基于Moodle平台的课程资源和教学计划集成方法的研究与应用.pdf

基于m o o d l e 平台的课程资源和教学计划集成方法的研究与应用中文摘要 基于m o o die 平台的课程资源和教学计划集成方法的研究 与应用 中文摘要 当今世界，科学技术飞速发展，信息技术日新月异。随着网络技术及多媒体技术 的快速发展和在教育中的广泛应用，e - 1 e a 加i n g 这一新颖的学习方式日渐得到应用 和推广。网络学习平台是e l e a r n i n g 发展的必然产物。如何选择一个适合的学习平 台来辅助日常的教学活动，更好的提升教学效能、培养学生自主学习的能力和创造力， 已经成为学校、教师、教学研究者共同思考的问题。而市场上的商业平台大多价格昂 贵，软件本身的费用加上升级和服务的费用是许多学校难以承受的。针对这种情况， 引入了开源学习平台的概念。本课题根据徐州建筑职业技术学院教学实际情况，尝试 应用m 0 0 d l e 课程管理平台到网络教育中。 本课题研究分析了m o o d l e 系统，与其功能模块进行系统集成与联调，完成了对 m 0 0 d l e 教学计划的定制和二次开发。论文首先阐述了m 0 0 d l e 平台特点及其采用的网 络技术，接着分析了m 0 0 d l e 的功能以及模块架构，探讨了二次开发的方式，研究了 m o o d l e 重要模块提供的可供集成工作的接口。之后，针对徐州建筑职业技术学院教 学计划，为集成工作做出需求分析，进行了网站集成的设计，包括数据库设计和网站 功能模块的设计，提出并实现了学生可根据自身能力和课程拓扑关系自主选课的选课 方式。最后将徐州建筑职业技术学院教学计划，以外加模块形式集成到m o o d l e 课程 管理平台中。 关键字：网络教育；m d l e 平台；模块化；教学计划；集成 作者：吴兆立 指导老师：陆建德 基于m 0 0 d l e 平台的课程资源和教学计划集成方法的研究与应用第一章 第一章绪论弟一早三百 下匕 在刚刚过去的几年里，w e b2 0 异军突起。w e bs e r v i 领衔的技术革命帮助 w e b2 0 打破了传统的w e b1 o 模式。在w e b2 0 时代，用户在互联网的作用越来 越大，他们提供知识、传播知识、学习知识，之间的交互性和协作性比以往任何一个 时代都要紧密。受此变化的影响，以往的网络教育开始从普通的网页形式向更注重交 互0 协作的课程管理系统迁移f l 】。在世界主流的一些课程管理系统中，m 0 0 d l e 以其 独特之处赢得了世界范围教学领域以及其它领域广泛的应用。本文对m 0 0 d l e 课程管 理平台进行研究，探讨其集成与二次开发的方法，并将其本地化，应用于徐州建筑职 业技术学院的网络教育，满足了实际的教学需要。 1 1 课题背景 1 1 1 远程教育的趋势 由于一系列的科技创新，世界的网络产生了质的飞跃，人们已置身于“比特世界修 田。因特网作为地球的“电子表皮一正以其无限的容量、广阔的覆盖面、交互和定 制化特色影响着人们的学习、工作、生活、娱乐等各个方面【3 】。 在w e b1 0 发展的基础上，新时代网络技术带动新的应用迅猛发展起来，新的 应用包括b 1 0 9 、w i k i 、社会性网络服务( s n s ) 、r s s 、t a g 等，从此网络进入了以用 户为核心，注重交互与协作的w e b2 o 个性化时代【4 】。 教育领域在出现网络化的趋势之后，也更加注重学生学习的主动性，知识的构建 性以及他们之间的交流与协作。远程教育作为一种利用现代信息技术发展高素质教育 的教育方式正以前所未有的速度向前发展，并在许多国家的教育系统中脱颖而出，起 着越来越重要的作用。人们以极大的兴趣和热忱关注着现代远程教育的发展，希望这 种非常规教育能给教育的改革注入新的活力，开辟更为广阔的天地。 1 1 2 远程教育的特点 广义来讲，所谓远程教育，即为电子化学习，是指在由通讯技术、微电子技术、 第一章基于m 0 0 m e 平台的课程资源和教学计划集成方法的研究与应用 计算机技术、人工智能、网络技术、多媒体等技术所构成的人类生存的电子化环境中 进行的学习，是基于技术的学习；狭义来说，当前远程教学大多指在线学习或网络化 学习，在教育领域建立因特网平台，学员通过p c 上网，通过网络进行学习的一种全 新的学习方式【3 1 。 由于现代教育技术的应用，使远程教育在社会和教育上更具有优势，比如信息的 及时传递，网络教育的最充分共享和更有效利用；实时或非实时任意交流、讨论；学 生自主学习、个性化学习及协作学习；教学空间的无限扩展，教育对象空前膨胀；虚 拟技术更有效模拟现实，解决教学难题；促使教育社会化，使教育从学校走向社会与 家庭；促使终生教育和全民教育的开展等。并由于这些优势，使网络教育成为传统教 育的重要补充【3 】 总之，网络学习已成为人们学习的一个重要方式，随着网络技术的不断发展，网 络学习环境的成熟和完善，网络学习平台应运而生，目前世界上有很多网络学习平台， 比如j o o m l a 、d r u p a l 、0 0 d l e 等，而m o o d l e 是目前最流行的c m s ( 课程管理系统) 。 1 1 3m o o d l e 平台的特点 m o o d l e 平台的创建者是m a r t i nd 6 u g ia i i l a s ，m o o d l e 这个词本是m o d u l a r o b j e c t 一0 r i e n t e dd y n 锄i cl e a r n i n ge n v i r o 册e n t ( 模块化面向对象的动态学习环境) 的缩写，同时m 0 0 d l e 又是一个动词，用来描述一个循序渐进的过程，一个可以引导 学习者不断的洞察和创造的过程同。 在研究不同的c m s 之后，最终选择m 0 0 d l e 平台是因为它的开源性、合理的教学 理论以及庞大社区力量的支持，从以下几方面进行分析【回： 一、开源性 开源是开源代码的简称。开源的含义很简单，即用户可以对软件的源码进行访问， 可以研究软件是如何运行，可以复制和修改，也可以将其共享。 m o o d l e 的运行平台是l a m p ，即l i n u x 、a p a c h e 、m y s q l 、p h p ，其编程语言， 运行环境全部是开源项目，m 0 0 d l e 可以随意地从官方网站下载，安装在免费的服务 器上。 m 0 0 d l e 由于其开源性，也使其可以方便的本地化，可以根据需要对其进行修改， 添加，以符合特定的教育需求。 2 基于m d l e 平台的课程资源和教学计划集成方法的研究与应用第一章 二、合理的教育理念 m 0 0 d l e 重要的特色是以社会建构教学法为其设计基础。社会建构主义阴的三个基 本原理是： ( 1 ) 知识是认知个体主动的建构，不是被动的接受或吸收。 ( 2 ) 认知功能是用来组织经验的世界，而不是用来发现本体的现实。 ( 3 ) 知识是个人与别人经由磋商和解的社会建构。 上述陈述强调人们是从与周围世界的交互中，以将新获得的知识建立在他们已有 知识的过程中来学习的。他们不是被限制在被动的记录信息，而是能够从提供的信息 中建立自己个人化的知识结构。 教学的构建方法强调学习者的主动性。信息的本身不如处理它的能力重要。学习 者不是消极的吸收知识，而是在知识的建立过程中扮演一个积极的角色嗍。 三、庞大的社区力量支持 m 0 0 d l e 有一个庞大而且活跃的社区的支持，使m o o d l e 成为一个不断发展壮大的 活跃项目。 在m o o d l e 网站注册的用户有4 0 ，0 0 0 ，0 0 0 多个，他们来自1 9 9 个国家讲7 9 种 语言阴，在使用m o o d l e 这方面，大家都相互帮助，共同解决问题。 也有很多的开发者致力于m o o d l e 的开发，开发者和用户一起工作以保证软件的 质量，核心小组会负责发布新的成熟的功能特性，以及决定下一步工作。由于m o o d l e 可以免费使用，很多人们使用并测试新的功能，他们就成为了质量保证部门的一员。 正是开源性、合理的教育理念以及庞大的社区力量支持这三方面的特性，使得 m o o d l e 在所有的c m s 中变得独特，得到了广泛的应用。 1 1 4m o o d l e 平台的应用 在全球的教育领域以及其它培训机构都掀起了学习使用m o o d l e 的热潮【1 0 1 ： 1 在世界范围，据统计，m o o d l e 的站点个数从2 0 0 3 年的几百个增加到2 0 0 8 年 1 1 月2 3 日的4 5 6 2 1 个，其站点来自超过1 9 9 个国家和地区；m 0 0 d l e 注册课程总数 2 3 5 4 6 3 2 门，注册老师1 8 3 3 9 0 6 人，建立社区3 1 8 5 3 8 2 8 个，共享资源1 8 3 7 9 4 2 9 类， 交流问题2 3 7 0 0 2 4 0 种，m o o d l e 平台的下载量超过8 万次，提供的语言支持也达到了 7 9 种，应用范围也从教育扩展到其它各个领域。 3 第一章基于m 0 0 珊e 平台的课程资源和教学计划集成方法的研究与应用 2 m 0 0 d l e 成为西方国家教育信息化应用研究热点，被著名公司如i b m ， i n t e r 等公司采用做为培训新平台，也成为英国老师准入资格要求。 3 m o o d l e 在中国正迅速升温、普及，如图1 1 所示，m 0 0 d l e 的站点由2 0 0 6 年 的1 1 6 个增加到2 0 0 7 年的3 0 0 多个。其应用广度包括大学、中学、小学以及社会【l l 】。 其关注度也由专家扩展到学校，中国的m o o d l e 首届研讨会已经顺利举行。 1 2 论文内容 3 5 0 0 0 个 2 3 0 0 0 个 7 0 0 0 个 2 3 年2 5 年2 0 0 6 年2 7 年l o 月 日期 图1 1m 0 0 d l e 站点在中国的增长 本文从徐州建筑职业技术学院教学计划的实际需求出发，对m 0 0 d l e 的技术、功 能、架构、代码模块进行详细的分析，在不改变m o o d l e 已有代码的前提下，进行二 次开发，将教学计划集成进去，并对集成过程中所遇到的问题进行分析，最后对项目 进行了总结。 根据项目的具体要求，本论文的主要内容有以下几点： 1 对m o o d l e 的设计理念以及功能进行了分析。 2 对m 0 0 d l e 采用的网络技术、功能、开发模块架构、源代码进行了研究。 3 针对徐州建筑职业技术学院教学计划，对项目做了需求分析，进行了对网站 的设计和二次开发，包括数据库设计和网站功能模块的设计。 4 基于m 0 0 d l c 平台的课程资源和教学计划集成方法的研究与应用 第一章 4 与m o o d l e 的功能模块进行集成与联调，以外加模块形式将教学计划集成。 1 3 论文结构 i 论文共六章： 妻第一章概述：主要阐述了本课题的研究背景，意义以及要进行集成工作的基本 情况。 第二章开源学习平台：该章首先介绍了开源代码的意义以及在高等教育中的应 用，同时就网络上流行的各种开源学习平台的性能和技术优势进行了对比，得出 m o o d l e 开源软件存在着十分明显的优势。 第三章m o o d l e 相关技术：本章为论文的重点章节之一，首先介绍了m o o d l e 平 台所在环境及其采用的各种网络技术，包括) 【h t m l 、x m l d b 、a j a x 、a d o d b 等；然 后详细介绍了m 0 0 d l e 的功能模块；之后，对m o o d l e 模块化的开发思想进行了分析， 探索了开发者可从事的m 0 0 d l e 二次开发的工作及其接口；最后简要介绍m o o d l e 所引 用的代码库以及数据表。 7 第四章教学计划需求分析及数据库的设计：结合徐州建筑职业技术学院教学计 划归纳出集成工作的具体需求，给出了数据库的设计和网站功能模块的设计。 。第五章m o o d l e 资源管理与教学计划集成的实现：主要从学生定制、课程定制、 教学时间定制以及学生选课方面给出了具体的实现。 第六章论文的总结与展望：对所做工作进行总结，指出了实现的不足之处，并 对m 0 0 d l e 今后的发展进行了展望。 5 第二章 基于m 0 0 i d l e 平台的课程资源和教学计划集成方法的研究与应用 2 1 网络学习平台 第二章开源学习平台 网络学习平台指的是通过网络实施课程教学的学习管理软件系统，是一套用来建 立、储存、组织管理、维护、追踪及提供个性化课程学习对象( l e a r n i n go b j e c t ) 的 软件系统。其基本功能包括：学习者、教师、系统管理员等用户的管理；网络课件的 创作、存储与发布；网络学习过程的支持工具；相关标准的适应与交换；各种通信工 具、学习工具的提供和支持。 国内用于描述网络教学软件系统的名称很多，如“网络教学系统“ 、“网络学习平 台、“网络学习支撑平台一、“在线学习平台一、“远程教学支撑平台“ 、“网络学习管理 系统等。目前国际上较广泛使用的术语为l m s ( 学习管理系统：l e a r m i n gm a n a g e m e n t s y s t e m ) 和l c m s ( 学习内容管理系统l e a r m i n gc o n t e n tm a n a g e m e n ts y s t e m ) 。 2 1 1 学习管理系统( l m s ) 早期网络学习平台是由l m s ( 学习管理系统：l e a 珊i n gm a n a g e m e n ts y s t e m ) 开始 发展的，主要功能是使管理者和教学者掌握教学活动，如教材安排与管理学习者的资 料，教师可以籍由l m s 进行一个信息化教学过程，从开设课程、学员名单、教材呈现 或课程教导、线上测验、学员讨论、成绩计算排序等。一个成熟的学习管理平台应该 包括以下功能： 1 课程管理：新增或修改课程、章节资料与课程最新消息； 2 作业管理：新增或修改作业信息，学生提交作业，教师进行批改回馈； 3 测验管理：教师可建立题库并从题库中建立试卷进行测验； 4 教学评价：对教学效果质量进行多方面的考虑评价； 5 其它学习：。工具可以使用讨论区相互讨论，或使用记事本、通讯录、e m a i l 等个人工具。 6 基于m o 础c 平台的课程资源和教学计划集成方法的研究与应用 第二章 2 1 2 学习内容管理系统( l c m s ) 近年来，l c m s ( 学习内容管理系统l e a r m i n gc o n t e n tm a n a g e m e n ts y s t e m ) 逐渐 兴起，它的重点在于管理学习内容，2 0 0 1 年的i d cl c m sw h i t ep 印e r 将l c m s 定义 为四大主要部分： ，1 学习物件资料库 。用来储存管理学习内容，储存在此的学习对象( 如文字内容、，多媒体、图表等) 可以依据教学需要，独立使用或重新组合，并可以借助格式的支持，输出各种格式做 跨平台使用。 2 教材编辑模块 教材编辑者可透过此模块整合教学原理的模版、脚本，创造可重复使用的学习对 象，并将学习对象储存到学习对象资料库以供课程使用。 3 动态传输界面 依据使用者的特性提供不同的课程，例如依照学习者的个人学习过程记录提供内 容，或呈现不同的课程外观样式。 4 管理模块 ；负责记录学生的个人资料，以及跟踪课程的学习进度和成果。 l c m s 并非要取代l m s ，两者间是相辅相成的关系。虽然两者针对的重点不同，是 偏重在网上教务、教学管理的平台，l c m s 是偏重于学习对象开发、编辑、管理、整 合和发布的平台，但其实质都是通过网络技术，建立一个基于w e b 的能支持和管理学 习过程、提供共享学习资源和各种学习工具的虚拟学习环境。一个完整的教学平台应 同时具备两种系统的功能，能够兼具学习管理、课程管理与设计以及学习者间的沟通 工具，以使网络教学达到最佳的成效。 2 1 3 网络学习平台的基本功能 根据以上论述，本文在综合各研究者对于网络学习平台的功能定义的基础上，归 类出网络学习平台的基本功能分类，具体见表2 1 。 1 系统管理 安装需求：安装与运行网络平台所需要的软硬件设备； 7 第二章基于m o o d l c 平台的课程资源和教学计划集成方法的研究与应用 账户管理：对于教学设计者、教学者、学习者的账户管理机制； 权限设定：对于使用者的权限管理； 界面设定：调整使用界面的功能。 2 教学管理 分组功能：可对学习者进行分组开展小组学习的功能； 作业收缴：在线进行作业的分发与管理功能； 评价机制：评价学习者学习的功能； 成绩统计：统计学习者成绩的功能； 活动追踪：学习者在网络平台学习中的历程追踪功能。 3 课程设计 课程编辑：在平台上编辑课程的功能； 课程共享：课程供不同教学者间使用的机制； 课程管理：搜索、增删、分类等管理课程的功能； s c o r m ：导入与导出格式课程的功能。 4 学习活动 联络工具：学习者在线与教学者及其它学习者联络的工具； 合作学习：学习者进行合作学习的机制； 离线学习：学习者不需网络连接也能进行学习的机制； 编辑工具：学习者在线编写作业的机制； 表2 - l 网络教学平台功能 网络教学平台 系统管理教学管理课程设计学习活动 s 厶 离 编 安帐权界分 作 评 成 活课课课联口 c 装号限面组业价 绩动 程程程络 作线辑 o 需管设设功收机统追编共管 工 学学工 r 求理定定能缴制计踪辑 享 理具习习 具 m 基于m 0 0 d l e 平台的课程资源和教学计划集成方法的研究与应用第二章 2 2 开源软件概述 2 2 1 开源软件的定义 开源软件( 0 p e ns 0 u r c es o f t w a r e ) ，通常也称为自由软件( f r e es o f t w a u r e ) ，是 指源代码公开的计算机程序，用户拥有运行、研究和修改、重新发布的权利。开源软 件是与封闭源代码的私有软件相对立的一个概念。在开源应用程序中，源代码是对所 有人开放的，任何人都可以来检查、变更和重新发布这些代码。而在封闭源代码的应 用程序中，这些代码是被当作商业秘密被严格保护的，只有公司内部相关人员才能获 得这些代码，软件用户不能复制或重新发布这个软件，否则就会被视为“偷窃“ 。 2 2 2 “开源的意义和优势 1 总体拥有成本降低 与私有软件相比，采用开源软件需要的总体拥有成本( t o t a lc o s to f0 w n e r s h i p ， t c o ) 将有很大程度地降低。在这方面国外已经有相当多的研究数据。c y b e r s o u r c e 的 一项研究显示，与微软解决方案相比较，使用开源软件能降低2 4 到3 4 的t c o 。特 别是对于学校来说经费有限，因此可降低软件的使用成本是吸引高校使用开源软件的 一个重要原因。 2 更高的性能、可靠性 低成本是不是意味着低性能呢? 事实并非如此，一些比较成熟的开源软件比同类 的私有软件具有更高的性能、可靠性和安全性。开源软件的开发方法更容易保证软件 的质量，在大量开发者共同的审视下，软件的缺陷能够很快地被查处和修改，这使得 软件的性能和可靠性得到提高。例如，在某机构进行的数据库软件量化分析比较中， 发现开源软件的缺陷仅仅是其它私有数据库软件的六分之一。 3 减少对商业软件的依赖性 使用开源软件的另一个重要原因，就是希望逐步摆脱商业软件公司在技术上的束 缚，特别是对于高等教育机构；正如有些学者指出的，“许多高校管理者所担忧的是， 商业软件提供商由于所提供的软件系统，对高校中心工作的控制力越来越大，学校在 很多方面的发言权越来越弱小。“ 以高校中最常用的课程管理系统为例，由于对 9 第二章 基于m 0 0 d l e 平台的课程资源和教学计划集成方法的研究与应用 b 1 a c k b o a r d 公司提高年使用许可费和强迫高校升级等等做法的不满，2 0 0 4 年，印第 安纳大学、密西根大学、麻省理工学院和斯坦福大学共同发起了一项名为的开放源代 码的联合开发项目。这四所高校将原来自主开发的课程管理系统( c m s ) 的源代码都贡 献出来，试图共同开发出一个适用于高校的开源c m s 产品。 4 本地化和定制的可能 绝大多数的开源软件的语言是英语，非英语国家的用户在软件的使用上会碰到障 碍。针对这一情况，很多开源软件都提供了本地化功能，一些使用者或者开源爱好者 会对特定的语言包进行翻译，从而可以方便地将界面语言转换为当地语言。而对私有 软件来说，本地化则受制于商业利益，当市场规模较小时，私有软件就不会被本地化， 供当地用户使用了。 开源也使得对软件的个性化定制成为可能；尤其是对教育机构来说，由于制度、 文化等方面的差异，世界各地的教育体制和要求有很大的不同，适合一个国家的教育 软件不一定满足另一个国家的实际情况。开源软件可以很好地解决这一问题，因为用 户可以通过对源代码的修改和二次开发来达到自己的需求。 2 2 3 开源软件在高等教育中应用优势 开源软件在高等教育机构中获得越来越多地应用及广泛认可。有研究者指出，出 现这种情况的原因是多方面的，其中既有经济和和技术的原因，还有更加深刻的教育 和哲学的理由，表2 2 列出了高等教育机构使用开源软件的原因。 表2 - 2 开源软件在高等教育机构中逐步推广的主要原因 涉及领域使用开源软件的原因 降低学校在软件使用许可费方面的开支 经济与商业软件相比，获得和运用开源软件的成本要低 保持经济的独立性 希望使用更安全和更可靠的技术 应用开放性架构 技术 能够根据需要进行技术改造 保持开放的同时保护知识产权 增加使用不同教学工具的可能性 教育 利用网上教学 l o 基于m o o d l e 平台的课程资源和教学计划集成方法的研究与应用 第二章 实现教学的模块化和多语言化 工具的多样性 相互协作的精神 反垄断的精神 三哲学 知识的自由传播 宣扬文化交流和国际合作 2 3 现有平台的介绍和比较 2 3 1 现有平台的介绍 在e l e a r n i n g 这一学习方式日渐得到应用和推广的今天，市场上学习管理平台 产品层出不穷，比较著名的有b l a c k b o a r d 、w e b c l i 等，它们大都价格昂贵，软件本身 的费用加上以后升级和服务的费用是许多学校难以承受的，其中美国 船( b 1 a c k b o a r d ，黑板之意) 软件包是最著名的，但是，其价格极为昂贵，每套4 2 8 万元人民币( 以4 0 0 0 名注册学生的高校为例) 。另外，由于商用软件不开放源码，用 户的个性化定制要求很难实现。针对这些情况，使用开源学习管理平台是一种绝佳的 选择。目前在国际上，能够选择利用的开源学习管理平台已有不少，并且其市场份额 远远超过了商业体统，许多世界知名高校和研究机构开始进行相关的研究和开发。， c o 咖o n w e a l t ho fl e a r n i n g ( 简称c o l ) 组织的一项调查结果显示，正在进行或达成产 品阶段的开源教学管理软件项目已多达3 5 个。表2 3 列出了其中的一部分，是由世 界各国的一些著名高校参与的开源学习平台项目。 表2 - 3 各国的开源学习平台项目 国家项目名称参与学校 j a - s i g 成员学校：y a l uu n i v 铘咄r u 瞎粥u i l i v 哪i t y 美国 u l 肼t a l ( 校园门户系统) t e x 淞1 鼬u 帆i 坝 d e l a w 撇，姗i a n a ，m i d l 噜a n o t a ，r h o d ei s k m d ， o p i ( 电子档案系统) 恤r - s m a n g 枷p d s p a c e ( 数字图书馆系统) 麻省理工学院，耻公司 s a k a i ( 课程管理系统) 印第安纳大学，密西根大学，麻省理工学院，斯坦福大学 “0 n s h a r e ( 文件共享系统)宾州州立大学，m e u o nf o u n d 撕 p l ( i ( 身份认证系统) 达特茅斯学院，m e u o nf 0 u n d a t i o n 第二章基于m 0 0 d l e 平台的课程资源和教学计划集成方法的研究与应用 f e d o 随( 数字资源库系统)弗吉尼亚大学和康奈尔大学，m e u o nf 0 u n d a 曲n e d u c o 删璐( 开放课程系统) 尤他州立大学，m e u o nf 0 u n d 撕o n 澳大利亚 m 0 0 d l c ( 课程管理系统)c u 血u n i v 铘i t y0 f 融i l n o l o g y 英国 b o d i n g t 蚰( 学习管理系统) o x f b r du n i v e 娼埘 加拿大a n l t o “课程官埋糸玩)n eu n i v 铘埘o f r o r o n t o ，m c n o nf o u n d a 如n 瑞士 o l 虹( 课程管理系统)u n i v 铘i t yo f 酬c h f u t u r el 助m i 玎ge n v 曲彻嘲l l u i l i v e r s 埘0 fa na n dd e s i g nh e l s i n l ( i ，u i l i v 哪i t yo f 芬兰 ( 课程管理系统) h e l s i n 虹 比利时 d o k e o s ( 课程管理系统) 1 5 所大学参与研发 奥地利 e _ l e c t u 陀( 电子讲义系统)u n j v 郇埘纰 瑞典ie a 功】o 叩( 合作学习系统)t kv 妇瘢i n s 吐m t e ，g 0 t h e n b u r gu n i v 懿咄s w c d 其中比较著名、应用较广泛的有： 1 a t u t o r a t u t o r 是由多伦多大学的a d a p t i v et e c h n o l o g yr e s o u r c e 从2 0 0 3 年开始进行 的计划，目的是设计一个开放源代码的学习内容管理系统。开发者在使用过许多线上 学习系统后发现它们大多专注于课程与教学内容的管理，对学习者的学习倾向较不重 视，且系统功能对于教学者与学习者来说都太复杂，使学习反而受到阻碍。该系统是 基于认知科学开发的，希望能比其它系统更易亲近用户，且具有适应性，让系统管理 者、教学者、学习者能在网络与电脑设备条件并非最佳的情况下，有效地运用这个平 台进行适应性的学习。( a t u t o r 官方网站h t t p ：向w a t u t o r c a ) 。此外，合作学习 工具a c 0 1 1 a b 、聊天室工具a c h a t 、讨论区工具a f o 瑚、文字转语音工具a t a l k e r 、网 站纠错工具a c h e c k e r 都可以整合进a t u t o r 中使用。 2 s a k a i s a k a i 项目是由美国印地安那大学、密西根大学、斯坦福大学和麻省理工学院于 2 0 0 4 年共同发起的一项开源c m s 计划。s a k a i 项目的主要目标是，开发s a k a i 程序的 系统架构，将之与已有的各种c m s 工具和组件整合为一体。这些工具与组件既可用于 课程管理，同时也可作为原有c m s 模型的扩展插件。更为重要的是，s a k a i 也将支持 研究性协作学习。与其它开源教学平台架构在开源软件架构模式l a m p ( l in u x + a p a c h e + m y s q l + p h p ) 上不同，是架构在j 2 e e 之上。 m o o d l e 将在后文中着重进行介绍。 基于m l d l e 平台的课程资源和教学计划集成方法的研究与应用第二章 2 3 2 平台的比较 2 0 0 2 年，s a b i n eg r a f 和b e a t el i s t 两位学者在奥地利科教文化部门和欧洲社 会基金会( e u r o p e a ns o c i a lf u n d ) 的支持下对现有的一些开源教学平台的各方面性能 _ _ 进行了评估： 0 二( 1 ) 、对象及版本 参与评估的平台及其版本包括：a t u t o r l 4 1 ，d e k e o s l 5 5 ，d o t l r n 2 0 3 ， i l i a s 3 2 4 ，l o n c a p a l 1 3 ，m o o d l e l 4 1 ，0 p e n u s s l 4 ，s a k a i l 0 。 1 ( 2 ) 、评估指标 评估指标分为八大类交流工具c o m 叫n i c a t i o nt o o l s 、学习对象l e a r n i n g o b j e c t s 、用户数据管理m a n a g e m e n to fu s e rd a t a 、可用性u s a b i l i t y 、适应性 a d a p t a t i o n 、技术面t e c h n i c a la s p e c t s 、管理a d m i n i s t r a t o r t i o n 、课程管理c o u r s e m a n a g e m e n t 。每一类又包含若干子类，具体见表2 4 。 ( 3 ) 、评价手段 雷采用q u a l i t a t i v ew e i g h t a n ds 啪( q w s ) 方法进行评估。q w s 方法是软件产品评 估的有效方法，它通过建立一系列的标准，使用不同的符号表示六个等级来评估软件 的各方面的性能。 l e = e s s e n t i a l 木= e x t r e m e l yv a l u a b l e # = v e r yv a l u a b l e + = v a l u a b l e i - k 口g i n a l l yv a l u a b l e 0 = n o tv a l u a b l e 表2 4 就是使用q w s 方法对九种开源教学平台所做的评估：每一类标准中最好的 结果用灰色标明。结果显示，m o o d l e 的优势非常明显，它在交流工具、学习对象、 用户数据管理、可用性和适应性这五项分类中表现最佳。 ( 4 ) 、评估结果 根据表2 4 对各平台对应的符号进行求和统计，可得图2 1 。各平台的排名依次 是m 0 0 d l e 、l i a s 、d e k e o s 、l o n - c a p a 、0 p e n u s s 、a k a i 、d o t l r n 。 表2 _ 4 开源学习软件分类评量表 1 3 第二章 基于m 0 0 d l e 平台的课程资源和教学计划集成方法的研究与应用 墨 。 厶 r 暮 絮 薹 蓄萝 昌 墨 c 妻 邑 基军产 器 日 蔓 讨论区f 咖m l + 静 + # 聊天c m # 0 m a i l ll 0 lil 000 公告a 蛐u n c e 艟鹏 + ll + 0 i + l 会议c ( 棚c e + 0 + 0 0 o 0 0 0 协作c 0 1 l a l ) 0 r a l | j o n + 00000 + 1 0 同步异步工具s 从t 0 0 l 0 测验陷t s i + 00 学习资料k 姗i n g m 删 o ii 幸 i 练习e x e 陀i s 伪静 静 0 00 i 荐0# 可导入对象i 皿删l el o s + i + i 其他对象o t h e r l o s ii 幸 静 学习跟踪t r 孔k 啦 + 0 ii 0 统计s t a t i s 吐璐 + + i o ii 1 00 用户验证i d e n t i f i c a t i o no f u s 懿 + 1 0 + 0 + 1 个性化界面p 伽i a lu s e rp r o f i l e静 iii + + + i 界面友好性u s e 喇n e d l j n e s s # + + il 0# + 撑 支持s u p p o n 静 i 舞 ll 静静 + i 文档d 眦n t + 0 + ii 帮助a s s i s t a l l + 0 + ll 适应性a d a 耻l b l i n t ) r li + 群 静0 个性化p 钮沁n a h z a t i n 舟掌0 + 带撑 + #0 可延展性e 勋黜s i b i l i t y 静 静 静 适应能力a d a p t i 诎y i + 00 l1 00 标准化s t 锄d a r d s 静 + i | 0静00 系统要求s y s t e mr e q u 妇n t s + 安全s e c w 时 00 + i + 可扩展性蛐i l i t y + 00 + 00 + 用户管理u s 盯m a m g 伽n t 静0 i # + 1 0o 1 4 基于m o 砌e 十台的课程舞潭和教学计划集成方法的研究与应用 掉= 章 权限管理a u 山州z z t i o n m 锄a g e m e m 0 平台搭建i i l s 口1 1 a d f m e d l a 听m | 管理课程a d t 血妇6 0 n o f c o l l r s e s 测验评价a s s e 艇mo f t e 札s 对象组织。罾“d z m l o 0 f o 巧。吐s v e 计c 0 “f ) 口如。d f # ) 口d d e r a t e ( 十)i p r 1 ) 口ta 鸭i l a b l 日( 0 ) 圈2 4 开源学习平台评估统计幽 在2 0 0 3 年，c o 岫o n w e a n ho fl e a r n l n g 简称( c o l ) 组织也对正在进行中的或己 达到产品化阶段的开源教学管理软件进行了一项调查，从中选取了5 个较为成熟、质 量较高的系统，依据多项指标对它们进行了综合评价。采用量化的评价标准，对每个 功能特点从o5 进行打分。0 表示不存在或几乎没有该功能：3 表示基本实现了该功 能，5 表示超出预想的标准，该功能十分强大。评价的结果如表2 5 所示： 第二章 基于m 唧i d l e 平台的课程资源和教学计划集成方法的研究与应用 表2 - 5c o l 对开源学习软件的评价结果 评价标准 a t i l t o rd o t l r n叭s l o n a p am 0 0 d l e 特色和功能5254 5 拥有者的成本2l2 33 可维护性3 l 33 3 可使用性 4l 215 被采用的程度 234 34 开放性532 33 符合标准程度标准一致性5020 5 整合能力 l0 1 00 l o m 整合程度441l 4 可靠性1 4 444 可扩展性l55 33 软腰件要求 55 555 多语言支持 455 15 得分 4 23 0 4 l3 l 4 9 评价结果表明，m o o d l e 、a t o u t o r 、i l i a s 都具备了较强的功能，但从综合性能 上看，m 0 0 d l e 还是具有一定的优势，这使得它与其它几个系统相比能被更广泛地接 受。 。 以上的两个调查评估结果显示，m 0 0 d l e 最受推崇，它良好的整体性能和可扩展 性吸引了越来越多的程序设计人员和教育学者的热心投入，发展非常迅速。因此，这 里将作为研究重点，在下文中将m 0 0 d l e 作为研究讨论的平台。 1 6 墨王丛型! 鱼盟堡墨望翌塑墼芏盐型墨堕互釜盟堡塞量鏖旦兰三童 第三章m o o d l e 相关技术 m o o d l e 是当今被广泛应用的c 惦课程管理系统，其不仅在教学理念、应用平台 及社区力量上都有着领先的优势，而且在功能、结构上也有着独特之处。本章首先对 m o ! d l e 三层b s 结构、运行的环境与采用的主要网络技术进行了阐述与分析；然后 从功能入手，介绍了m o o d l e 模块化的功能架构，再对其模块化的开发架构进行了详 细的分析，在此基础上，探索了二次开发的方法和内容，并对m o o d l e 部分重要代码 进行了研究。 31 三层b s 结构 3 1 1 三层b s 结构的工作原理 b s 结构模型即是浏览器和服务器结构。它是对c s 结构的一种变化或者改进的 结构。三层b s 模型将服务器端进一步分解成一个应用服务器( _ e b 服务器) 和一个 数据库服务器即数据访问、业务逻辑和用户界面的分离。用户通过测览器输入信息， w e b 服务器接收从浏览器提交的用户信息向数据库提出查询请求并把查询结果经过 处理返回给浏览器，用户从浏览器看到反馈信息：数据库服务器主要负责数据存储并 维护数据的安全性和完整性切，如图31 所示。 浏览器 r 请求回应 应用服务器 ( w 曲服务器) 数据库服务器 图3 l 三层b ，s 结构 第三章 基于m l m e 平台的课程资源和教学计划集成方法的研究与应用 3 1 2 三层b s 结构的优点 通过使用基于三层结构的方案，开发管理软件比c s 更是方便、快捷、高效。对 客户端的软硬件要求都不高，对客户也不需要特殊的计算机培训。三层b s 结构和二 层c s 结构相比，优势主要表现在1 2 】： 1 提高了安全性。由于数据访问是通过中间逻辑层进行的，中间层对客户通过 浏览器输入的数据进行校验过滤，再进行数据库服务器的查询动作，这样可防止客户 对数据库的直接操作，提高了安全性； 2 易于维护。当业务规则发生变化时，只需要在服务器上更改中间层的某个组 件即可，而客户端应用程序不需要做任何处理。从而提高了可维护性，增强了数据的 一致性； 3 可伸缩性。三层结构强调的是逻辑意义而不是物理意义，它说明如何设计应 用程序而不是如何具体部署，所以逻辑层可根据具体的需要而进行扩充； 4 消除数据库瓶颈，当应用服务器成为瓶颈时，可以任意增加应用服务器数目， 由多台应用服务器同时为终端客户服务，实现平衡负载，同时提高系统的整体可靠性。 3 2m o o d l e 平台环境及采用的技术 m 0 0 d l e 环境在三层b s 结构下搭建，所采用的网络技术根据其作用也应用到各 个层，如图3 2 所示，数据库层使用m y s q l 开源数据库，逻辑层使用a p a c h ew 髓服 务器来解析p h p 脚本语言，在客户浏览器端使用a j a 】【技术使用户更快捷地和服务器 进行交互，其中h t 札、c s s 、d h t 札语言来展现页面布局以及内容，) ( m l d b 和a d 0 d b 分别负责定义数据库对象和屏蔽底层数据库差异。 3 2 1m o o d l e 运行平台 m 0 0 d l e 的环境是l 帅，即操作系统是l i n u x ，服务器是a p a c h e ，数据库是 m y s q l ( 也可是其它d b m s ，但m y s q l 使用更广) ，语言为p h p 。 1 a p a c h e 服务器【1 3 】 a p a c h e 是世界使用排名第一的w e b 服务器。它可以运行在几乎所有广泛使用的 计算机平台上。世界上很多著名的网站如a m a z o n c o m 、y a h o o ! 、w 3c 0 n s o r t i u m 、 基于m 0 0 d l e 平台的课程资源和教学计划集成方法的研究与应用第三章 f i n a n c i a lt i m e s 等都是a p a c h e 的产物。 a p a c h e 的特点是简单、速度快、性能稳定，并可做代理服务器来使用。它的成 功之处就在于它是开源的项目，不断有人来为它开发新的功能，新的特性，修改原来 的漏洞。而且a p a c h e 对l i n u x 的支持相当完美。 结构标准： 翻a 虹，。涮th 曲a l 。) 口l t m l 。d l l 仰l m 吐d h l 、。 c s s l j 吖暑砌悖p t ，图像 表现标准： a j a x 引擎 c s s _ j - 一p t 调用+ 行为标准： d o m 用户界面 测览器 h t t p 洧求 数据，w 3 c 0 _ v 叠s c r i p t 图3 2m 0 0 d l e 的网络技术结构 2 m y s q l 数据库【1 4 】 m y s q l 是一个真正的多用户、多线程s q l 数据库服务器。s q l ( 结构化查询语言) 是世界上最流行的和标准化的数据库语言。m y s q l 是以一个客户机服务器结构的实 现，它由一个服务器守护程序m y s q l d 和很多不同的客户程序和库组成。 s q l 是一种标准化的语言，它使得存储、更新和存取信息更容易。例如，能用s q l 语言为一个网站检索产品信息及存储顾客信息，同时m y s q l 也足够快和灵活地允许存 储记录文件和图像。 1 9 第三章 基于m 0 0 d l e 平台的课程资源和教学计划集成方法的研究与应用 使用核心线程的完全多线程，意味着它能很容易地利用多c p u ( 如果有多个c p u ) ； 可运行在不同的平台上；支持多种数据类型：1 、2 、3 、4 和8 字节长度的有符号无 符号整数、f l o a t 、d o u b l e 、c h a r 、v a r c h a r 、t e x t 、b l o b 、d a t e 、t i m e 、d a t e t i m e 、 t i m e s t a m p 、y e a r 、s e t 和e n u m 类型；利用一个优化的一遍扫描多重联结( o n e s w e e p m u l t i j o i n ) 非常快速地进行联结定位；在查询的s e l e c