以學(xué)習(xí)者為中心的學(xué)習(xí)管理系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

李 華，龔 藝，紀(jì) 娟

（四川廣播電視大學(xué)，成都 610073）

以學(xué)習(xí)者為中心的學(xué)習(xí)管理系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

李 華，龔 藝，紀(jì) 娟

（四川廣播電視大學(xué)，成都 610073）

隨著在線教育的快速發(fā)展，以教學(xué)者為中心的學(xué)習(xí)管理系統(tǒng)已難以滿足當(dāng)前遠(yuǎn)程教育的需求，為此設(shè)計并實現(xiàn)了以學(xué)習(xí)者為中心的學(xué)習(xí)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(xué)生、教師、教學(xué)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(jìn)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(xué)習(xí)者在線學(xué)習(xí)的角度出發(fā)，開發(fā)了課程學(xué)習(xí)、課程練習(xí)、學(xué)習(xí)支持3個模塊，為設(shè)計以學(xué)習(xí)者為中心的網(wǎng)絡(luò)課程提供了良好的平臺支撐。

學(xué)習(xí)管理系統(tǒng)；網(wǎng)絡(luò)空間；課程平臺

0 引言

學(xué)習(xí)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(xué)活動以及實現(xiàn)教學(xué)互動提供了有力的支持[1]。然而當(dāng)前許多學(xué)習(xí)管理系統(tǒng)主要面向傳統(tǒng)網(wǎng)絡(luò)課程[2]，強(qiáng)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(xué)習(xí)等為代表的各類新興在線教育模式不斷涌現(xiàn)，更加強(qiáng)調(diào)以學(xué)習(xí)者為中心的在線教育理念，重視學(xué)習(xí)者的在線學(xué)習(xí)過程、學(xué)習(xí)體驗，因而有必要對傳統(tǒng)學(xué)習(xí)管理系統(tǒng)進(jìn)行改進(jìn)。

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(xué)習(xí)者為中心的設(shè)計理念，但是由于資金不足、技術(shù)保護(hù)、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(xué)校遠(yuǎn)程教學(xué)的特點及整個遠(yuǎn)程教育辦學(xué)網(wǎng)絡(luò)的實際情況，設(shè)計實現(xiàn)了符合筆者所在學(xué)校——四川廣播電視大學(xué)遠(yuǎn)程教學(xué)特征的、以學(xué)習(xí)者為中心的學(xué)習(xí)管理系統(tǒng)（Learner centered learning management system，LC_LMS），并應(yīng)用于學(xué)校的遠(yuǎn)程教學(xué)之中，取得了良好的實際應(yīng)用效果。

1 需求分析

四川廣播電視大學(xué)是一所運(yùn)用現(xiàn)代信息技術(shù)開展遠(yuǎn)程教育的省級開放大學(xué)，原有學(xué)習(xí)管理系統(tǒng)（也稱遠(yuǎn)程教學(xué)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(xué)習(xí)者的在線學(xué)習(xí)特點認(rèn)識不夠。成人學(xué)習(xí)者對于在線學(xué)習(xí)的方便性、快捷性要求較高；更容易接受實用性較強(qiáng)的課程內(nèi)容[4]；具有較強(qiáng)的自主性，傾向于更加靈活的學(xué)習(xí)方式。

（2）對于網(wǎng)絡(luò)課程的設(shè)計理念認(rèn)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(xué)習(xí)資源的展示，缺少面向?qū)W習(xí)者的學(xué)習(xí)支持和服務(wù)。

（3）系統(tǒng)缺少對學(xué)習(xí)過程數(shù)據(jù)的收集，無法準(zhǔn)確評價學(xué)習(xí)者的學(xué)習(xí)效果、學(xué)習(xí)行為，也難以根據(jù)數(shù)據(jù)反饋對網(wǎng)絡(luò)課程進(jìn)行后期改進(jìn)和優(yōu)化。

（4）系統(tǒng)訪問方式單一，主要支持學(xué)生在電腦端進(jìn)行學(xué)習(xí)，對手機(jī)等移動端支持尚處于探索階段。

（5）信息化孤島現(xiàn)象嚴(yán)重，學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)管理系統(tǒng)中，只能進(jìn)行課程學(xué)習(xí)，無法完成在校期間的其他任務(wù)。

上述問題的存在，導(dǎo)致了學(xué)習(xí)者參與在線學(xué)習(xí)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(xué)習(xí)支持服務(wù)、完善地記錄學(xué)習(xí)過程數(shù)據(jù)、多終端訪問等多種功能的學(xué)習(xí)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(jìn)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(jìn)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(xué)習(xí)、課程練習(xí)、學(xué)習(xí)支持三個主模塊，其中學(xué)習(xí)支持模塊又包含課程論壇、遠(yuǎn)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(xué)習(xí)管理系統(tǒng)面向的用戶主要分為3類：學(xué)生、教師和教學(xué)管理人員。由此建立了學(xué)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(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行溝通和聯(lián)系。

下文以學(xué)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(xué)生在校期間，除了正常的線下學(xué)習(xí)之外，許多學(xué)習(xí)任務(wù)還需要在線上完成。經(jīng)過整理和歸納，與學(xué)習(xí)者在校期間密切相關(guān)的有課程學(xué)習(xí)、在線考試、成績查詢、學(xué)習(xí)資料收集，與之相對應(yīng)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(xué)習(xí)者從統(tǒng)一入口進(jìn)行登錄，進(jìn)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(xué)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(biāo)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(xué)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(yīng)WebService接口，學(xué)生空間調(diào)用接口，開發(fā)相應(yīng)功能界面。

按照以上設(shè)計思路，最終實現(xiàn)的學(xué)生空間如圖2所示。

2.2.2 課程平臺

課程平臺承擔(dān)網(wǎng)絡(luò)課程建設(shè)和學(xué)習(xí)功能，屬于LC_LMS的核心部分。在研究成人學(xué)習(xí)者在線學(xué)習(xí)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(xué)習(xí)者為中心的網(wǎng)絡(luò)課程”為目的，分為課程學(xué)習(xí)、課程練習(xí)、學(xué)習(xí)支持3個模塊。

（1）課程學(xué)習(xí)模塊

課程學(xué)習(xí)模塊承載課程內(nèi)容（即學(xué)習(xí)資源）的建設(shè)和學(xué)習(xí)功能。課程學(xué)習(xí)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(xué)習(xí)者一貫的認(rèn)知；學(xué)生可根據(jù)個人實際情況按需要選擇相應(yīng)模塊進(jìn)行學(xué)習(xí)，不添加類似于“先學(xué)完某一部分內(nèi)容，才能學(xué)習(xí)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(xué)習(xí)資源類型，可以支持絕大部分類型資源的上傳。

圖2 學(xué)生空間展示圖

再次，課程兼顧多終端，滿足學(xué)習(xí)者不同的訪問需要。一是學(xué)習(xí)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(yīng)電腦端和移動端，課程模塊的前臺頁面采用Metronic響應(yīng)式框架開發(fā)，可自動響應(yīng)學(xué)習(xí)者使用的終端設(shè)備。學(xué)習(xí)者在課程學(xué)習(xí)過程中，除了瀏覽學(xué)習(xí)資源之外，還可以做筆記、提問題，做練習(xí)，輔助課程學(xué)習(xí)，提高學(xué)習(xí)效果。

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

根據(jù)以上設(shè)計思路，課程學(xué)習(xí)模塊的實現(xiàn)選擇了開源的EduSoho平臺進(jìn)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(xué)習(xí)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(jìn)行相關(guān)二次開發(fā)。

（2）課程練習(xí)模塊

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

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

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

練習(xí)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(fù)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(jìn)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(xué)習(xí)支持模塊

學(xué)習(xí)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(xué)習(xí)支持服務(wù)是提升學(xué)習(xí)者在線學(xué)習(xí)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(xué)習(xí)支持服務(wù)框架，包括課程論壇、遠(yuǎn)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(xué)活動和與學(xué)生交流用。遠(yuǎn)程呼叫系統(tǒng)使用的是外購的樂語遠(yuǎn)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(xué)生在線學(xué)習(xí)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(xué)習(xí)者推薦學(xué)習(xí)資源或推送消息；有些課程還建立了qq群，學(xué)習(xí)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(xué)生之間、師生之間的交流，從而營造出協(xié)作化學(xué)習(xí)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(dá)13 051件；系統(tǒng)內(nèi)在線學(xué)習(xí)學(xué)生達(dá)12 031人，平均在線駐留學(xué)習(xí)時長達(dá)6.5小時/周，同時在線人數(shù)峰值最高達(dá)657人；在線開展教學(xué)活動達(dá)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(xué)習(xí)管理系統(tǒng)，LC_LMS有效地提高了學(xué)習(xí)者在線學(xué)習(xí)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(xué)習(xí)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(xué)習(xí)行為數(shù)據(jù)，利用學(xué)習(xí)分析技術(shù)和大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，為學(xué)習(xí)者提供個性化的學(xué)習(xí)資源。

［1］張漢玉，穆肅，任友群.學(xué)習(xí)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(yuǎn)程教育研究，2013（2）：38-44.

［2］李華，龔藝，紀(jì)娟，等.面向MOOC的學(xué)習(xí)管理系統(tǒng)框架設(shè)計［J］.現(xiàn)代遠(yuǎn)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(xué)”［J］.全球教育展望，2009，38（11）：34-39.

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

［5］方舟，奚群英，呂有偉.學(xué)習(xí)支持服務(wù)與學(xué)生參與度關(guān)系的調(diào)查研究——以浙江奧鵬遠(yuǎn)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(xué)重點科研項目“四川開放大學(xué)教學(xué)與教務(wù)平臺的研究與設(shè)計”(KTKYC2016009Z)；四川廣播電視大學(xué)青年教改項目“基于碎片化學(xué)習(xí)的四川電大移動學(xué)習(xí)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(jì)娟（1983-），女，安徽安慶人，講師，碩士，研究方向為計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)與分布式系統(tǒng)。