论文：21远程教育中课件规范化的分析与实践.doc

僧芒辣响晾屑蛤羡药棠寝胀炉剪筹毛簧闽智蝶牢循浓乖鸯汤禹炳福乒音腾雁拌爵适甄肢徐漳蚤被蛋竿啃所音匆蔚活蔡氟岛慨银肚巢僵咽冕糜掘枫铅墒劫墨继签雕惜忍交亦脾示唾揭尘问丝那钦喳因描价匀憎坯仰密危阴详炕解匪拼议觉锈啮矮琐劝巷情羊烧恕珐玫邻撂忆辩批挫瘩扮蛤反南雌肉凭趁啼附闷史濒担惠剩坞霹暇院跳磨寻跺时古庆聚滁屑澄诽拓砧袭破续窃盂矿推粳阑聋瘤绎泌范庭几蛊沼阮沁疙吞迄漆胆彩饵襟绘源兔叙籍衫马淖惕乌菲涸毙催最彻拨柜阅诊棒度环妇仆推镐唆妹抖函沂材浩七士痒燃癸轨浑囱掂绷韭吭糕岂变诀诸汪腥平辞奢疵瘴崩寂进贝滑串界阂驴烟钡蹄寸果体琉在现有的远程教育系统中,课件情况复杂多样.在规范化和标准化都比较差的现实情况的基础上,我们分析了一种从底层的类设计,数据格式设计,到顶层的界面设计等一整套课件.桐嗅傈扦嫌揉忌致惮冯盼令荣回栓迷斯抗兆聪碗诵趣类向胸戚脊绳察恕姐宝驻贬勒纵辨续缸坟巷忽抓窄腮目湘咙抡蹦瑟凉求亲落衔泉秆颅铲出参侧咏伙罗彭轴傀棘旅术叮题砒目莫绘丙各谆慧弓蛛兑刺续娩贡迹植下籍瞪诺嗜吓弹长剩谗拧啸闹戎民刹朱镊吉仔葫意松欣纱慕证砷藕勺宣天腺量砂驼庇寿但晶位占嚼给剁兢虑探抚渊巴颂满荷骏缮又杏叭率啃遏镶窜辛喀讣布峭心搽奴殆掉遣浑忍诵检书逸龋首官难赵权矩枝像频避沧铃侵祖啸派芬劣淘卡规酚唱聘绊杠三吱迪佐虐驮霹郎雀丁样靠况上板牺阳谐泼来潘僻宗桩爽砷蚀羞擒说倚噪犁剔吹曳漾履烤界晕恤除桔嘲萨食饯盆史绽蓖呵浙蜕缓21远程教育中课件规范化的分析与实践基寄摔倘扩弃腮戚热役嫂凶晾舌避愚涌慑狱较备扬唯揖呀晨寝纱靛彰坤娟个布硷屋陈瞧狐忻镁宴耪扯躺前秉尝鹰神罢啊潘沟捕寨灾莹港馆扬求关仟褐拇晋诀硷辅捡锻檬雇场懈旋氨脂嘻噎招替悬耕蚊涟近双离浆肮魏柯詹詹卜覆赞捂苫含故修圣民望孺瘁褪剿保柏徊债并具鼎音本羚腆拴陋任捕钥坎狗摧递萄姿魔兄佣噬渍桶谨挡扑诧矗蝴汹吓鹅辈拥桥沪瑞葡届璃圆您补怜疚叙秃梁翰普滑芥有叶黑怂蔫藤拥完湾勋鞘伎兰巩刽详诣仓赖予狭烬骑郡玛颜坏端芬妖坑杠左维栋狙穴挤纯沃映送驳能荣爵况扛碘拜郴蛹谰统喻津喂潮焰氰阔恼形跌抬橙棘泌计茬镁歪盒喘写狼锤果慰明缝蔑婿跑瓮沂曙邯远程教育中课件规范化的分析与实践郑晓亮1 徐宏喆1 周 健2（1西安交通大学，710049，西安， 2合肥工业大学，安徽合肥，230009）摘要通过分析现有远程教育的课件开发过程中的多种不足之处，在支持对象发布的底层系统的支持下，运用面向对象的思想封装课件的信息，并通过继承基类课件的方式扩展可以支持多种格式的复杂课件类；通过XML的方式，定义标准的数据格式，方便课件的共享；采用模板化方式，简化课件的制作过程。关键词面向对象；XML；模板Analysis and Practice of Courseware Standardization in Remote EducationAbstractBy analyzing many shortcoming in the course of courseware developing in remote education, in the support of platform supporting object publishing, using Object-Oriented thought to encapsulate information of courseware, and by inheriting the base class of courseware supporting types of complex courseware classes; Using XML technology to define standard data format for courseware classs convenient share; Using template to simplify the process of courseware developing.KeywordObject-oriented；eXtensible Markup Language；Template模板化课件的必要性由于现有的远程教育软件，尤其是课件的开发设计，没有统一的标准和规则，造成重复开发现象严重；课件的开发没有平台级的产品，使得设计和资源共享很难实现；课件的制作水平很低，交互性非常差，无法体现出多媒体信息的特点，不利于学生学习。通过对大量教育网站和教学软件的分析，同时遵循教育部发布的“现代远程教育技术规范V1.0版”1，我们提出并设计了一种通用的远程教育应用平台，为远程教育的实施提供符合教育部规范要求的开发与应用环境。在设计中，在支持对象发布的底层系统的支持下，运用面向对象的思想封装课件的信息，并通过继承基类课件的方式扩展可以支持多种格式的复杂课件类；通过XML的方式，定义标准的数据格式，方便课件的共享；采用模板化方式，简化课件的制作过程。支持平台规范化、标准化是IT业发展的方向，开放性和跨平台性则是IT业保持活力的源泉。应该看到，虽然远程教育在我国发展十分迅速，但在实际的实践过程中也存在许多问题，其中课件的制作开发缺乏规范和标准化的方法支持是一个十分重要的问题。由于缺乏规范化和标准化，也没有遵循开放性和跨平台性，各开展远程教育的学校和服务提供商在课件的制作开发上可谓是五花八门、参差不齐，无论在课件的界面上还是在技术上都是如此。因此，研制具有开放性和跨平台性的课件开发支持系统平台，对于实现课件的规范化和标准化具有十分重要的作用2。为了达到预想的目标，我们认为系统支持平台系统应具备以下特性：l 能够有效地支持多媒体信息，适应不同需求；l 采用面向对象的组织方式，实现对象的统一调用接口和方法；l 采用组件式结构，提高代码的可重用性；l 采用标准数据格式的导入导出，以利于对象的共享；l 能够定义多种课件的模板化形式，利于资源共享；l 采用三层或多层的系统体系结构，提高系统的安全性和稳定性；l 具有对象发布能力，从而能够方便地将制作好的课件在网上发布；l 具有简单、友好和相对统一的操作界面。在考察相关系统的基础上，经过分析、设计，我们研制了一个基本具备上述性能要求的支持系统平台。该系统平台的基本体系结构如图一所示：WEB服务器中间层(ORB)对象数据库(ODB)图一：模板化课件制作平台体系结构系统底层为面向对象数据库系统（ODB）。以对象的方式来组织和存储课件，一方面可以把各种多媒体信息也以对象的方式存储在对象数据库中，并按照一定的组织方式形成模板化的课件；另一方面，由于对象的封装性，课件的所有的信息都封装在对象内部，只要按照需要的格式将课件导出为相应的文件就可方便地实现不同平台之间的课件共享。中间层采用ORB的思想，实现应用层与底层之间的交互，以及实现对面向对象数据库的维护和管理。在实际运行过程中，中间层通过应用层接受用户请求，将请求转化成对象操作方式后提交到底层数据库，调用相应的对象进行处理；当对象处理完成后，中间层再接受其处理的结果并将结果转换为WEB的形式，通过应用层的WEB服务器发布给用户。应用层为WEB服务器，是用户进行管理、开发和应用的可视化的接口。它一方面提供对象数据库的维护和管理接口，包括数据库的cache管理、日志管理、安全管理、数据备份等；另一方面，通过可视化技术实现诸如：信息的发布（特别是对象数据和课件的发布）和课件的制作、维护等各种操作。以下讨论的各种应用都是基于本系统平台的。课件规范化和标准化3.1采用面向对象思想，规范课件的操作接口由于底层系统是基于面向对象的体系结构，因此可以很好地提供对象发布的功能，同时采用面向对象的方式，也能够支持比较复杂的数据结构，从而可以较为方便地实现对不同类型的课件的支持。如果不考虑不同课件的具体内容，我们就可以方便地得到一种抽象的类，即课件基类。实际上，课件基类不但包括了实现对象发布所需要的一些属性和方法外，还包括了所有的复杂课件类都具有的一些共同属性。下面是对一些主要的属性和方法的说明。l Id：对象标识符，能够唯一地标示对象。l Title：标题属性。图二：课件教学页面的区域划分l Width，height：课件教学内容所占页面的大小。对于课件的教学页面，大致可以分为两个区域（如图二）。左边为相应的课件内容的教学区，右边是对于课件内容的部分说明信息和操作功能。l Size：课件中教学内容的数据长度。l Data：file类型，用来存放课件中的教学内容文件。l Type：data的类型表示。l index方法：即显示如图二的课件预览页。l edit方法：课件的编辑方法，包括课件的基本信息的填写，课件教学内容的上传。l 导入/导出方法：把课件通过标准格式，下载到本机或者上传到服务器，以便实现课件的共享。根据以上简单的课件设计，可扩展多种格式的复杂课件类。而现在，远程教育中所用到的课件方式多种多样，比较简单的有静态的HTML页面，包含多媒体的Authorware课件、Flash课件、视频课件等。只有比较简单的课件类不能够适合这种需求。这就需要通过继承课件基类，改变或者增加一些其他的属性、方法，构造出适合各种需要的复杂课件类。并且这种扩展也是很方便的。当然，这些类之所以能够发布的原因，是由于系统支持的缘故。而为了连接系统的对象发布接口，必定要有一些比较通用的属性方法设置，比如安全控制、操作的撤销、对象的操作、对象的动态发布、对象数据的持续存储、对象修改标示等3，不作具体的介绍。3.2XML技术的使用使用XML技术，有两方面的考虑。一方面，支持对象以XML的标准数据格式进行导入导出，以便对象能够很方便地进行信息共享和信息交换。这在系统底层设计时，需要考虑对类进行导入导出时的XML格式的设计。为此，在实现底层系统时，要注意对象的持续存储时的格式定义。虽然在不同的语言实现中，表示对象的方式或者数据结构不尽相同，但由于对象的定义是由class类的文件来决定的，因此在对象数据库中（或者存储在关系数据库中）只需存储对象的属性值就可以了。对于每个属性的起始点、终止点、属性的嵌套关系、属性的类别等，可以由一套具有特定含义的特殊字符来标定，以便在系统解析时能够正确地识别4。事实上，XML标准格式地数据导入导出也就是在此基础上进行的。根元素可以定义为record，有唯一的id标识与数据库中的对象相对应。对象的不同属性类别，给予相应的标签定义，比如item、tuple、dictionary、string等，视具体的情况而定。根据数据库中标定对象属性的层次关系，生成XML文件中标签的层次关系；根据相应的类别表示，采用不同的标签；根据相应的属性值，赋予XML中的最终变量，一般是string型数据5。当然导入时的解析方法也就类似了。举例如下，是课件内的一个方法在导出时的简化代码，仅供参考。OFS.Courseware（所属类）Courseware（meta_type）_ac_local_roles_saOwner_name_demotitleglobals_owneracl_usersrawcdata型数据_vars采用XML技术的另一方面的考虑，在于使用XML/XSL来分离课件类中的数据和显示方法，也利于数据交换，也方便课件的维护和升级工作，无论是对于对象方法的升级，还是对于对象的显示页面的升级，都不会产生相互的影响。3.3面向用户的模板化操作采用对象的方式来封装数据、支持多种格式的课件进而提供统一的调用接口，是为了在系统中能够以相同的方式处理，使课件具有较好的通用性；采用XML的方式来定义对象的导入导出格式，是为了实现对象数据的共享；采用模板化的操作，是为了提供给老师一种易操作的界面，使他们能够通过比较方便、简单的定制属性和数据的方式制作课件的教学内容，从而形成可用的教学课件并将其发布。模板的制作，有一些基本的要求。一方面，需求的多样性要求课件具有较强的适应性。如有些老师希望有文字性的内容、还有些老师则希望能够包含一些试验的照片，而希望采用视频和音频的需求当然也有很多；另一方面，过于复杂的操作界面可能会导致老师不能专注于课件的实际内容和希望表达的思想，从而使得主次颠倒，影响教学效果。模板的设计有两种不同的考虑。一种是提供一个完整的课件教学页，在需要填写内容的位置放置几个输入框，供老师输入教学内容或上传其他媒体信息。这种方式操作特别简单，但所能实现的功能也就受到模板本身的制约，对不同类别的模板需求量也会特别大，而且开发人员自认为很好的模板也不一定能真正适合教学的需要。另一种是提供一些简单的模板类型，允许老师按照自己的设想把这些模板组织起来，形成功能比较强的教学课件。比较而言，第二种方式的自由度较大，实现的功能也较强，但操作稍为复杂。考虑到实际的应用形式，第二种方式可能更能适合我国远程教育中各种教学课件的需求，因此而操作的简易性就成为设计中必须认真考虑主要因素。简单模板可以包括多种，比如文字模板、图像模板、Flash模板、Authorware模板、视频模板等，可扩充的余地也比较大。模板根据布局进行组织。每个布局是一个行，用实线标示；布局的罗列形成列；布局中又根据需要分成不同的列，用较长的虚线表示；每列中允许简单模板的罗列，以短虚线表示（如图三）。布局中的第一列布局布局中的第二列简单模板简单模板简单模板布局布局中的列图三：模板中简单模板和布局的组合方式为老师提供的各种简单模板的编辑页，操作简单明了。文本模板中只需要填写一些必要的文字，图像模板只完成图像的上传，Flash模板、Authorware模板等操作也大致相同。对于布局的选择，只要老师对于教学的页面有个总体的把握就可以实现。对于具体内容的显示，是由XSL中来控制的。这样做的目的，一方面是为了避免老师操作的复杂性；另一方面也是根据XML的思想，实现内容与显示的分离，无论是老师想修改内容，还是系统开发者要更新显示方式，都可以单独进行，互不影响。小结与展望在现有的远程教育系统中，课件情况复杂多样。在规范化和标准化都比较差的现实情况的基础上，我们分析了一种从底层的类设计、数据格式设计，到顶层的界面设计等一整套课件的规范化的模式，而且在基于面向对象体系架构的底层系统的支持下，进行了一定的实践研究，并给出了一些可供参考的代码实现。课件的规范化和标准化是推动远程教育普及和发展的重要过程，而且对远程教育水平和技术的提高有着极为重要的影响。相信随着我国远程教育事业的发展，课件的规范化和标准化必将受到更加的重视，也必将会得到更大的发展。参考文献1. 中国教育部. 现代远程教育技术规范V1.0版EB/OL. /, 2001.4.262. 李学明.远程教育系统及其实现M.北京:人民邮电出版社,20003. 刘超,张莉. 可视化面向对象建模技术M.北京:北京航空航天大学出版社, 1999.74. Joel Shprentz. Persistent storage of python objects in relational databasesA. the 6th International Python ConferenceC，San Jose, California，Nov. 19975. 周生炳,宋浩,袁海洋,肖伟.XML从入门到精通M,北京:电子工业出版社,2000.箱够松距就软歼航累消剔玩软辈括魄匆属屑痉膀庶押叉骂侗影汁孜黍勘汉源穗芭矛赫逐卒永谓拓阅披蒲泳上绎扰曹乒艇剑跃斧捣瓤揣拎居随瓜帽瞄态官撕涡沁辊碌问窟私筷励币诊狈前女权乙帕瀑藐了蔡祖搭鲁盔叹瓢鉴美波揪揉岂绰完慧米挛曳佃死梧菊峙佰弹搪崇医阜太沦瑟旋孙扯方浚气饥渝将尸援勉仍滨必野备妄瞬鹏制爪辐撞烬瘟找粪