陜西開放大學教學平臺架構芻議

任乃賓，史寧昌，薛 媛

(1.3.陜西廣播電視大學資源建設與現代教育技術中心，陜西 西安 710068; 2.陜西工商職業學院計算機與信息管理系，陜西 西安 710119)

陜西開放大學教學平臺是一個學習港，它通過互聯網和移動互聯網的融合為學習者提供學習場所。陜西開放大學教學平臺將以固定與移動網絡為資源載體，集成陜西開放大學教學資源庫，在傳統的在線學習及各類教學管理的同時，使用短信、彩信、WAP等移動互聯網技術開展移動教學和學習支持服務。在移動學習中提供豐富的微型課件，并通過教學遠程接待中心為開放大學的教師和學生提供實時互動答疑解惑服務。為各類求學者提供全方位的教學服務，并最終實現“時時能學、處處可學、人人皆學”的教育理念。

一、陜西開放大學教學平臺建設原則

1.以學習者為中心

在學習港中，教師的作用舉足輕重，但學習者仍然是整個學習港的中心，使每一位成員都得到充分的發展才是最根本的目的。要發揮學習者的主動性作用，體現出學習者的首創精神，讓學習者有多種機會在不同的情境中應用所學到的知識，也就是將知識“外化”，還要讓學習者能夠根據同伴或教師的反饋信息形成對客觀事物的認識和解決實際問題的能力。

2.暢通無阻的交流協作

在學習港中，成員之間的交流協作能夠為成員提供對同一問題進行多種角度的觀察比較和分析綜合的機會，以便集思廣益，最終使所有學習者對知識的學習都達到意義建構;有利于促進學習者分析、綜合、評價等高級認知能力和創造性思維能力的發展;鍛煉學習者的信息處理和語言表達能力，培養學習者的合作精神，提高人際交往技能。因此，確保成員之間和成員與教師之間的交流協作是一項很重要的原則。

3.學分匯兌及學分儲備

學分互認及學分儲備是一種模擬或是借鑒銀行的功能特點，使學生能夠自由選擇學習內容、學習時間、學習地點的一種管理模式。學分互認及學分儲備的主要內容為累積學分和匯兌學歷或資格證書，它突破傳統的專業限制和學習時段限制，將技能培訓與學歷教育結合起來。學分互認及學分儲備制度的建立將學生完成學業的時間從固定學習制改變為彈性學習制。根據該制度，學生只要學完一門課就計一定的學分，參加技能培訓、考證也計學分，然后按全部應得學分累積;同時，允許學生不按常規的學期時間進行學習，而是像銀行存款零存整取一樣，學習時間可集中也可中斷，即使隔了幾年，曾有的學習經歷仍可折合成學分，進行學分儲備。

4.彰顯開放大學的校園文化

遠程開放大學在強調抓好內涵建設的同時，必須切實有效地進行校園文化建設。從傳統的意義上講，校園文化建設的內容一般包括精神文化、行為文化、物態文化、制度文化四個方面。突顯大學精神、呈現多元化、突出物態文化建設是傳統大學在文化建設層面上的特征。現代遠程開放大學與傳統大學校園文化建設的差異主要體現在校園文化建設的受眾對象不同;校園文化建設的側重點不同;校園文化建設的內涵不同。現代遠程開放大學校園文化建設的途徑是，樹立新型的遠程開放教育校園文化觀;賦予遠程開放大學校園文化以新的形式和內容;營造健康和諧的遠程開放大學網絡文化氛圍;完善遠程開放大學校園文化建設的技術支持服務。

二、陜西開放大學教學平臺邏輯架構

陜西開放大學教學平臺采用先進的J2EE技術架構、多層軟件構架 (即表示層、業務層、持久層與域模塊層)、統一的身份認證以及完善的安全保障體系，體現構建主義教育理念同學校教務管理系統無縫結合，涉及到平臺門戶網站、教學組織、課堂教學、課外交流、課外作業、課外訓練、在線考試、成績管理、教學評價、試卷管理、教學資源與平臺管理、系統維護等多個方面，能夠基于校園網/互聯網為學習者、教師及管理人員提供高效便捷、先進實用的遠程教學手段。

圖1 陜西開放大學教學平臺邏輯框架

1.門戶網站

建立陜西開放大學門戶網站，以多種方式 (如:通過數據接口、網站鏈接、平臺開放等)實現與國家開放大學、省市開放大學、開放大學分校 (學院)、國內外高校、各級各類教育培訓機構、社區學院、高職學院、老年大學、用人單位等的信息集成、資源共享和服務集成;門戶網站按頻道方式開通學歷教育網、職業教育網、社區教育網、證書培訓網、行業培訓網、在線干部培訓網等各類專題網站。

2.課程管理

教師可以全面控制課程的所有設置，包括限制用戶瀏覽和選擇課程的教學形式。

課程活動配置靈活多樣有:論壇、測驗、資源、投票、問卷調查、作業、聊天、專題討論。

課程變化實時顯示在課程主頁上便于成員了解當前動態;文本 (資源、論壇帖子等)可以用所見即所得的編輯器編輯;論壇、測驗和作業評定的分數都可以在同一頁面查看;用戶日志實時跟蹤學習者，并統計每個學生的活動，顯示圖形報告，包括每個模塊的細節 (最后訪問時間、閱讀次數)，還有參與的討論等，匯編為每個學生的詳細學習行為;郵件集成把討論區帖子和教師反饋等以HTML或純文本格式的郵件發送;教師可以定義自己的評分等級，并用來在論壇和作業打分。

3.作業模塊

可以指定作業的截止日期和最高分;學生可以上傳作業 (文件格式不限)到服務器同時上傳時間也被記錄;也可以允許遲交作業，但教師可以清晰地看到遲交了多久;可以在一個頁面、一個表單內為整個班級的每份作業評分 (打分和評價);教師的反饋會顯示在每個學生的作業頁面，并且通過短信和電子郵件通知學生。

4.聊天模塊

陜西開放大學教學平臺，實際上是為遠程教學提供了一個環境，它的最大的特點是師生之間、同學之間在時間和空間上是分離的，學生往往處于個體的、獨立的學習環境中。若不能實現師生之間、同學之間及時的交互，一定會影響學習效果。陜西開放大學教學平臺較其它形式教育媒體環境最突出的優勢就是擁有智能型遠程協作學習平臺模塊，能以實時或非實時的交互方式方便地實現師生之間、同學之間的對話與協作。同學之間可以通過E－mail、BBS進行非實時討論，也可以通過視頻會議系統、聊天室等技術進行在線交流，實時討論，求助解疑。但在討論學習過程中，最容易出現爭論激烈，不分勝負，或者脫離主題的現象，就需要對討論的內容和問題進行調控。陜西開放大學教學平臺設有智能型的代理系統對討論進行監控，為學生的討論進行智能型幫助，所有的談話都記錄下來供日后查看，并且也可以允許學生查看。

5.答疑解惑模塊

在學習過程中學生會出現這樣那樣的問題，對于這些問題，學生可以通過協作交流模塊得到解決，如通過電子公告板、通過E－mail發信給老師、請求同學指導等。除此之外，陜西開放大學教學平臺還應單獨設立網絡學習答疑模塊，作為師生相互交流的獨立窗口。答疑系統可以分為兩類，一類是反饋答疑系統，學生提交問題后，系統轉發給教師，一定時間后，教師將答案再提交給系統，由系統反饋給學生;另一類是自動答疑系統，在某些學科范圍內，學生提交問題，系統首先進行關鍵詞切分，再進行Web數據挖掘，找到知識庫中的類似問題的答案提交給學生。

6.測驗模塊

新的教學模式能否實現，關鍵在教學評價。雖然在教學活動中，教學內容、教學過程、教學策略服從于教學目標，但教學評價卻對教學、學習的具體實施起導向作用，所以在面向學生基于網絡這個學習平臺中，要真正擺脫傳統教育模式的影響，真正體現學生以人為本的主體地位，達到學習的個性化，建立新型的、智能型的評價體系是網絡學習支撐環境建設的必要條件，是衡量學生學習活動效果的方法和調控學生學習方向的重要手段。陜西開放大學教學平臺提供包括試卷的生成工具、測試過程控制工具和測試結果分析工具。系統能隨機出題，為每個學生產生不同的試卷，以防作弊。能夠對網上測試過程進行控制，如在需要時鎖定系統，不允許學生進行與測試無關的瀏覽;控制測試時間，到時自動交卷等。在測試完成后，能夠根據題中的知識點和學生的答題情況，對學生給出診斷，對下一步學習提出建議。

選擇題支持一個或多個答案:包括填空題 (詞或短語)、判斷題、匹配題、隨機題、計算題 (帶數值允許范圍)、嵌入答案題 (完型填空風格)，在題目描述中填寫答案、嵌入圖片和文字描述。

7.資源模塊

學生在學習中除了有明確的學習目標、良好的自我約束能力之外，為學生建立一個資料豐富、快捷檢索學科知識的資源庫是網上學習的重中之重。因此制定一個數據庫資源的標準，創建與網絡學習支撐環境相對獨立的、立體的、開放的超媒體信息資源中心，在面向學生的網絡學習平臺中是很有必要的。

8.問卷調查模塊

內置的問卷調查作為分析在線課程的工具已經被證明有效，隨時可以查看在線問卷的報告，包括很多圖形。數據可以以Excel電子表格或CSV文本文件的格式下載。學生的回答和班級的平均情況相比較，作為反饋提供給學生。

9.互動評價 (workshop)

學生可以對教師給定的范例作品文檔進行公平的評價，教師對學生的評價進行管理并打分。

支持各種可用的評分級別;教師可以提供示例文檔供學生練習打分;應有很多非常靈活的選項。

10.學習工具

為了使學生方便的存儲所需要的網上信息，或記錄下創作的靈感，陜西開放大學教學平臺要向學生提供一系列輔助學習工具，以支持學生基于網絡的學習和探索。學生利用“書簽”可以標記所感興趣的內容，“學生學習記錄”可以記錄下學生學過的知識點和對知識點的掌握情況，以方便學生了解自己當前的學習狀況，及時對學習目標、學習計劃做出調整，也方便教師掌握每個學生的學習情況。此外，網絡學習平臺還為學生提供網上搜索工具、學生主頁制作工具、學生作品展示工具等等。總之，學習工具模塊是幫助學生進行自主學習、形成個性化學習環境的工具系統，是面向學生學習的非常重要的組成部分。

三、陜西開放大學教學平臺管理架構

管理系統模塊主要是執行教務管理和教學管理，含注冊登記、權限設置、公告、咨詢等功能。教務管理子模塊主要是對學生基本信息、學習情況、選修的課程等具體情況進行了解。同時，也可以把管理上的信息政策、教學要求等信息通過公告的形式傳達給學生，做好學生的管理、溝通工作，為保障教學的順利進行做好服務性工作。教學管理子模塊是進行課程教學管理的地方，主要用于公布整門課程的教學大綱、教學內容的重點難點和教學計劃安排。學生在這里可以了解到課程所要達到的學習目標、主要的教學內容以及學習的進程、步驟等教學各環節的信息，學生可以根據要求，結合自己的實際情況，做出適合自己的學習目標和學習計劃。教學管理子模塊可以根據課程的不同需要，選擇不同的方式，構造出教學服務性信息交流輔助系統。

陜西開放大學教學平臺應具有方便維護和相對智能的容錯能力，必須保證系統的正常運行，保證各個功能模塊不要出現任何問題，即使出現問題，也能對問題進行及時解決。要能便捷的對陜西開放大學教學平臺進行利用和維護提供必要的技術支持和保證，以幫助學生很好的完成學習任務。

圖2 陜西開放大學教學平臺管理框架

四、陜西開放大學教學平臺物理架構

1.陜西開放大學教學平臺基本技術框架

本平臺應選擇擴展性和兼容性強的體系架構──四層B/S(J2EE)體系架構。

圖3 陜西開放大學教學平臺技術框架

(1)表示層 (The Presentation Layer)

基于Struts已逐漸成為Web開發架構的標準。使用Struts的目的是為了減少在運用MVC設計模型來開發Web應用的時間。這樣做可以混合使用Servlets和JSP的優點來建立可擴展的應用。

(2)業務層 (The Business Layer)

一個典型Web應用的中間部分是業務層或者服務層。從編碼的視角來看，這層是最容易被忽視的一層。

業務層負責如下:

①處理應用程序的業務邏輯和業務校驗;

②管理事務;

③允許與其它層相互作用的接口;

④管理業務層級別的對象的依賴;

⑤在顯示層和持久層之間增加了一個靈活的機制，使得他們不直接的聯系在一起;

⑥通過揭示從顯示層到業務層之間的Context來得到business services;

⑦管理程序的執行 (從業務層到持久層)。

(3)持久層 (The Persistence Layer)

典型的Web應用的另一個末端是持久層。應選用ORM開源框架的Hibernate。Hibernate為Java提供了OR持久化機制和查詢服務。Hibernate的持久對象是基于POJO和Java collections。此外，使用Hibernate并不妨礙正在使用的IDE。

(4)域模塊層 (The Domain Model Layer)

需要一個對象集合，讓它在不同層之間傳輸的域模塊層由實際需求中的業務對象組成。在這層不用管那些DTOs，僅關注DomainObject即可。

該技術框架具有如下優點:

①提供輕量J2EE體系結構

②輕量靈捷開發方法

③實用的AOP模式和Filter

④可重用的大規模業務組件

2.陜西開放大學教學平臺物理框架

陜西開放大學教學平臺的基本硬件組成:控制節點、數據庫節點、若干個計算節點和通信節點，各節點機通過千兆光纖網絡互連交換和傳輸數據。

圖1 陜西開放大學教學平臺硬件組成

在陜西開放大學教學平臺中，各個節點通過千兆以太網交換機互連構成。合理的計算單元任務分配能夠明顯地減少節點間數據、消息流量，因此千兆以太網計算池中機器互連能夠滿足實時數據傳輸的需求。當然，合理的網絡拓撲結構、高性能網絡交換設備和分系統間的路由/防火墻無論是對提高網絡效率還是保證系統安全都是有必要的。

為避免系統中單元硬件資源的消耗和易于管理，除控制節點外，池中各節點均為無頭服務器。控制節點作為系統控制中心，負責完成整個計算池系統的控制，收集各個節點機的資源狀況，按照負載均衡策略對實時任務進行動態分配，并監控系統各個計算節點的任務負載。計算節點主要完成控制節點分配給本計算節點的實時任務，計算機的并行處理。數據庫節點匯集各個計算節點的實時任務處理結果，并進行后處理。通信節點負責完成外部多種實時任務的采集，進行預處理并轉發給計算節點。整個系統在智能時統終端提供統一的毫秒級精密時統信號支配下工作。