一種網絡教育支撐平臺的設計

丁佩芬，劉建華

（浙江工商職業技術學院，浙江 寧波 315012）

一種網絡教育支撐平臺的設計

丁佩芬，劉建華

（浙江工商職業技術學院，浙江 寧波 315012）

網絡教育支撐平臺是實施網絡教育的基礎環境。本文提出了一個基于W eb的網絡教育支撐平臺（WNESP），對WNESP各功能模塊進行了詳細設計，具體闡述WNESP的主要技術特點和使用的關鍵技術，最后提出了WNESP的實現環境與所需的技術。

網絡教育支撐平臺；高等教育管理；教育資源

一、引言

浙江工商職業技術學院網絡教育支撐平臺 （WNESP）是應用教育技術學理論和計算機網絡技術構建的一個集教學、教學資源庫管理、教學管理與評價于一體的綜合性網絡教育支撐平臺，是浙江工商職業技術學院計算機應用研究所近年來的一項科研成果。本文將詳細討論浙江工商職業技術學院網絡教育支撐平臺的開發環境和技術路線、設計原則、各個模塊的功能和設計思想，以及構建系統的主要技術特點和使用的關鍵技術。

二、WNESP框架結構與功能設計

1.設計原則

網絡教育支撐平臺的設計目標是利用網絡技術，根據不同的教學模式、不同教育對象的特點，在各種不同的教學環節中為網絡教育提供靈活的、可縮放的、適合于多種層面、多種對象及多種網絡環境的交互式教學支撐環境。它的設計遵循以下原則。

（1）遵循以學員為主體，教師為主導的原則，體現現代教育理論的最新思想。基于角色的系統設計體現出學員和教師在教學活動中的不同地位。

（2）參照國際國內遠程教育資源開發標準，力求教學系統及其資源設計的規范化。確保開發的網絡教學環境和教學資源符合標準化、適用性、兼容性和可擴展性的原則，并能跨平臺應用。

（3）建立完整的教學科研綜合平臺，突出研究型教學的特點。解決教學與科研相脫離的狀況，促進開放式教育體系的形成。

（4）建設豐富而標準的網上教學資源庫，支持網絡教學的實現。

（5）以人為本的個性化設計使用戶可以定制界面環境、學習和研究的路線、方式及其資源，使用靈活便捷的個人工具等。

（6）電子校園營造校園文化氛圍，滿足網絡環境下校園社區交流的各種需要，彌補網絡環境下校園文化對學生心智健康發展的不足。

2.網絡教育支撐平臺框架與設計

網絡教育支撐平臺主要包括網絡教學支持、基于Web的課程建設管理、網絡教育資源庫管理、教學管理和系統管理等5大部分，如圖1所示，下面分別介紹各部分的功能設計。

（1）網絡教學支持系統

網絡教學支持系統為學生和教師兩種角色提供相應的網絡教學環境，實現課程學習和教學。網絡教學支持系統功能結構如圖2所示。

1）教師備課系統：為教師提供一個網上備課的環境。教師可以根據實際講課的情況，利用個人資源庫和公共資源庫中的教學資源，靈活編制、修改和發布多媒體電子教案。學生可以瀏覽教師編制的教案。

2）輔導答疑系統：教師通過答疑討論室和BBS討論區解答學生的問題，并將學生經常提出的問題進行整理，予以解答后放入“常見問題庫”中供學生查詢。為學生提供常見問題查詢、智能答疑系統、答疑討論室、BBS討論區等四種答疑討論方式。

3）作業評閱系統：教師可以布置、批改、統計、分析課程作業，并且能夠瀏覽作業的總體情況。學生可以瀏覽作業、聯機完成和修改作業、聯機提交作業，并可以瀏覽由教師評語與系統分析結果組成的作業分析報告，了解知識點掌握情況。

4）虛擬實驗系統：教師可以布置課程的實驗，并且能夠對實驗結果和實驗報告進行批改、統計和分析。學生可以對教師布置的實驗進行實驗前的預習，可以進行網上模擬實驗，還可以在實驗完成后提交實驗報告。

5）遠程考試系統：教師可以選擇人工或智能組卷方式，生成試卷對學生進行在線考試或測驗。系統可以自動生成并發布考試試卷，并且能夠對考試結果進行批改、統計和分析。學生可以在線查看測試、完成并提交測試，系統提供測試分析報告。

6）試題生成系統：教師可以在線編輯各種形式的試題，包括單選、多選、判斷、問答等題型。教師編輯的試題可以自己使用，也可以共享給指定范圍的人員或全部人員使用。

7）其他輔助系統，包括：課程通知：教師可以隨時撰寫課程通知并選擇適當時間發布。學生能夠查閱所選課程的有關通知；課程介紹：教師可以隨時修改所教課程的基本信息和相關介紹信息。學生可以查閱由教師制作生成課程的基本情況、教學目標、教學大綱、知識結構圖以及參考教材等信息；教師介紹：教師可以使用平臺提供的個人主頁生成工具制作個人主頁，作為個人介紹（如教師的基本情況、教育背景、教學成果、研究領域、研究成果、學術專著等）供用戶查詢。

8）個人資源系統：教師可以使用平臺提供的個人資源系統管理自己在平臺服務器上的資源。這些資源可能是教師本地機上傳的文件，也可能是教師選擇的本平臺公共資源庫中的資源。

9）我的海報：教師和學生可以在此發布海報，組織各種活動，促進用戶的交流。

10）編寫個人主頁：這是平臺提供的個人主頁生成工具。教師可以制作個人主頁，在上面發布個人的基本情況、教育背景、教學成果、研究領域、在研課題、研究成果、學術專著、主要兼職等信息。

11）通訊錄：教師和學生可以在平臺上建立自己的通訊錄。

12）備忘錄：教師和學生可以在平臺上為自己設置提醒功能。當指定的提醒時間到達時，用戶登錄平臺就會彈出消息框提醒用戶完成某事。

13）個人信息：教師和學生可以在平臺上修改個人信息，以便管理員和用戶查閱。

（2）基于Web的專業建設支持系統

基于Web的專業建設支持系統主要包括：課程建設管理、專業教學計劃管理、師資隊伍建設、實踐基地建設、畢業設計管理等。

1）課程建設管理：基于Web的系列課程建設管理系統能實現基于角色的課程建設在線協作處理、歸檔與查閱。教師可以基于Web進行課程建模、策略設計與規劃，可以與學生在第一時間共享自己的“杰作”。基于Web的課程建設環節如圖3所示。

2）專業教學計劃管理：可以實現基于定制工作流的專業教學計劃的制定、審批與歸檔。

3）師資隊伍建設管理：在線呈現專業師資隊伍建設現狀，便于查詢。

4）實踐基地建設：即時展現實踐基地建設動態信息。

5）畢業設計管理：主要實現畢業生論文設計跟蹤、在線指導、信息共享與交流、論文評價指導與論文材料歸檔等。

（3）網絡教育資源庫管理系統

網絡教育資源系統由公共資源數據庫、個人資源庫、資源庫控制系統、資源查詢系統、教師角色應用接口和學生角色應用接口6部分構成，如圖4所示，其中除了公共資源數據庫和個人資源庫外，其余模塊均提供資源庫管理的功能。

公共資源數據庫內的資源被系統統一管理，教師無權直接將教學資源上載至該庫。同時為了滿足教師使用資源的靈活性，教師擁有屬于個人的資源庫，該庫內的資源以文件格式存在，由教師自主管理。教師如果需要將個人資源庫內的資源上載到公共資源數據庫，需要經過管理系統的嚴格審核，但是可以將公共資源數據庫中的教學資源下載到個人資源數庫中。這種資源庫的結構既保證了公共資源數據庫中教學資源的安全和統一，又兼顧了教師個性化資源的管理。

教師可以利用教師接口提供的功能，可以將公共資源數據庫中的基礎資源按照教學要求進行任意組織，并將結果以電子教案的形式發布給學生，也可以利用集成單元完成特定的教學活動，還可以直接將課件庫的各種課件直接發布給學生。學生只能通過學生角色應用接口使用指定資源。

網絡資源管理系統只對資源數據庫內的資源進行嚴格管理，不會干涉教師個人資源。

網絡資源庫管理系統具有審核、添加、修改和刪除等功能。在資源庫管理系統的管理下，教學資源庫會隨著教師在教學活動過程中的不斷參與，而迅速“成長”豐富起來，從而更好地服務于教學。

（4）網絡教學管理系統

教學管理是教學活動的中樞，完整的網絡教學管理系統應當在提供教學服務管理這一核心功能的同時，還提供教學分析及電子結算功能，并可與相關的組織機構共享和交換教育信息（如招生信息、畢業生分配信息等），如圖5所示。

下面主要介紹系統中的三個主要模塊。

1）用戶管理

用戶管理面向對象為學生、教師以及管理員，對用戶進行的管理包括用戶基本信息的管理維護（包括：用戶的基本身份信息、獎懲信息、異動信息等）；用戶相關應用的管理維護（包括郵箱分配、硬盤空間分配等）；通過與結算系統之間的信息接口接受用戶財務信息 （包括用戶的費用預算、交費情況等）。

用戶管理系統同時為教學情況分析與評估系統提供對用戶進行行為分析的數據（包括：登錄情況、操作記錄等），成績分析的基本信息（包括：學生的平時成績、總成績、群體成績曲線、個人成績曲線等）。

2）課程管理

對課程的管理包括添加修改新課程，制定修改培養計劃，設置相關課程的先導關系。在課程管理方面，管理員所管理的部分屬于“教學服務管理”的公共信息，教師所管理的部分屬于“網絡教學”以及“課件制作”的課程和課件信息。

對校際課程的管理包括課程共享管理，培養計劃擴展管理（將外校共享課程納入本校培養計劃），使得本校學生可以在多校課程中進行有一定條件限制的選擇。對本校及外校共享課程的需求信息分析，為培養計劃的調整提供信息。通過對外校學生的行為與成績分析，調整課程共享目錄、互認學分系統等。

3）成績與公共信息管理

成績管理模塊主要管理學生當年及歷年成績報表，學生成績單等報表，學生成績錄入與修改的時限等。公共信息管理的功能為發布、管理、維護和查詢教務公告、部門間報表通信等。

（5）網絡教育系統管理

為了使網絡教育支撐平臺安全穩定地運行，需要對整個系統進行日常維護。這種維護由系統管理員來完成。

系統管理主要包括用戶管理和論壇管理。用戶管理的主要功能包括用戶權限管理、添加用戶和統計用戶信息的功能；論壇管理的主要功能包括消息管理、分類管理和為課程分配新的論壇。

三、WNESP特點與關鍵技術

1.主要特點

（1）教師自主設計教案：教師可以根據授課的實際需要，利用教學資源庫的素材和自己的教學資源，在線編寫自己的HTML化的教案發布給學生。教案支持文字、圖形圖象、動畫、視頻、音頻等多種媒體形式，使教師可以充分利用多媒體技術改善教學效果。

（2）教師個人教學資源與公共教學資源的結合：構建基于XML技術的標準化教學資源庫，該資源庫包括課件、課程素材、案例、試題、資料、公共素材、網址資源、共享資源、共享軟件等，彌補網絡資源匱乏的不足。教師可以根據教學需要從公共資源庫提取需要的資源，實現網絡教學資源利用率的最大化。同時教師也可以將自己的教學素材共享到公共資源庫，進一步豐富網絡教學資源。

（3）構建學術活動平臺：學術活動是大學本科和研究生進行研究型教學的重要環節，是提高學生學習興趣，激發學生創新能力的有效方式。構建學術活動平臺能夠為學生進行學術交流和學術研究提供網絡支持環境。

（4）以知識點為核心組織網絡教學：以知識點為核心組織網絡教學突破了傳統教學以章節為主線的教學方式，有利于教師準確評估自己的教學效果，有利于學生對知識的準確把握，有利于網絡教材的編寫制作，同時為建立智能化的學習跟蹤、智能答疑提供了基礎。

（5）自適應的學習機制：根據學生瀏覽課件的情況，就可以判斷出學生知識水平、知識點的掌握情況，個人的學習能力強弱。根據這些判斷的結果動態調整教學資源鏈接，提供最適合個人的學習資源，達到最佳的教學效果。同時為學生提供方便的個人資源管理工具，使學生能夠根據自己的需要組織自己的學習資源，與教師提供的資源形成互補，激發學生自主學習的興趣，發揮網絡教學的優勢。

（6）智能答疑系統：系統可以方便快捷地解答學生的問題，同時結合知識點的結構分析學生問題的分布情況，指導教師采取進一步的輔導措施。教師可以根據自身教學的情況調整知識點的結構。

（7）對象的行為跟蹤：教師通過查看學生的在線學習記錄，能夠了解到學生的學習情況，比如學生的自測情況，學生實驗的完成情況，作業、測試成績等，使教師可以方便準確地評估自己的教學效果。教師還可以根據學習跟蹤掌握學生在線行為，引導學生正確合理利用網絡教學資源。教務人員也可以通過該系統了解教師的教學情況，評估教學質量。

（8）學生自我測評：學生可以隨時向系統發出申請，系統根據學生申請的難度要求和學生學習的范圍生成相應的試卷。學生完成試卷后系統自動批閱試卷并將批閱結果返回給學生，使學生能夠看到哪些知識點存在不足，以便在后續的學習過程中作相應的調整。

（9）遠程考試系統：教師可以選擇人工或智能組卷方式，生成試卷對學生進行在線考試或測驗。學生的考卷經系統自動評分后存入成績庫，教師可按需要獲得各類統計分析信息。

（10）試題生成工具：教師可以在線編輯各種類型試題，包括：單選、多選、判斷、問答、論述等題型。教師編輯的試題可以自己使用，也可以共享給指定范圍的人員或全部人員使用。

（11）先進的網絡教學管理系統：以教學服務管理為核心功能，同時提供教學分析和電子結算功能。模塊化設計便于不同部門構架適于自己的管理系統，通用標準數據交互為校際管理提供透明交互操作，教學行為分析與數據挖掘為網絡教學調整管理提供反饋數據。

2.關鍵技術

（1）應用XML技術進行網絡教育的標準化研究和規范建設，以便和其他系統實現信息共享。

（2）基于J2EE標準構件的網絡平臺，采用客戶端、邏輯處理、數據庫的三層結構，實現跨平臺使用，適應不同類型軟硬件環境。

（3）基于企業級服務器，采用Solaris+Java+Oracle軟件環境，保證超高流量下的訪問質量和效率。

（4）采用面向對象的設計思路，引入UML技術進行全程建模，使升級、維護更為方便。

（5）采用積件式、模塊化設計，能夠針對不同的要求整合具有個性化特點的網絡教學系統。

（6）采用先進的 B/S（Browser/Server）結構，客戶端只需通用的Internet瀏覽器即可。

（7）采用防火墻、用戶身份認證、SSL、用戶信息庫安全保障和備份等多種網絡安全措施，確保系統安全。

（8）采用流媒體技術，實現視頻、音頻與HTML多媒體內容的同步。

（9）采用網絡公式技術，方便的網絡公式編輯工具可以使用戶在教學過程中方便地書寫公式，并可以將公式存儲為個人資源，以便重復使用。

（10）采用協同學習的支持技術，可以根據不同的教學模式、不同的教學對象，在各個教學環境中為網絡教育提供靈活的、可縮放的、適用于多種層面的協作學習支撐環境。

（11）采用數據挖掘技術，在大量教學信息的基礎上，利用數據分析和挖掘工具，開發教育行為分析工具，指導學生學習和教師教學，提高遠程教育的質量。

四、系統實現

網絡教育支撐平臺開發的軟件系統采用先進的顯示/邏輯/數據處理分離的三層技術架構模型，如圖7所示，基于J2EE規范，使用EJB與Java Servlet控制內部邏輯運算，采用JSP與XML進行基于模板的靈活輸出。WNESP系統部署拓撲結構如圖8所示。

五、結束語

網絡教育支撐平臺是實施網絡教育的基礎環境。浙江工商職業技術學院網絡教育支撐平臺依據教育技術理論和網絡技術為實施網絡教育構架了一個集教學、教學資源庫管理、教學管理與評價于一體的綜合性網絡教育支撐環境，在實際應用中取得了良好的效果。

G250.73

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1673-8454(2012)05-0029-05

（編輯：楊馥紅）