网络教学平台的发展现状及趋势

寇媛媛

（西安职业技术学院陕西西安710077）

随着社会经济的不断发展和科学技术的日益进步，一方面社会经济的持续发展需要大批与之相适应的人才投入；另一方面，社会的进步和现代化是以教育机会均等，施行多样化教育和人人都可接受终身教育为其主要特征的。这样的教育需求必然对教育的现代化提出更为迫切的要求，如果仅仅依靠传统的教育思想、教育体制、教育方式和方法是难以同时满足以上两方面要求的，因此人们一直在试图采用更先进的教学手段，为一切愿意学习的人提供一切学习的机会，提供具有个别化学习特点的教育方式。施行多样化教育和终生教育，可以充分利用教育资源，达到资源共享、办好教育、加快教育现代化的步伐。

1 网络教学平台的发展

网络教学平台是基于Internet开展现代远程教育的支撑平台，为远程教学的学习者和教育者提供了授课、学习、答疑、讨论以及作业处理等教学过程的支持工具。它采用支持共享、具备互操作性、能提供质量保证并符合统一开放性的标准，它是开展现代远程教育必备的教学支撑环境。类似的平台最先产生在信息基础设施比较发达、信息化程度较高的国家，欧美国家在这一方面走在了世界的最前线。目前在市场上大多数产品均能提供相对完整的解决方案，如英属哥伦比亚大学计算机科学系开发的Web CT（Web Course Tools）、加拿大Simon Fraser大学开发的Virtual-U、Lotus公司的Learning Space以及Smart force、Digital Think、IACKBOARD、SYBA等。这些产品支持自主学习、实时学习，大多具有课程发布能力以及跟踪和管理能力，部分产品还具有集成的课程内容与编创工具，使教师能专注于整合教学内容，也为使用者提供了灵活丰富的学习体验[1]。

2 网络教学平台的现状

2.1 数字化校园的发展

随着计算机与网络的普及，数字技术正在改变人类所赖以生存的社会环境，使人类的生活及工作环境具备了更多的数字化特征，也带来了人类生活和工作方式的巨大变化。在此基础上诞生了数字化校园的概念。“数字化校园”是以校园网为背景集教学、管理、娱乐为一体的新型数字化的工作、学习、生活环境。它利用计算机技术、网络通讯技术对学校的教学、科研、管理、生活服务等各方面信息资源进行全方位数字化，并科学规范地对这些信息资源进行整合集成，以构成统一的用户管理、统一的资源管理和统一的权限控制；通过组织和业务流程再造，推动学校进行制度创新、管理创新，最终实现教育信息化、决策科学化、管理规范化[2]。

1990年，由美国克莱蒙特大学教授凯尼斯·格林（Kenneth Green）发起并主持的一项大型科研项目“信息化校园计划”（The Campus Computing Project），是数字化校园概念的最早出现[3]。十几年来，数字化校园在全球得到了飞速发展。目前在美国，据统计3 000余所公立、私立的大学和学院中，都已经建立了正式网站，有近95%的学校建立了无线网络，在网上为学生提供的服务有网上课程、在线课程注册、网上杂志和参考资料等，已经基本上完成了由传统教育向基于数字平台教育的转变。

国内的校园数字化建设近年来也有迅猛发展，清华大学和北京大学等著名高校的校园网络化建设是于90年代初起步的，经过近十多年的建设，现已基本建成了以高速校园网为核心，包括以学术研究、网络教学、信息资源、社区服务和办公管理为功能，以开展远程教育为辐射功能的数字化教育系统。

另一方面，数字化校园建设应当是面向全校师生的公共服务体系。其中多媒体服务体系将是不可缺少的一部分[5]，而目前的数字化校园建设比较缺乏对多媒体服务的重视，本文目的在于利用最新的P2P流媒体技术将计算机局域网、远程教学网、智能数字广播网及校内有线电视等以数字方式有机地整合起来，实现诸如音视频点播、在线直播、视频对话，课件点播、智能广播、教学观摩评估、网络监控等多种实用功能，并提供统一的管理平台，包括用户管理，文件管理，数据统计，收费系统等模块。

2.2 核心技术

网络教学资源系统在客户与资源库之间采用B/S结构模式，管理员与资源库之间采用的是B/S和C/S相结合的混合结构模式。B/S结构可以为用户提供一个友好的界面并尽可能减少用户操作的复杂性，而对系统管理员采用B/S和C/S相结合，增强了系统管理的灵活性、可靠性，提高系统的处理能力，保证系统高效安全稳定地运行[6-7]。

一个完整的网络教学平台应包括网络教学活动整个过程中所涉及的管理员、教师、学生等对象，他们在整个系统中具有不同的功能和权限。在总体结构上采用基于Web的3层B/S结构，即数据库服务器、Web服务器、浏览器。各类教学资源在数据库服务器中统一存放和组织，学生在客户机一端，使用浏览器向Web服务器代理提出请求，服务代理通过中间件与数据库链接，把请求服务的教学内容以Web页面形式通过浏览器反馈给学生。因此，网络教学平台在总体功能结构上应包括教学与系统管理、网络教学与自主学习、网络课程开发与资源管理等3个功能子系统[8]，如图1所示。

当然，网络教学平台还应向智能化网络教学系统发展，智能化网络教学系统的研究和应用主要有以下一些热点技术：

1）MAS（Mu1ti-Agents System多代理系统）

图1 网络教学平台总体结构Fig.1 Construction of network teaching platform

Agent（代理）的研究起源于人工智能领域，其定义由Wooldridge和Jennings在1995年提出它是指模拟人类行为和关系、具有一定智能并能够自主运行和提供相应服务的程序。Agent的突出特点是：自主性（Autonomy）、主动性（Activity）、反应性（Reactivity）、可移动性（Mobility）和社会性（Sociality）。自90年代中期以来，智能代理技术在基于web的远程教学中应用日益普遍。“Agent不仅可以作教师代理，也可作学生代理，而且可以成为学生学习过程中多方面的代理，即多重代理（Mu1ti-Agents）”[9]。

2）XML（可扩展标记语言）

可扩展标记语言（Extensible Markup Language）简称XML。XML自1998年出现以来，首先在电子商务领域得到广泛应用，并逐渐扩展到其他领域，XML在教育上的应用前景是十分广阔的。XML是在Html的基础上发展起来的。

3）GRID（网格）

异构资源库系统之间的互操作，虽然解决了资源的分布式管理问题，但资源站点的添加与删除过程很麻烦；另外，目前的网络教育资源都是以文件形式存放的静态资源，而普遍意义的网络教育资源应该包括一切能够应用于教育的软硬件计算资源（即除了与教学内容相关的多媒体课件、数字音视频、电子文档、数据资料等以外还应包括教学平台、教学网站以及网上的各种服务器等）。为此需寻求更简便、更有效的分布式资源管理模式。GRID技术正是解决这一问题的最理想手段。

4）ASP.NET

ASP.NET是由Microsoft公司制作，基于Windows平台的一个统一的Web开发模型，它包括生成企业级Web应用程序所必需的各种服务，能够让开发人员使用尽可能少的代码完成任务。每个Web应用程序都是由页面构成，开发人员还是可以使用大量的Htm l代码，甚至在页面中嵌入服务器端脚本，以及添加封装了编程逻辑的组件等。

ASP.NET在智能网络教学系统开发中的主要有如下几点优势：

①技术功能强大，内容丰富，应用灵活，它包括了开发智能网络教学系统所需要的各项技术手段，能够满足开发智能网络教学系统的各种技术需求。

②现有许多网络课程的开发通常是由专业的程序开发人员做程序设计，而由教学人员来编制教学内容，两者需要密切配合，采用ASP技术或者其他类似的脚本程序技术，程序代码和Htm l代码是混合在一起的，给页面的开发和维护带来了很大的问题。在ASP.NET中，Html和程序代码分离，程序代码单独保存，便于网络课程的开发。

③ASP.NET程序是编译执行的，它比ASP网页拥有更高的运行效率。ASP页面中脚本语言是解释执行的，运行速度较慢。而ASP.NET程序是编译执行的，在实际应用中，效率更高，速度更快。

④ASP页面很多都是在“记事本”等文本编辑器中编写的，编码效率低，不便于调试，而ASP.NET可以采用VB.NET、C#.NET等语言作为其开发语言，开发效率高，调试方便还可以很方便地采用类和组件等软件工程方法和技术，大大提高开发软件的效率。

ASP.NET程序只能在服务器端执行，当客户端浏览器向服务器发送请求要求打开ASP.NET程序时，服务器会从磁盘上读取该程序并执行，然后将执行结果转换成Htm l文档作为响应返回给客户端浏览器，客户端浏览器收到服务器返回的Html文档后，经过解析得到的页面就会呈现在用户面前。ASP.NET程序的响应过程，如图2所示。

图2 ASP.NET程序的响应过程Fig.2 ASP.NET working process

5）NLP（自然语言处理）

在网络课程中一个重要的功能就是网上的智能辅导与答疑。不论是国内还是国外，智能网络教学系统的开发与实现，都是要在网络课程使用的辅导与答疑系统中，事先建立一个内容丰富、全面的答案库。按照技术实现难度的不同，这类系统可以分成简单匹配式、模糊匹配式和段落理解式3种类型。简单匹配式辅导答疑系统主要通过简单的关键字匹配技术来实现对学生提出问题与答案库中相关应答条目的匹配，从而做到自动回答问题或进行相关辅导。模糊匹配式辅导答疑系统则在此基础上增加了同义词和反义词的匹配。这样，即使学生所提问题中按原来的关键字在答案库中找不到直接匹配的答案，但是假若与该关键字同义或反义的词能够匹配则仍可在答案库中找到相关的应答条目。段落理解式辅导答疑系统是最理想的、也是真正智能化的辅导答疑系统（简单匹配式和模糊匹配式，严格说只能称之为“自动辅导答疑系统”而非“智能辅导答疑系统”）。由于这种系统涉及自然语言的段落理解，对于汉语来说，这种理解涉及自动分词、词性分析、句法分析和语义分析等NLP领域的多种复杂技术，所以实现难度很大。迄今为止，在国内的网络教学中还没有一个实用化的、能真正实现汉语段落理解的智能辅导答疑系统。在我国有些大学的人工智能实验室或中文信息处理实验室中，已有少数研究人员正在研发这类系统的实验原型。相信在不久的将来，就会有这一类的实用性智能系统问世。这是智能化网络教学系统的重要研究方向之一。

2.3 工业化开发平台的实现

网络教育服务是新兴的行业，服务提供商需要开发众多的网络教学支撑平台，这里面存在许多可复用的功能模块可以封装成组件。组件的开发是一个积累的过程，需要长时间的坚持以及众多开发人员的参与。组件的积累过程需要一个统一的维护工具，并提供给复用人员获取组件的途径，这就是组件库的管理维护工具。在组件数量达到一定规模时，完整的组件库系统将能有效地支持平台的开发，对提高网络教学支撑平台的开发效率，实现以装配形式组装系统的工业化开发具有重要意义。

3 网络教学平台存在的问题及展望

当前大部分已经使用的网络教学平台或多或少地存在以下一些问题：1）教学环境的动态交互功能不强；2）缺乏对多学科体系的支持；3）网上测试系统的功能不强；4）智能性较低或没有智能；5）对网络协作的支持不够。

协作学习是一种为了促进学习，由学习者协作完成某个给定学习目标教与学的有效方法。它是随着学习理论研究的深入而发展起来的，强调学习者积极主动参与，与他人交流、合作，在共享思想和信息的过程中建构知识，这对于培养学习者的创造能力、批判思维、探索发现精神、与学习伙伴的合作共处能力非常重要。而且，协作学习有利于培养具有合作精神的创新人才。在协作学习过程中，学习者在发问者、解释者、协助者、评价者等角色之间不断地进行变换，在角色变换和磨合中训练其有效的协作技巧、沟通能力。学习者之间以融洽的关系、相互信任的态度共享信息和资源、共担学习责任，让他们对团体产生参与感、认同感和归属感。这些需要与同伴相互合作才能够产生的心理需求，是传统课堂教学、独自的个别化学习环境中所缺乏的。表1是网络教学和传统教学比较表。

表1 实验数据Tab.1 Data of experiment

从统计表可以看到，参与网络教学的学生学习兴趣和参与意识强烈，合作性加强，创新能力增加。

另外，在基于Internet的协作环境下，学习者不仅可以锻炼与他人合作的社会能力，还可以通过与他人合作主动探索知识、解决问题，培养学习者的创新能力，而现有的许多网络教学平台对于上述这些方面的实现还远远不够。

网络教学平台是高校数字化校园建设中的一个重要应用系统，可以满足高校在教学资源管理、网络教学管理和教学应用等3大方面的内在需求，是学校运用教育技术和通信技术提高教教学效果及人才培养质量的重要保障[10]。

4 结论

通过对目前教学资源管理系统的主要实现模式和存在问题的分析，利用ASP.NET平台结合XML技术以及数据库相关技术，实现一个开放的、高效的、安全的智能化网络教学系统和资源管理平台，使得高校可以利用该平台对其内部的各种教学资源实现统一的管理和合理的利用，进而探索一种现代网络技术与传统教学相结合的全新教学模式。

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