以学习者为中心的学习管理系统的设计与实现

李 华，龚 艺，纪 娟

（四川广播电视大学，成都 610073）

以学习者为中心的学习管理系统的设计与实现

李 华，龚 艺，纪 娟

（四川广播电视大学，成都 610073）

随着在线教育的快速发展，以教学者为中心的学习管理系统已难以满足当前远程教育的需求，为此设计并实现了以学习者为中心的学习管理系统。系统功能上划分为网络空间和课程平台两大部分，其中，网络空间为学生、教师、教学管理人员提供一站式登录服务，各类用户通过网络空间可进入课程平台以及教务、网考、数字图书馆等外部系统；课程平台从学习者在线学习的角度出发，开发了课程学习、课程练习、学习支持3个模块，为设计以学习者为中心的网络课程提供了良好的平台支撑。

学习管理系统；网络空间；课程平台

0 引言

学习管理系统作为开展在线教育的主要功能平台，为辅助教师开展教学活动以及实现教学互动提供了有力的支持[1]。然而当前许多学习管理系统主要面向传统网络课程[2]，强调的是以“教”为中心的教育理念，着重于课程内容信息的传递和多媒体形式的展示[3]。近年来，随着在线教育在我国的快速发展，以MOOC、E-learning2.0、移动学习等为代表的各类新兴在线教育模式不断涌现，更加强调以学习者为中心的在线教育理念，重视学习者的在线学习过程、学习体验，因而有必要对传统学习管理系统进行改进。

目前，国内外比较成功的软件项目有Moodle、Blackbord、Sakai等，均较好地体现了以学习者为中心的设计理念，但是由于资金不足、技术保护、已有数据资源难以共享，加之与本校业务情况不相符等诸多原因，引入上述系统存在很多障碍。鉴于此，笔者在相关理论研究和已有成功案例研究的基础之上，结合学校远程教学的特点及整个远程教育办学网络的实际情况，设计实现了符合笔者所在学校——四川广播电视大学远程教学特征的、以学习者为中心的学习管理系统（Learner centered learning management system，LC_LMS），并应用于学校的远程教学之中，取得了良好的实际应用效果。

1 需求分析

四川广播电视大学是一所运用现代信息技术开展远程教育的省级开放大学，原有学习管理系统（也称远程教学平台）的建设理念与实现技术已相对落后，主要表现在下述几方面。

（1）对于成人学习者的在线学习特点认识不够。成人学习者对于在线学习的方便性、快捷性要求较高；更容易接受实用性较强的课程内容[4]；具有较强的自主性，倾向于更加灵活的学习方式。

（2）对于网络课程的设计理念认识不够。课程设计主要以“教”为中心，课程内容仅是文字、图形、视频等学习资源的展示，缺少面向学习者的学习支持和服务。

（3）系统缺少对学习过程数据的收集，无法准确评价学习者的学习效果、学习行为，也难以根据数据反馈对网络课程进行后期改进和优化。

（4）系统访问方式单一，主要支持学生在电脑端进行学习，对手机等移动端支持尚处于探索阶段。

（5）信息化孤岛现象严重，学习者在学习管理系统中，只能进行课程学习，无法完成在校期间的其他任务。

上述问题的存在，导致了学习者参与在线学习的积极性不高，课程完成情况不理想。因而LC_LMS从解决上述问题的角度出发，主要设计了具有平台一体化、良好的学习支持服务、完善地记录学习过程数据、多终端访问等多种功能的学习管理系统。

2 系统设计和实现

2.1 软件架构

按照以上需求，进行LC_LMS的系统软件架构设计。图1为LC_LMS软件架构图。

图1 LC_LMS软件架构图

系统主要包括网络空间和课程平台两部分。通过网络空间，用户可以进入课程平台以及教务、网考、数字图书馆、双向视频等外部系统；课程平台分为课程学习、课程练习、学习支持三个主模块，其中学习支持模块又包含课程论坛、远程呼叫系统、社会化软件3个子模块。

2.2 各模块设计思路和实现的关键技术

2.2.1 网络空间

学习管理系统面向的用户主要分为3类：学生、教师和教学管理人员。由此建立了学生、教师、管理3种类型的空间，为各类用户提供统一登录入口。对于用户，访问的只是一个平台，而对于后台，则是由多个子系统构成，系统之间通过统一的数据标准进行沟通和联系。

下文以学生空间为例说明空间的设计思路和实现的关键技术。学生在校期间，除了正常的线下学习之外，许多学习任务还需要在线上完成。经过整理和归纳，与学习者在校期间密切相关的有课程学习、在线考试、成绩查询、学习资料收集，与之相对应的有课程平台、教务系统、网考系统、数字图书馆、双向视频等系统。

为了实现学习者从统一入口进行登录，进行了如下设计。

首先，统一各系统的用户体系，即各系统用户采用相同的用户名和密码。从方便性角度出发，用户名和密码的设置规则为“学号+出生年月”，各系统参照此规则设定，而且不允许修改。

其次，设计空间到各系统的跳转方式。由于各系统的建设方式不同，主要分为自建和外部购买，所以设计了UCenter同步登录和模拟登录两种跳转方式。对于自建系统采用UCenter同步登录方式。UCenter是一款开源软件，提供同步登录、退出、注册等相关接口，可以实现用户一个账号，在一处登录，全站通行。自建系统包括空间、课程平台、课程论坛等，以上系统对接入Ucenter，以空间为主，空间一旦登录，即在课程平台和课程论坛同时登录。对于外部系统则采用模拟登录的方式，模拟登录方式是通过post方式将目标登录页面的用户名和密码输入框替换成空间传入的参数即可。

最后，某些功能的实现。例如学生查询成绩，不需要从空间跳转到教务系统中，而是采取利用WebService获取数据的方式。教务系统开发相应WebService接口，学生空间调用接口，开发相应功能界面。

按照以上设计思路，最终实现的学生空间如图2所示。

2.2.2 课程平台

课程平台承担网络课程建设和学习功能，属于LC_LMS的核心部分。在研究成人学习者在线学习特点的基础之上，课程平台的开发主要是以设计“以学习者为中心的网络课程”为目的，分为课程学习、课程练习、学习支持3个模块。

（1）课程学习模块

课程学习模块承载课程内容（即学习资源）的建设和学习功能。课程学习模块的设计主要采用了以下思路。

首先，课程结构模块化。按“章-节-课时”的形式组织，符合学习者一贯的认知；学生可根据个人实际情况按需要选择相应模块进行学习，不添加类似于“先学完某一部分内容，才能学习另一部分内容”这样的过程控制。

其次，课程的内容设计注重系统化和实用性。在传授基础知识的过程中，紧密联系实际，可以解决在生活工作中遇到的实际问题。课程内容包含图文、视频、音频、PDF文档、链接等多种学习资源类型，可以支持绝大部分类型资源的上传。

图2 学生空间展示图

再次，课程兼顾多终端，满足学习者不同的访问需要。一是学习资源的制作，例如视频资源要求以MP4的格式上传，音频资源以MP3的格式上传；二是课程页面的呈现，同时适应电脑端和移动端，课程模块的前台页面采用Metronic响应式框架开发，可自动响应学习者使用的终端设备。学习者在课程学习过程中，除了浏览学习资源之外，还可以做笔记、提问题，做练习，辅助课程学习，提高学习效果。

最后，课程模块可以有效地统计课程和资源的学习情况，包括学习人数、完成人数、平均学习时长、提问数、音视频时长等属性，以及学习者的登录次数、在线学习时间、课程学习进度等数据。以上数据的收集有助于学习者了解自己的学习时间、学习进度等学习情况，也有助于教师和教学管理人员对学生的在线学习情况和网络课程进行有效的评估。

根据以上设计思路，课程学习模块的实现选择了开源的EduSoho平台进行二次开发。EduSoho是采用PHP和MYSQL数据库开发的开源程序，具有较为完善的网络课程管理和学习功能以及各种数据的收集功能，比较符合上述开发思路。在此基础之上，结合本校的实际情况，由技术人员进行相关二次开发。

（2）课程练习模块

课程学习模块中的登录次数、在线学习时间、课程学习进度等数据只能统计学习者的参与在线学习情况等比较浅显的数据，如果需要统计学习效果，则难以实现，因而在课程平台中加入了练习模块。

设计练习模块的目的是为了让学生通过完成试题、巩固课程学习的效果，自我评价课程的学习情况。教师和教学管理人员也可以通过练习的完成情况，对学习者的学习效果等属性进行有效评估。

为了避免教师的重复建题工作，练习模块中的试题来自于学校已有题库系统中的标准化试题，试题以XML格式共享给练习模块。在练习模块中，软件设计了多种练习形式：章节练习、顺序练习和错题练习。每种形式有两种模式，答题模式和学习模式。模块中的试题类型全部为客观题，可以及时响应用户的输入，学习者可基于PC端和移动端在练习模块中自主完成课程练习，系统记录完成情况，并实时给学习者反馈回答的正误。

练习模块采取自主开发模式，采用的是ASP. net多层开发模型，模块实现的关键技术是XML试题格式的读取和显示。由于试题以XML的格式保存和传输，而XML文件格式复杂且比较庞大，传输占带宽，为了提高数据的传输效率，浏览器客户端主要通过JSON读取XML数据。JSON是一种轻量级的数据交换格式，JSON和XML相互转换时，主要有两种处理方法，一是在前端通过Ajax的方式来读取XML，然后对XML数据进行JSON解析；二是在服务器后端通过C#代码完成转换，输出的数据是JSON字符串，前端直接使用。LC_LMS主要使用第二种技术手段，借用第三方类库JSON.NET实现两者之间的转换。

（3）学习支持模块

学习支持模块是课程平台中重要的组成部分。国内外多项研究表明，良好的在线学习支持服务是提升学习者在线学习积极性，保证课程完成度的重要途径[5-6]。LC_LMS中外购和引入了多种社会化软件用于搭建学习支持服务框架，包括课程论坛、远程呼叫系统、微信、QQ等等。

课程论坛使用的是开源的Discuz开源论坛，供教师开展教学活动和与学生交流用。远程呼叫系统使用的是外购的乐语远程呼叫系统，通过代码内嵌入LC_LMS中，并安排了相关的客服人员，为学生在线学习提供实时服务。许多课程建立了微信公众号，利用微信的推送功能，为学习者推荐学习资源或推送消息；有些课程还建立了qq群，学习者可以加入qq群参与讨论或咨询问题。以上社会化软件的使用，方便了学生之间、师生之间的交流，从而营造出协作化学习的氛围。

按照以上设计思路，最终实现的课程平台如图3所示。

图3 课程平台展示图

3 结语

LC_LMS经过近一年的开发，已投入实际使用。本系统实施以来，平台开设网络课程357门；教师制作上传各类媒体资源（音视频、动画、图文等）达13 051件；系统内在线学习学生达12 031人，平均在线驻留学习时长达6.5小时/周，同时在线人数峰值最高达657人；在线开展教学活动达133次，发布主题帖41 446个，最热门主题帖访问1 235人次。相比原有学习管理系统，LC_LMS有效地提高了学习者在线学习的积极性和参与度，课程完成程度有明显提高，LC_LMS的投入使用为提高本校的在线教育质量起到了积极的作用。

LC_LMS开发过程中所涉及的设计思路和实现技术，为其他院校的学习管理系统建设提供了可借鉴的经验。后续的研究工作，主要从以下方面展开：根据系统中收集到的海量的学习行为数据，利用学习分析技术和大数据分析技术，为学习者提供个性化的学习资源。

［1］张汉玉，穆肃，任友群.学习管理系统的社会性交互功能比较——基于对Blackboard、Moodle、Sakai的调查与使用体验［J］.现代远程教育研究，2013（2）：38-44.

［2］李华，龚艺，纪娟，等.面向MOOC的学习管理系统框架设计［J］.现代远程教育研究，2013（3）：28-33.

［3］李宝敏.网络课程设计：从“关注教”走向“关注学”［J］.全球教育展望，2009，38（11）：34-39.

［4］陈维华，马桂霞.基于成人学习者特征的网络课程设计研究［J］.河北大学成人教育学院学报，2013（1）：81-84.

［5］方舟，奚群英，吕有伟.学习支持服务与学生参与度关系的调查研究——以浙江奥鹏远程教育为例［J］.开放教育研究，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

四川广播电视大学重点科研项目“四川开放大学教学与教务平台的研究与设计”(KTKYC2016009Z)；四川广播电视大学青年教改项目“基于碎片化学习的四川电大移动学习平台建设研究”（XMWLJY2016006Q）

李华（1978-），男，重庆万州人，讲师，硕士，研究方向为数据库技术、信息化技术与在线教育；龚艺(1979-），女，贵州织金人，工程师，硕士，研究方向为软件开发；纪娟（1983-），女，安徽安庆人，讲师，硕士，研究方向为计算机网络与分布式系统。