陕西开放大学教学平台架构刍议

任乃宾，史宁昌，薛 媛

(1.3.陕西广播电视大学资源建设与现代教育技术中心，陕西 西安 710068; 2.陕西工商职业学院计算机与信息管理系，陕西 西安 710119)

陕西开放大学教学平台是一个学习港，它通过互联网和移动互联网的融合为学习者提供学习场所。陕西开放大学教学平台将以固定与移动网络为资源载体，集成陕西开放大学教学资源库，在传统的在线学习及各类教学管理的同时，使用短信、彩信、WAP等移动互联网技术开展移动教学和学习支持服务。在移动学习中提供丰富的微型课件，并通过教学远程接待中心为开放大学的教师和学生提供实时互动答疑解惑服务。为各类求学者提供全方位的教学服务，并最终实现“时时能学、处处可学、人人皆学”的教育理念。

一、陕西开放大学教学平台建设原则

1.以学习者为中心

在学习港中，教师的作用举足轻重，但学习者仍然是整个学习港的中心，使每一位成员都得到充分的发展才是最根本的目的。要发挥学习者的主动性作用，体现出学习者的首创精神，让学习者有多种机会在不同的情境中应用所学到的知识，也就是将知识“外化”，还要让学习者能够根据同伴或教师的反馈信息形成对客观事物的认识和解决实际问题的能力。

2.畅通无阻的交流协作

在学习港中，成员之间的交流协作能够为成员提供对同一问题进行多种角度的观察比较和分析综合的机会，以便集思广益，最终使所有学习者对知识的学习都达到意义建构;有利于促进学习者分析、综合、评价等高级认知能力和创造性思维能力的发展;锻炼学习者的信息处理和语言表达能力，培养学习者的合作精神，提高人际交往技能。因此，确保成员之间和成员与教师之间的交流协作是一项很重要的原则。

3.学分汇兑及学分储备

学分互认及学分储备是一种模拟或是借鉴银行的功能特点，使学生能够自由选择学习内容、学习时间、学习地点的一种管理模式。学分互认及学分储备的主要内容为累积学分和汇兑学历或资格证书，它突破传统的专业限制和学习时段限制，将技能培训与学历教育结合起来。学分互认及学分储备制度的建立将学生完成学业的时间从固定学习制改变为弹性学习制。根据该制度，学生只要学完一门课就计一定的学分，参加技能培训、考证也计学分，然后按全部应得学分累积;同时，允许学生不按常规的学期时间进行学习，而是像银行存款零存整取一样，学习时间可集中也可中断，即使隔了几年，曾有的学习经历仍可折合成学分，进行学分储备。

4.彰显开放大学的校园文化

远程开放大学在强调抓好内涵建设的同时，必须切实有效地进行校园文化建设。从传统的意义上讲，校园文化建设的内容一般包括精神文化、行为文化、物态文化、制度文化四个方面。突显大学精神、呈现多元化、突出物态文化建设是传统大学在文化建设层面上的特征。现代远程开放大学与传统大学校园文化建设的差异主要体现在校园文化建设的受众对象不同;校园文化建设的侧重点不同;校园文化建设的内涵不同。现代远程开放大学校园文化建设的途径是，树立新型的远程开放教育校园文化观;赋予远程开放大学校园文化以新的形式和内容;营造健康和谐的远程开放大学网络文化氛围;完善远程开放大学校园文化建设的技术支持服务。

二、陕西开放大学教学平台逻辑架构

陕西开放大学教学平台采用先进的J2EE技术架构、多层软件构架 (即表示层、业务层、持久层与域模块层)、统一的身份认证以及完善的安全保障体系，体现构建主义教育理念同学校教务管理系统无缝结合，涉及到平台门户网站、教学组织、课堂教学、课外交流、课外作业、课外训练、在线考试、成绩管理、教学评价、试卷管理、教学资源与平台管理、系统维护等多个方面，能够基于校园网/互联网为学习者、教师及管理人员提供高效便捷、先进实用的远程教学手段。

图1 陕西开放大学教学平台逻辑框架

1.门户网站

建立陕西开放大学门户网站，以多种方式 (如:通过数据接口、网站链接、平台开放等)实现与国家开放大学、省市开放大学、开放大学分校 (学院)、国内外高校、各级各类教育培训机构、社区学院、高职学院、老年大学、用人单位等的信息集成、资源共享和服务集成;门户网站按频道方式开通学历教育网、职业教育网、社区教育网、证书培训网、行业培训网、在线干部培训网等各类专题网站。

2.课程管理

教师可以全面控制课程的所有设置，包括限制用户浏览和选择课程的教学形式。

课程活动配置灵活多样有:论坛、测验、资源、投票、问卷调查、作业、聊天、专题讨论。

课程变化实时显示在课程主页上便于成员了解当前动态;文本 (资源、论坛帖子等)可以用所见即所得的编辑器编辑;论坛、测验和作业评定的分数都可以在同一页面查看;用户日志实时跟踪学习者，并统计每个学生的活动，显示图形报告，包括每个模块的细节 (最后访问时间、阅读次数)，还有参与的讨论等，汇编为每个学生的详细学习行为;邮件集成把讨论区帖子和教师反馈等以HTML或纯文本格式的邮件发送;教师可以定义自己的评分等级，并用来在论坛和作业打分。

3.作业模块

可以指定作业的截止日期和最高分;学生可以上传作业 (文件格式不限)到服务器同时上传时间也被记录;也可以允许迟交作业，但教师可以清晰地看到迟交了多久;可以在一个页面、一个表单内为整个班级的每份作业评分 (打分和评价);教师的反馈会显示在每个学生的作业页面，并且通过短信和电子邮件通知学生。

4.聊天模块

陕西开放大学教学平台，实际上是为远程教学提供了一个环境，它的最大的特点是师生之间、同学之间在时间和空间上是分离的，学生往往处于个体的、独立的学习环境中。若不能实现师生之间、同学之间及时的交互，一定会影响学习效果。陕西开放大学教学平台较其它形式教育媒体环境最突出的优势就是拥有智能型远程协作学习平台模块，能以实时或非实时的交互方式方便地实现师生之间、同学之间的对话与协作。同学之间可以通过E－mail、BBS进行非实时讨论，也可以通过视频会议系统、聊天室等技术进行在线交流，实时讨论，求助解疑。但在讨论学习过程中，最容易出现争论激烈，不分胜负，或者脱离主题的现象，就需要对讨论的内容和问题进行调控。陕西开放大学教学平台设有智能型的代理系统对讨论进行监控，为学生的讨论进行智能型帮助，所有的谈话都记录下来供日后查看，并且也可以允许学生查看。

5.答疑解惑模块

在学习过程中学生会出现这样那样的问题，对于这些问题，学生可以通过协作交流模块得到解决，如通过电子公告板、通过E－mail发信给老师、请求同学指导等。除此之外，陕西开放大学教学平台还应单独设立网络学习答疑模块，作为师生相互交流的独立窗口。答疑系统可以分为两类，一类是反馈答疑系统，学生提交问题后，系统转发给教师，一定时间后，教师将答案再提交给系统，由系统反馈给学生;另一类是自动答疑系统，在某些学科范围内，学生提交问题，系统首先进行关键词切分，再进行Web数据挖掘，找到知识库中的类似问题的答案提交给学生。

6.测验模块

新的教学模式能否实现，关键在教学评价。虽然在教学活动中，教学内容、教学过程、教学策略服从于教学目标，但教学评价却对教学、学习的具体实施起导向作用，所以在面向学生基于网络这个学习平台中，要真正摆脱传统教育模式的影响，真正体现学生以人为本的主体地位，达到学习的个性化，建立新型的、智能型的评价体系是网络学习支撑环境建设的必要条件，是衡量学生学习活动效果的方法和调控学生学习方向的重要手段。陕西开放大学教学平台提供包括试卷的生成工具、测试过程控制工具和测试结果分析工具。系统能随机出题，为每个学生产生不同的试卷，以防作弊。能够对网上测试过程进行控制，如在需要时锁定系统，不允许学生进行与测试无关的浏览;控制测试时间，到时自动交卷等。在测试完成后，能够根据题中的知识点和学生的答题情况，对学生给出诊断，对下一步学习提出建议。

选择题支持一个或多个答案:包括填空题 (词或短语)、判断题、匹配题、随机题、计算题 (带数值允许范围)、嵌入答案题 (完型填空风格)，在题目描述中填写答案、嵌入图片和文字描述。

7.资源模块

学生在学习中除了有明确的学习目标、良好的自我约束能力之外，为学生建立一个资料丰富、快捷检索学科知识的资源库是网上学习的重中之重。因此制定一个数据库资源的标准，创建与网络学习支撑环境相对独立的、立体的、开放的超媒体信息资源中心，在面向学生的网络学习平台中是很有必要的。

8.问卷调查模块

内置的问卷调查作为分析在线课程的工具已经被证明有效，随时可以查看在线问卷的报告，包括很多图形。数据可以以Excel电子表格或CSV文本文件的格式下载。学生的回答和班级的平均情况相比较，作为反馈提供给学生。

9.互动评价 (workshop)

学生可以对教师给定的范例作品文档进行公平的评价，教师对学生的评价进行管理并打分。

支持各种可用的评分级别;教师可以提供示例文档供学生练习打分;应有很多非常灵活的选项。

10.学习工具

为了使学生方便的存储所需要的网上信息，或记录下创作的灵感，陕西开放大学教学平台要向学生提供一系列辅助学习工具，以支持学生基于网络的学习和探索。学生利用“书签”可以标记所感兴趣的内容，“学生学习记录”可以记录下学生学过的知识点和对知识点的掌握情况，以方便学生了解自己当前的学习状况，及时对学习目标、学习计划做出调整，也方便教师掌握每个学生的学习情况。此外，网络学习平台还为学生提供网上搜索工具、学生主页制作工具、学生作品展示工具等等。总之，学习工具模块是帮助学生进行自主学习、形成个性化学习环境的工具系统，是面向学生学习的非常重要的组成部分。

三、陕西开放大学教学平台管理架构

管理系统模块主要是执行教务管理和教学管理，含注册登记、权限设置、公告、咨询等功能。教务管理子模块主要是对学生基本信息、学习情况、选修的课程等具体情况进行了解。同时，也可以把管理上的信息政策、教学要求等信息通过公告的形式传达给学生，做好学生的管理、沟通工作，为保障教学的顺利进行做好服务性工作。教学管理子模块是进行课程教学管理的地方，主要用于公布整门课程的教学大纲、教学内容的重点难点和教学计划安排。学生在这里可以了解到课程所要达到的学习目标、主要的教学内容以及学习的进程、步骤等教学各环节的信息，学生可以根据要求，结合自己的实际情况，做出适合自己的学习目标和学习计划。教学管理子模块可以根据课程的不同需要，选择不同的方式，构造出教学服务性信息交流辅助系统。

陕西开放大学教学平台应具有方便维护和相对智能的容错能力，必须保证系统的正常运行，保证各个功能模块不要出现任何问题，即使出现问题，也能对问题进行及时解决。要能便捷的对陕西开放大学教学平台进行利用和维护提供必要的技术支持和保证，以帮助学生很好的完成学习任务。

图2 陕西开放大学教学平台管理框架

四、陕西开放大学教学平台物理架构

1.陕西开放大学教学平台基本技术框架

本平台应选择扩展性和兼容性强的体系架构──四层B/S(J2EE)体系架构。

图3 陕西开放大学教学平台技术框架

(1)表示层 (The Presentation Layer)

基于Struts已逐渐成为Web开发架构的标准。使用Struts的目的是为了减少在运用MVC设计模型来开发Web应用的时间。这样做可以混合使用Servlets和JSP的优点来建立可扩展的应用。

(2)业务层 (The Business Layer)

一个典型Web应用的中间部分是业务层或者服务层。从编码的视角来看，这层是最容易被忽视的一层。

业务层负责如下:

①处理应用程序的业务逻辑和业务校验;

②管理事务;

③允许与其它层相互作用的接口;

④管理业务层级别的对象的依赖;

⑤在显示层和持久层之间增加了一个灵活的机制，使得他们不直接的联系在一起;

⑥通过揭示从显示层到业务层之间的Context来得到business services;

⑦管理程序的执行 (从业务层到持久层)。

(3)持久层 (The Persistence Layer)

典型的Web应用的另一个末端是持久层。应选用ORM开源框架的Hibernate。Hibernate为Java提供了OR持久化机制和查询服务。Hibernate的持久对象是基于POJO和Java collections。此外，使用Hibernate并不妨碍正在使用的IDE。

(4)域模块层 (The Domain Model Layer)

需要一个对象集合，让它在不同层之间传输的域模块层由实际需求中的业务对象组成。在这层不用管那些DTOs，仅关注DomainObject即可。

该技术框架具有如下优点:

①提供轻量J2EE体系结构

②轻量灵捷开发方法

③实用的AOP模式和Filter

④可重用的大规模业务组件

2.陕西开放大学教学平台物理框架

陕西开放大学教学平台的基本硬件组成:控制节点、数据库节点、若干个计算节点和通信节点，各节点机通过千兆光纤网络互连交换和传输数据。

图1 陕西开放大学教学平台硬件组成

在陕西开放大学教学平台中，各个节点通过千兆以太网交换机互连构成。合理的计算单元任务分配能够明显地减少节点间数据、消息流量，因此千兆以太网计算池中机器互连能够满足实时数据传输的需求。当然，合理的网络拓扑结构、高性能网络交换设备和分系统间的路由/防火墙无论是对提高网络效率还是保证系统安全都是有必要的。

为避免系统中单元硬件资源的消耗和易于管理，除控制节点外，池中各节点均为无头服务器。控制节点作为系统控制中心，负责完成整个计算池系统的控制，收集各个节点机的资源状况，按照负载均衡策略对实时任务进行动态分配，并监控系统各个计算节点的任务负载。计算节点主要完成控制节点分配给本计算节点的实时任务，计算机的并行处理。数据库节点汇集各个计算节点的实时任务处理结果，并进行后处理。通信节点负责完成外部多种实时任务的采集，进行预处理并转发给计算节点。整个系统在智能时统终端提供统一的毫秒级精密时统信号支配下工作。