远程教育学习平台“软”“硬”兼备

中国教育装备采购网2011-08-01 13:49围观109次我要分享

  远程教育试点高校目前已达到69所,累计学生人数近千万人。作为远程教育的“虚拟教室”——远程教育学习平台(以下简称“学习平台”)在其中发挥了重要作用。

  目前国内的远程教育试点高校大多自行开发或者与公司合作开发网络学习平台,如“网上人大”、“北京大学网络教育学院”、“西南大学网络学院”等学习平台。学习平台一般包括教师、学生两类用户。在学习平台中,学生的主要操作有:一是学习教师提供的课程资源;二是完成教师布置的课程作业;三是向教师或者学生提问,也可参与讨论。

  随着网络技术和计算机技术的不断发展,如何构建一套以学生为中心、适合学生自主学习、为学生提供更好学习服务的支持平台,对各所试点高校都提出了挑战。因此,我们提出了一套现代远程学习平台建设的的“软环境”和“硬环境”方案。

  “软环境”以生为本

  远程学习平台的“软环境”主要指学习平台的软件系统设计理念。以学习者为中心,遵循建构主义学习理论,方便学生学习,提高学习效率和学习质量的设计理念。远程学习平台的“软环境”设计如图1。学习平台的“软环境”设计主要包括几个方面。

  个性化

  学习平台的个性化主要包括界面功能的个性化和学习资源的个性化。用户可以根据自己的需要进行定制,比如关于界面功能的个性化,用户想在自己的学习平台界面中增加“在线词典”、“记事本”、“通讯录”等学习工具,可以从学习平台提供的工具箱中选择添加,也随时可以进行替换或者删除;用户还可以对界面的色调、功能布局进行个性化设置。关于学习资源的个性化,用户可以定制学习资源的类型,比如文本型的资源或者图片型的资源。

  个性化的学习平台满足了用户对于平台的个性偏好需求,使得用户在平台中使用更方便,提高了用户对于平台的满意度。

  智能化

  学习平台的智能化主要体现在学习资源的智能推荐和平台中智能搜索的相关运用。语义网络、本体技术,AGENT技术是常用技术。用语义网络和本体技术来构建学习资源,这样的学习资源中知识之间不再是孤立的,而是富有联系的,比如在学习一个知识点时遇到不懂的知识,系统可以推荐相关的知识点给用户学习。用户在做课程作业时系统也可以动态地推荐、调整作业试题。AGENT技术的使用可以构建教师AGENT、学生AGENT等。教师AGENT可以根据学生学习的情况主动地为学生进行有针对性的学习辅导。智能搜索可以实现用户的自然语言录入查询,相同的意思,不同的表达方式的查询条件,都可以得到满意的查询结果。

  虚拟化

  学习平台的虚拟化包括虚拟的学习空间、学习工具等。虚拟的学习空间中,教师和学生可以穿过虚拟的走廊,来到虚拟的教室。在一个约定的时间“走进”虚拟教室,师生即使身处天南海北,仍可以互相看到视频图像、听到声音,如同在一个真实的教室里听教师授课一样。虚拟学习工具如虚拟实验室,不仅几乎可以实现传统实验的全部过程,而且具有独特的优点。如在化学实验中操作不当,有可能产生灾难性后果。在虚拟实验中,我们同样可以看到灾难的图像,听到爆炸的声音,但这些后果是虚拟的,不会造成危害。学生重新调整操作步骤、操作方法,重做实验,直到操作正确为止。随着虚拟化技术的不断提高,有些教学环节已经完全可以用虚拟技术替代。图2、3是基于Flash开发的分析化学《工业纯碱总碱度测定》虚拟实验,根据实验指导正确选择实验所需仪器和试剂后才能进行实验操作。

  社会化

  学习平台的社会化强调了学生在学习平台中的主动性、参与性、贡献性。随着Web2.0应用的不断推广,学生在学习平台中的参与性越来越强。学生在学习平台中不仅可以学习知识,还可以贡献知识。如学生可以在博客空间写学习的心得体会或者上传一些从互联网中摘录过来的相关学习资源。学生还可以在维基中建立词条、完善知识,与其他学生共同构建某一个领域的知识库。播客的应用也让学生们尽可能地展示自我,而SNS的应用让学生们的联系更加紧密。因此学习平台的社会化改变了学生接受知识的单一模式,让学生从枯燥的学习环境转移到充满友情、拥有广阔展示自我天地的学习空间。

  泛在化

  学习平台的泛在化主要体现在可以为学生提供无处不在、无时无刻的学习。学生既可以离线学习,也可以在线学习;可以在计算机前学习,也可以在PDA、手机等移动终端进行学习。学习平台的泛在化要求学习平台能够支持、识别多种学习终端,如终端的屏幕大小、浏览器类型、上网速度等。

  标准化

  学习平台的标准化主要体现在学习平台对标准化资源的支持。学习平台能够导入、导出标准化的学习资源,方便资源共享。如今的资源开发有一个重要共性,就是开放性。如哈佛大学、麻省理工大学、剑桥大学等知名大学都将大量课程教学资源公开挂到互联网上。学习平台能够兼容、吸纳多种标准的资源,等于为学习平台配备了一个庞大的资源库。

  组件化

  学习平台的组件化主要考虑到学习平台的升级扩展和调整。组件化的学习平台在升级改造过程中,不会因为一个子系统的改造而牵扯到其他子系统,单独改造该平台即可。增加一个子系统就像一个插件加入系统。系统的升级维护灵活方便。

  构建稳定的“硬环境”

  远程学习平台的“硬环境”主要为整个平台的软件系统运行提供硬件支撑,只有提供强大、稳定的硬件环境,软件系统的各项功能才能得以实现。因此硬件环境起着基础性作用。一种通用的网络学习平台的“硬环境”。

  主流网络运营商的网络直通网络学习平台,保证大多数远程学生快速访问学习平台。防火墙和入侵检测设备为整个系统提供安全保障。负载均衡系统确保系统应用服务器可以水平扩展。主从设备构建热备运行环境:主设备发生故障时,从设备自动接替主设备工作。管理服务器通过网络不断诊断其他设备的运行健康状况,发现问题通过拨通预设电话或者发短消息到指定手机,及时报告系统故障。数据库服务器集群为整个系统提供高性能、可扩展的数据存储。统一存储为系统架构中的其他服务器提供灵活的存储空间分配以及高效的存储访问。

  “硬环境”的建设主要包括以下方面:

  1.互通性

  学习平台“硬环境”的互通性主要指多运营商网络的快速可达。现代远程教育依托互联网把教学资源输送到世界各地,世界的扁平化理论在此得到体现,从而网络的互联互通、可达就显得非常重要。在国内,目前主要有电信、联通、铁通、移动等网络运营商。在架设网络线路时,充分考虑学生通过这些运营商网络来顺利访问学习平台。在现有网络运营商之间互联互通情况不太满意的条件下,拉设多条运营商线路,采用链路聚合、动态DNS解析,都可以有效地解决该问题。

  2.稳定性

  学习平台“硬环境”的稳定性主要指学习平台能够随时保证为学生提供服务。一般通过硬件设备的热备来实现,即在正常提供服务的主硬件设备外,还有一套与之配套的辅硬件设备,它可以随时接管该主硬件设备的工作,这就避免了硬件突发故障带来的问题。

  3.扩展性

  学习平台的“硬环境”扩展性主要指增加硬件设备、提高硬件条件时,此设备的添加不影响原有的系统架构,可以做到平滑升级。一般通过在系统架构中建立负载均衡系统来实现,当在线学生用户越来越多,系统出现响应缓慢时,可以在相应的集群环境中增加学习系统服务器、数据库服务器等来解决问题,而不用对整个系统架构进行调整。

  4.安全性

  学习平台“硬环境”的安全性主要指架构网络安全设备,如网络防火墙、入侵检测设备等。网络防火墙可以有效地阻止非法访问,有效保护数据安全,只有符合管理员设定条件的用户才可以穿透防火墙访问学习平台。入侵检测设备与防火墙的被动防御相比,提供了主动防御功能,入侵检测可以侦察到潜在的攻击行为,从而报警,并可与防火墙联动进行动态处理。主动防御和被动防御的结合,可以有效保护学习平台的数据安全。

  5.管理性

  学习平台“硬环境”的管理性主要指对硬件设备提供监控、操作管理。随着学习平台部署的硬件设备越来越多,通过传统的方式检查设备的运行情况,如CPU、硬盘、风扇等等是否正常工作或者操作系统安装、补丁升级等,将变得异常繁琐,而且人工管理可能出现监控不到位、发现问题不及时、处理问题效率不高等问题。因此可以采购专业硬件管理平台来对所有的服务器、网络设备等进行全天24小时不间断的监控管理。当系统发生故障而管理系统检测到故障时,还可以通过自动拨号或者发短信的方式到管理员手机进行报警,做到第一时间发现问题。虚拟机技术的运用、可管理服务器如刀片服务器等的运用也大大提高系统硬件的运维效率。

  当今社会,随着计算机技术、网络技术的飞速发展,现代远程教育学习平台从最初的尝试、试验到普遍开展,并且在个性化、智能化、虚拟化、社会化等方面有众多成功应用。硬件性能的不断提升也让各种系统创新设计成为可能。随着硬件水平的进一步提升、教育研究的不断深入,远程教育学习平台的设计将更加人性化、更符合学习规律、更适合自助学习,学习平台将发挥更加重要的作用。

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