遠程教育學習平臺“軟”“硬”兼備

文/李彩強

遠程教育學習平臺“軟”“硬”兼備

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。因此，本文設計了一套現代遠程學習平臺建設的的“軟環境”和“硬環境”方案。

自1999年我國現代遠程教育試點工作開展以來，遠程教育事業已經取得了巨大的進步。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”）在其中發揮了重要作用。

目前國內的遠程教育試點高校大多自行開發或者與公司合作開發網絡學習平臺，如“網上人大”、“北京大學網絡教育學院”、“西南大學網絡學院”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；三是向教師或者學生提問，也可參與討論。

隨著網絡技術和計算機技術的不斷發展，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。因此，我們提出了一套現代遠程學習平臺建設的的“軟環境”和“硬環境”方案。

“軟環境”以生為本

遠程學習平臺的“軟環境”主要指學習平臺的軟件系統設計理念。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量的設計理念。遠程學習平臺的“軟環境”設計如圖1。

學習平臺的“軟環境”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、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“軟環境”設計

智能化

學習平臺的智能化主要體現在學習資源的智能推薦和平臺中智能搜索的相關運用。語義網絡、本體技術，AGENT技術是常用技術。用語義網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，而是富有聯系的，比如在學習一個知識點時遇到不懂的知識，系統可以推薦相關的知識點給用戶學習。用戶在做課程作業時系統也可以動態地推薦、調整作業試題。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，不僅幾乎可以實現傳統實驗的全部過程，而且具有獨特的優點。如在化學實驗中操作不當，有可能產生災難性后果。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，有些教學環節已經完全可以用虛擬技術替代。圖2、3是基于Flash開發的分析化學《工業純堿總堿度測定》虛擬實驗，根據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網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、上網速度等。

標準化

學習平臺的標準化主要體現在學習平臺對標準化資源的支持。學習平臺能夠導入、導出標準化的學習資源，方便資源共享。如今的資源開發有一個重要共性，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網上。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的改造而牽扯到其他子系統，單獨改造該平臺即可。增加一個子系統就像一個插件加入系統。系統的升級維護靈活方便。

圖2 實驗儀器

圖3 實驗試劑

構建穩定的“硬環境”

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

主流網絡運營商的網絡直通網絡學習平臺，保證大多數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提供安全保障。負載均衡系統確保系統應用服務器可以水平擴展。主從設備構建熱備運行環境：主設備發生故障時，從設備自動接替主設備工作。管理服務器通過網絡不斷診斷其他設備的運行健康狀況，發現問題通過撥通預設電話或者發短消息到指定手機，及時報告系統故障。數據庫服務器集群為整個系統提供高性能、可擴展的數據存儲。統一存儲為系統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。

“硬環境”的建設主要包括以下方面：

1. 互通性

學習平臺“硬環境”的互通性主要指多運營商網絡的快速可達。現代遠程教育依托互聯網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，從而網絡的互聯互通、可達就顯得非常重要。在國內，目前主要有電信、聯通、鐵通、移動等網絡運營商。在架設網絡線路時，充分考慮學生通過這些運營商網絡來順利訪問學習平臺。在現有網絡運營商之間互聯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DNS解析，都可以有效地解決該問題。

2. 穩定性

學習平臺“硬環境”的穩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，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故障帶來的問題。

3. 擴展性

學習平臺的“硬環境”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架構，可以做到平滑升級。一般通過在系統架構中建立負載均衡系統來實現，當在線學生用戶越來越多，系統出現響應緩慢時，可以在相應的集群環境中增加學習系統服務器、數據庫服務器等來解決問題，而不用對整個系統架構進行調整。

圖4 網絡學習平臺“硬環境”

4. 安全性

學習平臺“硬環境”的安全性主要指架構網絡安全設備，如網絡防火墻、入侵檢測設備等。網絡防火墻可以有效地阻止非法訪問，有效保護數據安全，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，并可與防火墻聯動進行動態處理。主動防御和被動防御的結合，可以有效保護學習平臺的數據安全。

5. 管理性

學習平臺“硬環境”的管理性主要指對硬件設備提供監控、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安裝、補丁升級等，將變得異常繁瑣，而且人工管理可能出現監控不到位、發現問題不及時、處理問題效率不高等問題。因此可以采購專業硬件管理平臺來對所有的服務器、網絡設備等進行全天24小時不間斷的監控管理。當系統發生故障而管理系統檢測到故障時，還可以通過自動撥號或者發短信的方式到管理員手機進行報警，做到第一時間發現問題。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硬件的運維效率。

當今社會，隨著計算機技術、網絡技術的飛速發展，現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創新設計成為可能。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、更符合學習規律、更適合自助學習，學習平臺將發揮更加重要的作用。

（作者單位為西南大學網絡與繼續教育學院）