李 華，龔 藝，紀 娟

（四川廣播電視大學，成都 610073）

以學習者為中心的學習管理系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

李 華，龔 藝，紀 娟

（四川廣播電視大學，成都 610073）

隨著在線教育的快速發(fā)展，以教學者為中心的學習管理系統(tǒng)已難以滿足當前遠程教育的需求，為此設(shè)計并實現(xiàn)了以學習者為中心的學習管理系統(tǒng)。系統(tǒng)功能上劃分為網(wǎng)絡(luò)空間和課程平臺兩大部分，其中，網(wǎng)絡(luò)空間為學生、教師、教學管理人員提供一站式登錄服務(wù)，各類用戶通過網(wǎng)絡(luò)空間可進入課程平臺以及教務(wù)、網(wǎng)考、數(shù)字圖書館等外部系統(tǒng)；課程平臺從學習者在線學習的角度出發(fā)，開發(fā)了課程學習、課程練習、學習支持3個模塊，為設(shè)計以學習者為中心的網(wǎng)絡(luò)課程提供了良好的平臺支撐。

學習管理系統(tǒng)；網(wǎng)絡(luò)空間；課程平臺

0 引言

學習管理系統(tǒng)作為開展在線教育的主要功能平臺，為輔助教師開展教學活動以及實現(xiàn)教學互動提供了有力的支持[1]。然而當前許多學習管理系統(tǒng)主要面向傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)課程[2]，強調(diào)的是以“教”為中心的教育理念，著重于課程內(nèi)容信息的傳遞和多媒體形式的展示[3]。近年來，隨著在線教育在我國的快速發(fā)展，以MOOC、E-learning2.0、移動學習等為代表的各類新興在線教育模式不斷涌現(xiàn)，更加強調(diào)以學習者為中心的在線教育理念，重視學習者的在線學習過程、學習體驗，因而有必要對傳統(tǒng)學習管理系統(tǒng)進行改進。

目前，國內(nèi)外比較成功的軟件項目有Moodle、Blackbord、Sakai等，均較好地體現(xiàn)了以學習者為中心的設(shè)計理念，但是由于資金不足、技術(shù)保護、已有數(shù)據(jù)資源難以共享，加之與本校業(yè)務(wù)情況不相符等諸多原因，引入上述系統(tǒng)存在很多障礙。鑒于此，筆者在相關(guān)理論研究和已有成功案例研究的基礎(chǔ)之上，結(jié)合學校遠程教學的特點及整個遠程教育辦學網(wǎng)絡(luò)的實際情況，設(shè)計實現(xiàn)了符合筆者所在學?！拇◤V播電視大學遠程教學特征的、以學習者為中心的學習管理系統(tǒng)（Learner centered learning management system，LC_LMS），并應用于學校的遠程教學之中，取得了良好的實際應用效果。

1 需求分析

四川廣播電視大學是一所運用現(xiàn)代信息技術(shù)開展遠程教育的省級開放大學，原有學習管理系統(tǒng)（也稱遠程教學平臺）的建設(shè)理念與實現(xiàn)技術(shù)已相對落后，主要表現(xiàn)在下述幾方面。

（1）對于成人學習者的在線學習特點認識不夠。成人學習者對于在線學習的方便性、快捷性要求較高；更容易接受實用性較強的課程內(nèi)容[4]；具有較強的自主性，傾向于更加靈活的學習方式。

（2）對于網(wǎng)絡(luò)課程的設(shè)計理念認識不夠。課程設(shè)計主要以“教”為中心，課程內(nèi)容僅是文字、圖形、視頻等學習資源的展示，缺少面向?qū)W習者的學習支持和服務(wù)。

（3）系統(tǒng)缺少對學習過程數(shù)據(jù)的收集，無法準確評價學習者的學習效果、學習行為，也難以根據(jù)數(shù)據(jù)反饋對網(wǎng)絡(luò)課程進行后期改進和優(yōu)化。

（4）系統(tǒng)訪問方式單一，主要支持學生在電腦端進行學習，對手機等移動端支持尚處于探索階段。

（5）信息化孤島現(xiàn)象嚴重，學習者在學習管理系統(tǒng)中，只能進行課程學習，無法完成在校期間的其他任務(wù)。

上述問題的存在，導致了學習者參與在線學習的積極性不高，課程完成情況不理想。因而LC_LMS從解決上述問題的角度出發(fā)，主要設(shè)計了具有平臺一體化、良好的學習支持服務(wù)、完善地記錄學習過程數(shù)據(jù)、多終端訪問等多種功能的學習管理系統(tǒng)。

2 系統(tǒng)設(shè)計和實現(xiàn)

2.1 軟件架構(gòu)

按照以上需求，進行LC_LMS的系統(tǒng)軟件架構(gòu)設(shè)計。圖1為LC_LMS軟件架構(gòu)圖。

圖1 LC_LMS軟件架構(gòu)圖

系統(tǒng)主要包括網(wǎng)絡(luò)空間和課程平臺兩部分。通過網(wǎng)絡(luò)空間，用戶可以進入課程平臺以及教務(wù)、網(wǎng)考、數(shù)字圖書館、雙向視頻等外部系統(tǒng)；課程平臺分為課程學習、課程練習、學習支持三個主模塊，其中學習支持模塊又包含課程論壇、遠程呼叫系統(tǒng)、社會化軟件3個子模塊。

2.2 各模塊設(shè)計思路和實現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)

2.2.1 網(wǎng)絡(luò)空間

學習管理系統(tǒng)面向的用戶主要分為3類：學生、教師和教學管理人員。由此建立了學生、教師、管理3種類型的空間，為各類用戶提供統(tǒng)一登錄入口。對于用戶，訪問的只是一個平臺，而對于后臺，則是由多個子系統(tǒng)構(gòu)成，系統(tǒng)之間通過統(tǒng)一的數(shù)據(jù)標準進行溝通和聯(lián)系。

下文以學生空間為例說明空間的設(shè)計思路和實現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)。學生在校期間，除了正常的線下學習之外，許多學習任務(wù)還需要在線上完成。經(jīng)過整理和歸納，與學習者在校期間密切相關(guān)的有課程學習、在線考試、成績查詢、學習資料收集，與之相對應的有課程平臺、教務(wù)系統(tǒng)、網(wǎng)考系統(tǒng)、數(shù)字圖書館、雙向視頻等系統(tǒng)。

為了實現(xiàn)學習者從統(tǒng)一入口進行登錄，進行了如下設(shè)計。

首先，統(tǒng)一各系統(tǒng)的用戶體系，即各系統(tǒng)用戶采用相同的用戶名和密碼。從方便性角度出發(fā)，用戶名和密碼的設(shè)置規(guī)則為“學號+出生年月”，各系統(tǒng)參照此規(guī)則設(shè)定，而且不允許修改。

其次，設(shè)計空間到各系統(tǒng)的跳轉(zhuǎn)方式。由于各系統(tǒng)的建設(shè)方式不同，主要分為自建和外部購買，所以設(shè)計了UCenter同步登錄和模擬登錄兩種跳轉(zhuǎn)方式。對于自建系統(tǒng)采用UCenter同步登錄方式。UCenter是一款開源軟件，提供同步登錄、退出、注冊等相關(guān)接口，可以實現(xiàn)用戶一個賬號，在一處登錄，全站通行。自建系統(tǒng)包括空間、課程平臺、課程論壇等，以上系統(tǒng)對接入Ucenter，以空間為主，空間一旦登錄，即在課程平臺和課程論壇同時登錄。對于外部系統(tǒng)則采用模擬登錄的方式，模擬登錄方式是通過post方式將目標登錄頁面的用戶名和密碼輸入框替換成空間傳入的參數(shù)即可。

最后，某些功能的實現(xiàn)。例如學生查詢成績，不需要從空間跳轉(zhuǎn)到教務(wù)系統(tǒng)中，而是采取利用WebService獲取數(shù)據(jù)的方式。教務(wù)系統(tǒng)開發(fā)相應WebService接口，學生空間調(diào)用接口，開發(fā)相應功能界面。

按照以上設(shè)計思路，最終實現(xiàn)的學生空間如圖2所示。

2.2.2 課程平臺

課程平臺承擔網(wǎng)絡(luò)課程建設(shè)和學習功能，屬于LC_LMS的核心部分。在研究成人學習者在線學習特點的基礎(chǔ)之上，課程平臺的開發(fā)主要是以設(shè)計“以學習者為中心的網(wǎng)絡(luò)課程”為目的，分為課程學習、課程練習、學習支持3個模塊。

（1）課程學習模塊

課程學習模塊承載課程內(nèi)容（即學習資源）的建設(shè)和學習功能。課程學習模塊的設(shè)計主要采用了以下思路。

首先，課程結(jié)構(gòu)模塊化。按“章-節(jié)-課時”的形式組織，符合學習者一貫的認知；學生可根據(jù)個人實際情況按需要選擇相應模塊進行學習，不添加類似于“先學完某一部分內(nèi)容，才能學習另一部分內(nèi)容”這樣的過程控制。

其次，課程的內(nèi)容設(shè)計注重系統(tǒng)化和實用性。在傳授基礎(chǔ)知識的過程中，緊密聯(lián)系實際，可以解決在生活工作中遇到的實際問題。課程內(nèi)容包含圖文、視頻、音頻、PDF文檔、鏈接等多種學習資源類型，可以支持絕大部分類型資源的上傳。

圖2 學生空間展示圖

再次，課程兼顧多終端，滿足學習者不同的訪問需要。一是學習資源的制作，例如視頻資源要求以MP4的格式上傳，音頻資源以MP3的格式上傳；二是課程頁面的呈現(xiàn)，同時適應電腦端和移動端，課程模塊的前臺頁面采用Metronic響應式框架開發(fā)，可自動響應學習者使用的終端設(shè)備。學習者在課程學習過程中，除了瀏覽學習資源之外，還可以做筆記、提問題，做練習，輔助課程學習，提高學習效果。

最后，課程模塊可以有效地統(tǒng)計課程和資源的學習情況，包括學習人數(shù)、完成人數(shù)、平均學習時長、提問數(shù)、音視頻時長等屬性，以及學習者的登錄次數(shù)、在線學習時間、課程學習進度等數(shù)據(jù)。以上數(shù)據(jù)的收集有助于學習者了解自己的學習時間、學習進度等學習情況，也有助于教師和教學管理人員對學生的在線學習情況和網(wǎng)絡(luò)課程進行有效的評估。

根據(jù)以上設(shè)計思路，課程學習模塊的實現(xiàn)選擇了開源的EduSoho平臺進行二次開發(fā)。EduSoho是采用PHP和MYSQL數(shù)據(jù)庫開發(fā)的開源程序，具有較為完善的網(wǎng)絡(luò)課程管理和學習功能以及各種數(shù)據(jù)的收集功能，比較符合上述開發(fā)思路。在此基礎(chǔ)之上，結(jié)合本校的實際情況，由技術(shù)人員進行相關(guān)二次開發(fā)。

（2）課程練習模塊

課程學習模塊中的登錄次數(shù)、在線學習時間、課程學習進度等數(shù)據(jù)只能統(tǒng)計學習者的參與在線學習情況等比較淺顯的數(shù)據(jù)，如果需要統(tǒng)計學習效果，則難以實現(xiàn)，因而在課程平臺中加入了練習模塊。

設(shè)計練習模塊的目的是為了讓學生通過完成試題、鞏固課程學習的效果，自我評價課程的學習情況。教師和教學管理人員也可以通過練習的完成情況，對學習者的學習效果等屬性進行有效評估。

為了避免教師的重復建題工作，練習模塊中的試題來自于學校已有題庫系統(tǒng)中的標準化試題，試題以XML格式共享給練習模塊。在練習模塊中，軟件設(shè)計了多種練習形式：章節(jié)練習、順序練習和錯題練習。每種形式有兩種模式，答題模式和學習模式。模塊中的試題類型全部為客觀題，可以及時響應用戶的輸入，學習者可基于PC端和移動端在練習模塊中自主完成課程練習，系統(tǒng)記錄完成情況，并實時給學習者反饋回答的正誤。

練習模塊采取自主開發(fā)模式，采用的是ASP. net多層開發(fā)模型，模塊實現(xiàn)的關(guān)鍵技術(shù)是XML試題格式的讀取和顯示。由于試題以XML的格式保存和傳輸，而XML文件格式復雜且比較龐大，傳輸占帶寬，為了提高數(shù)據(jù)的傳輸效率，瀏覽器客戶端主要通過JSON讀取XML數(shù)據(jù)。JSON是一種輕量級的數(shù)據(jù)交換格式，JSON和XML相互轉(zhuǎn)換時，主要有兩種處理方法，一是在前端通過Ajax的方式來讀取XML，然后對XML數(shù)據(jù)進行JSON解析；二是在服務(wù)器后端通過C#代碼完成轉(zhuǎn)換，輸出的數(shù)據(jù)是JSON字符串，前端直接使用。LC_LMS主要使用第二種技術(shù)手段，借用第三方類庫JSON.NET實現(xiàn)兩者之間的轉(zhuǎn)換。

（3）學習支持模塊

學習支持模塊是課程平臺中重要的組成部分。國內(nèi)外多項研究表明，良好的在線學習支持服務(wù)是提升學習者在線學習積極性，保證課程完成度的重要途徑[5-6]。LC_LMS中外購和引入了多種社會化軟件用于搭建學習支持服務(wù)框架，包括課程論壇、遠程呼叫系統(tǒng)、微信、QQ等等。

課程論壇使用的是開源的Discuz開源論壇，供教師開展教學活動和與學生交流用。遠程呼叫系統(tǒng)使用的是外購的樂語遠程呼叫系統(tǒng)，通過代碼內(nèi)嵌入LC_LMS中，并安排了相關(guān)的客服人員，為學生在線學習提供實時服務(wù)。許多課程建立了微信公眾號，利用微信的推送功能，為學習者推薦學習資源或推送消息；有些課程還建立了qq群，學習者可以加入qq群參與討論或咨詢問題。以上社會化軟件的使用，方便了學生之間、師生之間的交流，從而營造出協(xié)作化學習的氛圍。

按照以上設(shè)計思路，最終實現(xiàn)的課程平臺如圖3所示。

圖3 課程平臺展示圖

3 結(jié)語

LC_LMS經(jīng)過近一年的開發(fā)，已投入實際使用。本系統(tǒng)實施以來，平臺開設(shè)網(wǎng)絡(luò)課程357門；教師制作上傳各類媒體資源（音視頻、動畫、圖文等）達13 051件；系統(tǒng)內(nèi)在線學習學生達12 031人，平均在線駐留學習時長達6.5小時/周，同時在線人數(shù)峰值最高達657人；在線開展教學活動達133次，發(fā)布主題帖41 446個，最熱門主題帖訪問1 235人次。相比原有學習管理系統(tǒng)，LC_LMS有效地提高了學習者在線學習的積極性和參與度，課程完成程度有明顯提高，LC_LMS的投入使用為提高本校的在線教育質(zhì)量起到了積極的作用。

LC_LMS開發(fā)過程中所涉及的設(shè)計思路和實現(xiàn)技術(shù)，為其他院校的學習管理系統(tǒng)建設(shè)提供了可借鑒的經(jīng)驗。后續(xù)的研究工作，主要從以下方面展開：根據(jù)系統(tǒng)中收集到的海量的學習行為數(shù)據(jù)，利用學習分析技術(shù)和大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，為學習者提供個性化的學習資源。

［1］張漢玉，穆肅，任友群.學習管理系統(tǒng)的社會性交互功能比較——基于對Blackboard、Moodle、Sakai的調(diào)查與使用體驗［J］.現(xiàn)代遠程教育研究，2013（2）：38-44.

［2］李華，龔藝，紀娟，等.面向MOOC的學習管理系統(tǒng)框架設(shè)計［J］.現(xiàn)代遠程教育研究，2013（3）：28-33.

［3］李寶敏.網(wǎng)絡(luò)課程設(shè)計：從“關(guān)注教”走向“關(guān)注學”［J］.全球教育展望，2009，38（11）：34-39.

［4］陳維華，馬桂霞.基于成人學習者特征的網(wǎng)絡(luò)課程設(shè)計研究［J］.河北大學成人教育學院學報，2013（1）：81-84.

［5］方舟，奚群英，呂有偉.學習支持服務(wù)與學生參與度關(guān)系的調(diào)查研究——以浙江奧鵬遠程教育為例［J］.開放教育研究，2010，16（1）：95-99.

［6］Hone K S，Said G R E.Exploring the factors affecting MOOC retention：A survey study［J］.Computers&Education，2016，98（3）：157-168.

The Design and Implementation of Learner-Centered Learning Management System

LI Hua,GONG Yi,JI Juan

(Sichuan Radio&TV University,Chengdu 610073,China)

With the rapid development of online education, learner-centered concept is more emphasized. The traditional learning management system couldn’t meet the current demand of remote education,so the learner-centered learning management system is designed and implemented. This system is divided into two parts:network space and course platform.Network space provides a unified login service for students,teachers and managers.Various types of users can access the course platform and other external systems through the network space. Based on the characteristics oflearners'online learning,the course platform has developed 3 modules:course learning,course practice and learning support,it provides a good platform for the design of learner-centered course.

learning management system;network space; course platform

TP393.18

A

1673-2022（2017）02-0042-04

2017－03－07

四川廣播電視大學重點科研項目“四川開放大學教學與教務(wù)平臺的研究與設(shè)計”(KTKYC2016009Z)；四川廣播電視大學青年教改項目“基于碎片化學習的四川電大移動學習平臺建設(shè)研究”（XMWLJY2016006Q）

李華（1978-），男，重慶萬州人，講師，碩士，研究方向為數(shù)據(jù)庫技術(shù)、信息化技術(shù)與在線教育；龔藝(1979-），女，貴州織金人，工程師，碩士，研究方向為軟件開發(fā)；紀娟（1983-），女，安徽安慶人，講師，碩士，研究方向為計算機網(wǎng)絡(luò)與分布式系統(tǒng)。