Java Web和微信下高校在线答疑系统开发

　　摘要：为解决高校师生在教学答疑环节受到的空间、时间限制等诸多问题, 提高高校教学质量, 本文设计开发基于微信的高校在线答疑系统。本系统以微信公众平台为基础, 实现教师通过微信平台对课程、学生以及学生问题的管理, 学生可通过微信平台提出问题并获得解答。本系统能有效降低师生在答疑环节所耗费的成本, 提高了答疑质量。

　　关键词：微信; 答疑系统; 高校;

　　Abstract：To get rid of problems such as the limitation of time and space in the process of teaching and answering in colleges, an online answering system is developed based on WeChat and Java Web with the aim to improve the quality of teaching in colleges.The system enables teachers to get control over curriculums, students and questions asked by students through WeChat public platform. With the help of WeChat, students can easily achieve the answer. The system is able to effectively keep the costs of the Q&A session as low as possible so that the quality of Q&A will be improved.

　　Keyword：WeChat; answering system; university;

　　师者, 传道授业解惑也。在互联网飞速发展的今天, 多媒体教学、数字化教学的广泛应用已经让高校课堂步入了一个崭新的教育世界, “传道授业”都已紧跟时代步伐有了新的方式和方法[1-2], 而有教必有惑, 有惑需解答, 可是如今大部分高校在教师答疑这个方面仍采用较为传统的方式, 如线下答疑、回复邮件、QQ答疑等。知识的传播速度和问题的解答效率显然已不协调, 这直接导致了高校老师答疑的压力和学生问题的堆积。

　　线下答疑往往存在师生时间冲突和学生需排队等候等问题, 使用QQ或邮件答疑存在操作不方便, 无法正确表述等问题, 而且教师在答疑时往往会出现同一问题答疑多次的现象。为解决高校答疑存在的问题, 为高校师生提供操作简便、易于管理的答疑方式, 笔者分析了当下答疑方式的缺点, 结合微信公众平台在应用开发上存在的优势, 设计并开发了基于微信和Java Web的高校在线答疑系统[3-5]。

　　1、系统功能设计

　　本文的答疑系统, 把老师和学生统一在同一平台, 便于及时通讯和信息交流。而且该系统只需师生共同关注微信公众号, 无需下载App客户端, 使师生更易于接受。

　　本系统的功能如下:

　　1) 用户绑定。老师和学生只需扫描本系统提供的微信公众号二维码关注并进入微信公众号, 分别选取教师绑定和学生绑定, 输入相应的教工号和学号即可绑定用户信息。

　　2) 课程开设。教师可在本系统中开设教师本学期所授课程, 并把选择该课程的学生群体添加到课程中。

　　3) 提出问题。学生可以在系统中进入自己的课程, 并选择提出问题, 输入相应问题的文字内容, 并辅以图片说明。

　　4) 评论。学生可对问题和老师的回答进行评论。

　　5) 答复问题。教师可查看自己课程下的问题, 并对问题进行回复, 也可以使用图片加以说明。

　　2、微信公众平台

　　2.1、平台优势

　　微信公众平台是腾讯公司提供的基于微信的可开发模块。通过该平台, 个人、企业、团队等都可以开发相关的应用。与传统的App应用相比, 微信公众平台的应用其开发成本更为低廉, 开发方式更为简便。用户对于传统的App应用往往存在抵触心理, 不愿意下载新型陌生的App, 而微信公众平台开发恰恰减小了用户使用的心理成本[6-7]。

　　2.2、平台开发

　　进入微信公众平台开发者页面, 在公众号设置项中配置服务器。可配置项有URL (服务器地址) 、Token (令牌) 、Encoding AESKey (消息加密解密密钥) 、消息加解密方式。其中URL是用来与微信服务器交换数据的服务器地址, 填写的URL需要正确响应微信发送的Token验证。当用户在公众平台发送请求时, 微信服务器将以GET请求的方式发送Signature, Timestamp, nonce, echostr。服务器端需对Signature (微信加密签名) 进行验证, 若校验成功则原样返回随机字符串echostr, 表示与服务器连接成功[8-11]。

　　3、系统总体设计

　　3.1、数据库设计

　　本文的答疑系统其数据库设计采用My SQL5.0。根据系统功能和用户相关信息, 所设计的表目主要包括学院 (dept) 、专业 (major) 、课程 (course) 、选课 (sc) 、教师 (teacher) 、学生 (student) 、问题 (question) 、答复 (answer) 、评论 (comment) 。图1为数据库关系图[12]。

图1 数据库关系图

　　3.2、MVC架构

　　本系统Web端采用MVC (Model View Controller) 模式进行设计。MVC模式分为3个核心部件:模型、视图、控制器, 有耦合性低、重用性高、生命周期成本低、部署快等优势。本系统的模型层使用Java Bean进行设计, 视图层使用Html+JS进行设计, 控制器部分使用Servlet进行设计。MVC主要利用封装分层的思想来降低耦合度, 从而使系统更加灵活。框架图如图2所示。

图2 MVC框架图

　　3.3、前后台交互设计

　　本系统前台采用AJAX技术与后台进行信息交互, 通过后台返回的信息对页面进行更新。AJAX的核心技术主要为Javascript的对象XMLHttpRequest, 它是一种异步请求方式, 在JS向服务器发送请求时, 不会对用户进行阻塞, 提高了用户友好度。

图3 前后台交互流程

　　如图3所示, 用户操作页面对系统发起请求时, 前台界面调用JS函数发出post请求, 并将对应的参数封装, 传递给后台。后台通过Java对象Http ServletRequest解析前台的参数, 并向数据库发起请求, 进行数据提取和写入, 将返回的消息封装为Json字符串并通过Java对象Http ServletRequest返回给前端, 前端解析后更新页面[13-14]。

　　3.4、数据处理

　　3.4.1、数据库处理

　　本系统使用Spring提供的jdbc Template类对数据库进行操作。jdbc Template在JDBC上面做了一个更深层次的封装, 它使用Spring的注入功能, 可以把Data Sourse注册到jdbc Template之中, 这样可以很好地减少代码冗余。使用jdbc Template需要在beans.xml文件中进行配置。具体配置方案如下:

　　3.4.2、Json字符串处理

　　本系统使用Json字符串作为前后台信息交互的媒介。系统采用Google公司提供的Gson库进行Json字符串的封装。它可以将任意object转换为Json类型字符串, 下面给出本系统的一个Json字符串实例:

　　"Question Cont":"这是测试问题",

　　"Question Title":"测试问题1",

　　"Answer Cont":"update问题",

　　3.5 服务器负载均衡方案

　　答疑平台存在大量的使用群体, 学生和老师可能会在同一时间对服务器进行大量的数据提交, 为防止服务器因为访问量过多出现崩溃, 本系统使用了负载均衡方案。负载均衡可以很好地扩展服务器的带宽, 增加服务器的吞吐量。本系统使用最小连接数法进行负载均衡。首先遍历整个后端集群, 比较每个后端的conns/weight, 选取该值最小的后端服务器, 如果存在相同的后端服务器, 则采用随机查询算法挑选一个服务器来提供服务。动态地选择后端服务器当前积压连接数最少的一台服务器来处理当前的请求, 能够在老师和学生使用的高峰时期也很好地保证交互的进行。

　　4、系统先进性

　　4.1、与现有系统的比较

　　通过调查和搜索, 国内虽有类似的在线答疑平台, 但目前还未有将答疑系统搭载在微信公众号的相关系统。主流的模式主要以App或者PC客户端、网页端为主。与现有的某些答疑系统相比, 本系统拥有如下优势[15-17]:

　　1) 本系统搭载于微信公众平台, 教师和学生都可以通过手机完成所有操作, 相较于PC端更为方便。

　　2) 由于App客户端占用手机存储空间, 用户往往对App应用有很深的抵触, 不愿意下载陌生的App, 并会随时删除。而本系统搭载于微信平台, 基本每个人手机都会安装微信应用, 只需关注公众号即可, 减轻了用户使用的心理成本, 也不会额外占用手机存储空间。

　　3) 传统的App和网页端模式中, 老师如果不打开软件并登录账号, 就不能收到学生的提问请求, 不能及时回复学生的问题。而微信可以推送相关消息, 老师可以更为及时地对学生的问题进行解答。

　　4.2、答疑效果及效率分析

　　4.2.1、答疑效果

　　人们通常认为, 在线答疑由于不是学生与老师当面沟通, 对问题的描述往往不够准确, 使得答疑的效果不够显着。本系统针对该问题, 利用微信端提供的语音、拍照等功能接口, 实现提问的同时可上传语音和照片对问题进行更进一步描述, 而老师在回答时同样可以添加照片, 使得回答更为易懂。本系统还添加了学生评论功能, 学生可以在评论区内针对该问题和老师给出的答案进行讨论, 给出自己的想法和见解。这种多人在线讨论的答疑方式, 效果甚至超过线下老师一对一的答疑。

　　4.2.2、答疑效率

　　传统的线下答疑往往受到很多限制, 如老师和学生空闲时间不统一, 又或者学生到老师办公室答疑, 老师正好不在办公室, 甚至会出现老师对同一个问题回答多次的现象。一般的线上答疑方式效率也不够高, 老师往往无法及时回答学生的问题, 导致问题的堆积。

　　本系统针对上述问题, 利用微信提供的推送接口, 将学生的提问直接推送给老师, 老师可以在第一时间获取学生的提问。而学生也可以在评论区提出自己的想法和答案, 消息会第一时间通过微信推送给提问学生, 这样不仅避免了一个问题多次回答的低效率行为, 减轻老师的工作负担, 也使学生参与问题的解答, 答疑效率的提升十分显着。

　　5、结束语

　　本文通过研究传统答疑方式存在的弊病, 并分析微信公众平台开发应用的优势, 结合Java, Html5等相关技术, 设计并开发了基于微信和Java Web的高校答疑系统。目前, 该系统运行良好, 能有效提高高校师生答疑的效率, 减轻老师的工作负担。

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