【摘要】本文分析了現(xiàn)有電子政務(wù)培訓(xùn)機(jī)制存在的問題，根據(jù)電子政務(wù)培訓(xùn)的特點，提出了一種符合電子政務(wù)教學(xué)活動特性和要求的、針對網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)流程控制模型，并詳細(xì)論述了學(xué)習(xí)活動中各環(huán)節(jié)的相互協(xié)作關(guān)系，通過采用Petri網(wǎng)對其進(jìn)行了動態(tài)建模。

【關(guān)鍵詞】網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)，Petri網(wǎng)，網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)，流程控制

【中圖分類號】G420【文獻(xiàn)標(biāo)識碼】B【論文編號】1009—8097（2006）02—0051—03

一、引言

隨著政府職能進(jìn)一步轉(zhuǎn)變，改進(jìn)管理方式，提高行政效率，降低行政成本，使之形成行為規(guī)范、運轉(zhuǎn)協(xié)調(diào)、公正透明、廉潔高效的行政管理體制，其最有效的方法就是加快推進(jìn)政府部門的電子政務(wù)。尤其是中組部、人事部、國務(wù)院信息化工作辦公室發(fā)布了《關(guān)于開展信息化與電子政務(wù)培訓(xùn)的通知》文件后，我國的電子政務(wù)發(fā)展十分迅猛。如何從理論和實踐兩個方面，進(jìn)一步研究和探索電子政務(wù)建設(shè)的規(guī)律與特點；明確深化行政管理體制改革與推行電子政務(wù)的基本內(nèi)容和發(fā)展趨勢，提高推進(jìn)政府管理創(chuàng)新和電子政務(wù)工作的水平和實際應(yīng)用能力，已成為當(dāng)前各級政府機(jī)構(gòu)及相關(guān)培訓(xùn)單位重點關(guān)注的問題。積極組織開展信息化和電子政務(wù)培訓(xùn)工作，將是解決此問題的關(guān)鍵。

我國電子政務(wù)的培訓(xùn)機(jī)構(gòu)主要是各級行政學(xué)院與各級黨校，但現(xiàn)有培訓(xùn)與教育普遍存在幾個方面的問題：

1、電子政務(wù)理論教學(xué)和計算機(jī)技術(shù)教學(xué)有所脫節(jié)。

2、電子政務(wù)課程缺乏整體規(guī)劃，授課內(nèi)容不很確定，變動較多，教材也不統(tǒng)一。

3、學(xué)員計算機(jī)應(yīng)用水平的不平衡與分層教學(xué)實施的難度問題。受訓(xùn)對象需求多樣化，對教學(xué)內(nèi)容、課時設(shè)置、授課方法要求不一，“眾口難調(diào)”。

4、課程設(shè)置僅限于計算機(jī)基礎(chǔ)知識和技能操作，未能從實現(xiàn)電子政務(wù)所要求的信息技術(shù)高度把握總體思路，偏重于技能操作教授，針對性不強(qiáng)。

5、培訓(xùn)缺少標(biāo)準(zhǔn)化、規(guī)范化。

通過構(gòu)建一個統(tǒng)一的電子政務(wù)網(wǎng)絡(luò)培訓(xùn)培訓(xùn)平臺，能夠從根本上解決上述問題。網(wǎng)絡(luò)培訓(xùn)（學(xué)習(xí)）作為一種以學(xué)員為中心的全新的遠(yuǎn)程教育模式，它打破了傳統(tǒng)教學(xué)模式的時空限制，可以滿足各類復(fù)雜培訓(xùn)與學(xué)習(xí)的需求，使得學(xué)習(xí)更加自由輕松和個性化。目前國內(nèi)外在E-Learning應(yīng)用研究方面取得了一些成果，如美國ADL（Advanced Distributed Learning Initiative）[1]；Graz University of Technology 的D. Helic等提出的運用基于語義分析模型的虛擬討論室工具[2]；黃曉櫓博士提出運用有色Petri網(wǎng)系統(tǒng)對網(wǎng)上教學(xué)活動進(jìn)行形式化動態(tài)建模[3]，在網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)模型方面形成了一些比較成熟的技術(shù)。但是，目前在針對學(xué)員學(xué)習(xí)流程控制方面缺乏一種高效、簡潔的控制方法。本文針對電子政務(wù)網(wǎng)絡(luò)培訓(xùn)的特點，提出一種運用Petri網(wǎng)來構(gòu)建電子政務(wù)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)系統(tǒng)的控制模型。該模型實現(xiàn)了任何人在任何時間與地點都能獲得其所需的學(xué)習(xí)內(nèi)容，很好地解決電子政務(wù)學(xué)習(xí)與培訓(xùn)中的工學(xué)矛盾。

二、基于消息中間件的培訓(xùn)學(xué)習(xí)流程模型

傳統(tǒng)的學(xué)習(xí)模式采用的是教學(xué)相適應(yīng)的原則。其模式是指教師的“教授過程”與學(xué)習(xí)者的“學(xué)習(xí)過程”的相互適應(yīng)。學(xué)習(xí)流程是由教師傳授知識的過程與學(xué)生的學(xué)習(xí)過程兩個相適應(yīng)的系統(tǒng)過程組成的。第一個系統(tǒng)過程是：備課――講課――答疑輔導(dǎo)――批改作業(yè)――學(xué)習(xí)效果評估5個基本階段；第二個系統(tǒng)過程為預(yù)習(xí)――聽課――復(fù)習(xí)鞏固――運用知識4個基本階段。在此過程中體現(xiàn)了學(xué)習(xí)者認(rèn)識規(guī)律從感知到理解到鞏固再到運用的4個基本階段。

教學(xué)活動是一種具有并發(fā)、異步、分布、并行、不確定性和隨機(jī)性的信息處理過程。而計算機(jī)系統(tǒng)對在其上的處理要求具有嚴(yán)格的形式化和流程化，因此必須將其活動行為進(jìn)行形式化建模。而作為一種圖形描述與分析工具的Petri網(wǎng)，能夠很好地對其進(jìn)行動態(tài)建模。

（一）基于Petri網(wǎng)系統(tǒng)的E-Learning學(xué)習(xí)流程控制動

態(tài)建模

定義1：ψ＝（P，T，F(xiàn)，M0）是一個Petri網(wǎng)系統(tǒng)，它是對網(wǎng)上教育的動態(tài)建模。

其中，ψ中各組成元素定義如下：

（1）庫所（Place）元素集P和變遷（Transition）元素集T分別如下：

P={p1，p2，p3，p4，p5，p6，p7，p8，p9，p10，p11，p12，p13，p14}

T = {t1，t2，t3，t4，t5，t6，t7，t8，t9，t10，t11，t12}

圖1中各符號的說明：p1：指導(dǎo)者初始狀態(tài)；p2：學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)初始狀態(tài)；p3：學(xué)習(xí)計劃初始狀態(tài)；p4：已確定教學(xué)或輔導(dǎo)任務(wù)的狀態(tài)；p5：學(xué)習(xí)者就緒狀態(tài)；p6：學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)計劃；p7：包括兩部分：選定本次學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)課程狀態(tài)和課程的學(xué)習(xí)資源；p8：包括兩部分：課程的學(xué)習(xí)目標(biāo)和學(xué)習(xí)資源；p9：學(xué)習(xí)者的課程學(xué)習(xí)進(jìn)度狀態(tài)集；p10：學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)就緒狀態(tài)；p11：學(xué)習(xí)者等待提問結(jié)果狀態(tài)；p12：包括兩部分：學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)完所選知識和獲取本階段的作業(yè)；p13：學(xué)習(xí)者測試不通過狀態(tài)和完成本階段學(xué)習(xí)目標(biāo)；p14：學(xué)習(xí)者完成本階段的學(xué)習(xí)任務(wù)；t1：指導(dǎo)者登錄本學(xué)習(xí)平臺；t2：提取本次學(xué)習(xí)的內(nèi)容；t3：制訂個人的學(xué)習(xí)計劃。主要是完成學(xué)習(xí)者設(shè)定學(xué)習(xí)計劃的操作生成新的學(xué)習(xí)計劃；t4：設(shè)置課程的學(xué)習(xí)資源；t5：學(xué)習(xí)者從學(xué)習(xí)計劃或?qū)W習(xí)推薦列表中選擇本次學(xué)習(xí)的課程；t6：學(xué)習(xí)者根據(jù)系統(tǒng)學(xué)習(xí)推薦和學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)計劃選擇本次學(xué)習(xí)的內(nèi)容；t7：評估學(xué)習(xí)效果和挖掘個性化學(xué)習(xí)環(huán)境；t8：解答提問：學(xué)習(xí)指導(dǎo)者或其它學(xué)習(xí)者解答學(xué)習(xí)者提出的問題；t9：學(xué)習(xí)者在線聽課：學(xué)習(xí)指導(dǎo)者（教師）和學(xué)習(xí)者通過網(wǎng)絡(luò)實時課堂工具進(jìn)行網(wǎng)上學(xué)習(xí)或交流，也可以書寫學(xué)習(xí)筆記或?qū)崟r向教師提問；t10：學(xué)習(xí)者自學(xué)，學(xué)習(xí)者通過各種學(xué)習(xí)資源進(jìn)行自學(xué)；t11：學(xué)習(xí)者提問；t12：對學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)效果進(jìn)行評測和批改作業(yè)；

（2）（P，T，F(xiàn)）為有向網(wǎng)，稱為ψ的基網(wǎng)。

（3）M0為ψ的初始標(biāo)識。

狀態(tài)就相當(dāng)于學(xué)習(xí)者在流程中所處的一個狀態(tài)，而變遷是導(dǎo)致狀態(tài)發(fā)生改變的事件，也就是說學(xué)習(xí)者是由于操作了對象而觸發(fā)了事件，而這些被觸發(fā)的事件又促使學(xué)習(xí)者狀態(tài)的改變。而事件的觸發(fā)又具有異步性、同步性、分布性、并行性、不確定性的特性，針對其觸發(fā)的特性，引入消息中間件的消息機(jī)制來構(gòu)造網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)流程控制模型。

（二）基于消息機(jī)制的E-Learning學(xué)習(xí)流程的控制模型

基于消息機(jī)制的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)流程模型是指運用消息中間件收發(fā)消息來驅(qū)動學(xué)習(xí)流程中的各環(huán)節(jié)，以此達(dá)到對網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)流程的控制。該模型是通過收發(fā)不同主題、不同類型消息的方式來驅(qū)動。模型將消息分為三層：課程學(xué)習(xí)域、主題和消息。下面對其進(jìn)行定義：

1、主題（Topic）：是消息中間件的一種一對多的映射關(guān)系，它能實現(xiàn)將消息可靠轉(zhuǎn)發(fā)給各訂閱者。例如：在學(xué)習(xí)流程中設(shè)定答疑和學(xué)習(xí)交流為一個消息主題，那么有關(guān)本主題的消息就只能在訂閱主題的消費者間進(jìn)行傳遞。

2、消息（Message）：是交流信息的載體，在本模型中具有兩類消息。

（1）文本消息（Text Message）：用于傳遞各類文本信息；

（2）流程驅(qū)動消息（Flow Driver Message）：用于承載控制和驅(qū)動學(xué)習(xí)流程的消息;

（3）課程學(xué)習(xí)域（Course Learning Domain）

是指將消息空間按課程劃分成不同的區(qū)域，消息的生產(chǎn)者與消費者是參與本課程教學(xué)活動的角色。課程學(xué)習(xí)域包含若干不同功能的主題和共公消息。課程學(xué)習(xí)域由5部分組成：

a）LOT（Learning Objective Topic）：學(xué)習(xí)目標(biāo)主題，用于收發(fā)有關(guān)課程學(xué)習(xí)目標(biāo)調(diào)整的驅(qū)動消息和文本消息；

b）ACT（Answer Communion Topic）：答疑與交流消息主題，主要是用于學(xué)習(xí)者之間或?qū)W習(xí)者與教師之間交流信息；

c）LET（Learning Evaluation Topic）：學(xué)習(xí)效果評估消息主題，主要是用于驅(qū)動網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)的學(xué)習(xí)效果評估功能，以及發(fā)布評估后的一些信息；

d）LPT（Learning Progress Topic）：學(xué)習(xí)進(jìn)度消息主題， 用于驅(qū)動學(xué)習(xí)進(jìn)度的調(diào)整功能；

e） P2P消息（Shall Message Queue）： 用于提供域內(nèi)進(jìn)行P2P交流的消息隊列。

（4）網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺開設(shè)的課程（course）是一個有序集，它是由教務(wù)管理人員根據(jù)學(xué)習(xí)需求來設(shè)置，是一個4元組C：（d，L，T，R）其中：

a）d 是課程的學(xué)習(xí)消息域；

b）L 是學(xué)習(xí)課程的一些約束，如學(xué)習(xí)本課程所需的必要預(yù)備知識點等；

c）T 是課程各階段的學(xué)習(xí)目標(biāo)；

d）R 是課程的各種教學(xué)資源。

（5）學(xué)習(xí)者（Student）是一個有序集，當(dāng)用戶以學(xué)員的角色注冊到本平臺時產(chǎn)生，是一個3元組S（I，ai）其中：

a）I 是學(xué)員個性化的描述；

b）ai 是學(xué)員學(xué)習(xí)能力描述;學(xué)員的學(xué)習(xí)能力劃分為4個

等級： ai∈｛a1，a2，a3，a4｝;

基于消息驅(qū)動的Petri網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)流程模型的學(xué)習(xí)流程包括：制訂學(xué)習(xí)計劃、選擇學(xué)習(xí)課程、提取學(xué)習(xí)內(nèi)容、學(xué)習(xí)、修改學(xué)習(xí)進(jìn)度、修改課程的學(xué)習(xí)目標(biāo)、學(xué)習(xí)效果評估、答疑或?qū)W習(xí)交流、修正個性化學(xué)習(xí)空間10個處理。它們都是均是通過訂閱相應(yīng)主題消息來觸發(fā)。

三、培訓(xùn)學(xué)習(xí)流程控制的實現(xiàn)

基于上述分析，基于消息中間件的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)系統(tǒng)主要是由：個性化遠(yuǎn)程學(xué)習(xí)系統(tǒng)用戶接口、學(xué)習(xí)流程驅(qū)動引擎、課件學(xué)習(xí)模塊、答疑模塊、學(xué)習(xí)評估模塊、學(xué)習(xí)進(jìn)度控制模塊、個性化分析器、學(xué)習(xí)交流模塊以及各類資源庫組成。各模塊的協(xié)作和信息的交互均是通過消息中間的消息來觸發(fā)和傳遞的，該系統(tǒng)的體系結(jié)構(gòu)圖如圖2所示。

鑒于上述對系統(tǒng)體系結(jié)構(gòu)的描述，表明系統(tǒng)主是由消息中間件的消息隊列（Message Queue）、流程控制消息主題（Message topic）、流程控制消息驅(qū)動Bean（Message Driver Bean）和實現(xiàn)具體功能的工具或模塊組成?，F(xiàn)以在線考試交卷為例介紹基于消息機(jī)制的處理流程的實現(xiàn)（如圖3所示）：

1、學(xué)習(xí)者通過Internet瀏覽器進(jìn)行在線考試;

2、答題完畢提交試卷由OnlineExamServlet程序接收學(xué)習(xí)者的答卷，OnlineExamServlet調(diào)用OnlineExamSessionBean中的交卷方法;

3、OnlineExamSessionBean中的交卷方法向CourseDomainContrlQueue中發(fā)一條提交答卷的消息;該會話

Bean調(diào)用結(jié)束后返回客戶端;至此，客戶端的在線考試交卷操

作完成。

4、在后臺服務(wù)器上，課程控制消息Bean（CourseDomainControlMDB）在收到提交試卷的驅(qū)動消息后就會調(diào)用評卷工具（Evaluate paper EntityBean）對學(xué)員的答案進(jìn)行評分，評分完成后，向Evaluate Topic主題發(fā)送評分結(jié)果的消息。

5、這條評分結(jié)果消息分別觸發(fā)訂閱該主題的三個消息驅(qū)動Bean。LearningMiningMDB調(diào)用學(xué)習(xí)個性數(shù)據(jù)挖掘工具對現(xiàn)有學(xué)習(xí)個性化描述進(jìn)行相應(yīng)調(diào)整，同時該分析器還會發(fā)送調(diào)整學(xué)習(xí)目標(biāo)的驅(qū)動消息以達(dá)到動態(tài)修正本課程學(xué)習(xí)目標(biāo)的目的;LearningProgressMDB調(diào)用學(xué)習(xí)進(jìn)度修正模塊（LearningProgressEntityBean）對該學(xué)員的本課程的學(xué)習(xí)進(jìn)度進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整；SendGradeMDB調(diào)用發(fā)送郵件工具發(fā)送學(xué)員的考試成績單。

至此，該處理流程結(jié)束。由上可知，基于該模型的ELS網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺具有控制簡單、靈活、高效、安全、可靠和可擴(kuò)展等優(yōu)點。

四、結(jié)束語

上文中提出的模型反映了教學(xué)活動的基本規(guī)律、基本過程、基本特性。該模型運用P3etri網(wǎng)結(jié)合消息中間的消息機(jī)制，對教學(xué)活動中涉及的元素與活動進(jìn)行嚴(yán)格流程化的描述，構(gòu)造了基于事件驅(qū)動Petri網(wǎng)的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)流程控制的動態(tài)模型。實現(xiàn)了學(xué)員在網(wǎng)上注冊后，可選學(xué)不同課程，與相關(guān)教師、學(xué)員間進(jìn)行多向交流、討論；并通過虛擬方式進(jìn)行實時授課。

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參考文獻(xiàn)

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A Research on E-GOV of E-Learning Process Model based on Petri Net

Qin Tao1Jiang Wen2Chen Hanli3

1、Software School of Hunan University， Changsha，Hunan， 410006

2、Commerce School ChangSha， Changsha，Hunan， 4100063、University of South Chinese， Changsha，Hunan，410004

Abstract: E-Learning process automatically executes the practical learning process entirely or partly. In this paper， the collaboration relation of each part in learning activities is discussed in detail， We can adopt dynamic modeling method for E-Learning process control model by the way of Petri net.

Keywords: E-Learning， Petri Net， E-Learning Process Control

注：本文中所涉及到的圖表、注解、公式等內(nèi)容請以PDF格式閱讀原文