微信架構(gòu)下網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺的學(xué)習(xí)路徑設(shè)計與實現(xiàn)研究

摘要：遠(yuǎn)程教育中，教師教學(xué)與學(xué)員學(xué)習(xí)在時間和空間上未必一致，如何能象面授教育那樣有效地實時引導(dǎo)和監(jiān)督學(xué)員學(xué)習(xí)是一個重要問題。教師制作的教學(xué)資源，應(yīng)該有邏輯地放置在學(xué)習(xí)平臺上，允許教師定義學(xué)習(xí)路徑，從而使遠(yuǎn)程教學(xué)更加符合教學(xué)規(guī)律，有效解決遠(yuǎn)程教學(xué)效果，提升教學(xué)質(zhì)量。本文詳細(xì)研究了微信架構(gòu)下網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺學(xué)習(xí)路徑的設(shè)計與實現(xiàn)方案。

關(guān)鍵詞：微信；學(xué)習(xí)平臺；學(xué)習(xí)路徑

中圖分類號：TP391

0 引言

《遼寧省中長期教育改革和發(fā)展規(guī)劃綱要（2010-2020年）》提出，要構(gòu)建靈活開放的終身教育體系，以國民教育體系為依托，整合各類教育資源，構(gòu)建新型繼續(xù)教育體系。綱要認(rèn)為：要積極支持各級各類學(xué)校面向社會開放學(xué)習(xí)資源，搭建終身學(xué)習(xí)的平臺，滿足人民群眾日益增長的多樣化學(xué)習(xí)需求，形成比較完善的終身教育體系。

沈陽廣播電視大學(xué)是全國四十四所省級電大之一，長期耕耘于學(xué)歷教育和非學(xué)歷教育領(lǐng)域，具有豐富的遠(yuǎn)程教育教學(xué)經(jīng)驗。學(xué)歷教育方面，一直以來，始終致力于以開放教育為特征的高等學(xué)歷教育，并依托網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺為學(xué)員提供遠(yuǎn)程教育支持服務(wù)。非學(xué)歷教育方面，與遼寧省保監(jiān)會、沈陽市財政局、沈陽市藥監(jiān)局、沈陽市交通局等多個行業(yè)主管部門開展合作，依托沈陽終身教育學(xué)習(xí)網(wǎng)，努力實現(xiàn)現(xiàn)代信息技術(shù)與終身教育的深度融合，以全新的培訓(xùn)理念，先進(jìn)的技術(shù)手段，創(chuàng)造人人皆學(xué)、時時能學(xué)、處處可學(xué)的遠(yuǎn)程教育學(xué)習(xí)環(huán)境。目前已經(jīng)開發(fā)完成了基于PC、基于手機(jī)APP和基于微信的多重網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺，竭力為用戶創(chuàng)造任何時間、任何地點、任何設(shè)備，隨時隨地參與學(xué)習(xí)的條件。

雖然在終身教育領(lǐng)域取得了一定成果，但也分析發(fā)現(xiàn)了存在的一些問題，例如：遠(yuǎn)程教育中，教師教學(xué)和學(xué)員學(xué)習(xí)在時間和空間上未必一致，缺少面授教育那樣的實時監(jiān)督機(jī)制。如何有效引導(dǎo)學(xué)員學(xué)習(xí)成為遠(yuǎn)程教育中亟待迫切解決的問題。教師在線下制作的大量以微課程為特征的教學(xué)資源，如果一股腦地堆疊在學(xué)習(xí)平臺上，必將引發(fā)邏輯混亂、主次不清。如果允許教師設(shè)置課程或知識點的學(xué)習(xí)順序，即學(xué)習(xí)路徑，就可以讓遠(yuǎn)程教學(xué)更加符合教學(xué)規(guī)律，進(jìn)而有效提升遠(yuǎn)程教學(xué)的學(xué)習(xí)效果和教學(xué)質(zhì)量。

1 微信架構(gòu)下的學(xué)習(xí)路徑的設(shè)計思路

為了更好地提高遠(yuǎn)程教育的教學(xué)質(zhì)量，改良教學(xué)效果，經(jīng)過長期研究發(fā)現(xiàn)，學(xué)習(xí)平臺中應(yīng)該引入以樹型或者圖為特征的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，對課程或知識點的邏輯關(guān)系、先序后序予以定義，對學(xué)習(xí)順序?qū)嵤┫薅?，以期達(dá)到循序漸進(jìn)的學(xué)習(xí)效果，即讓學(xué)員按照教師預(yù)定的一條或幾條學(xué)習(xí)途徑完成遠(yuǎn)程教學(xué)活動。

以終身教育課程為例，采用圖描述學(xué)習(xí)步驟、課程或知識點的關(guān)系后，可以保證學(xué)員按照報名、交費、課程和知識點、學(xué)習(xí)、測試、終結(jié)性考試、打印合格條形碼等次序，由淺入深、循序漸進(jìn)地參加學(xué)習(xí)。每個課程或者每個知識點相當(dāng)于圖結(jié)構(gòu)中的“節(jié)點”，課程與課程間的關(guān)聯(lián)、知識點與知識點間的關(guān)聯(lián)相當(dāng)于圖結(jié)構(gòu)中的“邊”，學(xué)習(xí)路徑相當(dāng)于對圖結(jié)構(gòu)節(jié)點的拓?fù)渑判蛐蛄小?/p>

1.1 拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的建立和排序算法

拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)排序是指對有向圖按照節(jié)點的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)進(jìn)行排序的算法，拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)上每個節(jié)點Vj到Vk的有向邊用（j，k）表示，拓?fù)渑判虻挠嬎惴椒ㄒ簿褪怯嬎阌邢驁D節(jié)點隊列的方法。

參照工程領(lǐng)域，在項目規(guī)劃中，一個項目包括若干子項目，這些子項目的開展并不是齊頭并進(jìn)，而是按照一定順序遞進(jìn)排列的，某些子項目需要優(yōu)先完成，另外一些子項目則需要在前期子項目的運行進(jìn)程后才能正式開啟。有向圖或甘特圖即可描述這種活動的前后順序，其中，使用“節(jié)點”代表子項目，使用“邊”表示子項目與子項目間的先后關(guān)系，即頂點活動圖，簡稱AOV網(wǎng)（Activity On Vertex Network）。

任何無回路的AOV網(wǎng)建立以后，由其節(jié)點可以組成一個拓?fù)湫蛄校⑶彝負(fù)湫蛄幸膊⒉晃ㄒ?。設(shè)計可得的排序算法是重復(fù)執(zhí)行2個步驟，直至AOV網(wǎng)中所有節(jié)點全部輸出完畢。步驟描述具體如下：

1） 從AOV網(wǎng)中選取一個入度為0的節(jié)點，輸出該節(jié)點；

2） 從AOV中刪除該節(jié)點和所有出邊。

如果最后網(wǎng)中的節(jié)點入度都不為0，即說明此時網(wǎng)絡(luò)中存在回路，拓?fù)渑判騽t可轉(zhuǎn)為停止，算法結(jié)束。

1.2 學(xué)習(xí)路徑的遍歷算法

如果將課程或者知識點視為“節(jié)點”，節(jié)點間的關(guān)聯(lián)視為“邊”，則可以通過AOV網(wǎng)實現(xiàn)拓?fù)渑判颍x課程或者知識點間的關(guān)系，從而使課程或者知識點間按照次序依次開展，防止出現(xiàn)未學(xué)習(xí)先序課程而直接學(xué)習(xí)后續(xù)課程導(dǎo)致無法理解知識的尷尬情形。

AOV網(wǎng)采用鄰接表定義。鄰接表使用數(shù)組或鏈表描述，在時間復(fù)雜度和空間復(fù)雜度上均具有很多優(yōu)勢。

每個邊至少包括2個字段：課程或知識點的先序課程、課程或知識點的后序課程，另外還可以包括課程學(xué)習(xí)時長，通過條件等輔助條件。利用鏈表，將課程與其先序課程以及后續(xù)課程依次鏈接，形成完整的AOV網(wǎng)，供學(xué)習(xí)平臺遍歷訪問。

通過構(gòu)建AOV網(wǎng)，建立了網(wǎng)絡(luò)課程的學(xué)習(xí)路徑。學(xué)習(xí)一門課程，先決條件是已經(jīng)學(xué)過相關(guān)的先序課程。學(xué)習(xí)某個知識點，先決條件是已經(jīng)學(xué)過相應(yīng)的先序知識點，知識點的資源形式可以包括：文字、圖片、表格、視頻、網(wǎng)頁、微課程、三分屏、考試、練習(xí)等等。將上述課程或者知識點映射到AOV網(wǎng)上，形成先序后序的關(guān)系，引導(dǎo)學(xué)員按照一定位序依次學(xué)習(xí)，達(dá)到在牢固掌握先序課程或知識點的基礎(chǔ)上，再陸續(xù)學(xué)習(xí)后接課程或知識點的教學(xué)目的。

2 微信架構(gòu)下的學(xué)習(xí)路徑的實現(xiàn)

在終身教育中，課程種類很多，以開放教育的計算機(jī)應(yīng)用專業(yè)課程為例來解析論述本次研究中的設(shè)計實現(xiàn)過程。

2.1 專業(yè)內(nèi)課程的拓?fù)潢P(guān)系

以開放教育的計算機(jī)應(yīng)用專業(yè)課程在整體上可延展為兩大類別，分別是：公共課和專業(yè)課。其中，公共課包括：高等數(shù)學(xué)、計算機(jī)基礎(chǔ)等，專業(yè)課包括：面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計、計算機(jī)組成原理、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)、數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)、計算機(jī)網(wǎng)絡(luò)、離散數(shù)學(xué)、操作系統(tǒng)、編譯原理等。綜上分析可知，有些科目，例如《高等數(shù)學(xué)》屬于基礎(chǔ)課程，不需要修讀其它課程就可以直接學(xué)習(xí)，另外一些課程則必須先學(xué)完某些先修課程，在掌握了一定基礎(chǔ)知識之后才能進(jìn)入學(xué)習(xí)，例如《數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)》，學(xué)員必須要有《面向?qū)ο蟪绦蛟O(shè)計》和《離散數(shù)學(xué)》課程的基礎(chǔ)，才能很好地理解這門課程的內(nèi)容。

以部分課程為例，研究得到其課程學(xué)習(xí)路徑如表1所示。

通過拓?fù)渑判?，可以得到下述學(xué)習(xí)路徑：

C1，C2，C8，C3，C4，C7，C5，C6，C9

由于AOV網(wǎng)得到的拓?fù)湫蛄胁⒉晃ㄒ?，因此還可以得到其它的拓?fù)湫蛄?，例如：C1，C2，C4，C8，C3，C7，C5，C6，C9或者

C1，C2，C3，C4，C8，C5，C6，C7，C9等等。

2.2 課程內(nèi)部知識點的拓?fù)潢P(guān)系

課程不論內(nèi)容多少，知識深淺，從整體上講，都可以看成由多個層次構(gòu)成的樹型或圖結(jié)構(gòu)。一個比較大的知識點還可以分解為是由多個更小的知識點構(gòu)成。例如，多個小節(jié)內(nèi)的知識點構(gòu)成了某一個小節(jié)，若干個小節(jié)構(gòu)成某個章節(jié)。這些知識點間均存在著關(guān)聯(lián)性，由此形成的拓?fù)潢P(guān)系可以劃分為：父子、兄弟、依賴和參考四種關(guān)系。

以開放教育的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)課程為例，章節(jié)知識點包括：概論、線性表、堆棧、隊列、樹、圖、排序、查找和文件，在此給出其拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)如圖2所示。

AOV網(wǎng)在計算機(jī)內(nèi)部采用鄰接矩陣或者鄰接表實現(xiàn)，遍歷方法可以采用深度搜索遍歷或者廣度優(yōu)先搜索遍歷，研究運行后的拓?fù)渑判蛩惴珊喪鋈缦拢?/p>

1）掃描節(jié)點表，將入度為0的節(jié)點壓入堆棧；

2）while （堆棧非空）

{

將棧頂節(jié)點Vj彈出棧，并輸出Vj；

檢查Vj的出邊表，將每條出邊的終點Vk入度均減1，如果Vk入度為0，將Vk壓入堆棧；

}

3）如果輸出的節(jié)點小于全部節(jié)點數(shù)，則輸出“存在節(jié)點回路”，否則拓?fù)渑判蛲戤叀?/p>

通過學(xué)習(xí)平臺定義上述學(xué)習(xí)路徑之后，可以有效控制學(xué)員的學(xué)習(xí)順序，要求其按照一定順序參加學(xué)習(xí)，避免跳躍性無監(jiān)督的學(xué)習(xí)模式，防止出現(xiàn)未學(xué)習(xí)先序課程而直接學(xué)習(xí)后續(xù)課程導(dǎo)致無法理解知識的情況，從而最終獲得了網(wǎng)絡(luò)環(huán)境無監(jiān)督情況下理想的學(xué)習(xí)效果。

3 應(yīng)用實例

沈陽廣播電視大學(xué)的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺包括基于PC、基于手機(jī)APP和基于微信的多重網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)環(huán)境，盡力為用戶提供任何時間、任何地點、任何設(shè)備的學(xué)習(xí)條件。以其中的沈陽市會計人員繼續(xù)教育學(xué)習(xí)平臺為例，學(xué)員首先輸入身份證號登錄學(xué)習(xí)平臺，如圖3所示，然后學(xué)員打開課程列表找到自己喜歡的課程參加學(xué)習(xí)。

顯示學(xué)習(xí)列表后，學(xué)員可以訪問具體課件，如圖4所示。教師在后臺定義了課件的學(xué)習(xí)路徑，學(xué)員必須按照該路徑依次學(xué)習(xí)，平臺界面顯示了課件的學(xué)習(xí)進(jìn)度，只有前序課件學(xué)習(xí)完畢后，才能點擊打開后序的課件，否則將彈出無效提示，從而杜絕了隨機(jī)播放。而且，為了考核學(xué)員課件知識點掌握程度，學(xué)習(xí)平臺還允許教師自定義課件的課后練習(xí)，某課件學(xué)習(xí)通過后，必須點擊“練習(xí)”按鈕參加課后考試，只有考核通過以后，才能點擊下一課件的學(xué)習(xí)按鈕繼續(xù)學(xué)習(xí)。

微信架構(gòu)下的微課程學(xué)習(xí)界面，如圖5所示。微信架構(gòu)下課件學(xué)習(xí)后的練習(xí)界面，如圖6所示。服務(wù)器端學(xué)習(xí)資源后臺管理界面，如圖7所示。

上述學(xué)習(xí)和測試情況，都將會完整記錄到服務(wù)器端，作為“學(xué)分銀行”的一部分，進(jìn)而成為學(xué)員參加終身教育學(xué)習(xí)的數(shù)據(jù)憑證。

4 結(jié)束語

本文針對微信架構(gòu)下的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺課程與知識點的學(xué)習(xí)路徑設(shè)計展開了詳細(xì)研究，借鑒了數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)的圖遍歷模型以及工程項目管理的AOV網(wǎng)模型，并在遠(yuǎn)程教育學(xué)習(xí)平臺中予以應(yīng)用實現(xiàn)。合理地設(shè)計學(xué)習(xí)路徑，要求學(xué)員依照能力自主選擇或者沿著教師預(yù)定的一條或幾條學(xué)習(xí)路線順序?qū)W習(xí)，而不是簡單地將教學(xué)資源羅列在學(xué)習(xí)平臺上任由學(xué)生隨意選擇，可以有效引導(dǎo)和監(jiān)督學(xué)員學(xué)習(xí)，提高遠(yuǎn)程教育教學(xué)質(zhì)量。

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