網格技術條件下的遠程學習支持服務系統研究*

孫壯橋,逯海霞

(1.河北廣播電視大學,河北石家莊 050071; 2.石家莊幼兒師范學校,河北石家莊 050228)

網格技術條件下的遠程學習支持服務系統研究*

孫壯橋1,逯海霞2

(1.河北廣播電視大學,河北石家莊 050071; 2.石家莊幼兒師范學校,河北石家莊 050228)

網格技術的出現和不斷發展為解決遠程教育學習支持系統面臨的問題提供了機遇,利用網格技術實現各類學習支持系統的整合和對接,以實現更大范圍的資源共享是基于網格遠程學習支持系統模型的目標。網格環境下的遠程學習支持系統的設計思想、體系結構、實現構想及其服務優勢,需借助網格技術建立較為完善的遠程學習支持系統,為遠程教育提供良好的學習支持服務系統。

網格技術;支持服務;遠程教育

學生學習支持服務(Student Learning Support Service)也稱為學習支持服務、學生支助服務或支助服務,是為學生提供學習支持與幫助的意思。在遠程教育學習中,學生學習支持服務是以學生為中心的遠程學習得以順利進行的重要條件和保證,也是遠程教育院校保證遠程教育質量。

一、遠程學習支持服務系統服務的內容

學習支持服務系統的主要服務內容可歸納為硬件設施服務、學習輔導服務、學習資源服務、學生學習評價服務、實踐教學服務、信息咨詢服務等。這些服務是保證現代遠程教育質量的關鍵。

1.硬件設施服務

現代遠程教育系統的一切支持活動是建立在硬件基礎之上的,硬件子系統主要包括各種設備,包括通信設施(如路由器、交換機、服務器等)、多媒體設備(如多媒體計算機、投影儀、媒體播放機等)、其他設備(如衛星接收終端、電視機等)。

2.學習輔導服務

主要指對學生學習課程進行教學輔導和答疑:一是指教學輔導,如課程說明、教學大綱、實施方案、課程論壇答疑等;二是與課程學科性質和教學內容有關的學習方法指導,實驗和其他實踐性教學環節和訓練項目的指導;三是組織學生小組討論和小組學習;四是其他各種與課程學習有關的教學幫助等。

3.學習資源服務

向學生提供豐富的學習資源是遠程教育學習效果好壞的首要保障。學習資源服務包括建設標準化、規范化的學習資源專用平臺;制作統一的網絡課程和網絡課件等網絡資源;學習資源的參與共享、及時更新等都是學習資源服務的內容。

4.學生學習評價服務

學習評價是課程教與學全過程中的必要環節。在遠程教育環境下,教師要注重對課程學習考核內容的布置、及時批改,并注重個別輔導。學生要通過教師的評價,自查學習效果,調整自學方法,查漏補缺。教師也要檢查課程學習資源的使用效果和質量,及時取得學習評價反饋,改進學習服務內容。

5.實踐教學服務

實踐教學包括實驗、實習、調查等。與一般課堂教學相比,遠程教學難以組織學生進行統一的實踐性教學,而這個問題的解決離不開學習支持服務的支持。電大系統在實踐性教學環節方面提供了靈活、全面的支持,包括設計實驗箱、在各級地方電大建設實驗中心或實驗基地。同時,組織野外考察、社會調查、生產實習和教學實習等實踐教學。

6.信息咨詢服務

信息咨詢服務是為學生提供在學習期間遇到的各類問題提供解答、幫助和建議的服務。咨詢服務和學習輔導服務的差異就在于問題對象是否與學科教學內容有關。咨詢通常主要針對那些與特定課程學科教學內容無關的學習交流的和個人問題的解答、幫助和建議。在學習中,輔導和咨詢所解決的兩類問題經常混在一起。

上述的這些學習支持服務內容之間是相互關聯的,一個服務需要多個服務要素共同完成。學習支持服務各項功能的順利實現和開展,必須依托整個系統各要素的相互協調和配合。

二、遠程學習支持服務系統中存在的問題

目前,學生在遠程學習的過程中遇到的困難和問題是多方面的,遠程教學系統也存在許多問題。盡管基于網絡的遠程教學系統都強調共享,但這種共享還是處于相對較低的水平上。從實現的方式上來講,大多是靜態或動態的Web頁面,沒有體現服務的概念。從硬件和操作系統來看,各種異構系統并存,兼容性較差。從技術角度來看,目前的遠程教育僅僅是利用信息技術實現學習資源簡單的信息傳遞和交流,簡化了學習者真實的學習情景,無法滿足遠程學習對交互性、分布性和群體協作的需求。以全國電大系統構建遠程學習支持系統為例進行討論,中央廣播電視大學作為世界上最大的遠程教育系統,在全國電大系統內還沒有一套相對成熟的用于學習支持服務的專門系統,已有的專門用于學習的電大在線平臺,提供的學習支持服務比較少;另外,國家現代遠程教育資源庫獨立運行,沒有很好地作好互通互聯,等等。

網格技術的出現和不斷發展為解決遠程教育支持系統面臨的問題提供了機遇。利用網格技術實現各類學習支持系統的整合和對接,可以實現更大范圍的資源共享。

三、網格環境下的遠程學習支持系統

網格(Grid)是一個集成的計算與資源環境,或者說是一個計算資源池。網格試圖實現所有資源的全面聯通,把整個網絡整合成一臺巨大的虛擬超級計算機,實現計算資源、軟件資源、信息資源、知識資源、存儲資源、通信資源的全面共享,消除資源孤島和信息孤島。因此,網格計算是繼Web技術和Internet技術之后,信息技術的第三次革命,最終將改變資源的服務方式和共享方式。

1.網格學習支持系統的設計思想

以網格服務為中心的體系結構通過提供一組相對統一的核心接口,實現服務的重用,并構造更高級別的、有層次結構的網格服務;網格服務將網格資源虛擬化,可以使得一個邏輯資源映射到多個物理資源上,也可以將多個邏輯資源實例映射到相同的物理資源上,這種虛擬化可以對資源進行有效的重新組合;通過網格服務將資源抽象化,并提供統一的接口來使用不同的異構資源,能夠更好地實現資源的共享。在網格服務框架中,一切網格資源都以服務的形式存在,最基本的思想就是以“服務”為中心。資源的共享就體現為服務的共享。

2.網格學習支持系統的體系結構

網格環境下的遠程學習支持系統有中央節點、子節點等多層次結構特點。中央節點負責總體協調;子節點保持本身的自治性,有自己的控制中心,內部事務都有各自的的控制中心來處理。這種體系結構有利于對具有節點自治性和底層異構性信息資源進行管理,還具有較強的適用性;同時使系統具有可擴展性,在一定程度上實現系統節點任務和資源的聯合分配。

網格環境下的遠程學習支持系統模型為學生提供一個開放式的、框架式、插件式的學習空間,充分吸收了網格計算技術、移動代理技術等技術的優勢,為學習者提供了人性化、智能化、豐富的學習環境。根據網格面向服務的層次結構設計的基于網格的遠程學習支持系統體系結構,如圖所示。

從功能的角度,它可以看作三層結構:資源層、中間件層和應用層。資源層是網格學習資源的實際提供者,中間件層用于屏蔽異構系統的細節,向上提供一致的、透明的服務接口,應用層主要是面向用戶,實現基于應用的網格管理與調度。這里的資源層中實際包括信息資源以及網格的基礎設施,網格的基礎設施含網格的管理系統和網絡設施。

3.網格環境下的遠程學習支持系統的實現

很多學校都在利用網絡新技術進行教學服務,都建立了功能豐富、各具特色的網站,有的還建立了自己的網絡學校。網站為學習者提供了很大的方便。但由于各個系統獨立運行,信息源之間不能聯通,不能滿足對信息準確全面獲取的要求,信息不能有效共享,形成了一個個信息孤島,造成資源的巨大浪費。

網格環境下的學習支持系統,只需要有一臺主服務器,主服務器要求每個資源服務器的所有網格服務都要向其注冊;如果應用程序服務器要用到資源服務時,首先在主服務器上進行網格服務查詢,看在主服務器中有多少資源服務器發布了相同的網格服務。在實際應用時,使用者登錄本地服務器,然后向主服務器查詢,主服務器返回有這一項服務的服務器列表的信息。在得到在主服務器注冊了該資源的服務器列表后,應用程序服務器再根據主服務器返回的信息,逐個訪問有這個服務的查詢服務,最后連同本地服務器上的資源信息返回給使用者供其選擇瀏覽。

網格環境下的遠程學習支持系統的設計實施必須充分考慮和利用現有的大量存在的教學系統和資源。網格環境下的遠程學習支持系統要建立在原有的Web教學平臺的基礎上,把網格的技術應用進來,提高已有的遠程教學系統的性能,這種模式開發既開發周期短,又充分利用了現有的教學系統和資源。但是,在具體實現時,各類教學系統的互連存在一定難度,資源的復雜性降低了系統的效率。目前,網格環境下的遠程學習支持系統實驗采用G lobus工具包來開發。在網格學習支持系統平臺的每個網格節點都安裝了G lobus工具包,網格服務開發工具需要其他學習資源、學習系統的支持,為開發網格服務提供廣義的資源支持。G lobus工具包是網格服務的容器,由它進行網格服務的注冊、發現、調度、管理、執行等服務,而通過網格服務實現共享遠程學習支持系統各個網格節點的學習內容以及其他遠程教學系統創建、管理的學習資源。可以使用 GridFTP組件來訪問各節點的學習資源并進行資源的推送。為了提高訪問資源效率,G lobus工具包的拷貝位置服務為同一文件支持多位置分布。學習者通過網格環境下的遠程學習支持系統的門戶使用學習網格提供的網格服務。學習支持系統網格門戶是所有網格平臺用戶的入口。參加遠程學習的學生,無論歸屬那個學校,一旦完成用戶注冊就能共享各個系統的學習資源,而不必知道資源由誰提供。

4.網格環境下的遠程學習支持系統的優勢

網格環境下的遠程學習支持系統學習者進入網格門戶后,結合自身的需要,提出學習要求,網格環境下的遠程學習支持系統便會統一協調、組織和管理,按照學習者的需求,提供給最終用戶與具體的計算機設施、地域無關的、快速準確的透明服務。通過為用戶提供統一的服務接口,它可以提升資源的質量和智能化水平,實現更高層次的共享;利用網格的動態和多樣性功能來實現不同渠道提供的各類資源和資源制作不同格式準入性。

四、結論

遠程教育目前正由規模發展向提高教育質量轉變,借助網格技術建立較為完善的遠程學習支持系統,提供良好的學習支持服務系統,實現教育資源的充分共享,是當前提高現代遠程教育質量的行之有效的辦法,也是現代遠程教育的核心和精髓,是今后一段時期遠程教育的必然選擇。

[1]丁興富.論遠程教育中的學生學習支助服務(上)[J].中國電化教育,2002,(3).

[2]朱曉鴿.完善學習支持服務體系發展電大教育事業[J].現代遠程教育,2004,(5).

[3]都志輝,陳渝,劉鵬,王小鴿,杜江,周念生.以服務為中心的網格體系結構OGSA[J].計算機科學,2003,(7).

[4]徐志偉,馮百明,李偉.網格計算技術[M].北京:電子工業出版社,2004.

G434

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1008-469X(2010)05-0020-03

2010-06-11

注:本文為河北省社會科學發展研究課題《現代遠程教育中新技術應用的研究》(課題編號:200903193)的研究成果之一。

孫壯橋(1980-),男,河北邯鄲人,講師,工程碩士,主要從事遠程教育、網絡管理與界面設計研究。