摘要：本文分析了当前自主学习网络平台中存在的问题，研究工科专业导学平台下教学资源整合的策略，利用最新Microsoft Sliverlight富客户端、数据库和人工智能等技术，设计开发了一种智能导学平台。详细阐述了其主要对象模型、系统结构和运行机制，以及研究开发的关键问题。通过这一导学平台可以有效地解决工科专业网络学习平台中现存的弊端，实现个性化、智能化的导学教学。
关键词：智能导学；富客户端技术；网络教学
中图分类号：G434 文献标识码：B 文章编号：1673-8454(2012)03-0030-04
一、引言
随着我国教育教学改革的不断深入，以计算机网络技术和多媒体技术为基础的网络教学模式已是当前广泛应用的教学技术之一，并成为教育社会化、个性化和终身化的主流模式。网络化教学带来了教学模式的重大变化，即从传统课堂的“以教师为中心”的模式，扩展到网络环境下的“以学习者为中心”的自主学习型教育模式。
基于网络环境的自主学习平台具有开放性、灵活性、学习终身性和资源共享性等优点，不仅可以满足学习者个性化学习需要。而且可以在很大程度上提高学习效率。但据有关调查表明，大多数学习者在网络学习时，会遇到不同程度上的困难。其中54.5％学习者难以在电脑屏幕上长时间学习；50.4％学习者认为与教师交流不足；46.0％学习者时间管理困难；42.0％学习者与同学交流不足；40.4％学习者反映在线学习系统的响应缓慢。这些反映了目前国内的网络自主学习平台自身普遍存在的问题：
1.学习资源堆砌化、混杂化。学习平台中许多优质的教学素材如课件、讲义、授课视频、动画、教学文档、论文、书籍等，没有进行合理的组织，学习者面对繁多学习资源而无所适从。
2.对于学习者的学习过程缺少有效的引导机制。一方面学习者的自主学习能力和控制能力个体差异性大，有些还比较差；另一方面在网络学习中，学习者随意性较大，甚至盲目地漫游，不知道要学什么、怎么学，既浪费时间又达不到学习目标。
3.网络自主学习平台的智能性较低，用户操作体验差。主要体现在不能根据学习者的水平和学习情况提供合适的、个性化的、交互的学习环境。以调动学习者的学习兴趣，学习者仍然被束缚在传统教育的模式中：平台使用的网站技术主要还是HTML、ASP等瘦客户端技术，网站制作技术水平低下，导致用户学习乏味。这都是学习者体验不足的表现，通过对学习体验进行分析，开发有助于改善学习者体验的在线学习系统势在必行。
为了解决上述基于网络的自主学习平台中存在的问题，设计开发一种高智能性、强适应性的导学机制是必要的。网络课程导学的本质就是一种“方法”。即是指导、引导学习者学习的方法或手段，且这种方法渗透于学习者学习的整个过程。而导学机制在学习平台上的体现，需要合适的内容表达与呈现技术。因而本文主要探讨当前最先进的富客户端(RIA，Rich Internet Application)网站技术在网络导学平台中的应用问题。
二、导学平台建设的基本策略与思想
1.基于工程目标导学的资源整合策略
为了避免在网络导学平台中出现学习资源堆砌化、混杂化的问题。对教学资源进行有效的组织是一项重要的工作。本文主要针对工科类专业课程的特点，提出基于工程目标实现对专业课程知识进行有机组织的方法。工科类专业课程通常是理论性、实践性都很强的课程，这些课程对培养技能型、应用型、创新型人才。有着举足轻重的影响。工科类专业课程其教学目标主要是最终面向实际应用，其主要知识点往往可以由工程应用目标来串连起来。也就是说，实际工程目标可以作为串接知识点的一根“红线”。网络导学平台建设的一项重要工作就是合理设计这些能够串接课程知识点的“红线”，包括确定工程目标、确定工程目标的实现过程：确定工程目标所涵盖的知识点、确定工程目标下知识点间的关系等。
在网络导学平台中，利用基于工程目标的实现对专业知识进行有机组织符合工科专业理论性、实践性都很强的特点；符合学习的基本思维特征；其知识主线与学习目标明确，有利于网络教学资源组织和学习过程的逻辑展开。
本文根据智能建筑专业的培养目标。选择了几门主要的基础课和专业课。选定了符合课程培养目标需求的工程目标。确定出5～10个工程目标实例，编制综合性的工程设计实例(包括图纸和设计说明书)，并对这些工程实例进行补充与优化，对传统教学资源进行导学化的修改与重组工作。基本建立优化的工程目标导学体系。
2.网络导学平台模块化、定制化的设计思想
网络导学平台应当既能兼顾传统的章节化教学模式，也能实现基于工程目标的导学教学模式，应当具备管理维护、用户管理、资源检索、学习模式选择、网上交流、学习效果评价等基本功能。为了有利于导学课程内容、导学功能的组织，有利于网站开发与维护，网络导学平台采用模块化设计方式。导学平台主要功能模块包括：用户登录模块、资源管理模块、课程选择模块、传统章节学习模块、导学学习模块、互动交流模块、资源搜索模块。
网络环境下自主学习过程中，学习目标和内容的定制是一个基本的需求。也是网络学习平台中一项很重要的功能。但很多网络学习平台对此项功能需求重视不够，没有提供定制化学习功能，因而网络学习平台存在关键功能缺失的问题。在本文的网络导学平台中，定制化学习功能将作为一项重要的功能和网站的重要设计思想。定制化学习功能主要是在导学学习模块中提供相应的定制学习控件来实现，在定义完学习目标和内容后，控件运用算法自动展示可选择的定制学习方案，学习者可以选择其中的某种方案开展学习过程。而且平台可以记录学习的历史过程，同时对学习的效果给出相应的统计与评价。
网络导学平台需结合学科发展方向。其导学内容要求覆盖教学大纲各知识点。本文以教学素材丰富程度、课程知识点覆盖面、学生自主学习环境使用方便性、导学组织过程清晰性与合理性、网络资源动态更新与管理方便性等指标评价导学平台的完善程度。
网络导学平台的功能模块组成如图1所示。
三、基于RlA技术的导学平台呈现
传统网络程序的开发是基于页面的、服务器端数据传递的模式，网络程序的表示层一般使用HTML页面技术，而HTML主要适合于文本内容的展示。传统的基于页面的系统已经渐渐不能满足网络浏览者的更高的、全方位的体验要求。RIA技术允许用户以像使用Web一样简单的方式来部署客户端程序。与C/S架构的胖客户端系统和B/S架构的瘦客户端系统相比较。RIA结合了声音、视频和实时对话的综合通信技术。使RIA具有前所未有的用户网上体验。RIA技术的优势在于：采用相对健壮的客户端描述引擎。能够提供内容密集、响应速度快和图形丰富的用户界面；数据能够被缓存在客户端。从而可以实现一个比基于HTML的响应速度更快且数据往返于服务器次数更少的用 户界面。
目前，用于RIA的开发工具主要有：Adobe公司的Flash/Flex；Sun公司的Java FX；Microsoft公司Silverlight。其中Silverlight为客户端的RIA可以支持种类广泛的平台和设备，其将在RIA开发工具中占有主导地位。Silverlight使用专业级别的工具――Visual Studio进行编码、布局和图形设计。使用Silverlight生成的用户界面与传统Web应用程序相比。显著增强了典型的最终用户体验。
导学平台网站页面采用ASP.NET+SOL Server的动态网页技术，为丰富客户端用户体验则在多个功能模块中拟采用Microsoft公司的最新富客户端技术Silverlight。尤其是导学模块中使用此技术具有界面美观、操作方便、功能强、界面刷新少的诸多优点。导学平台网站开发中。主要涉及的关键技术问题有：各种网站资源对象建模即数据库建模问题、导学Silverlight控件开发问题、Sil-verlight控件与ASP.NET页面结合问题、服务器数据库操作问题等，下面分别作以介绍。
1.网站资源对象建模
一个重要的工作是对平台中涉及的资源对象进行相应的建模，本平台采用面向对象的UML建模方法。首先，对网络学习系统中涉及的对象关系进行分析；然后，对网络学习系统中的知识点、学习资源、导学节点、导学项目、学习者等对象进行建模。对象间包含关系如图2所示。
(1)知识点模型
在网络学习中，知识点是个基本单元。它是描述教学领域知识完整的教学单元。知识点之间存在各种关联。我们将这种关联称为知识点间关系，知识点间关系应当在具体的工程目标下确定，直接在知识点中定义关系存在关系固化无法实现知识点重用，因而是不合理的。知识点对象描述如下。
知识点：知识点标识、知识点名称、关键词、描述、知识目标、内容、难易程度、重要程度、教学重点、学习耗时、相关资源。
(2)学习资源模型
学习资源的媒体类型分为：文本、图片、音频、视频、动画五大类。学习资源对象描述如下。
资源信息：资源标识、资源名称、关键词、资源类型、描述、学习耗时、文件大小、使用环境、反馈评价。
(3)导学节点模型
每一工程目标项目中一般会包含多个学习步骤。每一步我们称之为导学节点。每个导学节点中包含了多个知识点对象和学习资源对象，以及包含元素间的顺序关系。导学节点对象描述如下。
导学节点模型：导学节点标识、节点名称、节点描述、顺序链信息。
(4)导学项目模型
工程目标项目对孤立的导学节点进行相应的逻辑组合。若导学节点A，必须先进行导学节点B学习，则B称为A的前驱导学节点，而A称为B的后继导学节点。导学节点及其关系的集合称为导学拓扑图。导学项目对象描述如下。
导学项目模型：导学项目标识、项目名称、项目描述、目标描述、导学拓扑图信息。
(5)导学课程模型
一门导学课程一般会设计多个导学项目。根据课程的特点。导学项目间可以是有顺序关系的或者是相互独立的。导学课程对象描述如下。
导学课程模型：导学课程标识、课程名称、课程描述、教学目标描述、导学项目顺序链信息。
(6)学习者模型
学习者模型是指对学习者属性的详细描述。学习者对象描述如下。
学习者模型：学习者标识、个人基本信息、学习记录信息、偏好信息、当前登录状态。
2.导学Silverlight控件开发
在导学模块中，需要重点开发能够完成对课程进行良好引导的基于拓扑排序算法的导学控件。导学控件可以实现导学项目选择、某一导学项目的学习路径显示、定制学习的设定、学习节点的选择、某一学习节点的概述信息显示等功能。
导学控件基本程序流程如图3所示。
3.Silverlight拉件与ASP.NET页面结合
可以通过使用HTML object元素或使用Silverlight.js帮助器文件的方法将Silverlight插件嵌入到网页中。使用HTML object元素是嵌入Silverlight插件的最简单方法，而且是通常推荐的方法。当创建基于Silverlight的新应用程序并选择在动态生成的HTML页中承载它时，这是Visual Studio使用的默认方法。
4.操作服务器数据库的方法
基于Silverlight的应用程序可以使用多种技术访问数据，如WCF数据服务、ADO.NET Data Service服务、Domain Service(RIA-LINK)等方式。本文选择WCF数据服务方式来实现对数据库的操作。
WCF数据服务(以前称为“ADO.NET Data Services”)是.NET Framework的一个组件，Silverlight包括了一个WCF数据服务客户端库，可供用户从公开开放式数据协议(OData)源的任何服务中访问数据。OData基于实体和关系模型，用户能够以象状态传输(REST)资源的方式去访问数据。基于Silverlight的应用程序可以通过使用GET、PUT、POST和DELETE这些标准HTTP协议谓词访问数据。以实现数据查询。甚至可以创建、更新和删除数据服务中的数据。
在导学平台中。利用WCF数据服务可以将源自各种源的数据作为OData源公开。借助于Visual Studio工具。可以更轻松地使用ADO.NET实体框架数据模型来创建基于OData的服务。创建一个数据服务需要先使用实体数据模型工具定义数据模型，再向Web应用程序添加数据服务并启用对数据服务的访问，接下来，客户端应用程序可以通过应用程序代码或脚本语言与数据服务进行交互。即实现对数据服务资源的访问。
四、总结
本文对当前自主学习网络平台建设中普遍存在的问题进行了分析，提出以工程目标导学教学资源整合的策略，并利用基于Sliverlight的RIA技术设计开发了导学平台，该网络学习平台的建设模式尤其适合于工科类专业。
基于RIA的专业导学平台体现了以学习者为中心的设计思想，注重网络学习者体验。能够帮助网络学习者更好地进入学习状态，使学习过程变得轻松愉快，学习效率和质量也随之提高，专业导学平台成为课堂学习的有效补充。但是，需要明确的是专业导学平台下的学习不可能完全取代传统课堂学习，只有将网络导学学习和课堂教学配合使用，才能达到理想的教学效果。
参考文献：
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(编辑：杨馥红)