（教育技术学专业论文）开源软件教学应用综合研究.pdf

摘要 开源是开放源代码的简称。作为软件领域中的一种新模式，开源软件近年 来受到越来越多的关注。开源软件运动保障用户对软件使用、复制和修改的自 由，并致力于为人们提供免费、高质量的软件产品。目前，以l i n u x 、a p a c h e 等为代表的开源软件已经使全球包括政府和企业在内的很多组织从中获益。 开源软件的一些特性，如源代码开放、免费、易于定制和本地化等，非常 符合教育领域的软件需求。对世界上的很多教育机构和学校来说，使用开源软 件已成为一种更具成本效益比的解决方案，它在校园网服务、教学和管理等方 面正日益得到更广泛的应用。 近年来，我国的教育信息化发展迅速，但也暴露出一些问题，如知识产权 意识薄弱，盗版软件泛滥，对国外商业软件依赖过大等，使得我国教育无法拥 有一个独立自主、稳定可靠、方便易用、可扩展性强的软件基础平台，这将对 我国教育信息化的进一步发展带来较大的阻碍。 本论文的研究重心是开源软件在教学领域的应用，主要是在课程教学和教 学管理中的应用。在课程教学方面，通过对开源软件和我国中小学信息技术课 程的研究和分析，得出使用开源软件开展中小学信息技术教学是完全可行的， 并在此基础上对基于开源软件的巾小学信息技术课程内容进行了初步的框架设 计 在教学管理方面，对现有的开源学习管理平台进行了收集和比较，并使用 开源学习管理系统m o o d l e 对研究生课程的教学管理进行了尝试，对其应用方 式和优缺点进行了分析和总结。 通过在课程教学和教学管理两方面的研究，本文初步勾勒出了丌源软件在 整个教学领域应用的轮廓。为了具有更强的实践指导意义，本文还对从商业软 件平台向开源软件平台迁移的策略进行了探讨，并给出了一所国外学校向开源 软件平台迁移的实践案例。 【关键词】开源软件，教学，信息技术课程，教学管理 a b s t r a c t o p e ns o u r c es o f t w a t e ( o s s ) ，an e w m o d e li nt h es o f t w a r ei n d u s t r y ，i sp a i dm o r e a n dm o r ea t t e n t i o ni nr e c e n ty e a r s ，w h i c hc a np r o v i d es o f t w a r eu s e r st h ef r e eh i g h q u a l i t y s o f t w a r ep r o d u c t sa n dt h ef r e e d o mo fu s i n g ，r e d i s t r i b u t i n ga n dm o d i f y i n gs o f t w a r e a t p r e s e n t , m a n yo r g a n i z a t i o n si n c l u d i n gg o v e r n m e n t s a n d e n t e r p r i s e st h r o u g h o u tt h e w o r l d h a v eb e n e f i t e dal o tf r o m o p e n s o l l f c es o f t w a r es u c ha si a n u xa n d a p a c h e t h ec h a r a c t e r i s t i c so f o s ss u c ha so p e ns o 眦c e ，f r e eo f c h a r g e ，e a s yt oc u s t o m i z ea n d l o c a l i z ec o m p l e t e l ya c c o r dw i t hn e e d so fe d u c a t i o no r g a n i z a t i o n s i th a sb e c o m eak i n do f c o s t - e f f e c t i v es o l u t i o nt ou s eo s si nm a n ye d u c a t i o ni n s t i t u t i o n sa n ds c h o o l so v e rt h e w o r l d n o wo s si s b e i n ge x t e n s i v e l ya p p l i e df o r t h ec a m p u sn e ts e r v i c e s ，t e a c h i n ga n d m a n a g e m e n t t h o u g he d u c a t i o ni n f o r m a t i z a f i o ni n c h i n ad e v e l o p sf a s ti nr e c e n ty e a r s ，t h e r ea r e s o m ed i s a d v a n t a g e s e x i s 曲g s u c ha sl a c ko ft h ea w a r e n e s so fp r o t e c t i n gi n t e l l e c t u a l p r o p e r t y ，o v e r f l o w i n gi n s o f t w a r e p r i v a t i o n ，s e r i o u s l yr e l y i n g o no v e r s e a sc o m m e r c i a l s o f t w a r ea n ds oo i l ，w h i c hm a k e st h ee d u c a t i o ni nc h i n an o t h a v i n g t h es o f t w a r e i n s t r u c t u r ew i t ht h ec h a r a c t e ro f s e l f - i n d e p e n d e n c e ，s t a b i l i t ya n dc r e d i b i l i t y , e a s y - u s i n g a n d s c a l a b i l i t y ，h o l db a c kt h ee d u c a t i o ni n f o r m a t i z a t i o nf r o mm r t h e rd e v e l o p i n g t h et r e a t i s ep u t st h em a i nf o c u so i lt h ea p p l i c a t i o no fo p e ns o u r c es o f t w a r ei nt h e f i e l do f e d u c a t i o n ，e s p e c i a l l yt h e4 p p f i c a t i o ni nc o u r s et e a c h i n ga n dt e a c h i n gm a n a g e m e n t i nc o u r s et e a c h i n g , t h et r e a t i s en o t e st h a ti ti sf e a s i b l et ou s e o p e n s o u r c es o f t w a r ei nt h e r rt e a c h i n go fk - 1 2s c h o o l s t h r o u g ha n a l y z i n ge x i s t i n go s sa n di tc o u r s e si n k - 12 s c h o o l s ，a n dd e s i g n s ac o n t e n tf r a m e w o r ko f 恸s c h o o li t c o u r s e ；i nt e a c h i n g m a n a g e m e n t , t h et r e a t i s et r i e s t ot a k em o o d l ei np r a c t i c ei na p o s t g r a d u a t ec o u r s ea n d a n a l y z e si t sa d v a n t a g ea n dd i s a d v a n t a g et h t 0 1 】g hc o l l e c t i n ga n dc o m p a r i n gt h ee x i s t i n g o p e n s o u r c el m s b yw a y o fr e s e a r c ha tt h et w o a s p e c t so f c o l l t s et e a c h i n ga n d t e a c h i n gm a n a g e m e n t ， t h et r e a t i s ed r a w st h eo u t l i n eo fs o u r c es o f t w a r ea p 灿e di nt h ew h o l et e a c h i n gd o m a i n m o r e o v e r ，i no r d e r t o p o s s e s ss t r o n g e rg u i d a n c e t ot h e r e a d e r s ，t h et r e a t i s e 缸t h e r d i s c u s s e st h et r a n s i t i o n s t r a t e g y o fs c h o o l ss o f t w a r ei i l f h s t f u c t i l 上ef r o mc o m m e r c i a l s o f t w a r et oo s sa n d g i v e s o u tac a s eo fa na b r o a ds c h 0 0 1 k e y w o r d s ：o p e n s o u r c es o f t w a r e ，t e a c h i n g , i tc o u r s e t e a c h i n g ，t e a c h i n gm a n a g e m e n t 学位论文独创性声明 本人所呈交的学位论文是我在导师的指导下进行的研究工作及取得的 研究成果据我所知，除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含其他个 人已经发表或撰写过的研究成果对本文的研究做出重要贡献的个人和集体， 均已在文中作了明确说明并表示谢意 作者签名：亟：童日期：塑：! ：坐? 学位论文授权使用声明 本人完全了解华东师范大学有关保留、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 日期： w j 。、y 学位论文作者签名：孔，音 日期： 导师签名： 塾= 童硕士学位论文答辩委员会成员名单 姓名职称单位备注 张际平教授华东师范大学教育信息技术学系 张琴珠教授华东师范大学教育信息技术学系 葛惠强副教授华东师范大学教育信息技术学系 田爱奎副教授山东理工大学计算机学院 张祖忻教授上海外国语大学传播学院 珏邃塑性教堂廛且绽盒研究 第一章引言 1 1 问题的提出 开源是开放源代码的简称。作为软件领域中的一种新模式，开源软件近年 来受到越来越多的关注。丌源软件运动保障用户对软件使用、复制和修改的自 由，并致力于为人们提供免费的、高质量的软件产品。开源软件品种的不断丰 富、质量的不断提高，已使全球的各种组织包括政府部门、企业、公共服务机 构等从中获益。 目前，开源软件已经在世界上很多国家的政府部门和企业中得到了重视和 采用。在政府和公共机构方面，发达国家如英国、德国以及发展中国家如印度、 中国等，都正在采取各种措施和计划，推动开源软件在政府部门中的应用；在 企业方面，i b m 计划将其i t 解决方案全部转换到l i l 3 a x 平台上，而g o o g l e 部 署在全球的上万台服务器已经全部使用l i n u x ，a p a c h e 则占领了全球w e b 服 务器市场份额的5 0 以上，这样的例子不胜枚举。 开源软件对教育意味着什么? 国外很多教育研究者已经在尝试解答这个 问题，他们通过在各自的工作领域内尝试和应用开源软件，对其在教育领域中 的价值进行着研究。多个相关的研究文献都指出，开源软件是教育机构建立软 件基础平台的一个极佳选择。免费、优良的质量、方便的本地化和定制、开放 和共享的内在精神，都成为教育机构选择开源软件的理由。 我国政府高度重视教育的信息化，近年来通过实施“校校通”工程，开设 信息技术课程，建立教育公共资源库等一系列措施，提高我国教育领域在管理 和教学等方面的信息化水平。 由于我国信息化基础水平比较低，加上社会环境、法律法规、公民素质等 方面的欠缺，使得我国的教育信息化进程中出现了一些较为突出的问题，如版 权意识薄弱，盗版软件泛滥，对国外商业软件依赖过大等，使得我国教育无法 拥有一个独立自主、稳定可靠、方便易用、可扩展性强的软件基础平台，这将 会对我国教育信息化的进一步发展带来较大的阻碍。 开源软件不属于哪一个企业或者国家，它是属于整个世界的，当然也包括 我们中国。前面提到的开源软件的特点，对我国教育意味着什么? 我国教育可 五涯熬佳教堂虞厦绽佥班盔 否从应用开源软件中获益? 如果可以，应当如何应用，应用过程中又可能存在 什么样的问题昵? 这些就是本文要探索和解决的主要问题。 1 2 研究现状 由于开源软件在教育领域的应用存在上述的诸多优势，世界很多国家和一 些国际机构都在_ ；f r 展各种计划和行动，开发和推广适合教育领域使用的开源软 件产品，同时还山现了一些致力于推广开源软件教育应用的国际性组织。很多 学校也从自己的实际情况出发，积极应用开源软件提高学校的信息化水平。 1 2 1 开源软件在世界各国教育领域的应用 芬兰 大约6 0 的芬兰学校正在使用开源软件进行学校管理和教学活动。7 5 的 芬兰大学和工学院、7 5 的高中、2 5 的综合中学都使用学习平台或者学习管 理系统柬传递教学和辅助学习，而最常用的开源学习平台是m o o d l e 。另外， o p e n o f f i c e ( 7 4 ) 、m o z i l l a 浏览器和邮件系统( 8 0 7 ) 、g i m p ( 3 6 4 ) 在芬兰的学校中也广泛被使用。 法国 法国国家教育文档中心( c n d p ) 成立了一个工作组，对2 0 多种开源教育软 件进行评价，评价重点是这些软件在多个操作系统平台上的使用情况，并为课 堂教学中使用这些软件提供指导。学校可以通过地区办公网络以最小的花费获 得这些软件。另外，o f s e t 组织也在推广开源软件的教育应用方面做了大量的 工作。 韩国 韩国的教育部门的计算机系统不久就会转换到l i n u x 操作系统，这更进一 步证明了开放源代码软件在韩国政府等整个地区日益普及且深受欢迎。该项目 在韩国将被列为最大的l i n u x 操作系统装备中心之一。目的是通过创建被认为 是“全国教育信息系统”的公用系统与所有的中、小学以及相关的政府部门进 行连接。在计划建设的“全国教育信息系统”中，2 7 0 0 台服务器中的2 0 0 0 台服 务器上运行l i n u x 操作系统，每台l i n u x 服务器对应一所高中；剩余的7 0 0 2 i 源毯仕熬堂应用筮金盟宜 台服务器将运行u n i x 操作系统，每台u n i x 服务器将由1 5 所小学和初i ，学校 共享。韩国教育部计划将在2 0 0 5 年9 月中旬公布最终决定。 印度 印度的高尔地区( g o a ) 成为印度在学校中实施l i n u x 的早期试验地。该地 区的2 1 所学校通过g s c p ( g o as c h o o l sc o m p u t e r sp r o j e c t ) 的帮助，利用一 些捐赠的旧计算机和少量赞助资金，采用l 1 s p 建立了计算机实验室并连接到 互联网。印度其它一些贫困的乡村地区从这个项目中借鉴到了很多经验。 纳米比亚 非洲的纳米比亚正在实施非洲最大的一项l i n u x 计划：该国的一个志愿组 织s c h o o l n e t 正在努力使本国所有的在校学生能用上计算机和连接到互联网， 而系统只运行于l n u x 上。 巴西 南美洲巴西的南大河州( s t a t eo fr i og r a n d ed os u l ) 进行了项计划 t h er e d ee s c o l a rl i v r er sp r o j e c t ，该计划包含了一套用于远程教育、网页 发布、计算机学习系统和网络管理的l i n u x 发行版，这使教师和学生对自由软 件工具的接受和学习更加容易。通过这项计划，州政府已经节省了超过2 0 0 0 万 美元。 1 2 2 相关的国际机构和研究组织 联合国教科文组织 联合国教科文组织( u n e s c o ) 作为联合国负责全球教育、科技和文化发展 的国际性组织，很早就丌始关注开源软件在教育和科研领域的发展。从2 0 0 1 年 开始，教科文组织开始对开源自由软件运动加以支持，于2 0 0 1 年1 1 月建立了 自由软件门户网站( f r e es o f t w a r ep o r t a l ) ，提供开源软件的各种信息和 软件下载。目前，教科文组织丌发的丌源软件包括i d a m s ( 一个国际联合丌发 的数据分析和管理软件) 、g r e e n s t o n e ( 一个数字图书馆软件包) 、v i r t u a t l a b o r a t o r yt o o l k it ( 虚拟实验室工具包) 等。另外，教科文组织还组织了一 系列与开源软件相关的国际会议。 s t g o s s e e 3 珏源塑佳熬堂虞且绽金班窥 s i g o s s e e 是欧洲开源软件教育应用特别兴趣小组( 1 、h es p e c i a li n t e r e s t g r o u pi no p e ns o u r c es o f t w a r e f o re d u c a t i o ni n e u r o p e ) 的首字母缩写， 它是欧共体领导f 的一个项目，目的是为教育群体、政策制定者、教育软件开 发者在教育中使用开源软件提供信息、建议、指导和研究。具体细节请访问其 项目站点：h t t p ：w w w o s s i t e o r g 。 s c h o o l f o r g e 该组织将一些独立的研究群体联合起来，以提倡、使用和发展在中小学中 应用开放资源。目前该组织已经有1 8 0 多个成员，分布在世界各地，s c h o o l f o r g e 为它们提供了一个交流、共享和共同研究的平台。详细信息请访问： h t t p ：s c h o o l f o r g en e t i n d e x p h p 。 1 h ek d ee d u t a i n m e n t p r o j e c t k d e 教育软件计划是k d e 组织下的个教育软件制作项目，目的是开发可 以在k d e 桌面环境下使用的高质量教育软件。这个项目主要针对3 至1 8 岁的 学校儿童，强调年轻用户对用户界面的关注。另外，它也包括一些教师辅助工 具软件，比如课程计划辅助工具等。目前该计划已经生产出了很多高质量的教 育软件，如几何建模工具k i g 、天文学软件k s t a r s 、l o g o 语言编程工具 k t u r t l e 等。详细信息请访问：h ! p ；鲤女：靼! ：! ! g 。 o f s e t ( o r g a n i z a t i o nf o rf r e es o f t w a r ei ne d u c a t i o na n dt e a c h i n g ) o f s e t 是法国一个非盈利性的国际组织，目的是为了促进开源教育软件在世 界范围内各种形式的开发和本地化。它的宗旨非常接近自由软件基金会 ( f s f ) ，即促进软件共享和修改的自由。该组织目前有两个比较重要的项目， 一个是几何教学工具d r g e o ，另一个是整合了大量开源教育软件的l in u x 发行 版f r e e d u c ，该发行版是一个自启动光盘，可直接从光驱启动进入开源教育环 境，非常方便。该光盘还支持8 国语言，但目前还不包括中文。该组织还拥有 一个开源教育软件目录库。详细信息请访问：h t t p ：w w w o f s e t o r g 。 k - 12l i n u xp r o j e c t k 1 2l i n u xp r o j e c t 是美国一个开源软件项目组织，目的是为了在k 1 2 学校中推广l i n u x 和开源软件。该项目有三个子网站组成： k 1 2 1 x s p o r g 一提供l i n u x 终端服务器项目的软件f 载和支持信息： 4 珏源塑仕数堂应用绽金班宜 k 1 2 l i n u x o r g 一提供在学校中使用l i n u x 的指南和教程、l i n u x 网络 管理教程、钊对l i n u x 新用户的一些支持信息等： k 1 2 0 s o r g 一提供用于求助的讨论区、关于l i n u x 在学校中应用的 些新闻和信息等； 详细情况请访问：h t t p ：k 1 2 1 j n u x 。o r g 。 1 2 3 国内的研究现状 在国内高等院校中，开源软件常被用来架设服务器，提供上网、文件共享、 b b s 等校园网络服务。在教学方面，高等院校中的计算机系和软件学院多开设 有l i n u x 的一些相关课程，也有少数中小学教师对开源软件的应用进行了探 索。但从总体上来说，开源软件还没有被我国教育界广泛认识和接受，相关的 研究和实践应用都较少，且多局限在开源软件的校园网络应用上，目前还没有 较为系统的研究成果。 1 3 研究内容与意义 要使教育机构从使用开源软件中更多地获益，就不能仅仅局限在提供校园 网络服务上，而要将开源软件的应用延伸到学校的日常教学活动中。所以本文 把研究重点放在开源软件的教学应用上。研究分为两个部分：第一部分是对开 源软件在课程教学方面应用的研究，选择的对象是中小学信息技术课程教学； 第二部分是对开源软件在教学管理方面的研究，试验对象是一个开源学习管理 平台。之所以选择中小学信息技术课程，一方面是由于信息技术课程刚刚设立 几年，其教学内容和教学形式等方面受到了较多人的关注，另一方面也是因为 信息技术课程是基础教育阶段信息技术教育的主要课程，教学中大量使用了各 种软件产品，具有较强的代表性。 在第一部分中，我们通过对我国中小学信息技术教育相关指导性文件的理 解，结合对现有可以用于信息技术教学的开源软件的收集和比较，分析使用开 源软件来开展中小学信息技术教学的可行性，并在此基础上对基于开源软件的 中小学信息技术课程内容框架进行初步的设计。 在第二部分中，我们通过对现有开源学习管理系统的比较和分析，选择一 款性能相对强大的开源学习管理系统，在实际的教学环境中加以试用，并对其 功能和在实际教学中的应用方式、系统优缺点进行分析和总结。 5 珏遴塑性熬堂应用绽金硒窥 通过在课程教学和教学管理这两个方面对开源软件应用的探讨，本文试图 构建一个开源软件教学应用的总体图景，促进读者对开源软件及其教学应用的 理解。 1 4 论文架构 本篇论文的内容组织结构图如下： ，一、 o l i l i d 、 i i l i 第一章为引言，概述本文的课题由来、研究现状、研究计划和文章架构。 第二章对开源软件进行简介，包括它的定义、相关的术语、与私有软件的 比较、发展史、推动力量等。 第三章是介绍了开源软件在教育领域内应用情况，包括其优势、软件种类、 对我国教育信息化的作用等。 6 啬 珏涯塑性教堂廑围绽盒班究 第四章对开源软件在中小学信息技术课程教学方而的应用进行探讨，包括 对我国当前信息技术课程的指导思想和内容的分析、可利用的开源软件的收集 和比较，从课程内容和教学效果两方面探讨利用开源软件进行信息技术教学的 可行性，并选取高中阶段的信息技术课程为例，对基于开源软件的信息技术课 程内容进行了框架设计。 第五章探讨开源软件在教学管理方面的应用。该部分对现有开源学习管理 系统做了收集和比较，并选择m o o d l e 对一门研究生课程进行了教学管理方面 的尝试，对其功能和在实际教学中的应用方式、系统优缺点进行分析和总结。 第六章初步分析了教育机构迁移到开源软件平台上时可能遇到的问题，提 出向开源软件平台迁移的具体策略和方法，并提供了国外一所学校向开源平台 迁移的实践案例。 最后是对本文研究工作的总结，以及对下一步研究工作的展望。 7 一 邃挞性教堂应且缝盒觋究 第二章开源软件概述 2 1 开源软件的定义 开源软件( o p e as o 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 r e ) ， 是指源代码公开的训算机程序，它通过许可证给用户以运行、研究和修改、复 制和重新发布的权利。 开源软件是与封闭源代码的私有软件相对立的一个概念。源代码即用来编 制计算机应用程序的底层代码。在开源应用程序中，这些代码是对所有人开放 的，任何人部可以来检查、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。换句话说，软件用户是不能观看或修改一个软件的源代码的， 如果想使用这个软件。需要获得一一个使用许可证( l i c e n s e ) ，并被要求不能 复制或重新发布这个软件。非法复制或重新发布私有软件均被视为“偷窃”， 属于违法犯罪行为，也就是我们通常所晓的“盗版”。 2 2 相关概念 在讨论开源软件时我们还经常会提到下面这样一些概念，如“免费软件” ( f r e e w a r e ) 、其享软件( s h a r e w a r e ) 、公共软件( p u b l i cd o m a i ns o f t w a r e ) 、 私有软件( p r o p r i e t a r ys o f t w a r e ) 、自由软件( f r e es o f t w a r e ) 等，这些不 同的概念常常会造成一些混淆。下面，我们对这些相近的概念进行辨析，以使 大家明确它们之间的区别。 私有软件( p r o p r i t ys o f t w a r e ) 私有软件是目前摄为常见的软件形式，这种软件通过软件使用许可证的形 式，对其所有者的权利作了严密的保护。私有软件的使用被限制，软件的重新 发布和修改通常被禁止。私有软件一般不会提供软件的源代码。因为私有软件 常用于商业目的，所以常有人把“私有软件”与“商业软件”相馄淆其实两 者的含义并不完全相同。商业软件是指用于谋衷商业利盏的软件，而与源代码 提供与否并无直接关系。 免费软件( f r e e w a r e ) 8 源塑性教堂应用绽金班冠 “免费软件”没有一个清晰的定义，它通常指一个被无偿提供的软件，即 它仪仅被作为可执行文件提供，而没有源代码。举例来说，你可以下载一个 a d o b ea c r o b a tr e a d e r 来免费使用，但这个软件仍然是私有的，这时我们可以 说a c r o b a tr e a d e r 是一个“免费软件”。 共享软件( s h a r e w a r e ) 介于价格较贵的私有软件与自由软件之间，从发行方式看，还有一种共享 软件( s h a r e w a r e ) 。“共享软件”通常都是私有软件的试用产品。共享软件并不 限制软件的传播和共享，但它通常对用户的使用时问作出限制，或者只提供软 件的一部分功能，目的是吸引用户购买和注册软件产品。私有软件在试用阶段 也常使用这一手段，由于功能不够完善，公司常以共享软件的方式提供给用户 使用，以便测试软件存在的问题，待到功能完善后再改为正式版出售。 公有软件( p u b l i cd o m a i ns o f t w a r e ) 需要指出，自由软件和共享软件都不同于公有软件。所谓“公有软件” ( p u b l i cd o m a i ns o f t w a r e ，也可译成“公域软件”) 是指版权中的经济权利 有效期已满的软件，以及权利人已明确声明放弃版权的软件。对于公有软件， 人们可以任意复制、传播、修改，包括在用于赢利目的的私有软件中使用其代 码。 自由软件( f r e es o f t w a r e ) 自由软件是指使用者可以自由地使用、复制、分发、学习、修改和改进该 软件。根据f s f 对自由软件的定义，自由软件的最大特征是该软件的使用者具 有下面的四种自由： 可以自由运用该软件，无论是什么目的。 可以自由学习该程序怎样工作，并使之适应被许可人的需求。 可以自由重新分发拷贝以便帮助被许可人的邻友。 可以自由改善该程序。并发布给公众，让整个社会获益。 如果一个软件的使用者拥有以上所有的自由，那么这个软件就可以称作自 由软件。而要实现上述所有自由，前提是必须自由获得这个软件的源代码。 9 一一 珏邃软仕教堂廑目绽金班究 与公有软件不同的是，自由软件以许可证的形式保护上面的这些自由，比 如对软件的发布方式作出限制，以使自由软件的成果不被一些商业机构所窃取 用来赢利。 开源软件( o p e ns o u r c es o f t w a r e ) 开源软件与自由软件的概念基本相同，两者主要区另u 于立场和价值观，而 非具体的软件。开源软件试图避免自由软件在概念上的模糊，虽然f s f 解释 “f r e e ”的含义是“f r e es p e e c h ”( 言论自由) 而不是“f r e eb e e r ”( 免 费啤酒) ，但这仍容易引起误解。对于当今开源社群的绝大多数人来说，开源 软件和自由软件指的是同一个概念，常用f s o s s ( f r e es o f t w a r e o p e ns o u r c e s o f t w a r e ) 来表示开源软件和自由软件。 2 3 与私有软件的比较 在上述概念中，与开源软件直接相对的是“私有软件”。一个常见的误区 认为开源软件是与“商业软件”相对的概念，但其实开源软件也有可能是通过 商业公司获得和得到支持的，如r e d h a t 和j b o s s 。开源软件和“私有软件” 都有可能是“商业”的。 开源软件和私有软件的最根本差别与控制权有关。开源软件许可证保护使 用、修改和重新发布软件的自由，而私有许可证则对用户的使用、修改和发布 等权利加以限制。私有软件的制造者限制人们获得和使用软件的源代码，因为 源代码是一种知识而知识就是力量。获得软件的源代码对所有软件用户都 很重要，因为获得了源代码就意味着获得了软件的控制权，而这是私有软件的 制造者所不能容忍的。 下面我们在一些比较重要的属性上，将开源软件和私有软件做一个对比： 属性开源软件私有软件 许可证通过许可证给用户以使用、修通过许可证限制软件的使用， 改和重新发布的自由。不允许修改和重新发布。 控制权消费者和商业提供者享有平制造商控制。在软件前期获 等的使用权。取、培训和其它实施上花费的 1 0 珏源塑仕熬堂廛盈绽盒研究 大量投资常使用户依赖于某 个制造商，消费者被制造商所 控制。 更新快速、分散。由大量软件用户受制于制造商的投资。一般来 所组成的开发者群体平行地说只有大量用户所要求的功 进行工作。能才会得到满足。低的更新 度。 生命期废弃风只要软件有用，它就会一直存 取决于制造商的成功。单点失 险在。软件被接受的范围越广，败。 投资越安全。不存在单点失败 的可能。 安全性和可靠性同行评审使开源软件具有更高的安全性和可靠性。与专有软 件相比，开源软件集合了更多人的智慧，接受了更多的审查。 总体拥有成本( t c o ) 获得成本不存在或很低的许可证费用。高昂的许可证费用。 实施和支持成本开源社群的支持和商业支持成本取决于制造商，或与其有 的竞争使成本较低。消费者可联系。缺少选择。更换服务机 以从内部消化这部分成本，以构常导致更高的花费。 进一步降低花费。 规模成本增加用户和服务器等并不增使用者的增加通常导致许可 加许可证费用。证成本的增加。 平台支持更广泛的平台和服务器支持。 局限于制造商提供的平台支 持。不一定与机构现有平台完 全符合。 表2 、1 开源软件和私有软件比较表 2 4 开源软件发展史 虽然我们是最近几年才听说开源软件这个名字，但其实它有非常悠久的历 史。可以这样说，在软件发展的初始阶段，只有开源软件。后来，私有软件才 开始产生，并且迅速成为了软件业的主流，以至于很多人认为只有私有软件才 珏源筮仕熬堂廛围绽盒班宜 是惟一可行的模式。个人计算机和因特网的普及给了丌源软件一个极好的发展 机遇，使它从程序员的狭小圈子走向了普通大众。 在上世纪6 0 年代，计算机厂商生产的计算机上都随机带有一些免费的软件， 这些软件可以在用户之问自由共享，并且附有源代码，可以进行改进和修改。 但到了7 0 年代中期，私有软件已经随处可见，这种软件不允许重新发布，软件 的源代码也不再可以获得，用户也不再能够修改程序了。在这之后，私有软件 逐渐占据了软件产业的主流。 到了7 0 年代末和8 0 年代初，两个不同的团队丌始建立，成为了当今开源 软件运动的根源。在美国的东海岸，理查德斯托曼( r i c h a r ds t a l l m a n ) 创办 了自由软件基金会并启动了g n u 计划，目的是建立一个自由的操作系统；在美 国的西海岸，加州大学伯克利分校的计算机科学研究小组( c s r g ) 正在重新编 写和改进u n i x 操作系统，这个u n i x 被称为b s du n i x ，除了少数核心程序为 a t t 公司私有，它基本上是开放源代码的。 在8 0 年代和9 0 年代早期，开源软件继续发展，有一些相对独立的团体先 后出现。到了这个阶段，在u n i x 操作系统上已经有一些较为优秀的，r 源软件， 如t e x ( 排版程序) 和x 窗口系统。 到了9 0 年代，随着互联网的迅猛发展，更多的程序员可以借助互联网络交 流和合作，这极大地刺激了_ 丌源软件的发展。l i n u x 和3 8 6b s d ( p c 机上的 u n i x 操作系统) 等开源操作系统相继产生，a p a c h e ( 被广泛用作w e b 服务器) 、 g n o m e 和k d e ( 提供一系列库和程序来给用户易于使用和友善的桌面环境) 、 m o z il l a ( 由n e t s c a p e 资助的一款开源的网页浏览器) 等优秀的开源软件产生 并被越来越多的公众所接受和使用。 1 9 9 8 年，n e t s c a p e 公司发表了一项革命性的声明，宣布开放n e t s c a p e 的 源代码，这成为了许多大公司拥抱开源模式的起点。a p p l e 、i b m 、o r a c l e 等 国际大型公司，开始尝试一条不同的道路，使用、促进和开发开源软件。各种 规模的公司都在探索新的经济模式，以便赢得软件产业激烈的市场竞争。媒体 也开始给予原来不为人所知的开源软件运动更多的关注，开源软件运动不仅形 成了一些个人团体和非盈利性组织，它也开始形成一些小型和中型的公司了。 一 珏涯熬仕教堂廛届绽佥硒究 第三章开源软件与教育 3 1 教育领域应用开源软件的优势 为什么要在教育领域中应用丌源软件昵? 在教育领域中应用开源软件的好 处可以归纳为以下几点： 3 1 1 更低的总体拥有成本( t c o ) 与私有软件相比，采用开源软件进行信息技术教育所需的总体拥有成本 ( t o t a lc o s to f o w n e f 5 1 1 i p ，t c o ) 将有很大程度的降低。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 在2 0 0 2 年的一项研究显示，与微软解决方案 相比较，使用丌源软件能够降低2 4 到3 4 的t c o ，而意大利同年的研究也 显示，使用【j 1 1 u x 比使用w i n d o w s 平台能减少3 48 4 的t c o ，除此之外， 很多机构也报告了使用开源软件之后的成本降低，这里就不一一列举了。 如果采用i j i l u x 终端服务器系统，如s l a c k w a r e 或l t s p ，成本降低程度 会更大。虽然服务器的购买成本升高，但由于终端机的采购成本大大降低( 如 果采用过时的报废硬件，采购成本则几乎降为零) ，而终端机占整个系统主机 数量的绝大多数，从而使得整个计算机系统的成本得到了较大程度的降低。一 个研究项目是，2 0 0 0 年为印度格尔( g o a ) 地区的1 2 5 所学校配备了4 2 5 台旧计 算机，成本分析表明，由于采用l t s p 终端服务器系统，节省了7 7 的t c o ， 即使是使用新计算机，成本降低也达到了6 4 。 软件成本 与私有软件相比，采用开源软件的软件成本将大大降低。开源软件完全是 免费的，而信息技术课程中需要的商业软件大部分需要购买，有些还相当昂贵， 如w i n d o w s 和m so f f i c e 。另外，开源软件的后续升级也是完全免费的，而私 有软件如w i n d o w s 则做不到，这也使得在软件的总体购置费用上，开源软件显 得更具有优势。 硬件成本 与私有软件相比，开源软件对硬件配置的要求常常更低，也就是说，很多 开源软件能够更有效率地使用一些相对老旧的电脑硬件，这就降低了在购置较 高性能硬件和硬件升级上的花费。举个例子，微软的w i n d o w s2 0 0 0s e r v e r 实 1 3 珏遴熬住熬堂应用绽金蛆究 际使用最低要求为p i l l6 0 0m h zc p u 、2 5 6 m 内存、8 g 硬盘空问，而r e d h a t9 在文本模式下只需要p e n t i u m2 0 0m h zc p u 、6 4 m 内存和8 5 0 m 硬盘空问，即 使在图形模式下，也只需要p i i4 0 0m h zc p u 、1 2 8 m 内存和2 1 g 硬盘空问。 其它费用 在计算机系统的维护上，两者很难进行比较。培训或聘用一个合格的开源 软件系统管理员需要更高的费用，但也有报告显示，由于l i n u x 等开源软件系 统平台与w i n d o w s 平台相比具有更长的平均无故障时间( m t b f ) 和更高的可 用性，使得系统的维护成本相对降低。 在软硬件的升级上，由于开源软件的较低的硬件要求和几乎免费的软件升 级费用，丌源软件平台在升级上要比私有软件便宜很多。 因为私有软件对用户的使用作出了很多限制，有时使得商业机构甚至要使 用专门的软件和人员对软件许可证进行管理，这也使得商业软件的拥有成本上 升，而开源软件就基本不存在这一问题。 3 1 2 性能、可靠性和安全性更高 低成本并不是开源软件作为服务器被广泛使用的惟一原因。开源软件常常 被认为具有更高的性能、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，在大量开发者的共同审视下，软件的缺陷能够很快被查出和修补， 这使得软件的可靠性得到了提高。这一点在一些比较成熟的开源服务器软件上 体现得特别明显，在由某个机构进行的数据库软件量化分析比较中，发现开源 软件m y s q l 的缺陷仅仅是其它私有数据库软件的1 6 。 也有一些研究发现，开源软件的性能表现要比同类的私有软件更加出色。 例如，2 0 0 2 年对运行于l i n u x 上的s a m b a 和w i n d o w s2 0 0 0 进行的文件服务器 性能比较测试发现，s a m b a 作为文件服务器的性能要比w i n d o w s2 0 0 0 高几乎 一倍。2 0 0 3 年的测试发现，最新版本的s a m b a 进一步扩大了与w i n d o w s2 0 0 3 之间的性能差距。 在安全性上对开源软件和私有软件进行比较是非常困难的，但仍有一些这 方面的研究。研究结果表明开源软件在安全性上常常要超过私有软件。一个原 因是由于源代码的存在，使得安全性方面的缺陷能够很快地被发现和解决，从 而提高了软件的安全性。 1 4 珏近熬住熬堂廛屉缢盒班究 3 1 3 减少对商业软件公司的依赖 在软件基础架构上保持一定的独立性是非常重要的。对商业软件公司某种 产品的依赖常常带来的是被迫的软件升级和收费服务，这些升级或者服务一般 收费昂贵，但用户却别无选择。 在教育机构中，保持独立性尤其显得重要。如果在受教育阶段学生使用并 熟悉了一种软件产品，那么他会倾向于在以后还使用这种产品，成为未来的软 件购买者。因为这个原因，软件公司常给学生用户以特殊的激励措施，如比较 大的价格折扣，来占领教育市场。对于教育机构和学生来说，依赖于某一个软 件公司并不是一个明智的选择，因为这会削弱他们在软件选择上的自由。丌源 软件一般遵守的是丌放标准，使用的是开放的文件格式，这有助于用户减少对 少数商业软件公司的依赖。 3 1 4 本地化和定制的可能 由于绝大多数的丌源软件使用的语言是英语，非英语国家的用户在软件使 用上会碰到语言上的障碍，无法充分利用开源软件所带来的益处。然