网络教学平台需求分析与设计

分类号G311

密级

学号J27287

教育硕士学位论文

题目网络教学平台需求分析与设计

--以陕西师范大学网络教育为例

作者姓名张志祥

指导教师姓名王四万

学科专业现代教育技术

提交论文日期2010年5月

学位论文独创性声明

本人声明所呈交的学位论文是我在导师的指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除文中已经注明引用的内容外，论文中不包含其他个人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得陕西师范大学或其它教育机构的学位或证书而使用过的材料。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中作了明确说明并表示谢意。

作者签名：日期：

学位论文使用授权声明

本人同意研究生在校攻读学位期间论文工作的知识产权单位属陕西师范大学。本人保证毕业离校后，发表本论文或使用本论文成果时署名单位仍为陕西师范大学。学校有权保留学位论文并向国家主管部门或其它指定机构送交论文的电子版和纸质版；有权将学位论文用于非赢利目的的少量复制并允许论文进入学校图书馆、院系资料室被查阅；有权将学位论文的内容编入有关数据库进行检索；有权将学位论文的标题和摘要汇编出版。

作者签名：日期：

网络教学平台需求分析与设计

--以陕西师范大学网络教育为例

摘要

信息技术的迅速发展和广泛应用，不仅改变着人们的工作和生活方式，也改变着人们的教育和学习方式。越来越多的人已经清醒地认识到短暂而有限的学校教育无法使人应付变幻莫测的现代与未来社会，教育和学习不仅需要扩展到人的一生，而且应该成为个体生命中最重要的组成部分。在知识经济时代，现代远程教育以开放、灵活、大众化的优势，在人们的终身教育体系中，扮演着重要角色。在现代远程教育体系中，网络教学平台发挥着重要的基础性作用。因此，构建一个便捷的适合终身学习、远程学习的网络教学平台，已成为当前网络教育深入推进和发展的方向之一。

目前，多数网络教学平台重视资源的展示，学生通过平台可以阅读电子文本，点播视频课件，缺少对教学过程的有效支持，师生之间缺乏有效互动交流。在平台开发的过程中，通常根据业务发展的需要，各功能模块逐步地添加堆砌,这些功能的协同作用很难发挥。在实际使用的过程中，出现了资源不能共享、业务数据不一致、使用不同系统需要多次登录、维护升级难等问题。过多的考虑平台功能的实现，缺少对平台可用性和效用的关注。

本文通过对国内外现代远程教育和网络教学平台的发展与现状进行回顾和分析，依据建构主义理论、自主学习理论、交互距离理论，对网络环境中师生分离的状态下，教师、学生以及教学管理的业务需求进行了系统的分析，使用UML建模语言中的用例图、活动图、类图，对网络教学平台的功能性需求进行了描述，针对陕西师范大学网络教育的实际，对数据存储需求、非功能性需求以及相关技术需求进行了分析。结合互联网现阶段应用的特点，利用Web2.0的理念，遵循系统设计原则，将网络教学平台与Email、BBS、视频会议系统、Blog、Wiki等应用系统进行整合，对网络教学平台系统进行了设计。最后，对本系统的特点进行了

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总结,对网络教学平台的未来进行了展望。

本项目中设计的网络教学平台，更加强调学生、教师利用网络教学平台实现各自的社会存在性（教师、学生等利用互联网的媒体特点，在社交方面和情感方面展示“真实自己”的能力），更加强调师生分离状态下，如何利用互联网构建良好互动的师生关系，这一思想贯穿分析设计的全过程。

关键词：网络教学平台，需求分析，设计

The Requirement Analysis and Design of Web-based Teaching Platform:A Case Study of Network Education in

Shaanxi Normal University

Abstract

With the rapid development and wide application of information technology, people’s styles of education and learning as well as those of their work and life have dramatically changed.More and more people have been increasingly aware that the very limited school education can never meet the variable needs of the recent and future society.Thus,education and study should not only extend for a lifetime,but also be one of the most important components in one’s life.In the knowledge economy era,the modern distance education,with its advantages of being open,flexible,and popular,is playing an indispensable role in people’s lifelong education.And web-based teaching platform is of fundamental importance in the whole system of modern distance education.Therefore,to build a web-based teaching platform convenient for lifelong and distance learning has become one of the tendencies promoted and developed in the recent network education.

At present,most web-based teaching platform,on which electronic texts and video-on-demand coursewares are available for students,usually gives more weight to the display of teaching resources than to the effective implementation of the teaching process and interaction between teachers and students.In the development process, various functional modules are so gradually and mechanically added according to the developmental service needs that the synergetic effect of those modules cannot work completely.Many problems have appeared in the actual use,such as,failure in sharing resources,inconsistency of service data,requirement of re-logins when shifting to different systems,difficulty in maintenance and upgrade,etc.Besides,more attention has been paid to the functional implementation of web-based teaching platform than to its availability and effectiveness.

Based on the review and analysis of the development and current status of

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modern distance education and web-based teaching platform at home and abroad,the paper systematically analyzes the needs of teachers,students,and teaching management service under the environment where teachers and students are not present at the same time on the guidance of Constructivism Theory,Self-regulated Learning Theory, Interacting Distance Theory.It describes the functional requirements of web-based teaching platform along with case diagram,activity diagram,class diagram in the UML modeling language.It also analyzes the data storage requirements,non-functional requirements and some relative technical requirements in accordance with the actual conditions of network education in Shaanxi Normal University.According to the characteristics of Internet application in the present period,the concept of Web2.0,and the principle of system design,the system is designed with the integration of web-based teaching platform,Email,BBS,video conferencing systems,Blog,Wiki,etc.Finally, the paper summarizes the characteristics of the system,and forecasts the future of web-based teaching platform.

The web-based teaching platform in this project attaches great importance to how to realize students’and teachers’social attributes and functions,the ability that teachers and students can display their real selves by good use of the Internet media,and to how to use Internet to construct a successfully interactive teacher-student relationship under the environment where teachers and students are not present at the same time. The idea runs through the whole process of analysis and design.

Keywords:web-based teaching platform,requirement analysis,design

目录

摘要...............................................................................................................................I Abstract.......................................................................................................................III 目录.................................................................................................................................V 第一章概述. (1)

1.1研究背景及意义 (1)

1.2项目来源 (2)

1.3概念的界定 (2)

1.4研究方法与过程 (3)

1.5论文组织结构 (4)

第二章现代远程教育现状与平台设计的理论基础 (7)

2.1国内外现代远程教育现状 (7)

2.2现代远程育网络教学平台 (9)

2.3网络教学平台设计的理论基础 (12)

第三章网络教学平台需求分析 (15)

3.1网络教育业务概述 (15)

3.2问卷调查数据分析 (15)

3.3基于UML的需求分析 (19)

3.4需求规格 (23)

3.5非功能性需求 (39)

3.6相关技术需求 (41)

第四章网上教学平台系统设计 (47)

4.1系统设计的原则 (47)

4.2Web2.0与网络教学平台设计 (48)

4.3系统逻辑结构的设计 (49)

4.4系统物理结构的设计 (56)

第五章总结与展望 (59)

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5.1总结 (59)

5.2创新点 (59)

5.3进一步的工作 (60)

5.4新技术与下一代平台的展望 (60)

参考文献 (61)

致谢 (65)

攻读学位期间的研究成果 (67)

附录：网络学习问卷调查表 (69)

第一章概述

第一章概述

1.1研究背景及意义

2002年2月教育部批准，陕西师范大学成为现代远程教育试点院校，5月网络教育学院成立。学院开设了专科、本科、专升本三个学历层次，专业18个，开发建设了350余门网络课程，累计注册学生7.8万余人，其中在职中小学教师占80%，来自西部的学员达70%左右。自主开发的《古代汉语》、《外国教育史》和《中国古代史》网络课程先后被教育部评为“国家精品课程”。

经过多年的网络教育试点实践，网络高等教育从理想，变成现实，对网络教育有了更理性的思考和认识。主要体现在以下几个方面：

1.对在师生分离、教学分离状态下，如何有效的组织教学有了进一步的认识，对网络教育教学模式的改革，做出了有效的探索。

2.对网络教育的基本要素，学习者、教师、教育资源、支持服务、网上环境建设等，进行了客观的分析总结。

3.对网络环境下的学习模式进行了总结完善，提出了自主学习、交互学习、小组协作学习、混合学习等。

4.根据网络教育及学生的特点，重新制定教学内容，调整教学计划，研究多媒体网络环境下教学内容的传播。

教师、学生、教学管理人员、研究人员对网络教育有了更深刻的认识，也提出了新的要求，社会对网络教育的质量也提出了更高的标准。

随着互联网技术的发展，社会性软件在工作、学习、生活中的广泛应用，基于Web2.0的传播与学习环境不断走进平民，深刻地影响着人们对传统意义上的互联网的认知,也从技术上为构建新的网络教学平台提供了技术上的可能。

通过对问题的分析研究，发现网络教学平台在整个网络教育体系中处于重要的基础地位，它关系到教学模式的实现方式、教学内容的展示形式、远距师生交流互动的途径等重要问题的现实。它不仅仅是承载教学内容，连接学生、教师的软件系统，也承载了现代教育理念、教育方法。因此，重新对网络教育业务需求进行分析设计，开发远程教育基础平台，网络教育才能在实践中取得进一步突破。

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1.2项目来源

我校网络教育学院2008年启动网络教育平台升级改造项目，本文是笔者近年来参与网络教育工作的思考，参与该项目所做工作的整理与总结。

1.3概念的界定

1.3.1现代远程教育的基本概念

依据教育技术的发展，远距离教育界通常把远程教育发展历程划分为三个阶段：函授教育阶段、广播电视教育阶段、现代远程教育阶段。现代远程教育是指运用计算机网络技术、多媒体数字技术、数据库技术等现代信息技术手段,在数字化环境下进行完成教育教学目标的教育方式。在我国现代远程教育也称网络教育，多数从事高等教育的现代远程教育机构为普通高校的网络教育学院或现代远程教育学院。[1]

表1-1远程教育发展的三阶段

阶段第一阶段函授教育第二阶段视听教育第三阶段现代远程教育

教学方式函授教学广播电视教学网络教学

开始时间1840年1920年1996年

使用媒体印刷材料广播、电视节目计算机互联网

教学模式自学材料、函授辅导收听广播、收看电视登录网络、自主学习

办学主体函授学校广播电视学校网络学校

交流方式邮政快递电子技术单向、定时计算机网络双向同步、

异步

1.3.2网络教学平台的基本概念

网络教学平台有广义和狭义之分。广义的网络教学平台包括支持网络教学的硬件设施和支持网络教学的软件系统。狭义的网络教学支持平台是指建立在互联网的基础之上，为网络教学提供全面支持服务的软件系统的总称。一个完整地支持基于Web教学的支撑平台应该由三个系统组成：网上课程开发系统、网上教学支持系统和网上教学管理系统,分别完成Web课程开发、Web教学实施和Web教学管理的功能。就宏观层面来说,远程教育平台的状况很大程度上反映了一个国家或

第一章概述

地区的现代远程教育的发展水平。具体就一个远程办学实体来说,远程教育平台是远程教育教学和管理的基本活动空间,关系到教学、管理的质量和效率。[2－4]

1.4研究方法与过程

本文主要采用文献研究法、调查研究、访谈法。通过搜集期刊网文献资源，对国内外与网上教学平台相关的文献进行了系统的调研。对我校网络教育学院2008年组织的问卷调查进行了分析。分析网络平台需求与功能评价的另一个重要的方法就是访谈。通过访谈可以更好地、更准确地理解用户的需求。

以实际应用为出发点，以构建网上学习环境为核心，既有理论思考又有实际考察。通过各种途径搜集专家和有关人士在这方面的论述，将获得资料系统化，提出研究的思路和方案。之后开始进行实际调研，首先与我校网络教育学院的教学、教务、学生支持服务人员进行了面对面的交流。通过网络访问了多所试点学校的网络教学平台，与西安交通大学、西安电子科技大学网络教育学院管理、技术人员进行了座谈，并对我校网络教育学生2008年的问卷调查有关数据进行了分析。在以上工作的基础上，从用户的角度将网上教学平台划分为教务管理平台、学生平台、教师平台，进行了需求分析、系统设计。最后，从理论与技术两个角度，进行了论文写作。（研究过程见图1-1）

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图1-1研究过程

1.5论文组织结构

本文以陕西师范大学网络教育七年的实践为起点，通过文献、案例、访谈等研究方法对网络环境下，师生分离的状态下，教师、学生以及教学管理的需求进行了分析，对网络教学平台进行了设计，全文共分五章：

第一章概述，介绍了研究背景意义，项目来源，基本概念，研究方法、过程，论文组织结构。

第二章现代远程教育现状与平台设计的理论基础,通过文献研究,分析了国内外现代远程教育的现状,现代远程教育平台发展历程，网络教学平台的分类及存在的问题，平台设计的理论基础。

第三章网络教学平台需求分析，通过网络教育业务的简要描述和陕西师范大学网络教育的有关调查数据的分析，得出了平台设计开发时，应满足学生对教学模式、交流方式等方面的多元化需求。接着，以教学教务管理为主线，结合学生、

第一章概述

教师、教学管理人员在远程学与教的过程中所扮演角色，使用UML中的用例图、活动图、类图描述了网络教学平台的功能性需求和非功能性需求。最后，对系统实现时所需的相关技术进行了简要的说明。

第四章网上教学平台系统设计，在前第三章的基础上，根据系统设计原则，对网络教学平台进行了系统设计，画出了系统的逻辑结构图、物理结图以及系统功能图。

第五章总结与展望，对本系统的特点进行了总结,对网络教学平台的未来进行了展望。

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第一章概述

第二章现代远程教育现状与平台设计的理论基础

2.1国内外现代远程教育现状

2.1.1国外现代远程教育现状

英国是国际上举办开放大学最早、开展远程教育最为成功的国家之一。创立于1969年英国开放大学(Open University)是英国远程教育的标志。英国开放大学本部有4000余名教职工，另有8000名兼职辅导教师,他们分布在全英国13个地区中心(Regional Centre),350多个学习中心。[5]

目前，在英国开放大学学习过的学生总数已经超过300万，2006、2007年，在校本科生人数超过16万，研究生1.8万多，残疾学生1万多，接收资助生4万左右，海外学生2万左右,可以授予学士、硕士、博士学位。[6]

按照90年代末英国高等教育基金委员会的评估，开放大学教学质量在全英101所大学中位居第10位，教学水平居于第30位，科研水平27位。2003年和2004年，在英国高等教育质量保障局进行的1995年后全英高校本科教学质量综合评估排名中，开放大学连续两年排名第5，其优秀系科数占该校评估系科总数的86%，超过老牌的牛津大学和伦敦大学（Quality Assurance Agency,2003,2004）。2005年和2006年，在由英国各高等教育拨款委员会和全国学生联盟共同进行的全英大学生满意度调查中，开放大学连续两年排名第一，2007年排名第二（Unistats,2005,2006;BBC,2007）。英国开放大学为远程教学争得了正统的合法地位,成了世界远程教育的一面旗帜，在国际社会中享有很高的威望并具有极其广泛的影响。[7－9]

美国是目前远程教育规模最大的国家。美国于1996年提出全面普及教育信息化技术的行动纲领,其核心内容是在2000年,全美国的每个学校、每间教室和图书馆都将接通信息高速公路,让每个21世纪的孩子都能接受到最先进的教育。1998年，美国国会通过了高等教育法修正案，制定了为远程教育的学习者提供奖学金和资助的政策和法规，远程教育从此有了法律的保障。美国远程教育开设的学历、学位课程数已达到4.9万个，基本上覆盖了美国高等学校的所有学科和专业。通过网络接受学历教育的人数在1994－1995年度已达到75万多人，1997－1998年

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度已超过100万。1994－1995年度开设远程教育的高校（含2年制大专）占高校总数的33%，1997－1998年度这个数字增长到44%，实际数是1680所。远程教育对象主要是本科生和研究生，1997－1998年度本科生占总人数的66.3%，研究生人数占总人数的17.2%。在教育技术应用方面，全国教育统计中心最新公布的数据显示：1994－1995年度采用电视双向沟通技术的占57%，采用网络双向沟通技术的占22%；1997－1998年度这些数字分别为56%和60%。总之，由于有了技术创新这个坚实的基础，美国的远程教育正以较快的速度在规模、层次和水平上不断向前发展。[10-12]

通过文献分析发现,英美两国网络教育主要有以下共同特点值得我们借鉴：第一，有关远程教育政策、法规的制定和资金投入方面得到了国家的重视，政府的推动。第二，课程设置灵活、质量保证体系规范严格。第三，重视学习资源的数字化、标准化，更新、交易、共享及知识产权保护等。第四，重视学术研究。[13-15]

2.1.2国内现代远程教育现状

1998年教育部《面向21世纪教育振兴行动计划》提出，要实施“现代远程教育工程”，形成开放式教育网络，构建终身学习体系。1999年3月，网络高等教育试点正式启动，清华大学、北京邮电大学、浙江大学和湖南大学4所高校参加了首批试点。之后，教育部共批准68所普通高校和中央广播电视大学开展现代远程教育试点工作，开展网络学历教育和非学历教育，探索网络教学模式和网络教育的管理机制，建设网上资源等。

试点高校重视网络教育投入和教学资源与基础设施建设，据2007年统计，累计总投入资金50.35亿元，建设网络课程20834门，以及一批学习资源，类型包括媒体素材库、试题库、专题讲座库、教学案例库、问题解答库、网络课件库、学习指南等。优质资源建设取得良好进展，在近三年评审的国家精品课程中，有149门网络教育课程被评为国家精品课程。试点高校的软硬件环境也取得重大发展，共建成各类网络教学服务平台300多个、通讯系统3000多套，卫星系统、因特网系统得充分发挥，为现代远程教育的开展创设了良好的软硬件环境。

目前，全国试点高校拥有校外学习中心9000多个，其中普通高校网络教育学院自建学习中心4580个(近1/4在西部)、公共服务体系自设学习中心1352个，电大自设的教学点有3290个等，初步形成了有中国特色的高校网络教育办学体系，使优质教育教学资源及支持服务延伸到了西部地区、农村乡镇、城市社区、各行业、企业和部队军营等。各学习中心共有数十万名工作人员进行管理、学习辅导、技

第一章概述

术等支持服务，保证办学质量。

十年来，试点高校现代远程教育开设了299种专业、1560个专业点，覆盖了工学、理学、文学、法学、管理学、农学、医学、教育学、经济学、历史学、哲学等11大学科门类，办学类型包括本专科、第二学历等学历教育以及研究生课程进修班、专业能力培训、职业技术培训、资格证书培训等非学历继续教育。

试点高校根据国家经济社会发展需要，积极面向西部、农村、行业、基层、艰苦地区办学，并制定各种优惠政策，开展教育扶贫，培养了一大批“留得住，用得上”的人才。截至2009年，全国累计招收网络本专科生近1000万人，毕业学生500多万人，开展专业技术人才非学历教育培训数千万人次。初步探索建立了适合在职人员远程继续学习、自主化学习的教学、管理及支持服务模式，以及现代远程教育的政策和监管体系。

现代远程教育已经广泛地深入到全国各行各业、农村、基层、边远地区和少数民族地区，推动了高等教育的大众化和信息化，成为发展我国多样化、终身化、网络化和开放式继续教育的重要形式。随着远程教育规模的不断增长，质量问题引起了广泛关注。[16-17]

2.2现代远程教育网络教学平台

2.2.1现代远程教育网络教学平台发展历程

随着WWW的出现和Internet的广泛互联，越来越多的教师将他们的课程框架、讲稿笔记和阅读清单等放在web上供学生浏览，利用E-Mail等通讯工具与学生交流。此后，利用Web教学的需求不断增长,一些高等院校和公司企业开始开发专业的网上教学应用系统，这些系统主要是帮助学校开发教学资源库。后来，功能进一步完善，支持Web教学活动管理。总的来说，这些网络教学平台都是围绕资源的开发管理，网上教学活动的实施发展起来的。归纳起来,经历了四个发展阶段。

第一阶段：内容管理系统(Content Management Systems,CMS)。在网络技术发展的初期,一些高等院校、著名公司和一些培训机构开始有目的地开发专业的网上教学资源库,来存储和管理教学资源,从而节约成本,使学习者可以自主地选择所提供的网络资源进行自主学习,拓宽了知识的传播方式。但功能上仅限于资源管理,缺乏相关的标准，资源格式不统一,资源共享程度较低。

第二阶段：学习管理系统(Learning Management Systems,LMS)。它最初来源教育培训自动化管理系统,一般提供学习者在线注册、教学资源列表管理、用户信

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息管理、学习过程数据记录、统计等功能模块,但不能实现学习内容生成的功能。

第三阶段：学习内容管理系统(Learning Content Management Systems,LCMS)。为了方便没有技术基础的教师和课程资源专家，设计、生成、发布和管理维护网络课件，教学人员跟踪统计学生的学习过程，设计开发了LCMS系统，LCMS使学习内容共享和教学交互成为可能。

第四阶段：网络教学平台(Web-based Instruction Platforms)。网络教学平台在原来教学系统的基础上,从对教学过程(课件的制作与发布、教学组织、教学交互、学习支持和教学评价)的全面支持,到教学的组织管理(用户与课程的管理),再到与网络教学资源库及其管理系统的整合,集成了网络教学需要的主要子

系统,构建了一个比较完整的网上教学支撑环境。[18－21]

随着互联网技术、数据库技术、多媒体技术的发展，学习者的参与程度需求的增长，对网络环境下远程学习的理解不断深入，笔者认为上文所提到的网络教学平台可划分为三代：

第一代：点播式教学平台

在网络教育发展初期，点播式教学平台主要实现了教学资源的快速传递，学生可以随时随地点播音频、视频课件，查阅电子教案等教学内容，完成在线作业等。其主要特点是以课件为中心,教育资源的网上电子展示,强调的是管理。

第二代：交互式教学平台

广泛运用即时通信技术开展在线和离线的教学支持服务，教学平台集成视频会议系统、聊天工具、BSS讨论系统、内部电子邮件系统给学生提供学习导航、在线离线课程、答疑辅导、讨论、在线自测等服务，提高师生之间的互动水平以及学生的学习效果。其主要特点是以学生为中心，加强了教学平台的交互功能，强调为学生提供及时有效的服务。

第三代：社会化教学平台

互联网技术的迅速发展、全球化趋势的加强以及学习社会化的提出，学习者利用社会化教学平台，通过智能化搜索引擎、RSS聚合、Blog（利用评论、留言、引用通告功能）、Wiki以及其它社会性软件等，建立起属于自己的学习网络，包括资源网络和伙伴网络，并处于不断的增进和优化状态。其主要特点是社会化，集体智慧的分享与创造，强调学习社会化。

2.2.2网络教学平台的分类

根据文献研究，发现对于网络教学平台有不同的分类方法。保利逊认为网络