摘要：
信息技术、计算机技术和多媒体技术在现代远程继续教育中的应用促进了远程教育事业的发展，通过建立和完善现代远程教育网络及其教学系统，实现从传统教育模式到现代教育模式的转换。实现系统互操作，是实现对学生个别化终身教育和最终实现我国全民教育终身化的有效途径。
利用internet 进行远距离教育，可以克服传统远距离教育的局限性，使学习活动不受时间、空间的限制，但是由于现阶段网络教育标准没有广普及，造成标准各异的低水平学习管理系统重复建设，不同的系统之间不能够进行互操作，严重制约了网络教育的迅速发展。本文针对这一问题在研究了相关的网络教育技术标准和相关技术的基础上提出了一种全新的学习管理系统方案。
首先本文分析了现有系统之间不能够进行互操作的根本原因，并带着这些问题对我国现代网络教育技术标准体系中的相关标准的信息模型进行研究，用标准将其规范化，从而实现系统间的互操作。并在研究了国内外学习管理系统建设的成果和经验的基础上，提出了一种全新的远程教育平台的软件解决方案，详细讨论了整体架构、标准化实现。
该系统的实现将有利于实现教育系统间的互操作，适应现代网络教育发展的需求，对于网络教育的迅速发展和普及有重要意义.
关键词：
远程教育平台，网络教育技术标准，学习管理系统、学习者模型、xml，java
abstract:
the application of information, computer, and multimedia technology in modern e-learning promotes the development of e-learning. through the establishment and refinement of modern e-learning network and teaching system, the transformation from traditional education pattern to modern education pattern can come true and it can realize the interaction between different systems. furthermore, it is an effective approach to realize the student's life-long education individually and the whole country’s life-long education.
carrying through long-distance education by internet can overcome the limitation of traditional long-distance education. study will unlimited by time and space. however, the unpopular current network standard gives rise to repeated the low-level education system which will restrict the rapid development of e-learning terribly。Www.11665.coM
aiming at the problem, the paper researches the information model of modern e-learning technology and its realization, and realizes the sharing of educational resources and the interaction between different educational systems. a brand-new software resolving schema is proposed after the investigation of the accomplishments and experience of the e-learning platform construction in home and abroad, in addition, the whole structure and the realization of standard are being discussed in detail.
the system is in favor of the interaction between different systems. besides, it can fulfill the requirement of modern e-learning and provide a good guidance for developing e-learning
keywords:
e-learning platform，e-learning standards，learning management system，learner model，xml，java，

一、学习管理系统概述
1.系统功能概述
学习管理系统（learning management system，lms）是培训自动化管理系统，也是e-learning的基础架构。所有的学习管理系统都有如下的功能：用户注册管理、课件目录管理、学习者的信息数据记录以及向管理员汇报等。对于学习者来说，有助于安排计划学习进度，并且有助于与其他学习者间交流和协作学习。]对于管理员来说，有助于了解、追踪、分析和报导学习者的学习情况。绝大部分lms都不具备教学内容制作的功能，以至于lms使用者都需另外提供内容制作工具。目前，学习管理系统应用范围很广，在cltes的lms规范（celts-20）中有比较完善的lms实现方案，并且详细定义了其交换用课程集合模型和课评价信息模型。
2.系统架构
学习管理系统能够支持大规模教学活动。其系统框图如图1所示： 

 

其结构体系主要由下列部分组成：  
2.1学习系统
该模块主要的功能有：网络课程的显示、学习信息的提取、辅导和基本信息的查询。
网络课程显示主要是提供给学习者学习内容。它包括了课程的各个知识点和重点、难点问题。学生主要是通过这个模块的学习来完成对课程基本知识的理解和掌握。知识点的划分，学习者也可以根据自己的学习背景来选择自己的学习路径。
提供对学生的课后辅导，对学生的学习很有帮助。可以让学生和老师实现面对面的交流。
2.2教学教务管理
教学教务子系统负责整个教学过程的安排，主要负责管理所有的专业、课程，学生的学籍、教师，制定教学计划，学生注册之后的选课环节以及教师选择上课课件等功能。
专业课程的管理可以对专业和课程新增、修改、取消，可对专业课程信息检索查询，专业课程对应设置，可以根据实际教学需求开设专业学科。学生学籍档案管理提供登记、修改、删除等功能，还可以对学籍信息进行检索、统计查询，并具有标准化学号编制。教师管理是对教师新增、修改、删除、查询。管理员针对入学的学生制定对应的教学计划、选择课程、分配课程教师，实现了课程——教师——学生的关系。
2.3系统管理
系统管理子系统主要负责功能系统模块管理、用户组及用户的管理、权限管理。功能系统模块管理是指对模块能够进行灵活的扩展、修改、删减和合并，模块管理能够将平台中的所有子系统及其所属模块进行很好的管理；用户管理是实现用户角色分配，用户信息检索查询，能够将平台中的用户进行统一的管理；权限管理是对所有的用户根据角色的不同将对平台的使用权限进行划分和分配，这样可以提高系统的安全性并方便管理员维护。
3.理论信息模型
计算机技术和网络技术的发展有效地增强了教学环境和教学形式，丰富了教学资源，网络教学的发展带来了教学资源的极大丰富和各类教学系统的开发实现。由此带来的问题也越来越明显：质量差的教学系统间互操作没有保证，学习的进行依赖于特定的教学系统，这不利于教学质量的提高。
网络教育技术的标准化为解决上述问题提供了有效的途径和有力的保障。通过对某些基本教学技术进行规范化，为系统互操作提供了基础。
因此在系统的设计阶段怎样对平台进行标准化是解决教学系统的互操作和提高教学质量的关键。它所应该符合的celtsc中的相关标准，包括： lms（celts-20）和papi（celts-11）等等。
二、关键技术研究
1.j2ee技术研究
j2ee是英语java 2 enterprise edition的缩写。j2ee是一种利用java 2平台来简化诸多与多级企业解决方案的开发、部署和管理相关的复杂问题的体系结构。有多种基于java的技术所组成：enterprise javabeans（ejb）[19]，java server pages（jsp），servlets，java naming and directory interface（jndi），the java transaction  api（jta），corba，the jdbc data access api等。
j2ee提供了一个企业级的计算模型和运行环境用于开发和部署多层体系结构的应用，如图2所示。

 

图2  j2ee体系结构图
它通过提供企业计算环境所必需的各种服务，使得部署在j2ee平台上的多层应用可以实现高可用性、安全性、可扩展性和可靠性。它的优越性在于：计算平台支持java语言，使得基于j2ee标准开发的应用可以跨平台地移植；java语言非常安全、严格，这使开发者可以编写出非常可靠的代码； j2ee提供了企业计算中需要的所有服务，且更加易用；定义了标准接口，可以和许多厂商的产品配合，容易得到广泛的支持；j2ee树立了一个广泛而通用的标准，大大简化了应用开发和移植过程。
2.xml技术研究
xml是现今网络科技中应用十分广泛的技术之一。xml即可扩展标识语言（extensible markup language），它是由万维网协会（w3c）颁布的一种可扩展的标记语言。xml将sgml的灵活性与广为流传的html完美结合，更为简洁且具有良好的兼容性，从而使得现有的internet协议和软件更为协调，方便了相应的数据处理和传输。
xml一向致力于简便而快速地，根据企业、科学规范或者其他方面的需要来构造定制的标记集。同时，每一个企业甚至每一个人，都可以选择定义自己的xml标记集。xml的一个好处就在于能够共享这类“词汇表”，它们都使用同样的基本语法、分析程序以及其他工具。可共享的xml词汇表不仅提供了更易于查询的文档和数据库，而且为在不同的组织和计算机应用程序之间交换信息提供了一条途径。
xml的出现，大大改善当今的电脑以及网络世界。它的优势主要表现在：异构系统间的信息交流、不同来源数据的集成、更精确的搜索、多种应用得到的数据、本地计算和处理、数据的多样显示、粒状的更新、升级性、保值。
xml是面向数据的文本标记语言，它实现了数据、结构和显示的分离，因此光有xml标准还不够，必须有一些其它的标准来辅助xml完成显示、数据处理或者xml文档内部寻址等操作，这些xml相关标准共同组成了庞大的xml标准族。w3c 为了不同的标准成立了不同的工作组，这些工作组分工合作，着重针对xml技术中的不同问题焦点，先后推出了与xml相关的其它重要标准：
1.1文档类型定义（document type definition，dtd、xml schema）
通过dtd 和xml schema，用户可以定义xml文件的逻辑结构，即定义xml文件中的元素、元素的属性以及元素和元素的属性之间的关系。在早期，dtd已经用来表示sgml的文档结构，而schema是xml标准推出之后才研究的一种使用xml本身的语法来定义xml文档结构的标准。
1.2可扩展样式语言（extensible stylesheet language，xsl）
xsl是处理xml显示的一个标准，在这个标准中，xslt（xsltransformations）是xsl比较常用的部分。xslt是一种转换语言，它可以将xml文档转化成其他文档格式。其典型的应用就是运用xslt 将xml文档转化成html文档，并在浏览器中显示。因此xsl是针对xml 文档的表现外观的。
1.3可扩展链接语言（extensible link language，xll）
xll提供类似于html的链接，但功能更强大。xll 协议包括两个规范，xlink和xpointer。xlink处理xml 文档间的链接，它支持一些非常复杂的链接，包括双向链接、扩展链接以及间接链接。xpointer定义了在xml文档内部寻址的机制，它提供了对元素、符号串和xml 文档其它部分的引用。
1.4xml路径语言（xml path language，xpath）
xpath是寻址一个xml文档内的组成部分的一种语言，被设计成可为xsl和xpointer共同使用。它使用路径方法来表达xml 文档中的层次结构。
1.5xml简单应用编程接口（simple api for xml，sax）
sax 实际上是xml-dev 邮件列表协作产生的，并不是w3c 的标准，但事实上已和w3c 推荐标准有着同等地位，现由结构化信息标准促进组织（the organization for the advancement of structured information standards，oasis）负责维护与更新。这一个应用程序接口是基于事件驱动的。
1.6文档对象模型（document object model，dom）
dom将一个xml文档转换成程序中的一个树型的对象模型，这个树模型的结构与xml文档的结构相同。程序可以任意处理这个对象模型，包括增加、删除、修改子节点。
三、学习管理系统的设计及其标准化实现
1.系统设计
系统采用先前定义的三个模块来实现各部分功能为： 
1.1学习系统
主要对学生的学习进行支持，为学生提供学习的课程以及多样的辅导形式，并对学生平时的一些基本数据信息进行管理。
1.2教学教务管理
实现学习管理系统中的教学活动，教学教育管理包括教学管理和教务管理两方面，教务管理是指对教学元素实体的管理，而教学管理则是管理它们之间的管理，这两方面相互配合，使教学活动不间断的进行。其功能主要有学生学籍管理、教师信息管理、专业课程管理、教学计划的制定和安排，以及辅导、考试的安排工作。

1.3系统管理
系统管理保证了学习管理系统的正常运行，包括系统变量管理、模块管理、用户管理以及权限管理。
2.学习系统
学习系统在学习管理系统中相当于学生的教室，是一个能启动课程、跟踪学生进度的应用子系统。网上授课就是将学生要学习的课程从数据库中动态的显示在页面上，并记录学生的学习进度；课后的辅导又分别由实时和非实时两种形式构成，可以通过语音聊天和教师进行交流，也可以通过bbs系统和faq管理来讨论问题；学生还可以看到自己的作业情况，能够方便的从平台中获取和提交。
2.1系统结构
学习系统可分为四个部分：网上授课、辅导管理、课程作业和信息查询。每一项下面又可以划分为若干小模块，详细结构如图5-6所示：

 

Ÿ           网上授课
网上授课模块要实现两个功能：课程显示和学习进度的纪录，课程显示时在叶面端对服务器短的课程数据进行动态显示。学习进度的纪录是按照标准化的格式将学生的学习进度信息传送给系统。
Ÿ           辅导管理
辅导管理包括语音聊天室、bbs、faq，为学生和教师提供全面的交互方式，避免了因为远程教育这种形式而造成的交流缺乏。
Ÿ           课程作业
课程作业模块主要是作业的下载和作业的提交功能，通过这个功能学生能过看到最新的作业信息。
Ÿ           信息查询
信息查询包括个人信息查询、成绩信息查询、作业情况查询以及学习进度查询四个方面，个人信息主要是指学生的一些简单的个人信息，成绩信息是指学生的平时成绩、考试成绩以及作业成绩。作业情况是学生对每次作业的完成情况以及教师对其作业的评价。学习进度是学生的每门课程的学习进度，方便学生对自己进行监督，促进学习的进行。
2.2课程交换用信息标准化实现
课程交换用信息的标准化实现主要是对交换用课程相关数据模型的支持和实现。我们采用的是lms规范中定义的交换用课程集合数据模型。
课程交换用信息的标准化要求能够简化课程在不同系统间的移动，即不同的系统都能够提取课程的组成成分、内容划分以及学习顺序，这是建立在统一的约定和标准之上的。考虑到这些因素，我们采用生成标准交互文件的方式来对课程的交换信息进行描述和存储，这个文件将跟随课程包一起作为课程的必不可少的一部分。文件的结构示例如下所示：

采用这种文件方式，使课程在系统间移动的复杂度大大将低，使得粒度为课程的资源在系统间的互操作成为可能。
2.3系统互操作标准化实现
系统互操作标准化就是对学习管理系统相关规范标准的支持和实现。系统平台所采用的信息模型为celts-20。
系统的互操作体现在：
Ÿ           启动课程
Ÿ           lms系统与课之间的通信 
Ÿ           在lms系统间传递课程结构、学习行为、课程内容
Ÿ           存储学生表现数据
系统间的互操作是基于http绑定的，其中有许多的参数名值对，包括万维网启动参数、ieee需要参数和学生的课程信息参数，因此我们采用了将这些参数在互操作时进行表准化格式的传输，代码片断如下[20]：




3.教学教务管理
教学管理在远程教育中居于一个至关重要的地位，它起着调配教学资源、组织教学活动、总结教学数据等重要作用。教学管理系统使得教学能够顺利实施，也可实现整个教学管理过程的现代化和管理的规范化，另外还能及时、准确地反映教学现状，分析教学效果。教学管理可划分为三个相对独立的模块：课程管理、教务管理和系统管理，它为学生、教师、管理人员提供全面的服务。学生可以通过管理系统保存自己的个人档案，及时获取教学机构发布的最新信息，得到教师的帮助与辅导等；教师可通过管理系统设置课程与教学计划，查看学生的学习档案，提供有针对性的帮助；管理者可管理教师档案、学生档案、发布最新信息、对远程教学系统进行管理和维护等。
3.1子系统架构
教学子系统包括学生选课、教师选课件、教学计划管理、教学安排管理、辅导管理和考试安排；教务管理子系统包括学生学籍管理、作业管理、专业及课程关联、教师管理和学生成绩管理。如图5-7和5-8所示：

3.2管理机制
教学与教务系统是紧密联系的，教务管理子系统主要是实现对实体的管理功能，为教学管理子系统功能的实现提供基础，而教学管理子系统则实现了教学过程中的实体之间的关系管理功能，将这些教学过程中的必须元素组合起来，保证了教学流程的正常运行[40]。典型的教学过程的整个流程如图5-9所示：




管理员对平台上的专业和课程进行管理，保证了整个平台教学水平，对平台中的教师信息和学生学籍信息的管理，为制定教学计划做好了准备，这些都是教育平台的教学元素。
根据不同的年级、专业、层次教学教务管理员制定对应的教学计划，然后对当前学期的教学计划再制定对应的教学安排，教学计划中的数据包括年级、专业、层次、学期、课程，这样就确定了某个年级、某个层次、某个专业的学生各个学期的课程；再为每条教学计划确定一名教师，教师的信息为选择教师提供了依据，选择好教师之后教学安排就确定了。
教学安排确定之后，当被安排了教学计划的教师登陆平台之后，他就可以看到他这个学期将要教授的课程，这时他可以选择一门课件作为这门课程的教材，通常一门课程会对应多门课件，教师可以先查看课件再选择一门最为适合的课件。
当一个学生的教学计划和当前学期的教学安排都制定好之后，学生就可以登录平台进行选课了，登录后平台会给出这个学生的必选课和选修课列表，学生做出自己的选择之后提交，这样每个学生都会有自己的教学计划，
之后是网上授课阶段，其中包括作业的管理，教学管理子系统会安排辅导、考试，最后的考试成绩在教务管理子系统中进行管理。
 

4.系统管理
系统管理子系统是整个学习管理系统正常运转的关键子系统，它主要负责功能系统模块管理、用户组及用户的管理、权限管理[33]。功能系统模块管理是指对模块能够进行灵活的扩展、修改、删减和合并，模块管理能够将平台中的所有子系统及其所属模块进行很好的管理；用户管理是实现用户角色分配，用户信息检索查询，能够将平台中的用户进行统一的管理；权限管理是对所有的用户根据角色的不同将对平台的使用权限进行划分和分配，这样可以提高系统的安全性并方便管理员维护。
4.1系统架构
系统管理子系统分为三个子模块分别为：模块管理、用户管理和权限管理。用户管理又分为：用户组管理和用户管理。详细功能如图5-10所示：



4.2管理机制
资源管理子系统包含下面几部分的管理：用户管理、模块管理和权限管理。这三种管理功能联系紧密，相互影响，一般的流程如图5-11所示：



1.        用户管理
用户管理分为用户组管理和用户管理两部分。
系统目前拥有四种用户组：学生组、教师组、系统管理员组和教学教务管理员组，每个用户都是属于上述的其中一组。管理员可以添用户组，用户在注册的时候必须正确选择自己的用户组，从平台的安全性和易维护性考虑在用户注册的时候，应该对其可选的用户组范围进行一定的限制。
2.        模块管理
模块管理是可视化的功能模块管理，这样大大减少了管理员的技术负担，管理员不必人工操作平台中的各种文件，只需在页面上填入数值即可轻松的进行功能模块的管理，也使得平台的可扩展性大大增强。
3.        权限管理
权限管理和用户管理紧密相关，六种不同的用户组有六种不同的基本权限，每个用户都拥有自己所属用户组的基本权限，另外还拥有管理员设置的附加权限，以满足不同用户的需要。
四、总结
学习管理系统的标准化正由概念性发展逐步走向实际性的具体应用，尽管目前的发展依然还处于初期，可是对今后的发展前景和发展路线我们已经有了越来越清楚地认识。学习管理系统这种教育模式虽然已经被广泛的应用，但是不同系统之间的互操作是现代网络教育的瓶颈，针对这个问题本文对