试论现代远程教育网络学习平台的构建

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  [摘要]网络学习平台是远程教育系统的重要组成部分,是开展远程教学活动的支撑系统。文章通過对现代远程教育教学特点进行分析,结合学校参与远程教育的实践,从现代远程教育的教学需要出发,构建了一个较为系统的网络学习平台,具有较大的实用价值和较好的应用前景。
  [关键词]远程教育 网络学习平台 模块 动态网页
  [作者简介]武汉美(1962- ),女,南通市广播电视大学校长助理,副教授,南京理工大学自动化学院在读博士,主要从事现代教育技术、控制理论及其应用等方面的教学与研究工作;黄道华(1968- ),男,南通市广播电视大学现代教育技术中心副主任,工程师,主要从事现代教育技术及多媒体技术应用研究。(江苏南通226006)
  [中图分类号]G642.4[文献标识码]A[文章编号]1004-3985(2008)27-0187-03
  
  随着计算机技术和通信技术的发展以及全球互联网的发展,基于网络的远程教学将成为远程教育发展的主流。网络学习平台是远程教育系统中的重要组成部分,是开展网络教学活动的支撑系统。关于现代远程教育网络学习平台的理论与研究,一些发达国家,如英国、美国、法国以及我国香港特别行政区,都比我国内地要早,并且已具一定的规模,有的技术已日趋成熟。但是大多数这类产品是针对国外的教育体制和教学模式来设计的,不能完全适应国内的教育实际。
  在国内,对现代远程教育网络学习平台的开发和研究以清华大学、中央广播电视大学为代表,一批普通高校紧随其后。这在一定程度上推动了我国高等教育的改革和发展,提高了支持服务的现代化水平,但是由于我国现代远程开放教育仍处在一个探索和发展的时期,关于学习支持服务系统的研究还在初创阶段。无论是国内还是国外的远程教育网络学习平台,大多从本身的教学和管理需要出发进行开发设计,并不完全适用于远程教育基层站点学校的教学实际。因此,对于远程开放教育基层站点来说,迫切需要从学习支持服务的核心概念出发,从学校开展现代远程开放教育实际情况出发,进行网络学习平台的研究和开发。
  
  一、网络学习平台构建的思路
  
  网络学习平台的构建,必须以正确的学习支持服务观为指导思想,重点突出以下三个方面:一是要突出以学生(学员)为主体,变学生(学员)在学习过程中的受动性为能动性;二是要突出以质量为中心,把建设精品资源,提供优质教育服务放在首位;三是突出自主化学习,以交互取代控制。我们理解的自主化学习,当然不是指传统的教学或教学过程,也不是指自学或是自由式学习,而是导学加自学,这其中还包括许多交互的环节。在宏观上要把握远程开放教育与人的全面发展的本质关系,始终把提高质量放在中心位置,并围绕质量展开服务。同时,服务的目的在于提高学生(学员)学习的创造性和能动性,而不是诱发学生的依赖性和控制学生的学习。在微观操作上要结合当前现代远程开放教育的新趋势、新情况和全民化、终身化学习的新要求、新目标,把支持服务的关键要素放到特定的社会、经济和文化环境中考察。具体说,应体现如下特征:(1)集成性。网络学习平台的创新,要整合各级各类教育教学资源和学习环节,使它们在同一技术环境下运行,这样,既防止学员在不同支持服务系统之间疲于奔波,又极大地丰富了学习资源,为学员提供更多可供选择的学习材料,学员只要上一种学习平台就可享受各级各类学校提供的各种不同形式、要求的学习材料,浏览经整合的资源。(2)开放性。主要是指学习内容、形式、手段和教学的交互、信息的反馈等在时间与空间上的开放,并且可以在此基础上,构建不同形式的教育之间的立交桥。(3)综合性。网络学习平台不仅体现学习上的支持服务,而且强化教学的控制管理功能,能够及时处理教与学的过程中的各种信息,以便及时调节支持服务各个要素及其相互关系,寻找最佳点。(4)可拓展性。如上所言,网络学习平台的新模式必须是一个开放的系统,既能满足当前各类教育的需求,又要着眼于学习型社会的构建,满足其学习支持服务的需要。
  在设计上还应充分体现远程教育以学生自主学习为特征、多种教学媒体与辅导手段综合运用的教学模式的特点,实现各类教学资源的整合和教学应用功能的集合,突出管理者、教师、学生在使用上的便捷性和个性化学习的要求,提供一个良好的网上教学支持环境。
  
  二、网络学习平台的主要功能
  
  网络学习平台就是充分利用现代技术手段和多种教学资源,为学生提供的良好的自主学习环境。这样的环境必须面向教学的全过程,为教学的各个环节服务,包括教师授课、师生交流、学生自学、作业和考试等,实现不同教学环节在一个网络应用平台上进行与管理。因此,网络学习平台应具备以下功能:(1)支持教师授课、提问答疑与讨论、作业布置批改、试卷维护分析等功能。教师可利用学习平台制作和上传电子讲义、多媒体课件,对学生进行远程教学指导答疑,布置与批改作业,编辑试卷,组织网上考试,并对学生的学习情况做出分析与判断。(2)支持学生利用网上教学资源进行课程学习、网上作业、提问、讨论、考试等功能。利用网上教学课件进行学习,是学生自主学习的主要手段。通过学习平台,学生可以和教师进行交互,提出问题,参与课程讨论,进行网上作业和考试。(3)支持基于流媒体的网络课程的点播,实现各类课件的播放。课件的类型是多种多样的,可以是多媒体课件、基于Web的网络课程,也可以是VOD视频课件,基于Web的网络课程通过浏览器就能极其方便地使用,目前正成为网络教学中的主流课件。(4)支持管理人员进行学生管理、课程管理、资料管理、教学质量分析等功能。支持教学安排、教学资源信息、考试信息、专业课程设置情况、学生成绩等教学教务信息的发布与查询。
  
  三、网络学习平台的总体设计
  
  1.总体结构设计。网络应用软件系统开发常见的结构模式有C/S模式和B/S模式。在C/S模式即客户端(Client)/服务器(Server)模式下,主要的业务逻辑都集中于客户端程序,由于客户端的配置可能存在差异,系统安装、调试、维护困难。基于浏览器(Browser)/服务器(Server)结构的系统,也就是B/S模式,最核心的一点功能就是用通用的浏览器取代了原来的客户端程序,应用程序的安装、调试、维护只要在服务器端进行就可以了,此外,配置工作都集中到服务器端,提高了系统的安全性。因此,本系统在总体设计上采用浏览器/服务器(B/S)模式,用户只要通过Internet浏览器输入系统的IP地址对服务器进行访问就可以完成所有的功能。
  在具体实现上,采用Dreamweaver和Photoshop来完成网页的设计与实现,采用动态网页制作技术Java、 JSP进行动态网页编程,系统功能的实现需要数据库系统的支持,数据库采用SQL Server 2000,用Resin2.0来担任JSP引擎。系统总体结构如图1所示。
  


  2.软件模块结构。根据网络学习平台功能设计,网络学习平台应包含以下功能模块:信息管理、课件点播、辅导答疑、课程讨论、网上作业、网上考试、网上评课模块。这些不同功能的模块在网络学习平台中起着不同的作用,通过它们之间的相互配合、相互补充,可以实现远程教学的目的。
  为方便用户使用,在学习平台设计上根据不同用户使用的特点,将用户操作界面分为教师界面、学生界面、管理界面,学习平台系统应用功能通过三个用户界面加以体现与实现。
  综上所述,网络学习平台系统软件结构分为两个层次:表示层通过教师、学生、管理三个用户界面,给用户提供方便、美观、实用的人机接口;应用层由信息管理、课件点播、学习指导、课程讨论、网上作业、网上考试、网上评课七个功能模块组成。软件结构框图如右图2所示。
  
  四、模块功能实现的关键技术
  
  网上学习平台设计采用动态网页制作技术Java、JSP与静态网页制作技术HTML相结合,Dreamweaver、Photoshop等多种软件相结合的方式进行开发制作,后台数据库为SQL Server 2000。在系统设计中,使用Dreamweaver和Photoshop搭建框架,完成网页的设计与实现;使用Java、JSP和SQL数据库实现动态网页交互功能。
  


  1.JSP动态交互技术。本系统主要采用HTML表单和JSP相结合的方法,通过访问后台数据库,实现系统的各项应用功能。用户通过Web浏览器填写表单、输入信息或单击HTML页面中相应的链接获得信息。用数据库存放各项信息,并通过查询数据库,产生用户所需的信息,动态生成Web页面。使用JSP实现前台网页与后台数据库的连接,通过JSP网页可以添加、删除、修改和浏览数据,其中JSP通过JDBC(Java Database Connectivity,Java数据库连接)接口技术同数据库建立连接,操纵数据库的数据。系统使用Java Bean 组件技术访问数据库,然后在JSP文件中去调用该文件,一方面能提高大量用户单击时的系统功能,另一方面采用组件技术代码可以重复使用,方便修改。
  Java语言是一种新出现的解释执行的面向对象的语言,它具有简单易用、完善性好、安全性高、可移植性好、支持多线程、跨平台等特点。JSP(Java Server Pagers)是一种新的动态网页标准。通过在HTML语言中加入Java程序片段和JSP标记,就构成JSP。JSP能够结合Java Bean 来扩充网页中程序的功能。Java Bean 是Java 的一个类,通过封装属性和方法构成组件,可重用的组件是JSP主要的优点之一。
  2.Web页面与数据库的接口实现。在设计数据库应用程序的时候,不可避免地会碰到如何访问数据库及如何操纵库里的数据等问题,而解决此类问题的办法是采用数据库接口技术。目前在市面上最流行的两种数据库接口是ODBC(Open Database Connectivity,开放数据库连接)和JDBC(Java Database Connectivity,Java数据库连接 )。ODBC是Microsoft公司推出的数据库接口,而JDBC则是由Sun公司推出的。
  本系统使用JSP实现前台网页与后台数据库的连接,通过JSP网页可以添加、删除、修改和浏览数据,其中JSP通过JDBC(Java Database Connectivity,Java数据库连接)接口技术同数据库建立连接,操纵数据库的数据。Java数据库互连技术(JDBC)为异构数据库之间的相互操作提供了一个连接层的规范,可以把分散的、异构的数据库用标准的SQL语言进行查询,以实现Web页面与数据库之间的接口,为远程教学实现提供了数据库接口的支持
  3.数据库访问技术。在JSP中,访问数据库有多種方法,可在JSP页面中嵌入Java代码,也可用存储过程或JavaBeans组件来访问。系统使用Java Bean 组件技术访问数据库,然后在JSP文件中去调用该文件。JavaBeans是一种Java类,通过封装成为具有某种功能或者处理某个业务的对象。通过嵌在JSP页面内的Java代码访问Bean及其方法。Bean的含义是可以重复使用的Java组件。所谓组件就是由可以自行进行内部管理的一个或几个类所组成、外界不了解其内部信息和运行方式的一个群体,使用它的对象只能通过接口来操作。
  图3显示的是数据库管理器与JDBC驱动程序及JavaBeans的关系。数据库连接对动态网站来说是最重要的部分,很多数据库系统带有JDBC驱动程序,通过JDBC驱动程序与数据库相连,执行查询和提取数据等操作。
  


  五、主要模块功能的特点
  
  1.信息管理模块。信息管理模块可以实现信息的录入、修改、删除等信息维护和信息查询功能。 “基本资料录入”主要完成学生、教师、班级等基本资料的录入与修改。该部分首先进行登录认证,根据用户所输入的用户名和密码判断出是否为合法的用户,认证通过方可按系统中用户库(教师信息库、学生基本信息库)表的结构,通过页面表单进行信息维护和信息查询,以及对教学系统基本资料的维护等。
  2.网上作业模块。网上作业系统的功能是教师可以自由地对所教课程的班级布置作业,学生可以回答任课教师布置的作业,教师可以对作业进行批改。根据网上作业功能设置,网上作业系统的操作流程是:(1)作业发布:当教师登录进入到作业区后,该教师本学期所上的课程与教师已经输入的作业都可自动显示。教师选择课程,编辑作业题组合成作业。作业编辑完可立即进行发布,也可根据课程进度另行发布。作业只有发布以后,学生才能回答作业。而且教师和学生有对应关系,同时,教师可以对作业进行控制,可以修改作业、收作业等。(2)作业完成与提交:学生在收到教师的作业后,可以进入答题界面,在答题区域输入作业答案提交给教师。对于复杂的题目,学生可以先在其他工具中写好答案(如Word),然后粘贴到答题区传给教师。(3)作业批阅与发回:当教师公布答案后,学生将无法再做作业,因此,当教师认为本次作业时间已到时,可点击“公布答案”。对于学生提交的作业,由教师进行在线批阅,并可直接发布批阅意见。(4)作业评估与统计:系统自动对学生作业情况进行评估与分析,并形成学生平时成绩。
  3.网上考试。网上测验与考试系统的主要功能是可以实现教师自由出试卷,组织学生进行考试,可以修改试卷、批改试卷和进行学生成绩统计。网上考试功能的实现步骤是:(1)试卷生成:当教师登录进入到考试区后,该教师本学期所上的课程与教师已经输入的试卷和可以批改的试卷都自动显示。教师可以根据自己的要求组装试卷,选择题型、数量,指定分数,并进行试题录入。试卷生成过程中,系统为教师提供基于Web 的专用试题编辑平台,可生成图文并茂的试题及其答案。(2)试卷发布:生成试卷后,根据目的不同(自测、测验或考试),将试卷在系统中发布。系统按照计划实施自测、测验或考试。教师可以对组装好的试卷进行管理,包括开始考试和停止考试等,可以对学生的考试进行控制。(3)测验与考试组织:自测的组织在设定的时间范围内,由学生自行进行;集体测验或考试则需在指定的时间、地点进行。后者需人工辅助进行身份验证。(4)答卷批阅:对学生提交的试卷进行批阅,批阅过程与作业批阅相同。
  4.学习指导模块。学习指导模块的主要功能是教师向学生提供课程的学习要求、教学安排、考核说明、重点(热点)解析、疑难问题解答等教学指导内容。学生通过学生界面查阅相应教学指导内容。当教师登录点击教学指导后,该教师本学期所上的课程将自动在页面上显示出来,教师选择指导课程,已经输入的课程指导内容将在页面上列出,教师通过编辑页面输入与课程有关的指导内容,并可以修改和删除。
  5.课程讨论模块。教师可以向学生提问和回答学生提问,学生也可以向老师提问,实现教师和学生的交互。当教师或学生登录成功后,进入到课程讨论,把该用户所对应的课程显示出来,比如学生该学期有几门课,教师进入后,把该老师本学期所上的课程全部显示出来。
  6.在线评课模块。教学评估与信息反馈,是教育质量保证体系的重要组成部分,也是提高教学质量的重要环节。为及时了解教学情况,学习平台设置了网上评课模块。由学生对本专业本学期所学课程进行综合评价,利用及时反馈信息来指导、调控甚至补救教学与学习活动中的薄弱点。
  学生对本学期所上的课程情况从教学内容、教学效果等方面进行网上评价,由教学管理部门对结果进行统计分析。学生只能对本学期所上的课进行网上评价,系统限制学生输入的分数和评价的次数,尽可能地保证数据的有效性和可靠性。
  
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