淺談在線教育系統(tǒng)學習路線模塊的設(shè)計與實現(xiàn)論文
淺談在線教育系統(tǒng)學習路線模塊的設(shè)計與實現(xiàn)論文
在線教育即e-Learning，或稱遠程教育、在線學習，現(xiàn)行概念中一般指的是指一種基于網(wǎng)絡(luò)的學習行為，與網(wǎng)絡(luò)培訓概念相似。是通過應(yīng)用信息科技和互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)進行內(nèi)容傳播和快速學習的方法。以下是學習啦小編今天為大家精心準備的：淺談在線教育系統(tǒng)學習路線模塊的設(shè)計與實現(xiàn)xg 論文。內(nèi)容僅供參考，歡迎閱讀!
淺談在線教育系統(tǒng)學習路線模塊的設(shè)計與實現(xiàn)全文如下：
開放存取是基于自由、開放與共享的理念，依托網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的一種全新的學術(shù)出版和信息交流模式，其在多個領(lǐng)域掀起了各種形式的開放存取運動。在線學習系統(tǒng)就是在此思想的推動下，伴隨網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的成熟發(fā)展出的新的教學管理形式。并且伴隨著現(xiàn)代社會對高層次人才的需求和生存競爭的逐漸加大，提高教育質(zhì)量將是高等教育發(fā)展的核心目標。在線學習系統(tǒng)的建設(shè)水平也早已成為衡量現(xiàn)代大學建設(shè)的重要指標。
現(xiàn)有的在線學習系統(tǒng)集成了網(wǎng)絡(luò)共享教學資源、教學資源管理、視頻課程和師生交互等多功能功能為一體。在國外已經(jīng)設(shè)計實現(xiàn)了眾多虛擬學習環(huán)境模型，例如E - learning，并且在實際使用中不斷改進。它們應(yīng)用簡便并具有很多教學工具，在很大程度上適應(yīng)了教師與學生在實際教學中的需求。
如允許發(fā)布教學大綱，更新布告欄，進行課程預(yù)設(shè)，通過搜索引擎對現(xiàn)有資料進行查找，提供豐富的參考教材、傳統(tǒng)教材和多媒體資料，并可以進行簡單的編輯，內(nèi)置博客等新興的展示交流工具，以及在線交流、留言板和論壇等即時交互工具，以方便教師和學生進行及時的交流。另外，還有練習模塊，作業(yè)模塊，下載模塊等教學輔助模塊的支持。國內(nèi)著名高校如北京大學、清華大學、上海復(fù)旦大學、浙江大學、武漢大學等高校早已相繼成立了大學課程中心。通過調(diào)查研究和使用實踐證明，大學課程中心能夠為課程建設(shè)提供必要的技術(shù)支持。
但是現(xiàn)有這些在線學習系統(tǒng)都忽略一個問題:他們?nèi)考葲]有預(yù)設(shè)的學習路線功能，也沒有針對特殊使用者的個性化學習路線，可以使使用者按照學習路線中的課程設(shè)置進行學習。比如當一名使用者申請某門課程的學習時，現(xiàn)有的在線學習系統(tǒng)不會提示使用者學習這門課程之前必須具備的知識和應(yīng)具有的能力，導致課程的申請者申請課程之后發(fā)現(xiàn)無法繼續(xù)學習所選的課程。因為現(xiàn)實中申請者必須按照既定的課程順序進行學習，在前導課程得到及格的成績時才能學習當前選擇的課程。
而在線學習系統(tǒng)預(yù)設(shè)學習路線并修改學習路線模塊可以解決上述問題。首先分析課程與課程之間的關(guān)系，例如得到學習某門課程的前導課程和后續(xù)課程，將這樣的關(guān)系寫入數(shù)據(jù)庫表中，通過程序生成預(yù)設(shè)的學習路線，當使用者選擇學習某門課程時，使用者會清楚的得到學習這門課程所必需學習過的前導課列表，如果使用者前導課列表全部標記為完成，則可以學習所選課程; 否則將不能學習。其次如果前導課程是多門課程的情況出現(xiàn)則需并行學習多門前導課。
第三如果前導課還存在沒有完成的前導課，則一直找到第一門課程從頭開始學習。第四為保證系統(tǒng)的靈活性，管理者也可以針對特殊使用者提出的需求修改預(yù)設(shè)的學習路線。并且上述方法還有另外一項重要的作用，由于在線學習的特殊性，教師無法有效監(jiān)督網(wǎng)絡(luò)另外一端使用者的學習情況，而學習路線的預(yù)設(shè)功能則能為監(jiān)督學生學習起到很大的作用。
文章以遼東學院課程中心為例主要講述在線學習系統(tǒng)學習路線預(yù)設(shè)與修改等技術(shù)，并對其中的關(guān)鍵技術(shù)的實現(xiàn)做了詳細的敘述。預(yù)設(shè)學習路線功能可以彌補學習者盲目選擇課程的缺陷，并且在一定程度上監(jiān)督學習者的學習進度，在一定程度上完善了在線學習系統(tǒng)。在線學習系統(tǒng)的設(shè)計事先做了充足的準備，收集大量專業(yè)的人才培養(yǎng)計劃，根據(jù)人才培養(yǎng)計劃進行了課程關(guān)系的分析，發(fā)現(xiàn)其中存在串行路線、并行路線和混合路線，分別建立數(shù)據(jù)模型。根據(jù)上述數(shù)據(jù)模型建立了學習路線預(yù)設(shè)框架模型，將其加入到課程中心，大大提高了學校的教學管理效率。
1 現(xiàn)狀分析
1. 1 數(shù)據(jù)表的分析
對于在線學習系統(tǒng)的學習路線預(yù)設(shè)模塊需要以下兩個功能: 學習路線預(yù)設(shè)功能和對預(yù)設(shè)的學習路線按照特殊用戶的要求進行修改的功能。
一般來說在線學習系統(tǒng)的學習路線預(yù)設(shè)就是設(shè)置課程和課程之間的關(guān)系，也就是各門課程之間前導和后續(xù)的關(guān)系，是由授課者( 通常是一個人或者一個部門) 決定的，然后將其寫入授課計劃以便執(zhí)行。對于學習路線的預(yù)設(shè)是，首先根據(jù)授課計劃將每個學生的學習路線歸納成一個實體，然后通過二維關(guān)系描述。其次根據(jù)事先的授課計劃將課程歸納成一個二維關(guān)系。兩個二維關(guān)系通過關(guān)鍵字約束，某學習者選擇學習當前課程，程序會通過約束關(guān)鍵字中所選當前課程的前導課號和完成狀態(tài)，如果前導課程已經(jīng)被標記為完成狀態(tài)則可以學習當前課程，否則先學習前導課。對于修改預(yù)設(shè)的學習路線功能則可通過管理員強行修改二維關(guān)系表實現(xiàn)。
1. 2 課程關(guān)系類型的分析
根據(jù)學習常識某一門課程一定不是孤立的，一定會存在前導和后續(xù)課程。如果某門課程的前導課程只有一門課程的情況出現(xiàn)，那么學習者只需學完這一門前導課程就可以向后學習自己所需的課程;但是大多數(shù)情況是某門課程的前導課程是大于一門課程的情況，對于這種情況經(jīng)過分析會出現(xiàn)三種常見的狀態(tài)，分別總結(jié)為串行學習路線、并行學習路線及混合學習路線。串行學習類型的學習路線鏈條來說，某一門課程的直接前導課程只有一門，但該前導課還存在自身的直接前導課程，如果學生希望學習課程D，只有先學習課程A，然后學習課程B，然后學習課程C，最終才能學習所選擇的課程D。
并行學習類型的學習路線鏈條來說，某一門課程的直接前導課程不只有一門，學生如果希望學習課程C，但是課程C 具有課程A 和課程B 兩門并行的前導課，那么學生只能同時選擇學習課程A 和課程B，完成后才能向后進行課程C 的學習。
混合學習路線來說，有時某門課程的前導課在學習鏈條的某一節(jié)點可能是并行學習的情況，有的時候可能是串行學習的情況，對于不同的情況可以分別進行串行學習路線、并行學習路線進行學習。
2 學習路線設(shè)計
2. 1 學習路線類型的判斷
在所有課程的信息都確定填入前面所述的二維關(guān)系中后，當學習著選擇某課程時便會進入預(yù)先設(shè)定好的學習路線，該路線首先判斷當前課程的前導課程數(shù)量，如果不大于1，則可以學習該課程的唯一門前導課或者直接學習該課程; 如果大于1，則判斷該課程的直接前導課程數(shù)量，如果不大于1 則進入串行學習路線，如果大于1 則進入并行學習路線，過程如圖4 所示:
2. 2 串并行學習路線的設(shè)計
在學習著選擇課程，并且進行了學習路線類型的判斷之后，學習者要按照預(yù)設(shè)的學習路線進行學習，為了簡化串行學習路線和并行學習路線設(shè)計流程圖。如串行學習所描述的那樣，當學習著選擇學習課程A 時，必須先學習課程B 和課程C。在學習課程B 和課程C 時需要經(jīng)過和課程A 相同的判斷過程。經(jīng)過類型判斷得到課程A 的前導課程數(shù)量大于1，并且又判斷出課程A 的直接前導課程為1門即課程B，不是并行學習路線，所以就要先學習課程B。課程B 所經(jīng)過的判斷流程和課程A 一致，發(fā)現(xiàn)還有課程C 需要學習，還要進行課程C 的學習。如果系統(tǒng)判斷未學習完成，就繼續(xù)學習課程C，當課程C 學習完成就可以沿著串行學習路線學習課程B，然后是課程A。以此類推即為串行學習路線。
2. 3 修改預(yù)設(shè)學習路線的設(shè)計
如前所述得到預(yù)設(shè)學習路線的方法和學習路線類型判斷及如何在類型判斷后按照學習路線學習的方法，但是學習路線的預(yù)設(shè)又不是死板的、一成不變的，在設(shè)計中具有按照學習者的合理意愿進行學習路線修改的功能: 先由希望修改學習路線的學習者通過發(fā)送信息的方式發(fā)送修改學習路線的申請到任課教師，任課教師不具備修改學習路線的權(quán)利，所以任課教師再通過課程中心內(nèi)信息的方式發(fā)送給管理員，管理員審核通過并備案后授權(quán)教師修改相關(guān)學生的學習路線，以達到因材施教的目的。學習路線預(yù)設(shè)與修改如圖7 所示:
3 功能測試
對于預(yù)設(shè)學習路線和修改學習路線功能的測試是在遼東學院課程中心這個在線學習系統(tǒng)上進行的，遼東學院課程中心是遼東學院自主開發(fā)的在線學習系統(tǒng)，其運行基于遼東學院校園網(wǎng)。參與測試的學習者人數(shù)達到2 300 人，課程數(shù)量5 門。共生成參與測試的學習路線實例11 500 個，其中預(yù)設(shè)串行學習路線2 300 個，預(yù)設(shè)并行學習路線2 300個，預(yù)設(shè)混合學習路線2 300 個，將前導課完成狀態(tài)標記為完成狀態(tài)的學習路線2 300 個，修改預(yù)設(shè)學習路線2 300 個。全部的預(yù)設(shè)學習路線都能按照設(shè)計的要求約束學習者沿路線進行學習，修改學習路線功能也能夠按照學習者的要求在管理員的權(quán)限下進行合理修改。
預(yù)設(shè)學習路線和修改預(yù)設(shè)學習路線模塊在遼東學院課程中心和校園網(wǎng)上可以順暢的運行，但是隨著學習者的增多，會產(chǎn)生越來越多的學習路線實例，這將產(chǎn)生大量的數(shù)據(jù)冗余，要求數(shù)據(jù)庫服務(wù)器的數(shù)據(jù)存儲、吞吐能力強，提高了教學成本和管理難度，這些都是今后需要進一步改進的地方。
4 總結(jié)與展望
隨著時代的發(fā)展，在線學習成為當今重要的學習方式之一，也產(chǎn)生了很多在線學習系統(tǒng)，但是目前的在線學習系統(tǒng)都沒有預(yù)設(shè)學習路線和修改學習路線這個功能，無法監(jiān)督學習者的學習狀態(tài)，不方便教學管理。文章以遼東學院課程中心為例主要講述在線學習系統(tǒng)預(yù)設(shè)學習路線模塊的課程關(guān)系的分析、數(shù)據(jù)庫表的建立、學習路線預(yù)設(shè)與修改等技術(shù)，建立串行學習路線預(yù)、并行學習路線預(yù)設(shè)和混合學習路線預(yù)設(shè)框架模型，并對其中的關(guān)鍵技術(shù)的實現(xiàn)做了詳細的敘述，希望能為開發(fā)者提供一個實用模型，并且希望對其他應(yīng)用的建設(shè)有一定的借鑒作用。
對于大量學習者的學習路線實例產(chǎn)生的數(shù)據(jù)冗余問題，功能開發(fā)者已經(jīng)找到應(yīng)對的思路和方法。可以參考目前流行的個性化推薦方法，例如基于關(guān)聯(lián)規(guī)則的推薦、基于內(nèi)容的推薦、協(xié)同過濾推薦，根據(jù)學習者以往的選課信息，在線學習系統(tǒng)自動的將學習者可以進行學習的課程推薦給學習者實現(xiàn)智能預(yù)設(shè)。由于現(xiàn)實條件約束在這個版本的學習路線預(yù)設(shè)中無法體現(xiàn)，但是在接下來的學習路線預(yù)設(shè)版本中會加入這個功能。
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