一、远程教育个性化虚拟学习社区核心功能模块

远程教育个性化虚拟学习社区核心功能模块主要有如下3个模块:数字虚拟学习平台、综合门户和网络爬虫。

1.基于虚拟现实技术的沉浸情境式数字虚拟学习平台

引入网游开发的多场景的情境建构、自选角色表演和团队协作等思想,综合运用Web2.0、Web3D和WebGIS技术,构建沉浸情境式数字虚拟学习平台。学习者在沉浸情境式数字虚拟学习平台中,不但可以单独学习,也可以组成团队,通过扮演相关角色的方式沉浸其中,进行自主化、个性化、多样化高效学习。该数字虚拟学习平台本着“以学习者为中心为主体,一切为学习者服务”的宗旨构建。学习者利用该数字虚拟学习平台,根据各自特点,利用虚拟现实技术的交互特性,有针对性地进行学习交流,既弥补了传统课堂教学中学习者之间互动交流的不足,同时也克服了简单的网络环境下学习者在线学习的孤独感。沉浸情境式数字虚拟学习平台为学习者提供了一个畅通的交互平台,营造了一种个性化的自主学习环境,大大调动了学习者的学习主动性、积极性,大大提高了学习效率和质量。

2.统一身份验证与单点登录的综合门户

门户技术可以为不同用户进行内容聚合,定制个性化应用界面,进行个性化应用展示,将各类教育教学资源统一于信息门户之中,改变学习者只能被动地接受完全相同的学习内容的状况,学习者可以根据自己的需要选择学习内容和自定义自己的学习进度等,提高了学习的自主性和积极性。个性化虚拟学习社区信息平台还可以判断学习者的个人喜好,帮助学习者快速、准确地搜索到自己感兴趣的信息内容,根据自己的喜好和使用习惯来聚合网络信息,创造个人门户,获取信息将变得比以前更为精准,更能满足个性化需求。应用门户技术对学习者生成的内容信息进行整合,使得内容信息的特征性更加明显,便于检索。将精确阐明信息内容特征的标签进行整合,提高信息描述的确定性,从而便于学习者搜索与整理。运用门户技术还可以提供可定制化的学习场景,满足学习者的个性化多样化需求。通过统一身份验证,用户可以使用一个账号和一个密码登录信息门户(即单点登录),使用各种应用功能,大大提高了学习效率。

3.提供个性化服务的网络爬虫

远程教育学习者极为重要的一个学习资源就是网络教学资源。然而异常丰富的网络资源,往往会使得学习者感到茫然困惑无所适从,会产生严重的网络迷航问题。传统的搜索引擎采用基于关键字的搜索策略,搜索结果相关度不够高,范围不够精确,用户需要进行多次的筛选过滤,才能找到所需资源。针对这一问题,本研究设计了一个可以提供个性化服务的网络爬虫,来掘取、优化、整合和定制网络资源,为学习者提供个性化学习平台,满足个人多样化的学习和发展需要。提供个性化服务的网络爬虫的设计步骤如下:

(1)构建一种基于关键词动态扩充的主题表达方法主题爬虫中的“主题”描述对于爬虫的性能影响非常大,主题引导着爬虫的爬行方向。本研究针对主题关键词集合对主题表达的不全面等缺点,提出了一种基于关键词动态扩充的主题表达方法。在主题爬虫爬行的过程中,关键词动态扩充技术可以记忆、学习用户输入习惯,可以动态更新主题关键词集合,从而更全面、更准确地描述“主题”。

(2)制定爬行策略因为本爬虫程序的初衷是尽可能遍历某一站点所有的页面。广度优先算法的实行理论是覆盖更多的节点,所以此爬虫程序选择了广度优先算法。实现的策略是:先获取初始URL对应HTML代码里所有的URLs。然后依次获取这些URLs对应的HTML里的URLs,当这一层所有的URLs都下载解析完后,再获取下一层的信息。通过这种循环的获取方式实现广度优先爬行。

(3)添加对动态网页抓取的支持由于动态网页中存在大量的脚本语言和C#、Java等程序语言代码,其后台又有着不同的数据库,其页面内容及URL在运行时自动生成,网络爬虫遍历动态网页时会带来一定的麻烦。本研究采用JavaScript引擎、AjaxCrawler等技术,使得网络爬虫能够获取传统爬虫无法抓取的动态Web页面,并且能够获取其后台数据库的数据。

(4)搜索结果的定制与应用支持全文检索和精确检索,能够根据用户需求提供个性化的结果排序方式,并且提供信息整合和数据挖掘等功能。提供用户需求的结果排序方式并实时推送个性化网络最新资源;应用于构建个性化虚拟学习社区,满足学习型社会个性化学习的需要。

二、项目研究技术路线

1.考察研究分析虚拟学习社区建设现状。

2.构建基于虚拟现实技术的沉浸情境式数字虚拟学习平台。

3.统一身份验证,建立单点登录的综合门户。

4.设计与实现网络爬虫系统。

5.系统集成。

6.系统测试与编档

最终研究成果是构建一个远程教育个性化虚拟学习社区。学习者通过综合门户进入数字虚拟学习平台,通过扮演相关角色的方式沉浸在虚拟学习社区之中,通过可定制的网络爬虫掘取网上资源进行个性化学习。本研究立足于国家“十二五”规划纲要及国家中长期教育改革和发展规划纲要(2010-2020年)中“关于大力发展现代远程教育,建设全民学习、终身学习的学习型社会”的要求,通过构建远程教育个性化虚拟学习社区,为学习者提供一个简便、易用、个性化的学习平台,满足学习者个性化学习、自主学习、沉浸情境式学习的需求。该个性化虚拟学习社区可以作为现代远程教育的公共服务平台,可以大大提高远程教育的效率和质量水平,可以带来显著的经济效益和社会效益,进而推动现代远程教育的可持续、跨越式发展,同时对建设全民学习、终身学习的学习型社会也具有一定的积极意义。