在线监控提醒、教学评价与反馈的实施过程进行了探索，

构建了多模式相结合的移动辅助教学系统，最后进行了CAD/CAM类课程移动辅助教学平台的实施和验证。

【关键词】微信公众号；CAD/CAM；移动辅助教学；教学资源

【中图分类号】G642；TP391.7 【文献标识码】A 【文章编号】2095-5065（2019）01-0050-05

0 引言

近年来，4G网络的商用、校园WiFi覆盖范

围的扩大、智能手机价格的降低，引起移动互联

网的普及和迅猛增长

。在校大学生利用移动互

联网进行学习已成为一种新的学习方式，在众多

收稿日期：2018-10-10

作者简介：张臣（1976—），男，新疆吉木萨尔人，博士，

教授，研究方向为数字化设计与制造；

刘胜兰（1972—），女，湖北黄冈人，博士，副教授，研究

方向为数字化检测技术。

基金项目：2018年教育部首批“新工科”研究与实践项目

“面向新经济的机械工程专业改造升级路径探索与实践”

（项目编号：暂无）；2015年江苏省教育厅高校品牌专业建

设工程项目“机械工程”（项目编号：PPZY2015A021）；

南京航空航天大学校级教学改革项目“基于微信公众平台

的‘CAD/CAM概论’课程教学模式研究”（项目编号：

2016LJG04）。

[1]

的移动互联网应用中，微信及微信公众号提供了

一种新的移动互联网学习方式。微信是腾讯公司

推出的一款利用网络传输文字、语音短信、图片

和视频，支持多人群聊的手机社交软件，拥有广

泛的用户群，使用率高，几乎是大学生手机上必

备的应用软件

[2]

。与微信一脉相承的微信公众平

台是腾讯公司推出的一项微信用户订阅服务，利

用该平台建设高校移动课程资源，可弥补传统课

堂教学中的不足，将对教学质量产生重大的影

响。陈峰开展了基于微信的微型移动学习资源设

计研究，通过构建基于微信的微型移动学习资源

设计模型，能够提高微信上微型移动学习资源的

质量，从而促进微型学习在社会中的普及，更好

地满足知识经济时代学习型社会中学习者对非

正式学习的需求

[3]

。朱学伟等提出了微信支持下

移动学习平台的设计原则和流程，搭建了一个移

动学习平台，并简述了平台的设计案例与实施过

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程

[4]

。李晶晶采用课上课下异步学习、线上线下

同步交流的混合式学习策略，利用移动工具探讨

高效获得教学目标的途径

[5]

。梁展锋等综合分析

微信公众平台及微课的特点，结合微信公众号展

示课程图片、文字、微课视频、音频和超级链接

等资源的优势，讨论和探索利用微信公众平台构

建并展示微课资源的可行性与具体实施方案

[6]

。

计算机辅助设计和制造（Computer Aided

Design & Computer Aided Manufacturing，CAD/

CAM）是数字化设计与智能制造的重要支撑。

可采用CAD/CAM软件辅助进行产品生命周期中

的设计、分析、虚拟装配、工艺规划、数控编程

等活动。目前在CAD/CAM类课程的讲授中存在

以下两点问题：①课程教学中的互动环节有待加

强。互动性环节有助于加强和改善教学效果，

能让学生真正成为教学的主体，这可以通过设计

互动性的问题并借助互动平台解决。②课程实践

性的工程训练环节不完善。CAD/CAM类课程可

以从选题、进度检查、工程汇报和展板展示方面

增加实践性环节，丰富课程的创新性和实践性。

因此，将微信技术应用到CAD/CAM类课程的辅

助教学中，构建基于微信公众号的移动教学辅助

平台，使学生合理利用碎片化时间和移动工具，

可获得及时反馈并充分实现教学相长，对于课程

教学质量的提高和学习效果的改善具有重要的意

义。本文以南京航空航天大学航空工程和机械工

程专业CAD/CAM类课程移动辅助教学平台的建

设实践为例，对基于微信公众号的课程理论学

习、课程教学实践、在线互动学习与辅导、科研

成果演示辅助等多模式结合的CAD/CAM类课程

移动辅助教学平台的构建进行了研究。

1 CAD/CAM类课程移动辅助教学平

台设计

1.1 CAD/CAM类课程移动辅助教学平台体系构建

微信公众平台的开发模式允许开发者搭建自

专业与课程建设

Major Construction & Course Construction

己的服务器与用户互动，这有利于与原有的课程

教学平台对接，也可以自主开发其他资源，从而

建设既适合新形势又能利用已有资源的移动辅助

教学平台。CAD/CAM类课程移动辅助教学平台

借鉴目前流行的MOOC建设理念和微信公众平台

的开发者功能，与现有课程网络教学平台对接，

将已有的精品视频公开课、精品资源共享课等资

源引入其中，在新浪云上建立微信公众号服务网

站进行功能开发，实现对课程资源的管理及使用

者的在线学习与交流，实现文字、图片和语言等

的全方位互动。采用如图1所示的3层架构形式，

微信用户传送的消息首先通过微信服务器，然后

将请求的相应处理传送给新浪云服务器进行处

理，处理的结果通过微信服务器返回微信用户，

实现移动辅助教学平台的通信机制。

微信用户

返回信息

发送信息

微信服务器

发送信息

返回信息

新浪云服务器

（

MySQL+PHP

）

图1 CAD/CAM类课程移动辅助教学平台通信机制

基于3层架构形式构建的CAD/CAM类课程

移动辅助教学平台共分为5个层次，即数据资源

层、教学资源应用层、微信公众平台层、微信服

务层、移动界面显示层，如图2所示。数据资源

层是移动辅助教学平台最基本的组成部分，为移

动辅助教学平台提供数据资源，物理层面所有的

数据资源都将存储在新浪云服务器；教学资源应

用层提供理论学习、教学实践、在线互动学习与

辅导、CAD/CAM科研成果演示、在线测试与问

答、在线监控提醒等，在物理层面位于新浪云服

务器；微信公众平台层是CAD/CAM类课程移动

辅助教学平台的基础，通过微信开放的接口，涉

及教学资源应用层的各种应用处理及微信用户前

端和后台交互的操作界面，可增强用户的使用体

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工业和信息化教育

Industry and Information Technology Education

验，位于微信服务器；微信服务层主要利用微信

公众平台框架提供的功能进行班级学员管理、信

息推送服务、线上和线下交互服务；移动界面显

示层主要为使用CAD/CAM类课程移动辅助教学

平台的用户提供简洁、直观和友好的操作显示前

端界面。

在线学习界面互动交流界面

微

在线测试界面

后台管理界面

信

用

户

移动界面显示层

班级学员管理信息推送服务

线上和线下交互服务

微信服务层

微

信

服

务

器

微信公众号自定义菜单

微信开发框架

微信开发接口

微信公众平台层

课程资源云共享

在线辅助教学在线测试与问答

在线监控提醒教学评价与反馈

新

教学资源应用层

浪

云

服

务

器

用户信息数据教学知识数据

教学资源数据历史数据

数据资源层

图2 CAD/CAM类课程移动辅助教学平台层次结构

1.2 CAD/CAM类课程移动辅助教学平台的功能

模块设计

根据微信的特点及建立的移动教学辅助框

架，以教学资源应用层为例，CAD/CAM类课程

移动辅助教学平台可分为5个模块：课程资源云共

享、在线辅助教学、在线测试与问答、在线监控

提醒、辅助教学评价与反馈。

（1）课程资源云共享。针对CAD/CAM类课

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程在移动教学资源内容上的设计，将课程各部分

知识分解成曲线、曲面、实体、参数化特征、装

配、数控编程、数控切削轨迹生成、加工仿真的

知识单元，对应每个知识单元建立实践环节，构

建课程移动教学资源，形成CAD/CAM类课程资

源云共享平台。另外，CAD/CAM类课程资源云

共享平台也可存储经过分类整理后的课程教学经

验，对参与该课程学习的学生开放，并由参与教

学过程的教师和学生不断补充和更新，最终形成

CAD/CAM类课程资源云共享平台的自我学习资

源。建立的课程资源云共享平台资源分类如图3

所示。

课程资源云共享平台

教学资源数据教学知识数据历史数据

曲线参数化特征

曲面数控编程

实体数控切削轨迹生成

装配加工仿真

课程知识单元

教学视频课件

教案教材

练习测试题库

问与答知识教学案例

课程资源与经验知识

图3 课程资源云共享平台资源分类

（2）在线辅助教学。在线辅助教学模块可提

供课程理论学习、教学实践、在线互动学习与辅

导、CAD/CAM科研成果演示等内容，采用视频、

图文等多媒体信息形式将教学内容进行碎片化、情

景化、可视化处理后展示给学生，利用最短时间分

析讲解某一知识点或教学重点、难点、疑点，练习

题、考试题、模拟题等，学生可利用智能移动设备

预习或复习所学内容，延伸课程内容。

（3）在线测试与问答。这一模块向学生提供

查找问题和答案及进行移动在线测试的功能，预

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先将学生可能提出的常见问题及解决方案按照知

识单元和知识关键字进行分类整理，存储在CAD/

CAM类课程资源云共享平台上供学生浏览并形成

学习反馈。学生使用过程中可对问题和答案进行

补充和完善，教师也可以根据学生提出的新问题

进行资源的维护与更新，完善CAD/CAM类课程

资源云共享平台。另外，学生可以利用碎片化时

间自主完成小型单元测试，测试主要以选择题为

主，测试完成后自动判分并显示成绩。

（4）在线监控提醒。采用移动互联网进行

CAD/CAM类课程的辅助学习过程中，为了使学

生能顺利地完成辅助学习任务，除了CAD/CAM

类课程移动辅助教学资源平台本身具有的吸引力

之外，也必须采用有效的机制帮助和提醒学生。

在线监控提醒模块通过建立积分制吸引学生，教

师通过积分了解学生的学习情况和学习任务的完

成情况，据此提醒和督促未获得相应积分的学

生，课程某知识单元课堂学习开始前，系统自动

推送学习计划；课堂讲授中学生可浏览相应知识

单元内容辅助课堂学习，课堂学习结束后，教师

布置学习任务和作业，并通过学习积分跟踪学生

的学习情况，提醒学生注意学习进度。

（5）教学评价与反馈。这一模块主要帮助

学生利用CAD/CAM类课程移动辅助教学平台进

行学习的效果评价。主要通过分析学生个人作

业、在线测试情况、观看试教视频情况、异步在

线交流内容、学生学习中提出的问题和展现的学

习情况等，及时发现学生学习过程中的问题并集

中反馈和个别指导，辅助实现教学效果评价。

2 CAD/CAM类课程移动辅助教学资

源平台的实现

2.1 实施流程

使用基于微信公众号建立的CAD/CAM类课

专业与课程建设

Major Construction & Course Construction

程移动辅助教学平台，教师可以向该课程平台的

微信用户推送与课程内容相关的图片、文档、视

频和语音链接等信息，与用户间实现信息交流。

具体的实施流程如下。

（1）申请课程微信公众号。首先，通过计算

机登录微信公众平台官网，单击“立即注册”。然

后按照表格要求填写注册邮箱和设置公众号登录密

码，登录邮箱并激活公众平台账号，单击邮件中的

链接地址完成激活。信息通过验证后，教师便可申

请到课程的微信公众号。

（2）课程应用开发。课程应用开发主要针

对教学资源应用层中的在线辅助教学、在线测试

与问答、在线监控提醒和教学评价与反馈功能进

行，获得课程微信公众号后，可采用PHP脚本进

行语言及对应功能的开发，数据存储在新浪云的

MySQL数据库中。

（3）建立课程的学习菜单。除课程应用开发

获得的功能菜单外，也可通过微信公众平台自定

义菜单设置课程学习菜单，具体方法如下：进入

微信公众平台→功能→添加功能插件→自定义菜

单→添加菜单→点击“+”添加子菜单→设置动

作→发布。在本文中，可设置教学动态、教学资

源和教学应用3个一级菜单，在教学动态中可增加

课程相关通知、成绩查询等子菜单。其中教学资

源菜单中主要针对教学资源提供查看、下载等服

务，教学应用主要针对课程应用开发。

（4）课程资源的上传及管理。课程资源的上

传需要在计算机端开展，在计算机端进入课程微

信公众平台，设置课程Logo，添加课程介绍等总

体信息。

（5）学生通讯录导入。将整理好的学生通讯

录导入平台或者由学生扫描课程微信公众号二维

码自主进行通信信息的添加。

（6）课程互动功能设置。CAD/CAM类课程

移动辅助教学平台的教学互动通过自定义关键字

实现，通过自定义关键字回复实现人机互动，关

键字对应链接到对应的课程应用资源，实现课程

互动。

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工业和信息化教育

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2.2 效果分析

CAD/CAM类课程移动辅助教学平台经过一

段时间的应用实践后，从系统交互统计信息可以

看出，学生参与此系统的积极性正逐渐提高，并

养成了利用该系统学习的习惯。同时学生之间、

学生与教师之间的沟通明显增多，学生学习更加

主动。从收集的反馈数据看，学生基本认可平台

对学习的促进作用，同时，采用平台，对学生而

言可以留出适当的思维空间和教师进行交流与

沟通。

3 结语

CAD/CAM类课程是既有较深理论背景又有

广泛实际应用需求的课程，本文利用微信公众号

进行了CAD/CAM类课程移动辅助教学的研究，

主要的成果如下。

（1）提出了基于微信用户、微信服务器和

新浪云服务器的CAD/CAM类课程移动辅助教学

平台架构形式，建立了基于数据资源层、教学资

源应用层、微信公众平台层、微信服务层、移

动界面显示层的CAD/CAM类课程移动辅助教学

平台。

（2）设计了课程资源云共享、在线辅助教

学、在线测试与问答、在线监控提醒、教学评价

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与反馈的多模块结合的CAD/CAM类课程移动辅

助教学平台的功能，通过碎片化时间进行移动

辅助教学与及时反馈，以弥补传统课堂教学的

不足。

（3）给出了CAD/CAM类课程移动辅助教学

平台的实施过程，验证了微信支持下的移动辅助

教学的有效性。

【参考文献】

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微生物学通报，2016，43（4）：769-774．

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本文标签： 课程教学平台移动微信