提升学习者学习情感体验的学习辅助系统研究

摘要：文章着重研究在疫情背景下，如何利用学习辅助工具更好地提升大学生的学习情感体验，以提高学生学习兴趣及效率。为此，团队设计并实现了一款微信小程序，利用wxml、wxss、JavaScript及Node.js语言实现系统代码编写，实现了趣味学习打卡、学习资源共享、师生互动及学习能量兑换等功能。经使用测试，系统能满足用户在线学习功能需求，有效提高学生的学习情感体验，有利于激发学生的学习兴趣。

关键词：在线学习;学习情感体验;微信小程序;学习辅助工具;学习兴趣

中图分类号：G642        文献标识码：A

近几年，在线学习模式已被越来越多的人熟悉，特别是新型冠状病毒肺炎疫情暴发后，在线学习更一度成为全国大多数学生学习的主要方式。但在各种学习软件的适应期过去后，越来越多的问题开始暴露。学生长时间面对电脑易疲劳导致学习兴趣及效率降低，学生因无老师督导及自身自制力差等原因导致无法坚持自主学习，师生间缺少足够的互动交流及反馈导致教与习的环节相互脱节等。这些问题在不同程度上影响着学生在线学习的自主性、积极性和专注性。为提高大学生在线学习情感体验从而提高学习效率，本研究通过“问卷星”展开调研，了解影响大学生在线学习情感体验的因素，并探索与设计一套提高学习者在线学习时情感体验的新型学习辅助工具，为参与线上学习的教师和学生提供信息、资源的交流平台，提高学生线上学习的情感体验。

1 在线学习效果的调研与分析

本研究设计的问卷题项包括基本信息、在线学习期间学习情况、影响学习情感体验因素及对学习辅助工具的功能建议等[1]。问卷共收集84份，对象涵盖大一至大四的在校大学生。

通过问卷统计结果显示，降低大学生在线学习情感体验的因素主要有以下几点。

1.1 长时间面对屏幕学习易导致疲劳

根据问卷结果显示，有73.81%的同学认为长时间面对电脑、手机屏幕学习容易产生疲劳，从而降低他们在线学习的情感体验。长时间不正确地面对电脑、手机屏幕会容易造成视觉疲劳甚至视力下降，出现如眼痛、头晕等反应，而在身体出现不适后学生的学习效率及学习自主性大大降低[2]。

1.2 师生、同学间互动效果不理想

有超过54%的同学认为在线学习时最影响他们的是师生及同学间互动的不足，导致缺少学习氛围，容易分心、感到孤独，也更容易感到枯燥。在线学习时，老师及学生只能通过电子设备进行教与学，接触的都是机器，无法看到在屏幕另一端的老师和学生在做什么，缺少与老师、同学能随时探讨问题、交流想法的条件，缺少学习氛围，降低学习能动性。

1.3  网上学习参考资料质量参差不齐

51.19%的同学认为降低他们在线学习情感体验的一大因素是查找学习资料时网上资料质量参差不齐，无法较快满足自己对正确资料的需求。目前网络发展迅速，各科学习资料多如牛毛，然而很多不正确、无法起到任何指导作用的资料也在网络上大肆传播，在花费长时间却仍然无法搜寻到正确、具有参考价值的资料时，将消耗学生宝贵的时间和精力，降低或使学生丧失对学习的热情。

2 研究辅助学习工具的必要性分析

2.1 提高学生在线学习情感体验的必要性

情感和认知是学生参与学习的两个基本维度[3]。但在现实生活在线学习中教与学的时空分离让很多的学习者产生了无助感、孤独感，学生在线学习时的情感体验也往往容易被忽视。

诸多的教育者在教学时多关注于将课本专业知识生硬地教下去给学生，关注于学生提交的作业完成量，而忽视了在课程教与学的过程中学生的学习情感体验及对课程的有效接受度，从而直接或间接地导致了学生对“学”的抗拒和低效率。而情感体验改善作为学生“身心灵”全面发展的关键所在，关注学生在线学习的情感交互和情感体验无疑会协调人的知情发展，有效提高学生的学习效率[4]。

2.2 新型学习辅助工具开发的必要性

一些研究者及技术工程师为帮助学生更好地适应在线学习现状，对在线学习课程及学习辅助系统进行研究及设计开发，但从多个系统的功能设计、技术设计等层面进行分析，许多的学习辅助系统注重于学术性及资源数量等，并不注重考虑其互动性及趣味性，容易导致学生的使用疲劳，也难以调动学生的积极性。

现如今技术飞速发展，其更大的作用应是能够担当学习者知识构建的工具，成为促进学生进行深度学习的认知工具，促进学生充分利用信息技术的优势提高学习效率[5]。而学习情感体验是学生进行在线学习时非常重要的一环，不容忽视，因此设计开发一个能够通过合理的机制增加学习趣味性及系统与用户之间的交互性，让学生拥有更多的参与感及学习乐趣，让学习生态更为合理的新型学习辅助工具供学生使用尤为重要，能有效地帮助学生在在线学习时提高学习情感体验，提高学习效率。

3 辅助学习工具的总体设计

基于前述分析，本研究团队决定设计并实现一款辅助学习工具，着重解决并提升在线学习过程中的情感体验这一问题。具体从解决学习资料的共享、增加学习过程中的参与性与趣味性、增强学习团队的合作性等方面入手。

图2为辅助学习工具的系统功能模块图：

辅助学习工具使用用户包括学生用户及教师用户，系统会根据不同的用户登录角色对其分配不同的用户功能权限。学生用户在系统中可以实现每日趣味学习打卡、共享自己或他人的优秀学习资源、匿名提问、回答问题、参与校园活动、进行“学习能量”兑换等功能服务。教师用户可以在系统中实现与学生交流、发布各类课程资源、回答问题、发布活动等功能服务[6]。

4 系统实现的技术

本系统前端运用Javascript及微信小程序开发语言进行页面和逻辑和页面设计，后台运用微信开发提供的平台将繁杂的数据库信息移至云上，通过编写云函数并在页面中调用，实现流畅的前后端数据交互。

4.1 微信小程序开发框架

小程序开发框架系统分为视图层（View）和逻辑层（App Service），同时框架管理了整个小程序的页面路由，使得系统可以做到页面间的无缝切换。小程序开发工具提供了视图层描述语言wxml与wxss，以及基于Java Script的逻辑层框架，并在视图层与逻辑层间设置了数据传输和事件系统，使得开发者能够将重心放在逻辑与数据上面[7]。

视图层将逻辑层传输的数据反映成视图，同时将视图层的事件发送给逻辑层，其由wxml及wxss语言编写，wxml语言是微信的一套标签语言，结合wxss、基础组件及事件系统，可以构建出页面的结构;wxss语言是微信的一套样式语言，用于描述wxml的组件，控制组件的显示。逻辑层将处理过的数据传输至视图层，同时接受来自视图层的事件反馈，其基于Java Script语言进行编写，Java Scrip语言是一种具有函数优先的轻量级、解释型的编程语言，能够减少网络间的传输、方便操纵页面中的对象。

4.2 Node.js

Node.js是一个基于 Chrome V8 引擎的 Java Script 运行环境，同时使用一个事件驱动设计保持代码的最小且易于阅读。Node.js构建的Web服务器均为单线程，其不同请求皆共享内存，相比PHP/Apache，Node.js的内存使用更加高效。Node.js利用单线程，远离状态同步、多线程死锁等问题，同时利用异步I/O，让单线程远离阻塞，以更好地使用CPU。使用Node.js构建的Web服务器在面对高并发请求时能作出更快速的响应，有效地利用服务器的硬件资源[8]。

4.3 云开发与数据库

在学习辅助工具系统的后端实现上，项目团队选择使用微信小程序官方提供的云开发方案。微信小程序云开发是腾讯微信小程序官方提供的一种微信小程序开发模式，云开发具有云存储的功能并为开发者提供了一个JSON 数据库，开发者通过编写云函数来对JSON数据库进行增删查改，通过调用微信小程序提供的API将文件上传至云存储空间。

JSON数据库不同于传统的关系型数据库，在JSON数据库当中，一个数据库可以包含多个集合。JSON数据库当中的每条数据称之为record/doc，JSON数据库当中每一个字段叫作field。数据库的增删查改通过编写云函数来操作，开发者通过配置好的云开发环境即可调用已编写完成并已上传至云端的云函数，随后云端根据云函数的逻辑处理数据，将结果返回至前端页面。

5 主要功能模块的设计

系统功能模块主要包括个人中心模块、主页模块、资源共享模块以及校园空间模块，四个模块的个性化功能设计为学习者进行学习活动提供多方面的帮助。同时兼具趣味性及游戏性的“学习能量”累积机制、任务活动机制、“学习能量”集换机制贯穿整个系统，在各个功能模块中均有体现，减少学生在学习过程的枯燥感，有利于提高学生的学习情感体验。

5.1 个人中心模块功能

用户能够在个人中心模块通过每日趣味打卡获取一定的学习能量值并进行能量兑换，同时用户在此模块中也可以完成个人信息的完善及学校、班级的认证，其中学校、班级信息一经认证不可更改，从而实现系统中各功能的个性化服务。

趣味打卡功能主要提供记录用户在线状态及学习状态。用户每日登录系统后可点击“打卡”按钮进行当天的在线状态记录并选择“笑脸”或“哭脸”等小表情对当天的学习状态进行记录。打卡完成后，用户将获得一定的“学习能量”。在打卡模块功能中将打卡与“学习能量”趣味累积机制结合起来，并使用卡通表情带给用户更舒适的感受，意在提高用户的学习主动性及在阅读学习过程中的愉悦感。

能量兑换功能为用户进行“学习能量”的兑换提供渠道，在该模块中，系统提供多种物品（如圆珠笔、笔记本、草稿纸等）供用户进行兑换，兑换不同的物品需要扣除用户不同数量的“学习能量”，因此在集齐一定数量的“学习能量”后，用户便能够根据自己现累计获得的“学习能量”，在该模块中选择符合兑换条件的、自己心仪的物品进行兑换。该功能中蕴含的“学习能量”集换机制能够促使用户为收集更多的“学习能量”从而更热情、积极地参与各个学习活动。

5.2  主页模块功能

主页模块功能为教师用户提供发布各类活动及查看活动参与情况等服务，为学生用户提供查看活动进行活动报名等服务。教师用户可以点击本页面右下方的“+”图标进入活动添加页，根据活动具体情况对活动时间、类型、内容、报名限制人数及学习能量值等进行设置;学生用户可以点击各栏活动进入活动详情页，在报名名额仍有空余下根据学校要求及自身意愿选择相对应的活动进行报名。

该活动模块为用户提供一个满足多人参与需求的活动平台，使得用户能够在在线学习的同时，与更多的同校同学一同参与校园活动，根据需求进行学习、生活、安全等话题的理解与探讨，营造多人学习交流的积极氛围，减少学生用户在线学习时的孤独感，帮助提高学生在线学习的情感体验。同时利用“学习能量”累积机制及“学习能量”集换机制的融合，使得用户成功参与活动即可获得“学习能量”并利用一定量的“学习能量”进行奖品兑换，将大大提高趣味性及用户参与活动的积极性，减少学习过程产生的枯燥感，进一步提高学生在线学习的情感体验。

5.3 资源共享模块功能

学习资源作为网络环境中学习内容的载体，是给养学习者学习与发展的重要“有机养料”[9]，但学生们难以在目前好坏掺和的线上学习资源中筛选出优质的资源、遇到的部分学科问题在网络上难以找到参考资料等问题让很多学生为之烦恼，而在这些情况下同校同学自制的学习资料就会更具参考价值，共享这些学习资源也将大大提高学生群体的学习效率。

在资源共享模块中，用户能够通过点击该模块页面中的“+”图标进入资源发布页，将自己整合的课程笔记、整理的课程重点、考试复习提纲、课程学习资料、例题难题及解答等资源进行上传并发表，其他用户则能够在该模块页面中查看该用户上传的资源，点击作者上传的资源详情即可进行参考和借鉴。同时，用户还可选择对资源按照时间排序抑或是按照热度排序，当用户感觉学习资料非常优质，对学习课程有着非常大的帮助时，可在资源详情页对该份学习资料进行点赞及评论，使得当选择按热度排序时该份学习资源能够排在前排，让更多同学能够快速找到。在该模块的共享资源中，用户还可根据自身需求选择查看所有用户上传的资源或是选择只看本校同学上传的资源。该功能将大大减少学生在网络上查找资料时所用的无效时间，快速查找到适合自己的、优质的学习资源，提高学生的学习质量，节省学生的时间及精力。花更少的时间查找到更适合的学习资源，能够提升学生内心的满足感，有效地提高学生在线学习的情感体验。