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        遠程教育學習平臺“軟”“硬”兼?zhèn)?/h1>
        2011-11-09 13:43:02李彩強
        中國教育網(wǎng)絡 2011年7期
        關鍵詞:資源用戶設備

        文/李彩強

        遠程教育學習平臺“軟”“硬”兼?zhèn)?/p>

        文/李彩強

        如何構建一套以學生為中心、適合學生自主學習、為學生提供更好學習的支持服務的學習平臺,對高校提出了挑戰(zhàn)。因此,本文設計了一套現(xiàn)代遠程學習平臺建設的的“軟環(huán)境”和“硬環(huán)境”方案。

        自1999年我國現(xiàn)代遠程教育試點工作開展以來,遠程教育事業(yè)已經(jīng)取得了巨大的進步。遠程教育試點高校目前已達到69所,累計學生人數(shù)近千萬人。作為遠程教育的“虛擬教室”——遠程教育學習平臺(以下簡稱“學習平臺”)在其中發(fā)揮了重要作用。

        目前國內(nèi)的遠程教育試點高校大多自行開發(fā)或者與公司合作開發(fā)網(wǎng)絡學習平臺,如“網(wǎng)上人大”、“北京大學網(wǎng)絡教育學院”、“西南大學網(wǎng)絡學院”等學習平臺。學習平臺一般包括教師、學生兩類用戶。在學習平臺中,學生的主要操作有:一是學習教師提供的課程資源;二是完成教師布置的課程作業(yè);三是向教師或者學生提問,也可參與討論。

        隨著網(wǎng)絡技術和計算機技術的不斷發(fā)展,如何構建一套以學生為中心、適合學生自主學習、為學生提供更好學習服務的支持平臺,對各所試點高校都提出了挑戰(zhàn)。因此,我們提出了一套現(xiàn)代遠程學習平臺建設的的“軟環(huán)境”和“硬環(huán)境”方案。

        “軟環(huán)境”以生為本

        遠程學習平臺的“軟環(huán)境”主要指學習平臺的軟件系統(tǒng)設計理念。以學習者為中心,遵循建構主義學習理論,方便學生學習,提高學習效率和學習質(zhì)量的設計理念。遠程學習平臺的“軟環(huán)境”設計如圖1。

        學習平臺的“軟環(huán)境”設計主要包括幾個方面。

        個性化

        學習平臺的個性化主要包括界面功能的個性化和學習資源的個性化。用戶可以根據(jù)自己的需要進行定制,比如關于界面功能的個性化,用戶想在自己的學習平臺界面中增加“在線詞典”、“記事本”、“通訊錄”等學習工具,可以從學習平臺提供的工具箱中選擇添加,也隨時可以進行替換或者刪除;用戶還可以對界面的色調(diào)、功能布局進行個性化設置。關于學習資源的個性化,用戶可以定制學習資源的類型,比如文本型的資源或者圖片型的資源。

        個性化的學習平臺滿足了用戶對于平臺的個性偏好需求,使得用戶在平臺中使用更方便,提高了用戶對于平臺的滿意度。

        圖1 學習平臺“軟環(huán)境”設計

        智能化

        學習平臺的智能化主要體現(xiàn)在學習資源的智能推薦和平臺中智能搜索的相關運用。語義網(wǎng)絡、本體技術,AGENT技術是常用技術。用語義網(wǎng)絡和本體技術來構建學習資源,這樣的學習資源中知識之間不再是孤立的,而是富有聯(lián)系的,比如在學習一個知識點時遇到不懂的知識,系統(tǒng)可以推薦相關的知識點給用戶學習。用戶在做課程作業(yè)時系統(tǒng)也可以動態(tài)地推薦、調(diào)整作業(yè)試題。AGENT技術的使用可以構建教師AGENT、學生AGENT等。教師AGENT可以根據(jù)學生學習的情況主動地為學生進行有針對性的學習輔導。智能搜索可以實現(xiàn)用戶的自然語言錄入查詢,相同的意思,不同的表達方式的查詢條件,都可以得到滿意的查詢結果。

        虛擬化

        學習平臺的虛擬化包括虛擬的學習空間、學習工具等。虛擬的學習空間中,教師和學生可以穿過虛擬的走廊,來到虛擬的教室。在一個約定的時間“走進”虛擬教室,師生即使身處天南海北,仍可以互相看到視頻圖像、聽到聲音,如同在一個真實的教室里聽教師授課一樣。虛擬學習工具如虛擬實驗室,不僅幾乎可以實現(xiàn)傳統(tǒng)實驗的全部過程,而且具有獨特的優(yōu)點。如在化學實驗中操作不當,有可能產(chǎn)生災難性后果。在虛擬實驗中,我們同樣可以看到災難的圖像,聽到爆炸的聲音,但這些后果是虛擬的,不會造成危害。學生重新調(diào)整操作步驟、操作方法,重做實驗,直到操作正確為止。隨著虛擬化技術的不斷提高,有些教學環(huán)節(jié)已經(jīng)完全可以用虛擬技術替代。圖2、3是基于Flash開發(fā)的分析化學《工業(yè)純堿總堿度測定》虛擬實驗,根據(jù)實驗指導正確選擇實驗所需儀器和試劑后才能進行實驗操作。

        社會化

        學習平臺的社會化強調(diào)了學生在學習平臺中的主動性、參與性、貢獻性。隨著Web2.0應用的不斷推廣,學生在學習平臺中的參與性越來越強。學生在學習平臺中不僅可以學習知識,還可以貢獻知識。如學生可以在博客空間寫學習的心得體會或者上傳一些從互聯(lián)網(wǎng)中摘錄過來的相關學習資源。學生還可以在維基中建立詞條、完善知識,與其他學生共同構建某一個領域的知識庫。播客的應用也讓學生們盡可能地展示自我,而SNS的應用讓學生們的聯(lián)系更加緊密。因此學習平臺的社會化改變了學生接受知識的單一模式,讓學生從枯燥的學習環(huán)境轉移到充滿友情、擁有廣闊展示自我天地的學習空間。

        泛在化

        學習平臺的泛在化主要體現(xiàn)在可以為學生提供無處不在、無時無刻的學習。學生既可以離線學習,也可以在線學習;可以在計算機前學習,也可以在PDA、手機等移動終端進行學習。學習平臺的泛在化要求學習平臺能夠支持、識別多種學習終端,如終端的屏幕大小、瀏覽器類型、上網(wǎng)速度等。

        標準化

        學習平臺的標準化主要體現(xiàn)在學習平臺對標準化資源的支持。學習平臺能夠?qū)?、導出標準化的學習資源,方便資源共享。如今的資源開發(fā)有一個重要共性,就是開放性。如哈佛大學、麻省理工大學、劍橋大學等知名大學都將大量課程教學資源公開掛到互聯(lián)網(wǎng)上。學習平臺能夠兼容、吸納多種標準的資源,等于為學習平臺配備了一個龐大的資源庫。

        組件化

        學習平臺的組件化主要考慮到學習平臺的升級擴展和調(diào)整。組件化的學習平臺在升級改造過程中,不會因為一個子系統(tǒng)的改造而牽扯到其他子系統(tǒng),單獨改造該平臺即可。增加一個子系統(tǒng)就像一個插件加入系統(tǒng)。系統(tǒng)的升級維護靈活方便。

        圖2 實驗儀器

        圖3 實驗試劑

        構建穩(wěn)定的“硬環(huán)境”

        遠程學習平臺的“硬環(huán)境”主要為整個平臺的軟件系統(tǒng)運行提供硬件支撐,只有提供強大、穩(wěn)定的硬件環(huán)境,軟件系統(tǒng)的各項功能才能得以實現(xiàn)。因此硬件環(huán)境起著基礎性作用。一種通用的網(wǎng)絡學習平臺的“硬環(huán)境”建設如圖4。

        主流網(wǎng)絡運營商的網(wǎng)絡直通網(wǎng)絡學習平臺,保證大多數(shù)遠程學生快速訪問學習平臺。防火墻和入侵檢測設備為整個系統(tǒng)提供安全保障。負載均衡系統(tǒng)確保系統(tǒng)應用服務器可以水平擴展。主從設備構建熱備運行環(huán)境:主設備發(fā)生故障時,從設備自動接替主設備工作。管理服務器通過網(wǎng)絡不斷診斷其他設備的運行健康狀況,發(fā)現(xiàn)問題通過撥通預設電話或者發(fā)短消息到指定手機,及時報告系統(tǒng)故障。數(shù)據(jù)庫服務器集群為整個系統(tǒng)提供高性能、可擴展的數(shù)據(jù)存儲。統(tǒng)一存儲為系統(tǒng)架構中的其他服務器提供靈活的存儲空間分配以及高效的存儲訪問。

        “硬環(huán)境”的建設主要包括以下方面:

        1. 互通性

        學習平臺“硬環(huán)境”的互通性主要指多運營商網(wǎng)絡的快速可達。現(xiàn)代遠程教育依托互聯(lián)網(wǎng)把教學資源輸送到世界各地,世界的扁平化理論在此得到體現(xiàn),從而網(wǎng)絡的互聯(lián)互通、可達就顯得非常重要。在國內(nèi),目前主要有電信、聯(lián)通、鐵通、移動等網(wǎng)絡運營商。在架設網(wǎng)絡線路時,充分考慮學生通過這些運營商網(wǎng)絡來順利訪問學習平臺。在現(xiàn)有網(wǎng)絡運營商之間互聯(lián)互通情況不太滿意的條件下,拉設多條運營商線路,采用鏈路聚合、動態(tài)DNS解析,都可以有效地解決該問題。

        2. 穩(wěn)定性

        學習平臺“硬環(huán)境”的穩(wěn)定性主要指學習平臺能夠隨時保證為學生提供服務。一般通過硬件設備的熱備來實現(xiàn),即在正常提供服務的主硬件設備外,還有一套與之配套的輔硬件設備,它可以隨時接管該主硬件設備的工作,這就避免了硬件突發(fā)故障帶來的問題。

        3. 擴展性

        學習平臺的“硬環(huán)境”擴展性主要指增加硬件設備、提高硬件條件時,此設備的添加不影響原有的系統(tǒng)架構,可以做到平滑升級。一般通過在系統(tǒng)架構中建立負載均衡系統(tǒng)來實現(xiàn),當在線學生用戶越來越多,系統(tǒng)出現(xiàn)響應緩慢時,可以在相應的集群環(huán)境中增加學習系統(tǒng)服務器、數(shù)據(jù)庫服務器等來解決問題,而不用對整個系統(tǒng)架構進行調(diào)整。

        圖4 網(wǎng)絡學習平臺“硬環(huán)境”

        4. 安全性

        學習平臺“硬環(huán)境”的安全性主要指架構網(wǎng)絡安全設備,如網(wǎng)絡防火墻、入侵檢測設備等。網(wǎng)絡防火墻可以有效地阻止非法訪問,有效保護數(shù)據(jù)安全,只有符合管理員設定條件的用戶才可以穿透防火墻訪問學習平臺。入侵檢測設備與防火墻的被動防御相比,提供了主動防御功能,入侵檢測可以偵察到潛在的攻擊行為,從而報警,并可與防火墻聯(lián)動進行動態(tài)處理。主動防御和被動防御的結合,可以有效保護學習平臺的數(shù)據(jù)安全。

        5. 管理性

        學習平臺“硬環(huán)境”的管理性主要指對硬件設備提供監(jiān)控、操作管理。隨著學習平臺部署的硬件設備越來越多,通過傳統(tǒng)的方式檢查設備的運行情況,如CPU、硬盤、風扇等等是否正常工作或者操作系統(tǒng)安裝、補丁升級等,將變得異常繁瑣,而且人工管理可能出現(xiàn)監(jiān)控不到位、發(fā)現(xiàn)問題不及時、處理問題效率不高等問題。因此可以采購專業(yè)硬件管理平臺來對所有的服務器、網(wǎng)絡設備等進行全天24小時不間斷的監(jiān)控管理。當系統(tǒng)發(fā)生故障而管理系統(tǒng)檢測到故障時,還可以通過自動撥號或者發(fā)短信的方式到管理員手機進行報警,做到第一時間發(fā)現(xiàn)問題。虛擬機技術的運用、可管理服務器如刀片服務器等的運用也大大提高系統(tǒng)硬件的運維效率。

        當今社會,隨著計算機技術、網(wǎng)絡技術的飛速發(fā)展,現(xiàn)代遠程教育學習平臺從最初的嘗試、試驗到普遍開展,并且在個性化、智能化、虛擬化、社會化等方面有眾多成功應用。硬件性能的不斷提升也讓各種系統(tǒng)創(chuàng)新設計成為可能。隨著硬件水平的進一步提升、教育研究的不斷深入,遠程教育學習平臺的設計將更加人性化、更符合學習規(guī)律、更適合自助學習,學習平臺將發(fā)揮更加重要的作用。

        (作者單位為西南大學網(wǎng)絡與繼續(xù)教育學院)

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