浅谈在线教育系统学习路线模块的设计与实现

1、浅谈在线教育系统学习路线模块的设计与实现开放存取是基于自由、 开放与共享的理念， 依托网络技术的一种全 新的学术出版和信息交流模式， 其在多个领域掀起了各种形式的开放 存取运动。 在线学习系统就是在此思想的推动下，伴随网络技术的成 熟发展出的新的教学管理形式。并且伴随着现代社会对高层次人才的 需求和生存竞争的逐渐加大， 提高教育质量将是高等教育发展的核心 目标。在线学习系统的建设水平也早已成为衡量现代大学建设的重要 指标。现有的在线学习系统集成了网络共享教学资源、教学资源管理、视 频课程和师生交互等多功能功能为一体。 在国外已经设计实现了众多 虚拟学习环境模型，例如E - learning，并

2、且在实际使用中不断改 进。它们应用简便并具有很多教学工具，在很大程度上适应了教师与 学生在实际教学中的需求。如允许发布教学大纲，更新布告栏，进行 课程预设，通过搜索引擎对现有资料进行查找， 提供丰富的参考教材、传统教材和多媒体资料，并可以进行简单的编辑，内置博客等新兴的 展示交流工具，以及在线交流、留言板和论坛等即时交互工具，以方 便教师和学生进行及时的交流。另外，还有练习模块，作业模块，下 载模块等教学辅助模块的支持。 国内著名高校如北京大学、 清华大学、 上海复旦大学、 浙江大学、 武汉大学等高校早已相继成立了大学课程 中心。通过调查研究和使用实践证明， 大学课程中心能够为课程建设提供必要

3、的技术支持。但是现有这些在线学习系统都忽略一个问题:他们全部既没有预设 的学习路线功能， 也没有针对特殊使用者的个性化学习路线， 可以使 使用者按照学习路线中的课程设置进行学习。 比如当一名使用者申请 某门课程的学习时， 现有的在线学习系统不会提示使用者学习这门课 程之前必须具备的知识和应具有的能力，导致课程的申请者申请课程 之后发现无法继续学习所选的课程。 因为现实中申请者必须按照既定 的课程顺序进行学习， 在前导课程得到及格的成绩时才能学习当前选 择的课程。而在线学习系统预设学习路线并修改学习路线模块可以解决上述问 题。 首先分析课程与课程之间的关系， 例如得到学习某门课程的前导 课程和后

4、续课程， 将这样的关系写入数据库表中， 通过程序生成预设 的学习路线， 当使用者选择学习某门课程时， 使用者会清楚的得到学 习这门课程所必需学习过的前导课列表， 如果使用者前导课列表全部 标记为完成， 则可以学习所选课程;否则将不能学习。其次如果前导 课程是多门课程的情况出现则需并行学习多门前导课。 第三如果前导 课还存在没有完成的前导课，则一直找到第一门课程从头开始学习。 第四为保证系统的灵活性，管理者也可以针对特殊使用者提出的需求 修改预设的学习路线。并且上述方法还有另外一项重要的作用， 由于 在线学习的特殊性， 教师无法有效监督网络另外一端使用者的学习情 况，而学习路线的预设功能则能为监

5、督学生学习起到很大的作用。文章以辽东学院课程中心为例主要讲述在线学习系统学习路线预设 与修改等技术， 并对其中的关键技术的实现做了详细的叙述。 预设学 习路线功能可以弥补学习者盲目选择课程的缺陷， 并且在一定程度上 监督学习者的学习进度， 在一定程度上完善了在线学习系统。 在线学 习系统的设计事先做了充足的准备，收集大量专业的人才培养计划， 根据人才培养计划进行了课程关系的分析，发现其中存在串行路线、 并行路线和混合路线， 分别建立数据模型。 根据上述数据模型建立了 学习路线预设框架模型， 将其加入到课程中心， 大大提高了学校的教 学管理效率。1现状分析1. 1数据表的分析 对于在线学习系统的

6、学习路线预设模块需要以下两个功能:学习路 线预设功能和对预设的学习路线按照特殊用户的要求进行修改的功 能。一般来说在线学习系统的学习路线预设就是设置课程和课程之间的 关系， 也就是各门课程之间前导和后续的关系， 是由授课者（通常是 一个人或者一个部门）决定的，然后将其写入授课计划以便执行。 对 于学习路线的预设是， 首先根据授课计划将每个学生的学习路线归纳 成一个实体， 然后通过二维关系描述。 其次根据事先的授课计划将课 程归纳成一个二维关系。 两个二维关系通过关键字约束， 某学习者选 择学习当前课程， 程序会通过约束关键字中所选当前课程的前导课号 和完成状态，如果前导课程已经被标记为完成状态

7、则可以学习当前课 程，否则先学习前导课。 对于修改预设的学习路线功能则可通过管理员强行修改二维关系表实现1. 2课程关系类型的分析 根据学习常识某一门课程一定不是孤立的，一定会存在前导和后续 课程。如果某门课程的前导课程只有一门课程的情况出现， 那么学习者只需学完这一门前导课程就可以向后学习自己所需的课程;但是大 多数情况是某门课程的前导课程是大于一门课程的情况， 对于这种情 况经过分析会出现三种常见的状态， 分别总结为串行学习路线、 并行 学习路线及混合学习路线。 串行学习类型的学习路线链条来说， 某一 门课程的直接前导课程只有一门， 但该前导课还存在自身的直接前导 课程，如果学生希望学习课

8、程D,只有先学习课程A,然后学习课程B,然后学习课程C,最终才能学习所选择的课程D。并行学习类型的学习路线链条来说，某一门课程的直接前导课程不只有一门，学生如果希望学习课程C,但是课程C具有课程A和课 程B两门并行的前导课，那么学生只能同时选择学习课程A和课程B,完成后才能向后进行课程C的学习。混合学习路线来说， 有时某门课程的前导课在学习链条的某一节点 可能是并行学习的情况， 有的时候可能是串行学习的情况， 对于不同 的情况可以分别进行串行学习路线、并行学习路线进行学习。2学习路线设计2. 1学习路线类型的判断 在所有课程的信息都确定填入前面所述的二维关系中后，当学习着 选择某课程时便会进入

9、预先设定好的学习路线， 该路线首先判断当前 课程的前导课程数量，如果不大于1，则可以学习该课程的唯一门前 导课或者直接学习该课程;如果大于1，则判断该课程的直接前导课 程数量，如果不大于1则进入串行学习路线，如果大于1则进入并 行学习路线，过程如图4所示:2. 2串并行学习路线的设计 在学习着选择课程，并且进行了学习路线类型的判断之后，学习者 要按照预设的学习路线进行学习， 为了简化串行学习路线和并行学习 路线设计流程图。 如串行学习所描述的那样， 当学习着选择学习课程A时，必须先学习课程B和课程G在学习课程B和课程C时需要 经过和课程A相同的判断过程。经过类型判断得到课程A的前导课 程数量大

10、于1，并且又判断出课程A的直接前导课程为1门即课程B， 不是并行学习路线，所以就要先学习课程B。课程B所经过的判断流 程和课程A一致，发现还有课程C需要学习，还要进行课程C的学 习。如果系统判断未学习完成，就继续学习课程C,当课程C学习完 成就可以沿着串行学习路线学习课程B,然后是课程A。以此类推即 为串行学习路线。2. 3修改预设学习路线的设计如前所述得到预设学习路线的方法和学习路线类型判断及如何在类 型判断后按照学习路线学习的方法， 但是学习路线的预设又不是死板 的、一成不变的， 在设计中具有按照学习者的合理意愿进行学习路线 修改的功能:先由希望修改学习路线的学习者通过发送信息的方式 发送

11、修改学习路线的申请到任课教师， 任课教师不具备修改学习路线 的权利，所以任课教师再通过课程中心内信息的方式发送给管理员， 管理员审核通过并备案后授权教师修改相关学生的学习路线， 以达到因材施教的目的。学习路线预设与修改如图7所示:3功能测试 对于预设学习路线和修改学习路线功能的测试是在辽东学院课程中心这个在线学习系统上进行的， 辽东学院课程中心是辽东学院自主开 发的在线学习系统， 其运行基于辽东学院校园网。 参与测试的学习者 人数达到2 300人，课程数量5门。共生成参与测试的学习路线实 例11 500个，其中预设串行学习路线2 300个，预设并行学习路线2 300个，预设混合学习路线2 300个，将前导课完成状态标记为完 成状态的学习路线2 300个，修改预设学习路线2 300个。全部的 预设学习路线都能按照设计的要求约束学习者沿路线进行学习， 修改学习路线功能也能够按照学习者的要求在管理员的权限下进行合理 修改。预设学习路线和修改预设学习路线模块在辽东学院课程