基于Web的网络教学平台是开展网络化学习的基础环境

基于Web的网络教学平台是开展网络化学习的基础环境，它为教师、学生和教学管理人员提供一个学习和工作的网络环境。本文将设计一个包括素材管理、课件制作、网上备课、课堂教学、课后学习、网上考试、师生交互的多媒体网络教学平台，该平台采用层次化设计结构，通过提供一个个性化的门户和一系列的支持工具，将相互独立的教学服务子系统集成起来，为用户提供统一的、个性化的教学服务。本文全面介绍了平台的设计原则、用户分类和系统功能，并着重介绍系统结构。关键词：网络教学

教学平台

个人网络空间1

引言清华网络学堂是清华大学网络教学的支撑平台，已在清华大学等高校运行。本文介绍清华网络学堂的设计原则：建立一个基于纯Web的网络教学平台，引入统一的身份认证与授权管理，教师、学生和管理人员从统一入口进入，根据用户身份确定用户界面和访问权限，为用户提供个性化服务。2

系统功能清华网络学堂的用户分主要为四类：学生、教师、管理员和匿名访客。另外，还有两类特殊的用户：一是助教，拥有主讲教师授予的部分教师功能；一是校领导，他们可以查看所有的网上课程。清华网络学堂的目标是在校园网上建立一个Web化的网络教学环境，在该环境中可以开展网上教学的各项活动，包括教师备课、课件制作、实时交互式多媒体网络课堂教学、课件点播、师生网上交流、学生自学与网络考试，实现“教”与“学”的不同教学环节在一个通用网络应用平台上进行与统一管理。该系统为用户提供一个统一的门户、一个个性化的网络空间和若干网络教学服务。其主要功能如下：2.1

虚拟个人网络空间所谓虚拟个人网络空间，就是在网络上为用户提供一个存储空间及相关服务，使用户在此空间里，可以根据自己的喜好来构筑有自己特色的工作环境，实现方便快捷地访问常用的网络资源。并且在任意一台联网的机器上，用户都可以访问到自己的虚拟网络空间，就象访问自己独占的一台机器上的空间一样。用户拥有这样一个个性化空间，就可以实现“移动”学习——不论是在教室、实验室还是宿舍，都可以进入自己的网上学屋自由学习。2.2

网上课堂网上课堂是用户实施网上教学的主要场所，教师和学生通过网上课堂实现课前、课后和课上的实时与非实时交流，完成教学的各个环节。网上课堂分为学习和管理两部分，学习针对学生，管理针对教师。2.3

课件点播系统／课件管理系统课件点播（CoursewareOnDemand，COD）系统是网络教学中非常重要的系统，主要是解决学生自学环境问题，是培养学生创造性的重要环节。通过课件点播系统，学生能够方便地从丰富的CAI课件和多媒体教学软件中选取自己感兴趣的课程自学。2.4

网络考试系统网络考试包括网上自测和正规网络考试两种类型，网络考试系统必须同时支持这两种考试类型。网络考试系统具有命题、题库管理、自动组卷、考试平台、自动判卷、考生管理、考试评估、成绩发布等功能。2.5

其他系统包括多媒体网络教室系统、素材管理系统、课件制作系统、辅助备课系统等。3

系统结构设计3.1

系统结构整个系统采用多层结构，从系统层次上看，包括资源层、资源管理层、应用逻辑层、表示层（用户界面层）。从功能上看，整个系统包含课件管理系统、课件点播系统、网上课堂平台、网络考试系统、多媒体网络教室系统、用户管理系统、素材管理系统、课件制作系统、辅助备课系统等。系统结构可用图1表示。图1

清华大学网络教学系统结构图

系统的资源包括教学资源（含素材、试题库、课件等）、用户资源和空间资源（含网络系统为用户提供的磁盘空间、数据库空间等）。对于资源的管理包括资源的存放、组织和使用，其中资源的存放和组织是资源层本身要解决的问题。资源存放和组织的好坏直接影响到系统的性能和使用的方便问题。资源的使用主要由资源管理层解决。

资源管理层负责资源的使用，包括资源的生成、修改、删除、访问和访问权限控制。资源管理层包括了网络教学系统的主要应用支撑系统，各应用支撑系统的功能描述如下：（1）主从式多媒体网络教学系统是一个较为独立的系统，它主要实现网络虚拟教室，教师在主教室授课，学生可以实时地在从教室或任意网络终端上听课，并能实现双向交互；另外，上课的内容可以实时存储为多媒体课件。（2）用户管理系统负责用户认证与权限管理，它是其他管理系统的基础，所有系统的用户管理都统一调用用户管理系统来实现。用户管理系统中还包含了个人虚拟网络空间的实现。（3）课件管理系统负责课件的安装、卸载与检索，它主要提供给管理员和教师使用。（4）课件点播系统负责课件的浏览，它通过提供一个中间层，使得用户通过浏览器可以访问任何类型的课件。（5）网络考试系统负责包括试题库管理、试卷生成、答卷、评卷以及考务管理。网络考试系统将提供网上自测、自适应考试和定卷考试等多种形式的考试。（6）素材管理系统、课件制作系统、辅助备课系统不在本期实现。应用逻辑层按照用户的逻辑将应用支撑系统提供的功能及其相关资源有机地组织起来为用户提供服务。它协调各应用支撑系统，使之按照用户的需要组合起来，以应用平台的方式为各类用户提供有效的服务。网上课堂平台是应用逻辑层的集中体现，它以课件管理系统、课件点播系统、网络考试系统、用户管理系统（含空间管理）作为基础，提供一个面向教师、学生和教学管理人员的统一平台。一、

网络环境下的学习及网络教育支撑平台的概念1.网络环境下的学习模式,分为三类模式：探索式学习模式,合作学习模式，个别化学习模式。一、探索式学习模式：这种学习方式离不开多媒体网络学习资源、网上学习社区及网络技术平台构成的全新的网络学习环境。基于网络的教学具有两个基本特征：师生在空间上分离和快速反馈。使得教学以学生（主体）为中心，所有的教学资源都必须围绕学生学习来进行优化配置。教师从知识传授者到学习帮助者、促进者，学生的地位也由原来的被动接受者转变为主动参与者，从以课堂听课为主的学习活动转变为网上听课、课后答疑、讨论、测验练习、浏览相关课外资源、笔记记录等一系列的自主学习活动。二、合作学习模式：强调在学习过程中通过网络和计算机来支持学生之间的交互活动（小组形式），在师生之间、生生之间进行讨论、交流、协作，学生通过合作过程共同完成学习。它比较适合实现情感领域的教学目标以及认知领域的问题解决和决策。最大的优势在于协作活动的参与者促进了学生的学习。

三、个别化学习模式：强调在学习过程中，学生自主学习知识，自我更新知识，通过自己思考、探索来独立完成学习。个别化学习最大的特点在于学生的高度自主性。个别化学习允许程度各异的学生都能按自己的能力选择相应的学习条件，让每个学生都能最大限度地获得学习效益。不仅能使学生掌握知识，还能使学生学会如何学习，培养学生的独立思想。Eelearning概念，电子学习和经验学习的融合。《创新》杂志对新近出现的概念———ee-Learning组织文章进行了讨论,并专门采访概念的提出者、Pangaea网络(在非洲从事教育和济发展的组织)的主席、资深在线和远程学习专家Eskow教授。Eskow指出,ee-Learning是eLearning和经验学习(ExperientialLearning)的混合,eLearning中学生利用各种新的通信技术获得教学,经验学习是一种将学生日常生活作为教学情景的教学方法,而ee-Learning将这两种学习整合在一个更强大的教学实践中。

Web2.0给学习带来了新机遇2007年3月21日,阿萨巴斯卡大学Anderson教授在伦敦大学的“社会性软件和博客学术研讨会”中,阐述了Web2.0技术对于创造和支持正规与非正规跨时空学习的潜力。Anderson指出,当前学习者已经不像从他们不仅渴望学习,而且正在学会评估所获得学习的质量,他们了解很多学习途径会使用各种信息处理、创建和交流工具。在这种背景下，Web2.0对新时代学习的支持主要包括三个:海量的内容;高质量低成本的交流;促进各种代理工具和台的研发和应用。个人学习环境:e-Learning未来发展的趋势。Pontydysgu公司主管Attwell先生指出,教育的变革需要采用适合“网络时代”的技术应用方法,PLE为此提供了新思路,是未来e-Learning的发展趋势。在PLE的启发下,e-Learning将不再被局限在学校机构的范围中(如机构所构建的虚拟学习环境),而可以拥有更广泛的、学习者可自行创建和管理的空间,学习活动也将由学习者自己而不是学校机构来控制。英联邦国家开放学习方面的新进展———PCF4回顾。丹尼尔在本次大会中总结了自2004年PCF3以来,英联邦国家在开放学习方面所取得的五个关键进展:更加注重研究;应用更专业的方法;越来越多的发展中国家参与;人们对技术的新奇感已经过去,更注重如何将其整合到工作中去;实践出新的焦点,如跨国教育、OER和英联邦小国家虚拟大学的成立等。

2．网络教育平台网络教育的关键是创设能够促进学习者主动学习的网络学习环境，学习者在网络学习环境中的学习活动离不开网络教育支撑平台的支持。在网络教育实施的过程中，网络教育支撑平台起着基础设施的作用。网络教育支撑平台是支持网上教学与学习活动的软件系统，包括三个功能子系统：网络教学支持系统、网络学习支持系统、网上教学与教务管理系统。

二、

网络教育支撑平台在国内外的发展研究（一）网络教育支撑平台在国外的发展：从1996年底，1997年初开始出现支持网络教学的软件平台。国际上应用比较好的有IBMLotus公司开发的LearningSpace———IBM电子学习策略的核心技术,作为世界领先的基于Web的远程教学平台,它提供了完整的可扩展的分布式解决方案，是唯一能够在单一平台上提供自学、非同步协作学习和“虚拟教室”同步交互学习所有3种在线学习模式的分布式教学平台；英属哥伦比亚大学计算机系开发的WebCT,它提供了一批支持多媒体学习环境的学员、教师和技术方面的工具；WBT系统在1995年开发的Topclass是一个综合的课程稀内容和教室管理系统；另外还有BlackBoard公司开发的CourseInfo；MadDuck学习技术公司开发的WebCourseinaBox以及Asymmetrix公司研制的支持网络培训和虚拟学习环境的集成软件ToolBook等。这些产品都是从支持多媒体开发或网站建设等方面发展起来的,经过多年的积累,成长为综合的网络教学支撑平台。（二）网络教育支撑平台在国内的发展：我国的网络教育支撑平台研究起步较晚，它的发展主要经历了五个阶段。第一阶段:基于网络课程的网络教学支持平台(特点：简单易用，适用面较窄)

1996年到1999年,中国教育和科研计算机网工程(CERNET)的顺利实施为开展网上教学实验成为可能。从1998年开始，部分高等院校相继开发了一些网络课程，并尝试一些基于网络的教学实践活动，1998-1999年是网络教育支撑平台的雏形阶段。

第二阶段:基于计算机网络的完整集成的网络教育支撑平台(特点：系统完备性、通用性、集成性、符合教学机制、支持教学策略)1999年初至2001年是网络教育支撑平台飞速发展的阶段。这期间国内第一个完整集成的网络教学支持平台Vclass由北京师范大学开发完成。

第三阶段:基于"天网"、"地网"结合的网络教育支撑平台

这一阶段将卫星网络与计算机网络结合,提供了较好的教学实时性、对学习全过程进行辅助以及系统成本相对较高，但可以使更多的学习者受益，因此降低了效用成本。

第四阶段:多元化的网络教育支撑平台随着计算机技术、网络技术的发展和虚拟现实技术、人工智能技术、智能代理技术在教育中的应用,各类新型学习支持工具、教学系统不断产生,促使网络教育支撑平台朝着多元化的方向发展。主要有虚拟教室(VirtualClassroom)、网上协同实验室(Collaboratory)、基于智能代理的网络学习系统等。随着开放教育办学的深入，学生上网受学习场所和集中的学习时间区段的限制。因此，在不能通过电脑上网的情况下，如何获取资源进行随时随地学习，成为学生学习中产生的新的需求。移动学习在数字化学习的基础上，通过有效结合移动计算技术带给学生随时随地学习的全新感受，因而被认为是一种全新的远程学习模式。移动学习是一种基于便携式移动设备进行的数字化学习，属于多元化的网络教学支持系统中的移动学习系统中的技术，其技术基础是——无线通信。它依赖于无线移动网络、Internet以及多媒体技术实现教育内容与教育服务的传输，使学生通过移动电话或PDA等移动计算设备随时随地享受一个受教育的片断，并能提供教师与学生之间的双向交流，方便灵活地实现交互式教学活动。移动学习是满足这一“随时之需”的最合适的解决方案。手持式网络学习系统（网络学习机）：国内市场上的手持式学习设备品牌多种多样:诺亚舟、E百分、文曲星、好易通、步步高、快易通……以期通过提供“听、看、读、写、译”等互动技术以及较为丰富的学习资源为学习者营造一个多维学习环境,提高学生的学科成绩。手持式网络学习系统还具有很多技术优势:学情通报系统、学习轨迹记录和智能分析系统、可视化设计工具、多媒体特效邮件等,不但可以成为学生开展自主学习、协作学习、探究性或研究性学习的好帮手,还可在辅助教师教授、进行发展性评价等方面发挥作用。

第五阶段:网络教育支撑平台的产品化与多样化发展阶段

网络教育公司的介入,使网络教育支撑平台逐渐走上了产品化的道路。在原有集成性教育支撑平台系统的基础上,根据教育教学工作的需要形成了一系列具有针对性的产品,如校园/教育局行政管理系统、校园图书馆管理系统、资源库管理系统、分布式资源网、ITS技能考试系统等产品。

综上所述，我们可以看出伴随着教育需求的增长、教学理论与现代信息技术、传播技术的不断发展和完善,网络教学平台的研究不断地出现一些新的热点和趋势。1.由单一的网络教育平台向支持多模式的网络教育平台发展；2.注重新的技术开发和应用，例如将移动技术，网格技术、点对点技术，等应用到平台的开发中来，同时Blog，Wiki与实时通信等社会软件对网络教育平台的建设也产生了重要的影响；3.随着智能代理、数据挖掘和虚拟现实技术在网络教育中的深入应用，网络教育支撑平台将实现个性化和智能化；4.注重对网络教育支撑平台的简易性，实用性的研究，促进网络教育的快速发展。

三、几种常见的支撑网络教育平台的服务系统研究和设计

“一站式”教学平台开发中接口关键技术研究要实现把各种教学平台、教务管理平台和学校其它信息系统统一起来,实现教学教务管理的“一站式”服务,让教师方便地利用远程教育环境进行教学,让学生方便地自主学习,关键是要解决三个平台统一身份认证问题。一站式教学平台开发中接口关键技术研究，是三级互通、资源共享的远程教学系统，是采用微软.Net架构设计开发,系统本身具有很强的扩展性和兼容性。强调以学生为中心的设计思想，关键是解决跨平台接口技术,并利用微软Session技术建立了一个跨平台统一用户身份认证系统模型,给出了异构平台接口问题的解决方法。Session跨平台传递：当用户访问时,首先连接“电大在线”平台,通过“电大在线”平台身份验证系统进行验证。在电大在线服务器上生成Session,则该用户可以访问电大在线上的资源。同时,通过接口程序,把在“电大在线”平台生成的用户SessionID传递到多媒体远程教学平台课件服务器上,在多媒体远程教学平台上创建新表,把用户名和对应SessionID存储到该表中。这样,当用户要访问显示在“电大在线”平台的多媒体平台上的课件时,实际上用户将连接到多媒体远程教学平台课件服务器上,多媒体课件服务器将根据传递过来的用户SessionID在数据库查找对应的用户名和SessionID,判断该SessionID是否存在,如果存在,说明该用户已经通过“电大在线”平台的身份验证,可以访问多媒体远程教学平台上的课件。所以说“一站式”服务,功能设计合理,能较好满足现代远程教学需求。

基于BBS的异步交互特征探究作为一种交互媒体,BBS操作简单,允许每个用户旁听、提问、参与讨论和发表见,用户之间可以交流思想、协作探究、一起解决问题。它给予人们开展自由平等话的平台,提供了获得认知提升的可能性。虽然异步交互超越了物理空间的限制,人们不再需要汇聚到同一地点就可以展开讨论,但是这种由技术带来的便利是以牺牲现场对话中的非语言符号为代价的。非语言符号是指除语言符号之外的其他所有传播信息的符号,如表情、图像、手势、标志、气味等。所以异步交互中交互距离的存在客观上造成了许多问题。首先,对话轨迹不清晰。其次,偏离主题和无关信息干扰。再次,学习动机的缺乏。虽然有其缺点，但在文本交互特征上有其有优点。因为异步交互通过文本传输教师和学生的思想和情感,由于需要将自己的想法通过文本再现出来,所以异步交互中的信息组织要比面对面中的更加精细和充分。此外,文本交互的显著优势还在于它具备认知留存的功能,BBS论坛会将对话长期的分门别类保存,让我们外化的思想和外界保持持续的联系。同时他也使认知层次逐渐清晰。近年来,教育学者们越来越关注帖子的内容而非数量,异步论坛中帖子数目的表面繁荣并不能完全代表交互的质量,帖子本身的内容水平和交互深度才能更好地说明问题。参考了我们所熟知的布鲁姆学习结果分类,增加了非认知活动一项,得出表1。通过本次研究,也从一定程度上支持了异步交互具有提高学生认知水平和批判思维的空间的作用。对教师来说,像BBS这样的交流环境可以变成有效支持和推动学生批判性思维,深入理解课程内容的工具。基于Wiki的专题学习网站的设计与实现Wiki技术的应用属于网络教育支持工具中的异步交流工具。Wiki是一种多人协作式写作的超文本系统,中文译名为“维客”或“维基”,其代表应用是知识库的合作编写。Wiki的“开放编辑”的特点与其它文章内容固定的互联网应用形成了鲜明的对比。每个人都可以修改网站上的页面数据，这种功能为异步的交流和协作创造了便利的条件。基于Wiki站点的讨论和交流，每个人都可以发表自己的意见,其意义在于讨论结果的直观可见性。开放、合作、平等、共创、共享是Wiki的精髓。1.

从技术的角度来看，使用者只需要简单的服务器平台搭建知识就可以架设自己的Wiki系统。2.

从资源的管理来看，人人都是Wiki系统的管理员,对于页面的操作,人人平等。学习者在共同的主题关注下,有了更明确的学习目标,增强了学习者的信息素养。3.

从协作互动角度看，Wiki改变了传统专题学习网站以BBS为话题组织版面,以用户在相应版块发帖、跟帖的讨论形式。4.

从师生关系方面分析，Wiki专题网站学习系统可以培养学习者协作学习能力以及自主学习能力,密切师生关系。5.

从学习评价来看，传统的专题学习网站普遍是结果性评价,而Wiki平台则更侧重于评价的多元化、过程化的开展。除了以上几点可行性和适应性以外，Wiki具有良好的知识组织结构,在创建不断更新的链接目录和链接集合时非常出色。同时,Wiki具有可汇聚的特点,有利于学习者存储、检索、管理和知识共享。

四．国内目前网络教育支撑平台应用及研究现状

这里主要介绍一下我国网络教育支撑平台的应用现状.

清华网络教育平台由清华大学主办，清华同方股份有限公司出资并承办的虚拟大学校园区系统平台——清华网络教育平台。是应用教育技术学理论和计算机网络技术构建的一个集教学、教学资源库管理、教学管理与评价于一体的综合性网络教育支撑平台，是清华大学教育软件研究中心近年来的一项科研成果，目前已在国内许多家高校投入实际应用。该平台具有如下特点：（1）教师自主设计教案；2）教师个人教学资源与公共教学资源的结合；3）构建学术活动平台；4）以知识点为核心组织网络教学；5）自适应的学习机制；6）智能答疑系统；7）对象的行为跟踪；8）学生自我测评；9）远程考试系统；10）试题生成工具；11）先进的网络教学管理系统。主要采用的技术有：XML技术；流媒体技术网络公式技术；协同学习的支持；数据挖掘技术等。北京师范大学网络教育支撑平台是北京师大网络教育实验室研发的一套专门支持有效开展研究性学习的系统Webil（Web-basedInquiryLearningSystem），一套专门支持有效开展协作学习的系统WebCL（Web-basedCollaborativeLearingSystem），并在多个学校开展了研究性学习和协作学习方面的教改试验。两个系统既可以独立应用于教学，也可以整合到更全面的教学支撑系统中。Webil提供了一个比较完整的“平台＋资源”网络环境下的研究性学习解决方案,如:教与学的研究活动支持，管理和评价的功能，同时建立了适合开展研究性学习的动态资源库和资源导航系统，还包括互联网、图书、电子出版物、期刊杂志等信息资源的索引。资源导航系统使学生避免在浩瀚的网络信息海洋中“迷航”。WebCL提供了学习者学习风格测量，根据不同学习特征进行分