（教育技术学专业论文）分布式教育资源整合系统构建初探.pdf

果。 学位论文独创性声明 本人郑重声明： y 6 4 2 8 9 5 1 、坚持以“求实、创新”的科学精神从事研究工作。 2 、本论文是我个人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成 3 、本论文中除引文外，所有实验、数据和有关材料均是真实的。 4 、本论文中除引文和致谢的内容外，不包含其他人或其它机构已 经发表或撰写过的研究成果。 5 、其他同志对本研究所做的贡献均已在论文中作了声明并表示了 谢意。 作者签名： 日期： 学位论文使用授权声明 本人完全了解南京师范大学有关保留、使用学位论文的规定，学 校有权保留学位论文并向国家主管部门或其指定机构送交论文的电子 版和纸质版；有权将学位论文用于非赢利目的的少量复制并允许论文 进入学校图书馆被查阅；有权将学位论文的内容编入有关数据库进行 检索；有权将学位论文的标题和摘要汇编出版。保密的学位论文在解 密后适用本规定。 作者签名： 日期： 分布式教育资源整台系统构建初探陆志海 摘要 教育资源系统是基于网络的现代远程教育的基础设施，其建设的状况直接 影响着网络学习的效果。 在全面考察我国网络教育资源系统建设现状的基础上，笔者针对现有网络 资源系统的不足，提出了合理分布和有机整合的改进方向。并结合技术发展的 趋势，选择w e bs e r v i c e 技术实现资源的合理分布，实现分布式计算；采用智能 代理技术进行资源的有机整合，提供人性化的资源服务。最后，本人提出了构 建“分布式教育资源整合系统”的目标。 笔者对分布式教育资源整合系统的技术实现进行了初步的设计，规划了系 统的逻辑结构，并对系统的功能划分，构建过程中遇到的主要技术难题( 如标 准的取舍、效率与功能的平衡、安全问题等) 进行了探讨并提出了相应的对策。 笔者的研究尚是一个初步的尝试，但对于我国教育资源系统的建设提出了 许多积极的建议。 关键词：分布式教育资源系统整合w e bs e r v i c e 智能代理 分布式教霄资源整台系统构建材探，陆志海 a b s t r a c t e d u c a t i o n a lr e s o u r c es y s t e m st n et h eb a s i ce s t a b l i s h m e n to fm o d e md i s t a n c e e d u c a t i o n ，w h i c hi sb a s e do nn e t w o r k s t h e i rs t a t u so fc o n s t r u c t i o nw i l ld i r e c t l y a f f e c tt h er e s u l to f o n l i n el e a r n i n g b a s eo nac o m p r e h e n s i v eo b s e r v a t i o no ft h es t a t u so ft h eo n l i n ee d u c a t i o n a l r e s o u r c es y s t e m si no u rc o u n t r y ，a i m i n ga tt h ed i s a d v a n t a g e so fo u ro n l i n er e s o u r c e s y s t e m s ，t h ea u t h o rs u g g e s t st h ea m e l i o r a t i v ed i r e c t i o n s ：t od i s t r i b u t ep r o p e r l y , a n d i n t e g r a t eo r g a n i c a l l y t h u sm o r e ，c o n t a c t i n g t h e n e w l yd e v e l o p m e n t t i d eo f t e c h n o l o g i e st h ew r i t e rs e l e c tt h ew e bs e r v i c et e c h n o l o g yt or e a l i z et h ed i s t r i b u t e d c o m p u t i n g ，m e a n w h i l e ，t h ew r i t e ra l s os e l e c tt h ea g e n tt e c h n o l o g yt oi n t e g r a t et h e e d u c a t i o n a lr e s o u r c e so r g a n i c a l l ys oa st op r o v i d et h eh u m a n i s t i cs e r v i c e s f i n a l l y , i r a i s et h e t a r g e t o fc o n s t r u c t i n ga d i s t r i b u t e de d u c a t i o n a lr e s o u r c e i n t e g r a t i o n s y s t e m ” t h ea u t h o rh a st r i e da ni n t r o d u c t i v ed e s i g nt of o r mt h ed i s t r i b u t e de d u c a t i o n a l r e s o u r c ei n t e g r a t i o ns y s t e m ，a n dm a r ko u ti t sl o g i c a ls t r u c t u r e t h e nia l s oa t t e m p t t od e f i n et h ef u n c t i o n so fi t s s u b s y s t e m s ，a n dt od i s c u s st h ep r o b l e m sd u r i n gt h e d e v e l o p i n go f t h es y s t e m ( s u c h a st h es e l e c t i o no f t h e s t a n d a r d s ，t h eb a l a n c eb e t w e e n e f f i c i e n c ya n df u n c t i o n s ，e t c ) ，f u r t h e rm o r e ，ih a v eg i v e nt h e c o u n t e r m e a s u r e s a c c o r d i n g l y m ys t u d y i ss t i l la f r i n g ea t t e m p t ，w h e r e a si th a sg i v e ns o m ea c t i v es u g g e s t i o n s t ot h ec o n s t r u c t i o no f t h ee d u c a t i o n a lr e s o u r c es y s t e m si no u r c o u n t r y k e yw o r d s ：d i s t r i b u t e d ，e d u c a t i o n a lr e s o u r c es y s t e m ，i n t e g r a t i o n ，w e bs e r v i c e a g e n t 2 分布式教育资源整台系统构建初搛，陆志海 一、问题的提出 序言 随着全球信息化进程的不断加速进行，教育信息化由于其具有面向未来的 极其重要战略意义而曰盏为人们所关注。网络教育资源的开发是基于网络的教 育活动的基础工程。世界上许多有远见的政府、学校、组织、企业乃至公民个 人都在孜孜不倦进行着深入的探索，一批批教育资源库、网络课程、数字图书 馆、数字化校园正如雨后春笋般大量涌现出来，以此为基础构建的网络教育平 台、在线学习系统等正在一个神奇的虚拟世界里如火如茶地蓬勃发展着其 实际成效同样是令人鼓舞的。 但在网络教育的实践中，许多新的问题也不断凸显出来，人际情感沟通的 缺失，社会交往的边缘化，学习者身心关爱的淡薄，师长人格魅力退位许 多教育工作者都在从各个不同的角度对于网络学习中存在的新问题进行研究， 积极寻找相应的对策。而网络教育的一项基础工程即是网络教育资源系统的建 设，笔者在对该领域进行一段时间考察之后。发现教育资源系统目前正面临着 技术的变革和需求的升级等许多因素的综合作用，变革是必然的趋势，非常值 得目前人们的关注。笔者有意以个全新的思路对此领域进行探讨和尝试，这 一想法得到了我敬爱的导师李艺教授的支持于是本人决定从现实出发，着眼 未来，服务大众进行网络教育资源的全新打造，并以此为中心构建本人的硕士 学位论文。在整整一年的时间里，本人查阅了大量的相关资料，分析了技术的 最新发展，梳理了用户的主要需求，提出了构建“分布式教育资源整合系统” 这一目标，并对此进行了初步的设计和论证，形成了一些个人的观点和看法。 现将此整理成文，以求教于大方，同时也愿以此来共推我全民族素质提高之伟 业，为中华文明的复兴进献一名学子的绵薄之力。 应该看到的是，把分布式网络计算和人性化有机整合二者结合起来，并体 现在教育资源系统中，在国内外研究者尚不系统。完整系统设计的难度也比较 分布式教育资源整台系统构建初探，陆志海 大，技术实现存在许多障碍，因此本领域的关注在国内外有一定的前沿性和预 瞻性，目前仍事实上处于拓荒期，所以本课题的探讨是非常有意义的。 二、研究的内容 本课题的研究内容涉及面比较广。 首先是对我国目前网络教育资源系统现状进行全面的考察，分析其中存在 的不足，科学地预测其发展趋势，为新的系统构建准备必要的背景资料并指明 努力的方向。 其次是构建新系统的基本模型，分析其主要特征，论证新系统的技术可行 性和现实的适用性，使新人们对系统的目标有一个准确的定位。 然后再具体构建新系统，使其从必要性过渡到充分性。分解新系统的基本 组成、逻辑结构、技术困难、实施步骤等等。 笔者在研究过程中，花费了大量的精力论证了新的比较理想的系统的主要 技术特征和应用定位。在全面考察了当前我国的网络教育资源系统建设的现状 后，本人深切地感受到，当前资源建设在取得了巨大的成效的同时，也在酝酿 着新的突破，当前资源的非理性化分布和资源站点的局部封闭化孤岛现象尤其 需要人们的重视。笔者个人认为，新系统的建设是一个创造性的重构的过程， 不能简单地理解成单纯的资源开发过程，其核心应该是在“以人为本”的宗旨 指导下，对教育资源在宏观上的合理分布和微观上的全面整合。在研究过程中， 笔者认识到，此过程牵涉面非常广，不仅需要政策、标准、资金、人力之类的 保证，同时更需要人们指导思想的深刻反思和技术平台的重新厘定，其终极目 标应该定位在促进网络教育资源建设的跨越式“蛙跳”，为我国借助于先进的计 算机网络技术，迅速推动教育事业的全面发展奠定坚实的资源基础。 本课题的研究领域涵盖了教育技术学、教育学、教育信息学、计算机科学 与技术等多个学科领域，是一项综合性的研究课题。 分布武教育资 鳔整合系统构建初探，陆志姆 三、研究的方法和成果 本课题的研究方法有： 一、文献调查法( 主要是查阅目前已有的研究成果，文献调查的重点是采 用网络技术进行国内外相关文献资料的搜索和研读) 。 二、讨论座谈法( 和教育资源系统的主要用户、相关领域专家进行咨询、 座谈与讨论) 。 三、理论分析法( 运用辩证唯物主义相关原理和有关学科，如教育学等等， 对调查讨论的结果进行科学的分析，推论出基本的结论，找出问题的关键) 。 四、计算机程序设计与验证法( 通过对主要的核心模块进行程序的设计与 开发，并对局部成果进行验证，进一步佐证新系统的可行性和科学性) 。 研究的主要成果有： 一、本篇硕士论文，对研究成果进行了基本的概括和必要的说明。 二、提出了较为明确的新系统构建目标，即构建“分布式教育资源整合系 统”。 三、从技术上对系统的开发进行了论证，指出w e bs e r v i c e 和a g e n t 技术是 新一代网络教育资源系统开发的主要技术手段。 四、对系统的逻辑结构和主要功能定位进行了论述，使新系统的可行性更 加突出。 目前可以使用的网络资源开发方案比较多，各有自己特定的适用范围，我 们应该鼓励多种方案在实践中经受检验和筛选。在经过认真的分析比较后，笔 者选用了近年来新兴的w e bs e r v i c e 技术和智能代理技术。w e bs e r v i c e 由于其 天生的标准化，对现有技术和投资的良好继承性，系统改造和重构的较低投资 需求，极广阔的发展前景等一系列优异特性，可以成为我们合理分布和全面整 合现有网络教育资源的一套优选技术方案，建议引起各方面的关注。而智能代 理技术所倡导的主动响应，自适应环境，多代理之间的协调等都非常适合于进 行资源的全面整合。 分布教育舞源整台系统掏建柳探，陆忠海 四、本文的结构 本文主要研究分布式教育资源整合系统的构建，正文部分由序言和四大部 分( 对应为第一至第四章) 组成： 第一部分在回顾网络教育资源建设历程的基础上，重点分析当前网络教育 资源存在的主要问题和发展方面，并据此提出网络资源重构的建议目标：即资 源的合理均衡分布和全面有机整台。 第二部分则在分析现有资源开发技术手段存在的不足之基础上。分析w e b s e r v i c e 和智能代理的主要构想，基本原理和技术优势，并进一步揭示其在跨越 网络的人性化资源系统构建方面的独特之处。确立本研究的基本技术平台。 第三部分主要借助于w e bs e r v i c e 和智能代理以及其他相关技术，构建一个 基本的网络教育资源系统的技术方案，在技术上尝试实现网络教育资源一定程 度上的合理分布和有机整合。 第四部分是本研究的基本结论和后续研究的方向。 由于技术的飞速发展，加之本人见识的局限，文中观点仅是个人探索的一 点设想，疏漏之处难以避免，请各位师长、同道不吝赐教，以促本人不断进步。 分布式教育资源整台系统构建静j 探，陆志海 第一章分布式教育资源整合系统的目标分析 第一节我国网络教育资源系统建设的历史和现状 一、网络教育资源系统建设的历史回顾 区别于传统的教育资源( 如教材、教参、模型、实验设施、录像、幻灯、 教师的经验等等) ，本文所讨论的网络教育系统( o n l i n ee d u c a t i o n a lr e s o u r c e s y s t e m ) 中存储的是数字化的教育资源( d i g i t a l e d u c a t i o n a lr e s o u r c e ) ，是可以 采用计算机技术进行加工处理的教育资源。它现在主要依托于网络进行传播。 而作为完整的计算机应用系统除了数字化教育资源处，还应该包括操控管理这 些资源的软件程序，同时也应包括计算机网络硬件设施和作为用户的人( 教师、 学生、家长、教育管理者等) 。该系统的建设是围绕教育资源这个基础展开的， 关注的焦点是如何有效地管理和应用宝贵的数字化资源。 网络教育资源的产生得益于计算机和网络技术的发展，有一个渐进的过程。 二十世纪九十年代，随着电子计算机技术的发展，我国的计算机辅助教育 ( c a i ，c o m p u t e r a i d e di n s t r u c t i o n ) 事业逐渐起步发展起来。最初的形式主要 是数据捆绑于应用程序中的单机版趣味小程序( 多用b a s i c 、c 等语言开发，运 行于d o s 等操作系统之上) 。后来有一些程序采用了数据库( d b ，d a t a b a s e ) 技术，实现了数据相对于程序的独立性。常用的数据库管理系统( d b m s ，d a t a b a s em a n a g e m e n ts y s t e m ) 是d b a s e 和f o x b a s e 、f o x p r o 等，操作系统逐渐从单 调的d o s 字符界面过渡到w i n d o w s 的图形用户界面( g u i ， g r a p h i cu s e r i n t e r f a c e ) ，但主要仍然是单机运行，有代表性的是研制出了一批进入实际应用 的题库类软件( 用于练习和测试) 以及教育领域的管理信息系统( 如成绩统计、 学籍管理等) 。 大规模的数字化网络教育资源的建设是在九十年代中后期开始的。随着技 术的进一步发展，特别是多媒体和网络技术不断成熟，教育资源建设的呼声日 益高涨。社会上许多单位和个人相继投入了数字化网络教育资源的建设事业， 分布式教育资源整台系统构建初探陆志海 在非常短的时阃内，各种名目繁多的教育软件迅速涌现了出来，几乎是“忽如 一夜春风来千树万树梨花丌”，成绩确实是值得肯定的。这段时间内以 a u t h o r w a r e 、几何画板( g e o m e t r ys k e t c h p a d ) 、v i s u a lb a s i c 等多媒体课件 ( c o u r s e w a r e ) 开发工具为特色，教育资源建设的重点在于制作各种“课件”， 运行的系统平台主要是w i n d o w s ，但对网络的支持仍非常有限，媒体素材往往 整合于作品中，缺乏独立性。 在这种“学校上下齐动手”的开发课件热潮中，也隐含着不少问题。正是 在这个背景之下，同时也是为了更好地迎接新世纪的来临，1 9 9 8 年1 2 月2 4 曰 教育部制定了面向二十一世纪教育振兴行动计划，在总结前段时间实践的基 础之上，进一步强调要“实施现代远程教育工程，形成开放式教育网络，构 建终身学习体系”，指出“现代远程教育是随着现代信息技术的发展而产生的一 种新型教育方式。它是构筑知识经济时代人们终身学习体系的主要手段。充分 利用现代信息技术，在原有远程教育的基础上，实施现代远程教育工程，可 以有效地发挥现有各种教育资源的优势，符合世界科技教育发展的潮流，是在 我国教育资源短缺的条件下办好大教育的战略措施，要作为重要的基础设施加 大建设力度”，文件中特别强调了教育资源开发的重要性，并针对前几年的实际 情况指出应当“改变落后、低水平重复的远程教育软件开发制作模式，发挥政 府宏观调控作用，利用各级各类学校教育资源的优势，通过竞争和市场运作机 制，_ 刀：发高质量的教育软件。要重点建设全国远程教育资源库和若干个教育软 件开发生产基地。同时注意引进国外优秀现代远程教育软件”口 在这份历史性的文件中，教育部正式把建设资源库的工作提上了议事日程。 1 9 9 9 年，教育部成立现代远程教育资源库开发领导小组，起草了全国远程教 育资源建设规划，随后又组织制定了现代远程教育工程教育资源建设技术规 范( 试行) ，从而引发了教育资源库( e d u c a t i o n a lr e s o u r c eb a s e ) 开发与研究的 热潮，这一热潮一直延续至今。 在这一阶段，依托于不断完善的全国教育网络基础设施( 特别是“校校通” 工程和教育城域网工程) ，建设的重点自然是基于网络的教育资源库。系统的服 务模式跨越了基于局域网的工作站文件服务器的文件共享模式和客户机服务 。h l l p ：w w w m o e e d u e n w c n x i a n 0 1 ，h n n ( 中华人民共和国教育部网站) 分布文教育资源整台系统榴建初探，陆志_ ；姆 器( c l i e n t s e r v e r ) 模式，一步发展到了浏览器绡务器( b r o w s e r s e r v e r ) 模式， 普遍以普通的w e b 网页浏览器作为用户界面平台，灵活易用，直观友好。服 务器端运行专用网络操作系统和大型关系型数据库，保证了系统的稳定性和高 效率，开发工具则趋向多元化，但比较突出的有；面向对象的可视化开发工具 的广泛应用，可重用的标准化组件概念的引入，a s p 、j s p 、p h p 等动态网页技 术的突起。这些教育资源库的建设客观上使网络教育资源得到了长足的扩充， 为现代远程教育提供了较好的资源保证。如据北京市2 0 0 2 年8 月底到l o 月初 对各中小学校的教育信息化建设情况进行的调查数据来看，已经有1 6 1 9 的学 校购买了教育资源库，这个成绩是令人鼓舞的o 。 目前各校的资源库主要是依靠从厂商那里购买，涉及到的品牌很多，比较 著名的有： 中国中小学教育教学网( 简称k 】2 教育网) ，h t t p ：w w w k 1 2 c o r n c n ： 百年树人集团( 简称百年树人) ，h t t p ：w w we d u l 2 c o m ： 北京国之源软件技术有限公司( 简称国之源) ，h r t p ：1 w w w g z y c o m c n i 北京中鸿知业信息技术有限公司( 简称中鸿网) ， h t t p t | n n z h o n g h o n g n e t c o r n ； 中国基础教育网( 简称中基网) ，h t t p ：h w w w c b e 2 1 c o m ： 北京金洪恩电脑有限公司( 简称金洪恩) ，h t t p ：w w w g o l d h u m a n c o r n ； 科利华网络技术有限公司( 简称科利华) ，h t t p ：c s e r e s s d e d u n e t ； 中教育育星软件有限公司( 简称中教育星) ，h a p ：h w w w c h i n a e d u s t a r c o m ： 清华同方思科系统技术有限有限公司( 简称同方思科) h t t p ：w w w t i m e f o u n d c o r n o n ； 北京校际通信息技术有限公司( 简称校际通) ，h t t p ：l w w w 5 1 e d u c o r n c r d ： 翰林泄软件产业股份有限公司( 简称翰林汇) ，h t t p ：r e s 2 p u d o n g e d u s h c n ： 苏亚星资讯科技开发有限公司( 简称苏亚星) ，h t t p ：w w w a n s t a r c o m o n ： 深圳市巨龙科教高技术股份有限公司( 简称深圳巨龙) ， h t t p ：w w w j u l o n g c o r n c n ： 北京金海航电子技术有限责任公司( 简称金海航) ， 。庄秀丽等基于元数据层异构资源库互操作模型的设计研究第七届全球华人计算机教育应用大会论文 集，南京南京师范大学，2 0 0 3 分布式教育资源整台系统构建初探，陆志海 h t t p ：w w w h a i h a n gc o m c n ； 北京腾图科技集团( 简称腾图) ，h t t p ：w w w t e n g t u c o r n c r d ； 清华同方教育技术研究院( 简称清华同方) ，h t t p ：w w w c e n t r e c o m ； 同时，资源库的应用则发挥非常迅速，各种专题性、地区性、城市性的教 育资源库可谓五花 k f j ，不胜枚举( 图一是一个典型的资源库使用界面) 。 图一教育资源库界面 二、我国网络教育资源系统建设显著特征评析 前文已经述及，我们这里所说的网络教育资源系统是指完整的人机交互应 用系统，它由计算机软件、硬件和人三部分组成。从软件的角度来看，它既包 括用于存储各种教育相关的数字化教育信息资源的数据仓库及其中所存储的数 字化教育资源，同时也包括这些资源的应用管理的人机交流平台，是一个完整 的基于网络的教育应用软件系统。基于此种认识，我们在分析目前我国网络教 育资源状况时就需要对这一领域进行比较全面的分析。 信息技术的迅猛发展及其在教育中的深入应用推动着新一轮教育变革，我 j 0 分布式教育资源整台系统构建钏撵，陆忐坶 们能否抓住这个难得的历史机遇，充分利用现代信息技术的优势，实现超常规 的飞跃，缩短我国内部的巨大地域差距，进而踊跃追赶世界潮流将直接关系 到我们民族的前途和命运! 在充分肯定网络教育资源建设所取得的成绩的同时目前网络教育资源建 设中的某些趋向也应引起我们的足够重视。笔者认为有下列几个特征尤其需要 我们予以注意： 第一、资源分布的巨大不平衡性。 我国目前网络教育资源的分布存在着非常明显的不平衡性。这种不平衡首 先表现为地域的不平衡，由于经济文化基础的巨大差异，我国网络教育资源站 点主要集中于东南沿海发达地区，这些地区普遍建设了较好计算机网络基础设 施，且有较好的社会经济支撑，社会成员对网络资教育源建设的认同度比较高， 教师和学生的信息素养也相对较好，这些地区学校校园网、教育城域网以及省 市地区网的覆盖率比较高。教育资源建设的需求非常旺盛，在内外因素的共同 促进下，各种教育资源库的配备、应用都比较普遍。而反观中西部欠发达地区， 那里信息化基础设施本身就比较薄弱，再加之经济总量有限，无论是内在的需 求和外在的支持都明显不足，故而这些地区的网络教育资源建设往往处于提襟 见肘、步履维艰的状态。 网络教育资源分稀的巨大落差不仅表现在地域的不平衡，而且在资源的类 别、质量、可用性方面也都存在着严重的不平衡。主要表现为：人们往往过多 地看重资源的形式和数量，愿意花一定的投资去装备成套的资源库系统，而对 资源的实际质量和可用性关注不够，特别是对资源的应用、人才的培养和二次 本地化开发缺乏足够的思想准备和必要的耐心。目前的网络资源在内容上主要 集中于国民教育中开发成本相对较低的教材具像化呈现，特别是原有图像、视 频、文本的数字化改造，尤其热衷于对个性特色比较浓重的封闭定型的“课件” 的搜罗，且缺乏严谨的质量监控。而对于开发难度较大的全新素材创制、教学 元素的分解、教案和学案的系统研发等则缺乏系统的关注，往往显得非常零散 和粗糙。至于局部知识的深度挖掘、创新能力的全力打造、经济前景不佳的“小 课程”的教育资源则罕有问滓。这往往造成：看起来轰轰烈烈教育资源一大堆， 但真正用起来，有用好用的却比较缺乏。 分布式教育资源整台系统构建初探i 陆志海 笔者认为这种不平衡现象的出现有着经济基础的先天条件和局部利益追逐 的后天气候等诸多因素的综合影响的结果。这种现象的存在，对于与现代国民 基本素质教育休戚相关的数字化教育资源建设应该不能过分鼓励，昕任这种不 合理现象自由泛滥，那样有可能加剧我们的在教育上的营养不良和分崩离析。 第二、相对封闭的资源孤岛现象。 我国教育部教育信息化技术标准委员会在成立后短短几年时间里开展了卓 有成效的工作，颁布了一系列教育信息化方面国家试行标准，但非常可惜的是， 由于客观上标准制定的历史比较短，同时许多人在思想上也并没能清醒地认识 到遵循标准的重要意义，最终造成了当前真正遵循标准的实用化产品非常少， 各个系统事实上仍然是各自为政，很少考虑与其他系统之间的信息沟通与交流。 许多资源站点即使留有一点开放的接口，往往限制很多，或者只是走走形式， 一般只允许用户将自制的资源补充入库，如果用户想将自己所购买的宝贵的资 源移植到别的平台或系统中去，那多半是不可能实现的。 这种相对封闭的资源孤岛现象的产生是由于技术和利益以及社会文化等诸 多因素共同作用的结果，这种状态对于保证开发商的利益，构建稳定的系统， 强化市场的分割等有不容置疑的作用，在历程上曾有效地刺激了资源库的迅速 发展。但也应该看到，这种人为的割据状态也在一定程度上扼制了现有教育资 源系统进一步发展的生机和活力。由于资源系统的封闭性而使得其扩充和更新 比较缓慢，升级和移植比较困难，现有资源的可用性有降低的趋势。在极端的 情况下，有些用户不得不将宝贵的已有投资全盘废弃，造成有限的教育投入一 定程度的浪费，这是非常可惜的! 需要指出的是笔者认为各个商家为了保守 自己的商业机密，封闭自己系统的核心代码和关键算法这是无可厚非的，但全 面使资源封闭化，不提供资源输出输入的开放接口，强迫用户只能在购买的资 源平台中才能使用和管理资源则明显存在着不合理性。 这种封闭的资源孤岛的形成不仅有利益的因素，而且还有其他的诸多原因。 其中技术层面的因素有必要略述一二。必须承认。教育软件的开发者自身的条 件千差万别，而我国这样一个幅员辽阔，极不均衡的发展中大国，各地的教育 实际需求也是参差不齐，于是无论是开发还是应用，多平台、多体系、多目标 的现象本身不足为怪了。这并不是资源孤岛的主要理由。深入探究后，我们就 分布式教育资源整台系统掬建初抓，陆忠渐 会发现技术的相对落后，观念相对保守则是其中非常重要的因素。我国网络教 育资源的开发目前尚未完全摆脱传统手工作坊式的模式，国外的软件工程的思 想和技术并没有为人们所广泛接受。因而，软件开发的许多国际标准在国内软 件开发者中都不能得到全面遵循，这样的技术背景加剧了资源孤岛现象的存在， 相对陈旧的技术导致了软件产品各部分的耦合度高、重用性差、通用性难以实 现。 目前，已经有越来越多的用户和厂商意识到了这一现象的负面影响，开始 考虑到系统的丌放性和通用性，但也遇到了既得利益的保证，技术标准的遵循 等诸多难题。 第三、技术逻辑与应用逻辑的背反。 现有的教育资源系统的开发仍然是主要站在技术逻辑的立场上来进行规 划，存在避重就轻，删繁就简的现象，厂商往往重点考虑的是系统开发任务的 完成。在解释系统架构时他们往往会振振有词地从技术角度娓娓道来，有时几 乎是“滴水不漏”，专家们虽然也试图最大限度地贴近用户需求，但他们在开发 中不知不觉地会趋向从技术的角度来思考问题的解决。而最终用户由于对专业 技术不甚了解，在碍于面子的心态的限制下，现有的许多资源系统中技术逻辑 与应用逻辑的背反现象较为普遍地存在着。笔者在试用了多套教育资源库( 其 中包括国家级的产品) 后，深感许多产品研制过程中技术逻辑与应用逻辑错位 现象之普遍性，应用逻辑普遍不能得到很好的尊重。现在，我们应该意识到， 人们最需要的应该是：充分发挥数字化教育资源的优势，严格遵循现代教育信 息理论所提示的认知规律，真正从用户的角度来考虑资源的检索、提取、组织、 呈现、二次重组等等功能定位。 笔者认为无论设计多么精良的资源系统，如果缺乏对使用者的真正意义上 的尊重，就绝对不可能是一个优秀的资源系统! 以人为本的历史性回归技术 逻辑与应用逻辑的趋同，人机系统的和谐应该是教育资源系统始终不变的追求 目标。 应该承认，对于目前教育资源系统特征的分析不是三言两语所能尽述的， 但笔者个人认为，上述三方面现象目前比较突出，亟待人们对其进行更加深入 的分析并采取有效措施进行适当引导，从而使当前资源库的发展更趋理性化。 分布式教育资源整合系统构建初操陆志海 第二节系统构建目标分析 一、分布式教育资源整合系统的含义 针对当前网络教育资源系统建设的现状和技术的发展趋势，笔者提出构建 分布式教育资源整合系统这一概念。其特征主要体现在：分布和整合这两大特 质。 所谓分布，首先是指系统本身作为一个集成整体，其各个部分之间在网络 环境中是精心设计合理分布的，充分利用了网络进行各部分之间的协同工作。 各部分的软件硬件资源根据实际应用的需要进行合理配置、有效分配任务负载， 进行全系统内的数据合理备份，避免单点失败。 同时，我们这里所说的分布还是指在多个系统之间的良好的沟通和集成能 力，实现系统的伸缩性、兼容性、健壮性，有效地避免资源孤岛现象的产生， 在一个较为广阔的空间内实现资源的全面共享。 知识是人对事物属性与联系的能动反映，它是通过人与客观事物的相互作 用而形成的。认知心理学家们普遍认为，随着知识种类的不同，知识的表征方 式也是不同的。如陈述性知识的表征主要是命题网络；程序性知识的表征形式 往往是产生式系统；而成块知识的组织形式多是图式( s c h e m a ) 。它们的共性 都在于强调知识间的联系，强调知识的组织结构。人的知识不是零乱地“堆积” 在人的头脑中，而是按照一定的逻辑联系“集成”在头脑中，形成一定的认知 结构。 而新兴的教育信息学则从信息传播效能的角度揭示出教育信息优化的基本 原则，如根据教育内容、教育者信息加工能力和技术经济条件等因素选择信息 类型，提高信息形式强度，提高虚拟内容强度，减少干扰信息，控制冗余信息， 控制信息量等原则。我们所说的整合，就是为了适应人类的认知规律，把传统 人为割裂开来的学科知识，按照人的认知结构还原为完整的有机联系的知识网 络系统中的一个个结点。激发学习者顺应认知需要进行适时的联想、链接跳转、 知识迁移，培养学习兴趣，鼓励个性化的知识建构，彰显学习者的个性风采。 o 陈璋教育心理学北京，高等教育出版杜，2 0 0 2 年，p 1 6 9 1 7 1 o 参见：，孙绍荣，教育信息理论，上海：上海教育出版社2 0 0 0 ，p 2 7 8 - 3 0 3 分布j 教育资源整合系统构建初探陆忐海 分布式教育资源整合系统针对传统的教育系统的封闭性、人为割裂进行重 新设计，其优势应该是非常明显的。 二、分布式教育资源整合系统的设计目标 分布式教育资源整合系统的目标是在以人为本的理念下，努力改变现有资 源的某些可以改进的地方，以学习需求的满足为系统的中心任务，同时兼顾教 育工作者( 主要是教师以及其他教育管理人员) 的实际需要，构建人性化、高 效率、可伸缩、易移植、高质量、高性价比的网络教育资源应用系统。 在此基础上，我们期盼该系统能够以海量、高效、高质、低冗余的优选数 字化教育资源为基础，构建功能完备的网络教育支持系统，逐步构建成无边界 的数字化校园和虚拟教育世界。随着将来应用的不断发展，在各成员单位相互 授权认证的基础上，完全可以构建涵盖全国的全方位信息共享机制，为我国的 教育现代化提供较好的信息资源保障。 限于个人能力和精力，本人在研究过程中对系统进行了适当的简化，设计 主要是针对媒体素材类教育资源，至于教案、学案、练习、测试、课件、量规 等未能涉及，而且把站点的部署也限定在两个站点的范围内，实现功能上也主 要是以基本的分布式资源共享、人性化整合为重点，用户对象上也以学生为重 点。但由小知大，窥一斑而知全豹，在研究过程中笔者认为网络资源系统的实 现目标应该可以分解为下列几个方面： 第一、合乎规范而又灵活易用的资源采集、分类、标注、更新、剔旧、统 计功能。在研究过程中笔者注意认真遵循相关的国家标准，如资源元数据( m e t a d a t a ) 的标注、资源的编目分类等，对于国家规定的强制性必选参数不应有任 何遗漏或缩减，对于可选参数则可根据系统的实际需要( 当前的实际需要与可 以预期的将来内需求的升级) 作出相应的取舍。“不以规矩，不成方圆”，只有 认真遵循通用的规范和标准才能从根本上保证系统的兼容性和长久的适用性。 实际开发中我们发现每个资源需要标注的属性比较多。按照以前的做法往往需 要人工一遍遍地重复输入，工作量巨大且容易出错，因此我们在设计时注意充 分利用w e bs e r v i c e 及其他相关的先进技术手段努力实现一定程度上的自动化 和智能化，保证资源入库的质量和效率，为系统奠定坚实的资源基础。 分布式教育资源整台系统构建初铩，陆志海 第二、在资源全面整合的基础上，追求资源利用的人性化。依据网络超文 本的网状模型，资源系统努力打破传统学科的界限，以全面提高人的综合素质 和培养创新能力为最终奋斗目标，视系统中的所有资源为一个有机的整体，在 学习过程中通过对学生的基本情况的分析和学习行为的研判，适时地为学习者 提供比较适当的跨学科教育资源，并积极引导学生培养相应的学习兴趣和探究 能力，及时地发现学习者的学习特质并鼓励其个性的张扬。新系统力图改变已 有系统只是被动地呈现检索结果的消极状态，开展积极主动的动态自适应服务， 努力提高资源的利用效率和用户的满意度。 第三、跨越网络隔阂，努力实现多系统的全面联合智能检索，提供最优资 源。使用者应能够在建立了信任机制的资源站点共同体的全网络范围内进行资 源的高效检索，最大限度地获取优质的网络教育资源，为取得最佳学习效果提 供资源的保障。在系统全面建成后。不同地区、不同层次、不同专业、不同性 质的网络资源站点将会联成一个分工协作有机的整体，用户在网络任一结点的 资源请求实际上都将是对全网资源的检索，这种检索的需求在被科学地分析后 将被定位到网络中适当的范围内实施检索，直到搜遍全网。 第四、系统的便利性和安全性的均衡保障。利用新技术和新机制的优势， 力图实现网络利资源的易用性，如用户的网络角色定位将允许用户一次登录， 就可以遍览全网，不需要每到一个站点都来核实一下身份，省去了许多重复的 操作。而系统的安全性也必须得到充分的保障，网络用户一经登录其权利范围 都会被严格限定，其网络行为将会受到严密监控。这种有效的安全机制不仅能 保证全网的健康发展，也为界定各自的利益，评估各方的信用，为系统实行商 业化运营提供了现实的可能性。 第四、全面科学的动态评估体系。无论是对资源的评价还是对学习者的评 价，长期以来主要依靠评价者的主观感受进行，如某资源的适用对象，往往由 资源采编人员主讽设定，这种主观性的偏差是难以避免的，新一代的系统应该 建立严密科学而客观的评估体系，在网络资源利用的全过程中动态进行评估。 例如，某资源初始设定要求高中生以上水平方可利用，而实际情况是许多初中 生不断使用它，过段时间后，该资源的适用对象将可自动发生改变。对学习 者的评价也是如此，由于跨越了网络的隔阂，为学习者提供了宽广的网络学习 分布式教育资源整台系统构建初探陆志海 空削，我们可以根据学习者的网络学习行为得到对该学习者的更客观更有针对 性的评价如一个小学生可能对他们没有学过的中学课程如物理、化学发生兴 趣，甚至达到了较高的水平。而这些评价结论将会为系统的智能化与提供相应 的基础，虽然他只是一名小学生，系统却可以根据对该学生的评价结论主动为 他提供初中甚至高中的物理化学方面的资源，帮助他在自己的特长领域展翅飞 翔。 第五、基于分布式计算的系统高可用性。本系统借助于w e bs e r v i c e 实现分 布式处理，可以有效地转移负载，避免局部任务过载，在局部系统故障时( 如 部分资源站点失效、网路壅塞等) ，可以及时地通过向相近站点的任务转移，保 证全系统的持续平稳地运转。分布式系统还可以通过局部的协同处理，提升总 体性能，减少局部系统的投资压力，使总体投资的效益最大化。基于分布式计 算的系统还具有许多明显的优点，如重要数据的同步与一致性、存储分布而降 低局部压力，全系统的有效沟通，局部系统的专业分工与全系统的协同高效， 局部之间的互为备份与便捷恢复等等。分布式系统对于用户来说，其最大的感 受是全系统的透明驾驭和稳健运行，整体资源的充分享用，最终实现高可用性。 第六、系统的平滑过渡。这里的平滑过渡有两层含义，一是已有系统的平 稳升级实现投资和资源的保护，二是系统局部失效时自动转移处理实现故障的 平衡恢复。前者可以通过在旧有系统的基础上封装相应的w e bs e r v i c e 使其轻松 地融入新系统中发挥作用，这种平滑地升级无论是需要的投资还是人力都可以 限制在一个较小的额度内。较好地避免了以往许多地方出现过的资源系统升级 更换平台而带来的全部推翻旧系统或大开动作劳民伤财的现象再次发生。而故 障恢复在新系统中变得非常轻松，由于故障发生后系统会自动重定向资源请求 而完全避开失效的局部站点，技术人员可以在较小的内外压力下从容不迫地检 查故障、恢复系统，而系统恢复后又可以自动地恢复服务，接受请求，这样就 实现了系统局部故障的平稳恢复。在这种平滑的柔性机制下，系统可以悄然地 扩展、收缩、重组，力争达到资源的“按需配置”的理想目标。 以上这些目标的如能全面实现应该可以较好地解决当今网络教育资源战略 重组和全面整合的实际需求。 分布式教育资源整台系统构建初探，陆忠海 第二章分布式教育资源整合系统的技术定位 第一节网络教育资源系统常用开发技术分析 一、网络教育资源系统开发技术的发展 计算机程序设计语言经历了机器语言、汇编语言、高级语言的发展历程。 而高级语言则又经历了非结构化程序设计语言、结构化程序设计语言、面向对 象的程序设计语言、可视化程序设计语言等历程，其发展趋势是为大型复杂的 软件应用提供灵活快捷的开发工具，最大限度地实现代码的重用，软件局部的 可分解和独立性。在程序设计语言发展过程中出现了诸如：可多次重复调用的 过程与函数、可继承与重载的封装对象，可视化高效率的控件技术、通用灵活 的插件技术等等，这些努力的目标都是要不断提高软件开发的效率，降低开发 难度和总体成本。目前比较流行的常用软件开发语言有：v i s u a lb a s i c 、c 撑、 d e l p h i 、j b u i l d e r 、p o w e r b u i l d e r 等等。 非结构化程序设计语言( n o n - s t r u c t u r e dp r o g r a m m i n gl a n g u a g e ) ：计算机高 级语言的最初形式，通常以行首的代码编号为序排列，为了完成较复杂的处理 任务，往往借助于强制跳转语句( 最典型的是g o t o 命令) ，程序可读性差，几 乎无通用性，排错困难，代码只能一次编写一次使用，不能实现重用性。此类 语言目前已经几乎不用。 结构化程序设计语言( s t r u c t u r e dp r o g r a m m i n gl a n g u a g e ) ：限制或杜绝使用 不规范的跳转命令，程序内部设计了可以多次调用的函数和子过程，有比较完 整的模块结构控制的语法规范。程序有较强的通用性，排错效率大大提高，允 许通过导入外部程序文件实现了一定的代码重用。但由于整序各部分之间藕合 性很高，因此在代码重用时设计人员受到很大的限制，必须对重用的代码进行 系统的分析。这类语言目前也较少有人使用。 面向对象的程序设计语言( o b j e c to r i e n t e dp r o g r a m m i n gl a n g u a g e ) ，用对 象对程序中的属性和事件进行封闭，最大限度地屏蔽对象内部的细节，实现了 分布_ i = i = 教育资源整合系统构建初探，陆志海 程序内部各部分之间的松藕合，对象之间允许进行继承和重载