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摘要：设计了一种服务于大学生创新教育的学习共同体平台，从组队机制、师生互动机制和学习协作机制三大角度出发，详细设计了平台的软件功能结构、数据库结构、API接口，在华中师范大学数学建模类比赛中应用效果良好，在促进大学生个体多元化发展、提升创新思维与协作能力等方面发挥了积极作用。
关键词：学习共同体；创新教育；组队；微信小程序；高校学术竞赛
0引言
“共同体”一词源自人类社会学，由德国社会学家FerdinandTO••nnies于1887年最早提出，学习共同体的基本理论与框架在20世纪才逐渐出现。学习共同体与学习型组织的主要区别在于，学习共同体更注重个人的多元化发展，通过取长补短的方式最大化学习效率，更加倡导差异化学习。传统的学习共同体组建方式非常依赖于个人交际圈，而随着互联网＋教育的不断深化，基于网络的虚拟团队、虚拟学习共同体出现在公众视野中。例如，依托“网易云课堂”、“网易公开课”、“MOOC”等网络学习平台的论坛而组建的各种讨论组，可以帮助各学习小组进行目标规划、互动交流、经验共享等，初步实现了学习共同体营造良好学习氛围的目标。然而，这些网络学习平台在面向高校竞赛、为大学生提供学习共同体组建服务等方面，尚存在一些不足。汤跃明［3］认为，在构建学习共同体时，非常需要成员间的专业知识互补性，来强化团队成员间彼此的合作。因此，为大学生跨院系交流提供渠道是构建学习共同体的关键要素之一。针对大学生群体的社交习惯，基于微信小程序，开发出面向高校学术竞赛的学习共同体平台，以满足大学生创新教育等方面需求。
1学习共同体平台的设计与构建
1．1总体设计
微信小程序是微信于2017年推出的一款内嵌型Min－iAPP，不同于一般的手机APP，无需下载，打开即用，用完即走，通过链接扫码等渠道即可打开，非常适合大学生群体的学习生活节奏。微信小程序为开发者提供了较为完善的开发平台，使开发者可以快速开发出小程序。本平台在微信官方自定义的小程序开发框架内进行开发。为了加快小程序的响应速度，视图层和表现层使用小程序的WXML标签语言和WX－SS样式语言，替换了传统APP开发所使用的HTML5和CSS。考虑到小程序的普及性与便捷性，采用微信小程序作为开发平台，帮助大学生群体快速组建高质量的学习共同体，并在学生群体与导师群体间建立沟通桥梁，通过个性化推荐系统，为用户提供最适合自己的组队人选，为学生队伍推荐优质的导师资源，在双向推荐下，最大化组队效率，帮助大学生群体更好更快地进行共同体建设。系统总体构架如图1所示。整个平台系统分为交互层、应用层、接口层和基础设施层。①基础设施层利用分布式文件系统，把不同服务器上的共享文件夹组织在一起。②接口层通过开发环境，自定义API以及WebServer模块进行数据传输。③应用层由用户、学习、个性化推荐三大模块构成，个性化推荐模块挖掘用户在各模块的个性化行为以及留存的个人信息，进行相应的个性化推荐服务，帮助用户进行学习共同体的组建。同时学习模块作为后续服务模块，整合了大量师资资源，可以为用户群体提供定向的教学辅导服务。
1．2详细设计
1．2．1软件功能结构
学习共同体平台从功能上可以划分为五个模块，各资源版块在平台的统一管理调配下增强了系统的灵活性，提高了资源利用效率，使学生用户和导师用户群体可以在任何时间、任何地点，通过微信软件快速进入该平台进行学习交流。论坛区将用户发帖与附件资源存储到云端，而直播区则通过调用移动视频直播云服务平台应用程序的编程接口来为用户群体提供交互服务。为更好地体现平台的组建服务功能，该系统包含了个性化推荐模块，可以对用户的个性化行为进行学习，从而为用户匹配做出推荐。图2为软件功能结构图。
1．2．2数据库结构
本平台使用JavaScript框架，在Node．js和Express环境下完成服务端系统开发。通过腾讯公司提供的云服务支持，完成了包括Server的配置、数据库的搭建，云存储的设置在内的多项操作。数据库设计上，使用ORM（ObjectRe－lationalMapping）框架，同时采用腾讯云提供的MySQL5．7型数据库，并用Sharding技术对数据库进行扩展。整体关系数据库架构如图3所示。
1．2．3API接口应用
微信服务端丰富的原生API提供了网络、媒体、文件、设备等功能，可以获取用户信息，支持本地存储、支付功能等。API接口以wx．on开头，监听某个事件发生，接受一个Callback函数作为参数，当该事件触发时，会调用Callback函数。如未做特殊约定，其它API接口都接受一个Object作为参数———Object可以指定Success、Fail、Complete来执行接口调用的结果［2］。除了微信提供的原生API，针对平台的功能需求，设计开发出了多个基于Rest（RepresentationalStateTransfer）的自定义API。通过HTTP协议使服务端和客户端进行交互，在微信小程序的服务端提供大量API接口供客户端调用。
2平台运行机制
学习共同体平台根据交互需要，围绕多元化发展与差异化学习模式，从组队机制，师生互动机制以及学习合作机制三大角度，提供了个性化队友推荐、竞赛引导、团队项目管理、任务进程管理等功能，如图4所示。
2．1组队机制：面向竞赛的智能组队系统
高校团体学术竞赛作为提升大学生创新能力的重要手段，促进了个人多元化发展，拓展了学生各个学科领域的知识，激发了学生对专业知识的兴趣，同时提高了学生的综合素质。在团队的差异化发展方面，团体赛提高了学生的学习效率，加强了学生的协同合作能力，学习者之间的相互反馈可以起到相互激励的作用。为了充分利用各类团体学术竞赛资源，各高校都非常重视团体赛基础建设工作，优质的团队配置是团体赛的基础，如何合理利用离散信息组建高质量强队一直是团体赛建设工作的重中之重。通过创新教育学习共同体平台的组队机制，学生之间可以克服自身交际圈的限制，跨专业、跨院系找到与自己专业技能互补、时间安排相近、性格相投的队友。在队伍组建完成后，可以联系心仪的指导老师，为团队提供学习方向，给出目标规划。为实现以上功能，创新教育学习共同体平台的用户端分为“学生端”与“导师端”，在学生端页面，平台首先检索分析用户的基本信息以及目标竞赛信息，通过聚类算法得到相似的学生用户群体，同时根据竞赛需求，跨院系找到优势互补的学生用户群体，结合后为用户提供队友推荐服务。在学生用户成功组建团队后，可以以团队为单位联系导师端用户寻求指导与帮助。教师用户通过导师端进入平台后，可以浏览与自己研究方向相近的团队，为其提供一定指导，或者作为指导老师加入该团队。平台也会为各团队定期推荐相关团队学术竞赛，帮助团队保持活跃状态。
2．2师生互动机制：师生学习共同体与任务驱动式学习
师生共同体的三重境界：其一为认知拓展，其二为情感互通，其三为共生、创生［3］。构建学生与老师群体间的联系，可以充分结合老师的知识经验与学生的想象力，教育家怀特海［4］曾指出，“由积极的想象所产生的激动气氛转化了知识。在这种气氛中，一件事实就不再是一件事实，而被赋予了不可言状的潜力。”在任务驱动式学习中，教师通过把教学内容设计成一个或多个任务让学生掌握知识，通过任务激发学生的成就动机，培养学生解决问题的能力和团队协作精神。［5］通过任务驱动式学习建立的师生学习共同体，有助于帮助学生增强责任意识，提高协同合作能力，帮助老师扩宽思维。为实现以上功能，创新教育学习共同体平台的团队指导老师用户可以在导师端页面任务，学生用户可以根据导师指定的任务与上传的辅助材料进行自我规划，合理安排时间完成相应任务。任务进行过程中，团队可以通过“师生直播间”进行在线互动，指导老师可以根据任务完成情况对团队成员进行点评与引导，给出下一阶段的任务目标。
2．3学习协作机制：团队协作工具与成员规划
在各类团体竞赛中，一直存在着信息传递上的多种问题，如团队成员间任务完成信息与进度不够透明、任务疏漏难以及时发现、文件交互存在障碍等。平台需要通过合理的学习协作机制确保团队的工作处于高效运转的状态。团队可以根据每一位成员的进度规划对任务及时进行调整。为实现以上功能，创新教育学习共同体平台为用户提供了团队协作工具版块，团队成员可以借助该版块实现文件交互、团队进度浏览等多项协作任务。同时学生用户可以对个人成果与目标规划进行展示，团队指导老师可以对各成员的贡献度进行打分与评估，生成相应的团队排名与个人排名。通过虚拟激励的方式，充分激发学生的学习潜能。
3平台应用与发展
创新教育学习共同体平台作为面向高校学术竞赛的辅助平台，已经在华中师范大学试用。测试版本系统包含了数学建模类学习共同体、创新创业类学习共同体、电子设计类学习共同体三个组队版块。根据师生用户的反馈，对平台的各项功能指标进行评价与改进。鉴于篇幅原因，仅以数模竞赛类学习共同体为例进行说明。
3．1基于数学建模类竞赛的应用情况
全国大学生数学建模竞赛始于1992年，目前已经成为全国高校规模最大的基础性学术竞赛，2017年的参赛大学生数量已经达到11万。标准的数学建模竞赛团队由三名选手构成，分工明确，专业覆盖面广。针对该项赛事，华中师范大学每年暑期都会开展专项培训，为有参赛意愿的在校生提供各类赛事指导与帮助。为协助学校开展相关赛前培训工作，开发团队将平台运用于数学建模类学习共同体的组建，对平台进行测评。创新教育学习共同体平台基于数学建模竞赛队员匹配的应用流程如图5所示。通过智能匹配模块，用户可以快速组建出适合自己的高潜力队伍。之后可以通过平台提供的各项教学辅导功能，不断完善自己的队伍，提高队伍的整体水平，向目标竞赛发起有力冲击。
3．2基于数学建模类竞赛的应用效果
根据华师数学建模协会提供的数据来看，平台在暑期培训期间为数学建模类学习共同体的构建提供了相当有效的帮助。由表1可知，平台于2018年8月推出后，在团队组建上，2018年的队伍组建率与多元化队伍比例较2017年分别提高了近12％和20％，充分说明平台调动了学生的学习积极性，为不同院系的学生群体提供了沟通交流的有效渠道与多元化发展的学习机会。而培训完成率也提高了近10％，表现出了团队的高质量与平台在创新思维培养上的显著作用。为了检验平台为学生用户带来的综合能力提升水平，本研究对两个月内的74名用户进行了网络问卷调研，围绕用户的创新能力提升情况与多元化发展情况展开，得到用户评估反馈结果如图6所示，表明平台试运营情况已经达到了大学生创新教育的预期成果。
4结语
创新教育学习共同体平台通过信息技术帮助大学生群体更好更快地组建高质量的创新教育学习共同体。目前平台已经完成了各项基本功能的开发，后续将侧重于为学习共同体提供针对个体的个性化服务，在确保共同体多元化发展的基础上，为团队成员制定更加优质高效且具有差异性的个体发展规划，进一步提高共同体的学习效率；同时在功能上，平台也将围绕同步性与协同性，对协同工具进行优化与改良，使其在方便导师指导、促进学生创新能力的培养与合作意识等方面更智能化和人性化。
参考文献：
［1］职卫星，刘峰，汤跃明．网络环境下大学生学习共同体的构建［J］．软件导刊，2008（1）：45－46．
［2］涂相华，薛锡雅，曾志平，等．“WECO课堂”：基于微信小程序的师生交互系统［J］．现代教育技术，2018（5）：109－114．
［3］龚放．大学“师生共同体”：概念辨析与现实重构［J］．中国高教研究，2016（12）：6－10．
［4］（美）约翰•S•布鲁贝克著．王承绪，等译．高等教育哲学［M］．杭州：浙江教育出版社，2001．
［5］刘红梅．任务驱动式案例教学法的构建与应用［J］．江苏高教，2016（4）：71－73．
作者:吴彦文 汪乐章 林娴 陈心怡 单位:华中师范大学
