中国E-Learning模式与技术问题的探讨

2013-3-15 13:39:00   作者:易邦教育   来源:在线教育资讯

    E-Learning行业目前在我国已经发展了有十多年的历史。最多的时候有100多家E-learning服务提供商。但是由于技术水平和商业模式等原因,无法规模化发展,且没有明显的领军企业能够带动行业的健康发展。即使在E-learning需求大量出现的今天,行业的整体发展也是探索中。 目前国内只有为数不多的运营相对良好的E-learning技术公司,这些公司大多数是大学教师科研成果产品化,或培训公司内部使用的E-learning 系统产品化的结果。这些产品的特点是为少数学校或少数企业中有限数量(数百名或数千名)的学员进行服务,对系统的边际,配套资源的要求,如服务器能承载的用户数量、网络带宽、系统维护和升级的复杂性、大并发系统的技术挑战性认识不够。并且此类产品基本沿用传统的软件销售模式,由于商业模式存在严重的问题从而造成同行无序的、低效率的竞争。本文将从行业的服务模式、技术特点和未来趋势,特别是“云计算”的出现对行业的影响作简要分析。

    一、中国E-Learning服务模式分析

中国E-learning行业发展缓慢,市场规模至今没有大发展的因素众多,其中重要原因之一是缺乏支持可持续业务发展的服务模式或商业模式。目前的E-learning技术提供商具有如下特点:

    1.“一条龙”服务(Total Solution)

    采用该模式的厂商提供技术系统安装、调试、系统维护、课件制作、课件交易、培训咨询、培训服务等学习有关的服务。厂商直接面向企业且大部分是中小企业。由于这些公司多为规模较小公司,且资源有限,特别是资金和人才不足,所以他们无法为客户长期提供高质量的服务。另外,因为需要与机构客户的内部HR系统对接,功能要求多样,定制化太多,随着客户量增加,管理成本和管理复杂性都要大大的提高,所以无法大规模的扩展。同时因为销售和项目实施周期过长,在项目成本太高而无法盈利等很多情况下甚至亏损,促使大批的E-learning厂商退出这个行业。

    2.“学习超市” (Learning Supermarket)

    试图采用“学习超市”的厂商需要庞大的资金量和强大的品牌知名度来吸引众多课程提供商和个人学员。需要大量的市场推广成本和强大的技术支撑。对于中小型的E-learning厂商来说,因为对公司的定位错误和开展业务的难度估计不足,一般在短时间内消耗重要的资源,无法正常经营下去,所以目前并没有成功的企业出现。

    3.平台与内容打包整体解决方案

    这个模式是从光盘加电子课件打包销售形式的延伸。 光盘加电子课件E-learning模式早期叫做CBT(Computer Based Training)。将一系列电子课程拷贝到一张光盘,卖给学员,学员还将所有电子课程复制到自己电脑上,有的厂商允许学员无限制地学习,有的厂商通过DRM加密,授权学员在规定的期限内无限制地学习。平台与内容打包整体解决方案是将一定数量的电子课程预装在服务器上,之后将服务器部署在机构客户的内部网络中。机构客户课程数量可以一次收费,之后在课程更新时收取升级费, 或按每年收取费用,机构内部的学员在授权期内可以无限制地学习。机构客户不需要对E-learning进行集成, 这种模式技术上简单且商务的费用有确定性。以时代光华为代表的E-learning供应商早期采用光盘加电子课件打包销售, 之后过渡到平台加内容模式,并吸引了大量业内跟随者。

    4.ASP 模式

    随着技术发展和需求的变化,市场出现了ASP技术,这个模式有时也叫租用模式。在这个模式中,E-learning厂商在内部建好了完整的 E-learning系统,并根据市场需求将课件上传到部署在互联网的服务器上。 之后将一系列课程打包成完整的网络培训方案推向机构或零售客户。 E-learning厂商按学习帐户数量,每年(或其他期限内)向客户收费。这种模式与平台与内容打包整体解决方案的区别在于E-learning系统是建在E-learning厂商租用的IDC机房中,而不是在机构客户的内部网络中,是由厂商的技术人员负责运营和维护。 在一段时间里, ASP也吸引了一定数量的客户,但因为通用课程内容较多,个性化的课程内容一般无法满足企业的需求,系统的定制化要求多,系统维护成本高,所以很多这类的E-learning的项目收入和支出成本不匹配。另外客户对数据保密性的疑虑使得市场推广成本增加,造成很多E-learning厂商的业务无法良性循环而退出市场。长期以来这个模式的整体市场规模没有扩大。

    二、  中国E-Learning技术应用分析

    1.功能架构

    1.1 E-learning系统核心功能

    一个E-learning系统核心功能是学习管理和内容管理。学习管理主要是为学员提供方便高效的学习内容和学习环境。从技术角度看,其方便性主要特点是在任何时间,任何地点都可以进行所需的学习,包括学习平台的稳定性和可用性;其高效性主要体现在良好的学习体验,包括学习平台的快速登入和退出系统、各种功能浏览速度、课程播放的流畅度、学习路径导航、学习过程管理、测试、教与学的互动等。

    内容管理功能主要是课程内容上传、更新、组合,发布、排列等以及学习统计。

    1.2 E-learning 系统与企业HR系统功能

    目前国内面对企业培训的E-learning系统存在严重的认识误区, 很多E-learning系统沿袭国外的类似系统如Sum Total和Saba 等的功能。这些系统包含的很多企业人力资源(HR)管理系统和人才开发(Talent Development)管理系统的功能,如人员招聘、绩效考核、能力评价、组织管理等多年积累的功能。这些功能大部分都超出E-learning系统的核心功能范围,致使将一个E-learning系统开发成综合多种系统功能的大集成。这样导致的结果是,很多E-learning系统项目需求无法收敛,系统定制化范围无限扩展,实施周期过长,项目成本大大超出预算而导致项目失败。

    这些认识误区的起因主要是生硬地引进或抄袭国外技术系统,而没有了解这些系统演变历史背景。大部分人没有认识到,我们目前看到国外的所谓“E-learning系统”功能其实是添加在成熟的人力资源(HR)管理系统和人才开发(Talent Development)管理系统基础之上的。 人力资源(HR)管理系统和人才开发(Talent Development)管理系统在E-learning出现之前就已经存在了。 新建E-learning系统产品,应该仅包含自身完整的核心功能和对周边系统的接口功能, 完全可以不包含甚至不应包含其他系统的功能。

    1.3  高校E-learning 系统与教务管理系统功能

    目前国内的面对院校的E-learning系统同样也存在严重的认识误区。很多这类E-learning系统参照了Blackboard等厂商的教务管理(Education Management System)或教学管理(Teaching Management)功能。同样,国外的这些所谓的E-learning系统是建立在一个完善的教务管理系统之上的E-learning模块。整个系统中主要包含的教务功能是教师教学管理、学生注册管理、课程与班级管理、学分,成绩和证书管理、学费和奖学金管理、学生生活如食宿管理等。这些功能在E-learning出现之前就已经存在了而且是经过长年累积的增量开发完成的。如果一个E-learning系统在开发了 核心功能外还要开发上述所有功能,不仅耗时耗力而且开发预算过高,一般的公司在短时间内也无法完成。这也是目前国内没有能跟Blackboard同等水平的系统存在的主要原因。

    笔者认为,从功能划分来看,目前国内的高校E-learning 系统应该与教务管理系统分开,但可以在两个系统中设计灵活的业务和数据接口达到松散的耦合。这样既能够保证信息的一致性,又能保证两个管理系统独立性。

    1.4  E-learning 系统与培训管理系统功能

    由于部分国内的培训机构同时从事线下和线上培训,才在选择或建设E-learning系统时,倾向于功能应用于培训机构业务管理。其中包括培训讲师管理、招生管理、学员和机构客户管理、课程管理、合作伙伴或代理机构管理、收费和支付管理以及业务流程管理等。这些管理系统在没有E-learning业务之前,培训机构就有需求。在实施E-learning业务之后这些管理功能大部分还是有效的。虽然培训机构业务管理系统的历史没有企业的HR系统或学校的教务管理系统历史那么悠久,也没有显著品牌的产品可以参照,所以E-learning核心功能建立在培训业务管理系统中的可行性相对较高,但是E-learning核心功能和业务管理系统也可以有机地划分组成松散耦合,使两个系统达到互不干挠且有机地结合,是合还是分值得慎重考虑。

    2.技术架构

    上述模式的E-learning技术采用传统的软件购买、安装、调试系统模式的应用一般是在几百或数千用户,最多几万用户的企业中实现,系统在容量、性能和稳定性等方面的局限性不易在系统运营中出现。即使系统的容量、性能和稳定性出现问题,也是通过让客户增加硬件和网络带宽来解决。通过增加硬件和网络带宽一般到一定规模后就会出现瓶颈无法提升系统容量和性能。

    随着E-learning技术手段被越来越多的机构所采用,网络培训或网络学习不再仅局限于学校和企业内部。近期出现了很多中央部委和行业协会的网络培训需求,一般都在数十万用户之众,学员遍布全国甚至国外,简单地利用一台服务器转上一批课件部署在一个机房地的E-learning系统已经完全不能满足这种业务需求。甚至现有国内的大部分E-learning系统也在基本在技术上无法满足。这就对E-learning技术提出了新的要求。新的技术要求至少在如下几个方面有所突破。

    2.1 软件系统架构

    软件系统架构的设计首先要解决的是高性能、高容量以及高并发处理能力的问题。因为一台服务器跟任何电子设备一样,它是有物理极限的。一台服务器的处理能力取决于其主要指标如CPU数量,单个CPU 处理速度,内存容量,硬盘或外界存储容量,缓存区容量,I/O处理速度等。这些指标决定了一台服务器能够处理的计算极限。

    我们如何解决一个系统的性能需求高于单台服务的容量极限问题呢?这就要求软件架构上有所突破,也就说系统软件架构必须满足可扩展性需求。

    可扩展性

    软件架构可扩展性分为横向扩展和纵向扩展.。横向扩展的定义是在不修改代码的情况下, 增加硬件设备或网络带宽就能提高系统处理能力, 纵向扩展的定义是在不修改代码的情况下,增加服务器内存、CPU数量或其他资源,以提高系统处理能力。

    如果软件架构不具有横向可扩展性,那么在1 台服务器基础上再增一台服务器,系统并发处理能力也不能从400个计算请求增加到800个计算请求。如果系统软件架构具有横向可扩展性,那么在软件代码不需要重新编写的条件下, 2 台服务器可以处理800个计算请求, 3台服务器可以处理1200个计算请求.。

    纵向扩展就是简单的增加服务器内存或CPU数量,可以提高单个服务器的处理能力。但是一般服务器的内存容量和可容纳的CPU数量是有极限的,所以系统横向扩展是有极限的。

    分布式:

    另一个提高处理能力的办法就是软件的分布式架构。 所谓的分布式架构,就是将一个计算任务分解成若干个子任务。比如在E-learning系统中,一个课件播放计算请求,就可以分解成课件请求人所处的网络位置、课件的类型、课件的存储位置等。这样多个服务可以共同协作完成一个复杂的计算任务,增加单个服务器处理的相对简单的计算任务数量,从而提高系统的整体处理能力(如提高同时在线学员数量)。

    2.2 硬件与网络架构:

    硬件系统是软件系统的载体。E-learning系统一般应具有如下几个特点:多人在线、学员分布广泛、服务不间断性。

    为了满足如上几个业务特点,硬件系统架构的设计应该在以下几个方面进行深入探索:

    集群结构

    每个为学员提供服务的节点都要是集群结构。也就是说所有的硬件设备都是冗余的。因为要尽量避免单点故障问题,所有的服务单元都是互有备份的,平时协同工作,即一旦某服务单元出现故障,则备份单元立刻接管工作。这个接管过程必须在毫秒级,以保证对学员来说这个故障的切换是透明的,没有感觉的。

    异地部署

    仅仅采用集群结构还是不能完全保证服务不间断性。同时在硬件架构上还要最大限度的考虑数据的容灾安全问题。这就要求我们的硬件系统必须采用多点异地部署的方式,数据做到异地备份。

    多网接入

    因E-learning 系统学员分布广泛性的存在,所以就不得不考虑学员网络接入的问题。目前不同接入商之间的互联还不能做到融会贯通的程度。这就要求E-learning系统要为不同接入方式的学员提供可接受的网络访问。最简单的就是多网接入,但由此引起的一系列技术问题也是E-learning 系统不得不考虑,不得不解决的。

    2.4  系统安全

    计算机软件系统的安全越来越被各行各业所重视。由于安全问题而遭受损失的案例也是屡见不鲜,互联网安全问题更是层出不穷。E-learning 系统同样要面对这个问题。安全其实是一个大的范畴,主要包括:操作系统安全、网络系统安全、应用程序安全等方面。任意某一个环节出现问题,都会导致严重的安全事件。其实安全对于E-learning 系统来说是一种态度,是一种习惯。这个思想要贯穿到整个E-learning系统的方方面面,操作系统的选择、补丁更新的策略、安全策略的制定、网络系统设计、关键服务的隔离、程序编写规范、输入检查等等。总之,尽量杜绝一切安全隐患。

    另一方面,对已有系统有计划的进行安全测试,找出安全漏洞。对类似问题进行封堵。

    三、“云计算”在E-Learning的应用

    目前国内在企业、政府、学校等机构实施和应用E-Learning项目为数众多, 但是真正达到预期目标的成功项目还是占很少的部分,大多数项目要么投入过高后继无力,要么周期过长无法获得后续支持继而中断,要么项目完成后使用效果不佳而无法大规模推广, 要么项目完成后遇到技术瓶颈(如学习流畅度或无法支持大并发量用户)。这些问题基本上是因为技术提供商的服务模式问题引起,或者是由于使用单位对E-Learning的认识误区所引起的。所以E-Learning服务模式的改变和整体行业技术水平的提升是行业必须面对的问题。  

    笔者认为,结合国内E-Learning技术的现状、客户需求以及互联网技术发展的趋势等诸多方面的因素,以“云计算”为基础的E-Learning技术平台服务将成为未来发展的主流。

    云计算是一种把 IT 资源当作服务来提供的手段。几乎所有 IT 资源都可以作为云服务来提供:应用程序、计算能力、存储容量、联网、编程工具,甚至于通信服务和协作工具。而最初的“云”架构模式可以大规模扩展、均衡分布、合理配置系统资源。

    目前较为普遍被采纳的定义是“云计算”由三个基本服务构成的即SaaS、IaaS和 PaaS。 

    1) SaaS (Software as a Service–软件即服务):

    SaaS的主要特点是改变软件使用和采购的模式。对软件使用模式的改变体现在与传统的软件使用的区别。在传统的软件使用中客户需要一次性购买软件然后自己采购服务器和网络带宽并进行软件安装、集成、调试等; 在SaaS模式中,客户不需要事先购买软件,然后自己采购服务器和网络带宽并进行软件安装、集成、调试等工作,而是订阅在互联网或内网中已经部署好的(包括安装、集成、调试好的) 现成应用软件。客户只需登入网站就可以使其所需的软件。采购模式的改变主要体现在软件服务费是按使用量支付给软件服务商而不是一次性购买软件产品。总的来说, SaaS是提供的是技术服务而不是技术产品;

    2)IaaS (Infrastructure as a Service, 基础设施即服务):

    基础设施主要是指硬件服务器、网络设备及其所在的机房等。IaaS主要特点也是服务而不是产品。客户不需要自建机房、购买服务器、网络带宽和安全保障等,而是购买这些设备的服务并且按设备使用量支付给技术提供商;

    3)PaaS (Platform as a Service 平台即服务):

    PaaS主要是指对应用软件开发过程中所使用的操作系统、数据库和开发工具等开发环境中所需要的相关配套部件。软件开发者不需要预先采购和搭建开发环境而是直接登入PaaS进行系统开发。同样地,PaaS的采购模式也是按平台使用量向技术提供商支付费用。 

    当我们把“云计算”模式引入到E-Learning项目中,其相较于传统的E-Learning服务有如下明显的优势:

    1.“云计算”以按需提供 IT 资源的模式可以创造出更高水平的效率和经济性,与此同时, IT 机构能够极大地提高硬件利用率,并能够在极短时间内升级到巨大容量,而不必频繁地投资构建新的基础设施、培训新员工或频繁的软件升级。这对于E-Learning项目的实施机构来说,不仅仅减少了对IT硬件设备的投入和研究,还减少了对IT人员方面的投入;

    2.平台及网络的虚拟化。利用负载均衡技术,通过虚拟 IP 地址把多个服务器和服务组合起来,根据资源情况调度服务情况,并在节点失败时自动进行故障转移。在这种情况下,“云计算”不仅可以把具体虚拟网络接口预配置到特定虚拟环境,而且还当面临更复杂虚拟专用数据中心的日益增长的需要时,虚拟专用数据中心配置一组不同的系统角色以及这些角色之间的逻辑互连接。平台使用者不再关心服务器、存储、网络带宽容量多少或其所处的地理位置等问题。

    通过负载均衡技术的虚拟化网络平台以及数据库,对于E-Learning模式下的教育培训中,大规模学生的同时在线学习、课件访问数量激增造成的系统堵塞等问题就会迎刃而解。

    四、“云计算”下的E-Learning行业新生态

    一个成熟的行业必然有合理的产业分工, E-learning行业产业链可以分解成E-learning技术运营平台、课程开发设计、课程服务提供商、培训实施解决方案提供商、最后是终端学员五个环节,每个环节都有其独特的作用,且缺一不可。目前行业流行的所谓“内容为王”显然是有偏见的主张。  

    而在“云计算”模式下的E-Learning生态圈,产业链的每一个环节都可以避免传统模式中“大而全”的服务带来的弊端,每一个环节都可以在自身最擅长的领域中发挥优势,通过资源整合和集成做出高质量低成本的解决方案。

    优化整合后的“云计算”模式的E-Learning平台,可以产生如下重要作用:

  1. 推动行业合作:由于“云计算”模式下的E-learning平台,专注于平台的技术服务层面,产业链其他环节的厂商如E-learning课程制作公司、学习内容提供商、培训教育机构等可以在此模式下的产业链环节形成有效的合作伙伴关系,从而形成行业合作共赢的机制。而平台提供商、课件供应商、招生运营商的合作可以为使用者提供每个环节最优的服务;
  2. 催生最佳解决发方案:在“云计算”的E-learning平台之上可以促成其他环节产品的成交机会,提供新的商业机会。教育资源选择性的增加,为各环节的厂商减少重复投资,将更多的资金投入提高课程质量,加快E-learning项目的实施速度和效率;
  3. 降低项目失败风险:提高系统实施效率,可以缩短客户自建E-Learning实施周期从6~18个月缩短到2~3周,排除了系统建设工程失败的风险;
  4. 降低技术投资风险:通常情况下,建设一个可用的E-Learning平台的投资少则数十万,多则上百万或几百万人民币。而“云计算”模式下的E-Learning系统使用费为按需计算。对于一个培训教学机构来说, 如果他们的E-learning课程卖不动,后续的系统使用费就不需要交;
  5. 减少总体技术开支:无论客户的课件质量高低,市场规模大小,使用平台的技术开支也一定少于客户自建E-learning平台的费用。使用“云计算”平台的5年总体技术成本可以降低到传统系统成本的1/4 到1/5。

    五、 总结

    目前中国的E-learning已经获得各行各业认可,商业机会正在大量地出现。从政府到企业和院校也通过多年的实践总结经验教训,对E-learning项目的实施有了更深刻的体会,对E-learning项目效果的期待也逐渐回归现实。E-learning行业从业人员可以抓住“云计算”技术发展契机和涌现的市场机会,重新审视过去的发展思路,调整业务模式,充分利用技术创新,展开合作,创造共赢。相信行业的蓬勃发展时刻很快就会到来。