基于消息中间件的在线学习模型研究与应用

摘要

基于Internet 的网络教学模式实现了从以教师为中心到以学员为中心的教学模式的转变。这种转变使得学习环境中各构件间的控制和管理变得非常复杂，甚至可能决定教学是否能正常进行。因此，在线学习环境构件间的控制研究是在线学习研究的核心内容。 本文通过对传统教学模式和现代在线学习理论的研究分析，可知在线学习系统是由“学习过程”、“学习指导过程”和“学习资源管理过程”三个相互协作的子系统组成,构件间的协作体现了在线学习过程的异步性、并发性、不确定性和随机性。针对在线学习过程的这种特性，本文运用Petri 网技术提出了一种在线学习形式化模型，而模型中的变迁和状态表征了在线学习过程中教学原子活动与学习状态。同时，本文运用Petri 网系统的状态矩阵方程的方法对模型进行了可达性验证，经验证该模型是安全可达的，并根据随机Petri 网的状态图同构马尔可夫链（MC）的原理，获得该模型的马尔可夫链，运用该MC 链分析了模型的标记概率密度、位置中的平均标记数以及变迁的利用率等性能指标。针对在线学习模型的控制特性，提出运用消息中间件技术来实现和控制在线学习模型。模型中构件的控制和驱动是通过收发消息来实现，其基本策略是通过控制生产、消费不同消费域的消息来实现在线学习模型的控制和驱动。目前，将在线学习模型的消息空间划分为三个层次：域、主题/队列和消息，其中课程学习域包含4 类消息主题和一个消息队列，每个主题/队列则包含了若干不同类型的消息。 本文最后依此模型构建出一个基于该模型的ELS 在线学习平台，证明了基于该模型的在线学习平台可提高系统功能和业务上的扩展能力，增强了在线学习的协同能力，降低了系统各功能模块间的耦合度。