（计算机软件与理论专业论文）基于网络的积件组合平台的研究与实现.pdf

西北工业大学硕士论文摘要 摘要 木沦 文的研究课题是陕西2 1 世纪初高等教育教学改 革工程项目 ( 0 2 0 4 0 1 4 )，目 标为构 建网 络化的积件纵合平台， 为我国 第二代c a 工 教学课件建设 提供技术支持。 网络化远程教学 环境是现代教学发展的方向，而基于积件 ( i n t e g r a b l e w a r e ) 思想的 组合平台 逐渐成为 教学 主流 具。 本文围绕组合平台 系统实现以 及运行环境的设计 展开 研究， 主要研究一 作包括以 卜 儿个方面: 口 前的 积件系统大多是采用专用软件， 将积件组合成固定不变的课件， 层次 性差， 表现 方 式单一。 本论文提出了 利用元数据的概念使 积件的 组成可以随意组合和调整， 并从数 据类 型 和数据来源两方面扩大了积件库的资 源范围。利用 x m l 数据将表示和过程分离， 对不同 来源的数 据进行集成的优势以 及层次 化的树形结构特点，采用x m l 文件的课件形式。 达到 了既体现课件的层次性，同时可以 对任何一个层次的内 容进行重组和再利用的效果。 在对多 种数据管理进行比较后， 确定对积件资 源采用文件管理系统与关系数据库结 合的 方法， 将多媒体文件本身以文件系统的方式 存储， 用关系数 据库管理其说明。 利用文件系统 在存储方面的优势， 结合关系数据库较强的查询能力。 在查询 速度和文件管理两方 面取得了 最佳效果。 在研究了当 前网络环境以及教学现状后， 确定 采用基于.n e t 技术的c i s 和b i s 相结 合的 混合结构， 不仅保证网 络化积件平台的可用性， 同时在非网络化条件下， 可以 将组合平台作 为一个独立的课 件编写和演示工具使用。 mi c r o s o f t . n e t 被称作“ 一 f 一 代视窗服务-n g ws ( n e x t g e n e r a t i o n w e b s e r v i c e ) 。 采用 mic r o s o ft .n e t 作为开发平台，c # . n e t 作为组合平台开发语言，.n e t 开发环境对x m l 提供 专门的接口 。利用c # 允许x m l 数据直接映射为 结构数据类型以代替类的特点，提高了系统 灵活性。 在平台网络环境的构建中，服务器端采用h e l ix s e r v e r 提供网络视频数据流服务。同时 采用m d 5 加密技术、 权限管理、 开放端口 限制等多种方法维护系统的安全。 关键词 计算机辅助教学、课件、 元数据、 积件、 d l l h e l l ” 问题、 加密、 md 5 两北工业人学硕 卜 论文ab s t r a c t ab s t r a c t t h i s p a p e r i s s u p p o rt e d b y s h a a n x i p r o v i n c ia l i n n o v a t e p r o j e c t o f t h e 2 1 c e n t u ry f o r h i g h e r e d u c a t io n a n d t e a c h in g ( 0 2 0 4 0 1 4 ) , t h e p r o j e c t a i m s t o b u i l d a c o m b in a t io n e d p l a t f o r m b a s e d o n t h e i n t e g r a b l e w a r e t h e o ry , i n o r d e r t o p r o v id e a t e c h n i c a l s u p p o rt f o r m e t a c o n s t r u c t o f t h e s e c o n d g e n e r a t io n c ai t e a c h i n g t o o l . r e m o t e i n s t r u c t i o n b a s e d o n t h e i n t e r n e t t e c h n o l o g y i s t h e o r i e n t a t i o n o f m o d e m c ai t e a c h i n g t e c h d e v e lo p me n t , w h i l e a c o mb i n a t i o n e d p l a t f o r m b a s e d o n t h e i n t e g r a b l e w a r e t h e o r y i s t u rn i n g i n t o th e m a i n s t r e a m t o o l f o r c a i . i n th i s p a p e r , t h e r e s e a r c h s f o c u s e s a r e k e y t e c h n o l o g i e s t o b u i ld t h i s p l a t f o r m a n d t h e r e l a t e d o p e r a t i n g e n v i r o m e n t o n s e r v e r . ma i n r e s e a r c h i n c l u d e s t h e f o l lo w i n g w o r k s : b e c a u s e t h e c o u r s e w a r e i s f i x e d in s t y l e , t h e s o c a l le d i n t e g r a b l e w a r e s a t p r e s e n t a r e l a c k o f h i e r a r c h y . b y in t r o d u c i n g t h e c o n c e p t o f m e t a d a t a , t h i s p a p e r i n t r o d u c e s t h e i d e a 6 f c o m b i n a t i o n a n d r e c o m b i n a t i o n f i le s a s m e t a d a t a r e s o u r c e i n t o i n t e g r a b l e w a r e f r e e l y . a t t h e s a m e t i m e , i t a l s o e x p a n d s t h e m e t a d a t a fi l e r e s o u r c e . x ml i s u s e d t o s e p a r a t e d a t a in t o e x p r e s s i o n s a n d p r o c e s s e s , w h ic h c a n b e l a y e d in t o t r e e s t r u c t u re . i t c a n a l s o in t e g r a t e d a t a w i t h d i f f e r e n t t y p e s . b y s a v i n g t e a c h i n g m a te r i a l s a s x m l f i l e , w e c a n c o n s t r u c t t h e m a te r i a l s a n d r e u s e a n y p a r t o f t h e m f r e e l y . b y c o m p a r i n g b e t w e e n s e v e r a l p o p u l a r t o o l s f o r d a t a m a n a g e m e n t . a n e w t e c h n iq u e h a s b e e n p u t f o r w a r d t o s t o r e m u lt i m e d i a d a t a ma t e r i a l s i n f i le m a n a g e m e n t s y s t e m a n d m e t a d a t a i n t r o d u c t i o n i n r d b , s o t h a t i t c a n i m p r o v e r e t r i e v a l s p e e d a s w e ll as f i l e s m a n a g e m e n t e ff i c i e n c y . t h i s p a p e r h a v e p u t f o r w a r d t h e id e a t o c o n s t r u c t t h e p l a t f o r m u n d e r c / s s t r u c t u r e , a n d w a t c h c o u r s e w a r e s u n d e r t h e c o m b i n a t i o n c / s a n d b / s . t h e r e fo r e t h e p l a t f o r m c a n b e u s e d n o t o n l y u n d e r i n t e r n e t e n v i r o n m e n t b u t a l s o s t a n d - a l o n e . t h e s o ft w a r e i s d e v e l o p e d u n d e r mic r o s o ft .ne t . t h e p l a t f o r m i t s e l f i s p r o g r a mm e d b y c # ne t , c # i s u s e d t o m a p x r n l d a t a i n t o s t r u c t u r e d d a t a d i r e c t l y , i m p r o v i n g t h e fl e x ib i l i ty o f x m l f i l e s . t h e he l ix s e rve r i s u s e d t o o f f e r d a t a s t r e a m s e rvi c e . t o e n s u r e t h e s e c u r it y , t h e p a s s w o r d i s e n c ryp t e d b y md 5 . a c c e s s c o n t r o l a n d p o rt p e rmi s s i o n l i m i t a t i o n a r e a ls o i n t r o d u c e d , k e y w o r d s : c a i , c o u r s e w a r e , m e ta d a ta , i n te g r a b le w a r e , d l l h e l l , m d 5 e n c r y p t 西北工业人学硕上论文 第一章 绪论 第一章 绪论 1 . 1 本课题来源及研究背景 本课题为陕西2 i 世纪初高等教育教学改革工程 项目 ，目 标为构建基于网络的 积件组 合 平台，为我国第二 代c a i 教学课件建设提供技术支持。 积件式课件教 学手段在教学领域里的应用， 逐渐成为计算 机辅助教学的 主流。 积件系 统 目前面向教育领域研究开发。 在硬件方面， 大容量的存储设 备使众多的教 学资源存入积 件库中成为可能: 因特网的日 益普 及， 成为教 学资源的共享和交流的基础; 越来 越快的cpu ， 为 教学信息的输入、 存 储、 处理、输出提供了保障口 软件方面， 以面向对象可视化的程序设计思想为基础的多媒体开发工具 ( 如 a u t h o r w a r e , t o o l b o o k , p o w e r p o i n t 、 方 正 奥思 等) 越 来 越多， 为 师 生 提供了 易学 易 用的 软 件开发环境。作为网络积件核 心技术的对象链接与嵌入 ( ole ) 技术的日 趋完善，可实现 将文本、 图形、图 像、 声音、 动画、 影视等多媒体积 件单元数据嵌入或链接到当前的教学演 示中，从而实现积件库资源的交互与共享. 积件系统的开 发可分为积 件组合平台的开发与 积件库的开发两部分。 积件组合平台目 前 主要有a u t h o r w a r e , 洪图、 p o w e r p o in t 、 方正奥思等软件，其开发 涉及到底层软件的设计开 发， 开放性较差， 主要是由 专业软件公司来实现。 且目 前没有成熟的针对积件式网络化的多 媒体积件开发平台。 1 . 2 问题的提出 积件式课件教学手段应用于教学 领域， 其理论虽然被普遍接受， 但就目 前开发的系统来 说，土要存在以下问题: a ) 课件与 教学目 标、 教学策略、 学习理论密切相关， 但目前大多数系统不能具体体现 编制者教育思想与教学方法。 b ) 课件成品 后不可修改，不能由教 师和学生重组改 造以 适应自 已当 前的教学。 c ) 素材来源相对固定， 各远 程教育系统间资源共享性差: 同时， 网络中 存在的大量资 源无法得到利用。 授课教师原有的教学资 料， 也不能得到 有效利用， d ) 教学系统大多只 适用于小范围内( 如局域网、校园网内) ，并且对运行环境有一定 限制， 无法跨平台、 跨浏览器。 而远程教育目 标用户是包括校园网内 和网 外的 所有宽带用户， 应允许他们使用不同 语言， 位于不同的地理位置， 使用不同的操作系统。 该系统应当是一个 与用户环境无关， 尽可能的适合不同 语言， 不同系统平台用户的远程教育系 统。 e ) 随着远程教育系 统使用人群的不断扩大， 远程教育 系统用户会呈指 数倍增加， 地理 范围也将不断延伸。在以 往设计中。 均缺 乏对系统可移植性和系统可伸缩性的考虑。 1 . 3 本课题研究内容和目的 本论文所要研究的 是x m l技术在远程积件教育系统中的 数据管理和数 据表述， 实 现支 持远程教育资源的开放式平台。 西北工业人学硕上论文 第一章 绪论 第一章 绪论 1 . 1 本课题来源及研究背景 本课题为陕西2 i 世纪初高等教育教学改革工程 项目 ，目 标为构建基于网络的 积件组 合 平台，为我国第二 代c a i 教学课件建设提供技术支持。 积件式课件教 学手段在教学领域里的应用， 逐渐成为计算 机辅助教学的 主流。 积件系 统 目前面向教育领域研究开发。 在硬件方面， 大容量的存储设 备使众多的教 学资源存入积 件库中成为可能: 因特网的日 益普 及， 成为教 学资源的共享和交流的基础; 越来 越快的cpu ， 为 教学信息的输入、 存 储、 处理、输出提供了保障口 软件方面， 以面向对象可视化的程序设计思想为基础的多媒体开发工具 ( 如 a u t h o r w a r e , t o o l b o o k , p o w e r p o i n t 、 方 正 奥思 等) 越 来 越多， 为 师 生 提供了 易学 易 用的 软 件开发环境。作为网络积件核 心技术的对象链接与嵌入 ( ole ) 技术的日 趋完善，可实现 将文本、 图形、图 像、 声音、 动画、 影视等多媒体积 件单元数据嵌入或链接到当前的教学演 示中，从而实现积件库资源的交互与共享. 积件系统的开 发可分为积 件组合平台的开发与 积件库的开发两部分。 积件组合平台目 前 主要有a u t h o r w a r e , 洪图、 p o w e r p o in t 、 方正奥思等软件，其开发 涉及到底层软件的设计开 发， 开放性较差， 主要是由 专业软件公司来实现。 且目 前没有成熟的针对积件式网络化的多 媒体积件开发平台。 1 . 2 问题的提出 积件式课件教学手段应用于教学 领域， 其理论虽然被普遍接受， 但就目 前开发的系统来 说，土要存在以下问题: a ) 课件与 教学目 标、 教学策略、 学习理论密切相关， 但目前大多数系统不能具体体现 编制者教育思想与教学方法。 b ) 课件成品 后不可修改，不能由教 师和学生重组改 造以 适应自 已当 前的教学。 c ) 素材来源相对固定， 各远 程教育系统间资源共享性差: 同时， 网络中 存在的大量资 源无法得到利用。 授课教师原有的教学资 料， 也不能得到 有效利用， d ) 教学系统大多只 适用于小范围内( 如局域网、校园网内) ，并且对运行环境有一定 限制， 无法跨平台、 跨浏览器。 而远程教育目 标用户是包括校园网内 和网 外的 所有宽带用户， 应允许他们使用不同 语言， 位于不同的地理位置， 使用不同的操作系统。 该系统应当是一个 与用户环境无关， 尽可能的适合不同 语言， 不同系统平台用户的远程教育系 统。 e ) 随着远程教育系 统使用人群的不断扩大， 远程教育 系统用户会呈指 数倍增加， 地理 范围也将不断延伸。在以 往设计中。 均缺 乏对系统可移植性和系统可伸缩性的考虑。 1 . 3 本课题研究内容和目的 本论文所要研究的 是x m l技术在远程积件教育系统中的 数据管理和数 据表述， 实 现支 持远程教育资源的开放式平台。 西北丁业大学硕_ t : 论文第一章 绪论 研究第二代教学软件 一一 积件的 概念及其特点: 研究远程教育积件系统的体系结构; 研究积件组合平台和积件库的 设计和实现方法。 里点研究积件资源库的储存和管理方式， 实现远程教育资源的标准化和开放性。 积件库采用的数据存储方式及存储粒度。 a)b)c)d)e) 1 .4本课题技术优势 ) 设 计 上 允 许 采 用 包 括 几乎 所 有目 前 流 行 的 文 件 类型 的 文 件 作 为 课 件 的 素 材， 同 时 在 课 件 编写时可以 根据需要随意调整和安排课件顺序。 z )数据管理上， 系统利用了 数据库系统管理上的完善快捷以 及文件管理的 优势， 采用两者 结合的 方式。 在表结构设 计上对网 络运行环境加以 考虑， 增加了 相应的 管理内容;同 时 为系统以后 扩展做了考虑。 3 )开发平台 上， 采用基于.n e t技术的c / s 与b / s 混 合结构， 以x ml 文件作为客户端与服 务器之间 数据传输的载体和积件文件保存形式， 具有高度的灵活性和可白 定 义性。 4 )借助组合平台， 用户不仅可以 在网 络环境下， 利用系统提供的 丰富的 素材资 源编写课 件， 还可以 在无法上网的单机环境下编写和演示基于 本地资 源的课件。 5 )系统界面友 好直观， 使用方便。 编写好的课件可以在基于网络的环境下 运行。 也可以 将 利用系统提供的下载功能，将课件下载到本地。 在单机环境下演示。 6 )考虑以 后的 进一步开发的需要， 系统在目 前的开发阶段对以后的开发做了 从数据到设计 实现等一系列的准备工作。 为今 后的 开发 奠定了基 础。 1 . 5 论文主要内容和组织结构 本文主要围绕网络化积件平台设计开发展开研究工作: 第一章: 绪论。介绍论文的 研究 背景、 研究意 义、 研究内容 和目 标。 第二章: 积件和网络化积件组合平台。 系统开发的理论根据。 这章首先介绍了 积件引 入 原因，阐述了积件系统的总体结构，着重强调了组合平台在积件系统中的地位和平台组成。 第三章:组合平台开发环境。 本章主要论证系统架构和开发环境的 合理性; 数据表示、 存储利传输方法所采用技术的理论依据和可行性。 第四章:组合平台分析。 本章分析了 系统的 需求， 在需求基础上进行平台 功能的确定; 系统用户分类:确定了组合平台的数据分类和编码规范: 从组织方式、 呈现方式和管理方式 等方面对积件库作了 分析;同时引入数据的描述一 一元数据。 第五章: 组合平台设计。 针对组合平台系统具体实现进行详细没计， 含软件和运行环境 两方面。 包括系统各功能 的详细说明; 基元和课件从上传到管理整个 过程; 积件描 述文件的 树型结构设计: 数据库结构设计也在此阶段完成; 考虑了课件在网络环境和单机环境的演示 流程: 服务 器_ 作环境方 面确定了视频服务工具; 考虑系统安全因素， 对保证系统安全 性采 用的手段作了说明。 第六章: 系统软件实 现和演示。 针对设计中软件需 耍实现的问题作了解决说明。 包括在 编程过程中采用的土要技术及依据的说明。 并以实现过程的演示这一事实依据来证明系统从 西北丁业大学硕_ t : 论文第一章 绪论 研究第二代教学软件 一一 积件的 概念及其特点: 研究远程教育积件系统的体系结构; 研究积件组合平台和积件库的 设计和实现方法。 里点研究积件资源库的储存和管理方式， 实现远程教育资源的标准化和开放性。 积件库采用的数据存储方式及存储粒度。 a)b)c)d)e) 1 .4本课题技术优势 ) 设 计 上 允 许 采 用 包 括 几乎 所 有目 前 流 行 的 文 件 类型 的 文 件 作 为 课 件 的 素 材， 同 时 在 课 件 编写时可以 根据需要随意调整和安排课件顺序。 z )数据管理上， 系统利用了 数据库系统管理上的完善快捷以 及文件管理的 优势， 采用两者 结合的 方式。 在表结构设 计上对网 络运行环境加以 考虑， 增加了 相应的 管理内容;同 时 为系统以后 扩展做了考虑。 3 )开发平台 上， 采用基于.n e t技术的c / s 与b / s 混 合结构， 以x ml 文件作为客户端与服 务器之间 数据传输的载体和积件文件保存形式， 具有高度的灵活性和可白 定 义性。 4 )借助组合平台， 用户不仅可以 在网 络环境下， 利用系统提供的 丰富的 素材资 源编写课 件， 还可以 在无法上网的单机环境下编写和演示基于 本地资 源的课件。 5 )系统界面友 好直观， 使用方便。 编写好的课件可以在基于网络的环境下 运行。 也可以 将 利用系统提供的下载功能，将课件下载到本地。 在单机环境下演示。 6 )考虑以 后的 进一步开发的需要， 系统在目 前的开发阶段对以后的开发做了 从数据到设计 实现等一系列的准备工作。 为今 后的 开发 奠定了基 础。 1 . 5 论文主要内容和组织结构 本文主要围绕网络化积件平台设计开发展开研究工作: 第一章: 绪论。介绍论文的 研究 背景、 研究意 义、 研究内容 和目 标。 第二章: 积件和网络化积件组合平台。 系统开发的理论根据。 这章首先介绍了 积件引 入 原因，阐述了积件系统的总体结构，着重强调了组合平台在积件系统中的地位和平台组成。 第三章:组合平台开发环境。 本章主要论证系统架构和开发环境的 合理性; 数据表示、 存储利传输方法所采用技术的理论依据和可行性。 第四章:组合平台分析。 本章分析了 系统的 需求， 在需求基础上进行平台 功能的确定; 系统用户分类:确定了组合平台的数据分类和编码规范: 从组织方式、 呈现方式和管理方式 等方面对积件库作了 分析;同时引入数据的描述一 一元数据。 第五章: 组合平台设计。 针对组合平台系统具体实现进行详细没计， 含软件和运行环境 两方面。 包括系统各功能 的详细说明; 基元和课件从上传到管理整个 过程; 积件描 述文件的 树型结构设计: 数据库结构设计也在此阶段完成; 考虑了课件在网络环境和单机环境的演示 流程: 服务 器_ 作环境方 面确定了视频服务工具; 考虑系统安全因素， 对保证系统安全 性采 用的手段作了说明。 第六章: 系统软件实 现和演示。 针对设计中软件需 耍实现的问题作了解决说明。 包括在 编程过程中采用的土要技术及依据的说明。 并以实现过程的演示这一事实依据来证明系统从 西北丁业大学硕_ t : 论文第一章 绪论 研究第二代教学软件 一一 积件的 概念及其特点: 研究远程教育积件系统的体系结构; 研究积件组合平台和积件库的 设计和实现方法。 里点研究积件资源库的储存和管理方式， 实现远程教育资源的标准化和开放性。 积件库采用的数据存储方式及存储粒度。 a)b)c)d)e) 1 .4本课题技术优势 ) 设 计 上 允 许 采 用 包 括 几乎 所 有目 前 流 行 的 文 件 类型 的 文 件 作 为 课 件 的 素 材， 同 时 在 课 件 编写时可以 根据需要随意调整和安排课件顺序。 z )数据管理上， 系统利用了 数据库系统管理上的完善快捷以 及文件管理的 优势， 采用两者 结合的 方式。 在表结构设 计上对网 络运行环境加以 考虑， 增加了 相应的 管理内容;同 时 为系统以后 扩展做了考虑。 3 )开发平台 上， 采用基于.n e t技术的c / s 与b / s 混 合结构， 以x ml 文件作为客户端与服 务器之间 数据传输的载体和积件文件保存形式， 具有高度的灵活性和可白 定 义性。 4 )借助组合平台， 用户不仅可以 在网 络环境下， 利用系统提供的 丰富的 素材资 源编写课 件， 还可以 在无法上网的单机环境下编写和演示基于 本地资 源的课件。 5 )系统界面友 好直观， 使用方便。 编写好的课件可以在基于网络的环境下 运行。 也可以 将 利用系统提供的下载功能，将课件下载到本地。 在单机环境下演示。 6 )考虑以 后的 进一步开发的需要， 系统在目 前的开发阶段对以后的开发做了 从数据到设计 实现等一系列的准备工作。 为今 后的 开发 奠定了基 础。 1 . 5 论文主要内容和组织结构 本文主要围绕网络化积件平台设计开发展开研究工作: 第一章: 绪论。介绍论文的 研究 背景、 研究意 义、 研究内容 和目 标。 第二章: 积件和网络化积件组合平台。 系统开发的理论根据。 这章首先介绍了 积件引 入 原因，阐述了积件系统的总体结构，着重强调了组合平台在积件系统中的地位和平台组成。 第三章:组合平台开发环境。 本章主要论证系统架构和开发环境的 合理性; 数据表示、 存储利传输方法所采用技术的理论依据和可行性。 第四章:组合平台分析。 本章分析了 系统的 需求， 在需求基础上进行平台 功能的确定; 系统用户分类:确定了组合平台的数据分类和编码规范: 从组织方式、 呈现方式和管理方式 等方面对积件库作了 分析;同时引入数据的描述一 一元数据。 第五章: 组合平台设计。 针对组合平台系统具体实现进行详细没计， 含软件和运行环境 两方面。 包括系统各功能 的详细说明; 基元和课件从上传到管理整个 过程; 积件描 述文件的 树型结构设计: 数据库结构设计也在此阶段完成; 考虑了课件在网络环境和单机环境的演示 流程: 服务 器_ 作环境方 面确定了视频服务工具; 考虑系统安全因素， 对保证系统安全 性采 用的手段作了说明。 第六章: 系统软件实 现和演示。 针对设计中软件需 耍实现的问题作了解决说明。 包括在 编程过程中采用的土要技术及依据的说明。 并以实现过程的演示这一事实依据来证明系统从 d 北丁业大学硕 卜 论文第 一 章绪 论 设计 到开发到最终实现整个过程的合理性。 第 七章: 总结与 展望。总结全文并对今后的 研究 工作 进行了 展望。 文后附件中给出了数据描述和显示的相关文件。以供参阅。 西北工业人学硕上论文第三章 网络化积件组合平台 第二章 网络化积件组合平台 2 . 1 现代远程教育 2 . 1 . 1 远程教育的历史 远程教育的发展一共经历了四个阶段， 即: 协作式学习阶段、 开放式远程大学阶段、 多 媒体电 视函授阶段和基于 互联网的开放式远程教学阶 段。 远 程教育被看成是当 代教育 方法的 一种革命。 它的最大优点是通过不同的媒介对各种教学资源进行调整， 使得他们能够有机的 结合在一起发挥更大的作用，并且参加远程教育的学员可以 不受学习时间 和地理位置的限 制。 随 着计算机通讯技术的 发展， 基于互联网的 远程教育 是新一代的远程教育。 与其它远程 教学模式相比， 基于互联网的 远程教学克服了其他远程教学交互性差的 缺点。 它不但可以 进 行同步的教学， 也可以进行不同 步的教学。 这样就可以更好的满足学员的不同程 度学习 要求。 随着网络带宽的增加和互联网络的 普及，这种远程教学方式将成为今后远程教育的发展方 向。 远程教育的一个重要趋势是: 一些教育 机构正 在从非 赢利的教育机构向 赢利的 商业机构 发展， 在我国也出现了 类似的 趋势。 在这样的背景下， 很多 教育机构正在着手参与远程教育 系统的建设和管理， 一些商 业机构也加入进来， 与教育机 构联 手开发网络教育体系。 这在一 定程度上推动了 远程教育的发展。 远程教育的另一个趋势是: 它正逐渐成为构筑知识经济时 代人们终生学习体系的 主要方 式。 远程教育跨越时间、 空间和地域限制， 通过现代通信技术 可以 将教育资源扩展到社会的 侮个角落。 在这种教育体制下， 每个人都可能享受到世界上一流教师的教学指导， 都可以同 全球一 流的专家进行知识的 探讨。 可以 借阅电 子图 书馆提供的电 子图 书。 通过多种先进的手 段， 可以 获 得 最 广泛 的 信 息 和资 源 ( z 1 2 . l . 2国内外发展现状 自 1 9 8 5年以米， 世界 上许多国家包 括发展中国家 都在积极发展和开放远距离教育。 而 且 基本上都是在经历了 函授教育和电视 ( 广播) 教育阶段后开始发展网 络教育的。 1 9 9 6 年8月 美国加利福尼亚、 得克萨斯等十个州共同创建了 各州认可的、 各高等院校 承认课程学分虚拟大学，学生在电子课堂中上课、 考试并获得学位证书，正式拉开了网络远 程教育的序幕。日 前美有8 0 所大学通过网 络修得学位， 网上虚拟大学开出的课 程已 覆盖了 各个土要的学科领域。 美国i n t e rn e t 在家庭己经 普及， 普及率达3 5 % 。且基础设施好， 主干 光纤容量大， 传输速率大， 上网费用低， 可 满足进行实时的 压缩音频数 据和 要求较低的 动态 图像传输。 现在美国著名的高 校远程教育的发 展模式以i n t e r n e t 为主， 卫星电 视等其它为辅。 同时，美国己经开始把注意力放到中小学校基础设 施的 建设 上来。让每个孩子都能 在2 1 世 纪的技术文化中受到教育。 另 外， 加拿大、 英国 等其他西 方国 家也在大力开展网络远 程教育 上作， 这些国 家的学生可以方便地进入虚拟课堂完成他们所需的全部课程， 这些开放 大学不 仅提供多门 课程供选择，而且还提供非全日 制技术管理硕士课 程，可边_ l 作边学习。 我国 早在 2 0年前就由广播电 视大学利用当时最先进的彩色电视传输网 络开 展远科高 等教育。 为进一步推动我国 现代远 程教育， 教育部 分别于 】 9 9 8年和 1 9 9 9年 批准清华大学、 西北工业人学硕上论文第三章 网络化积件组合平台 第二章 网络化积件组合平台 2 . 1 现代远程教育 2 . 1 . 1 远程教育的历史 远程教育的发展一共经历了四个阶段， 即: 协作式学习阶段、 开放式远程大学阶段、 多 媒体电 视函授阶段和基于 互联网的开放式远程教学阶 段。 远 程教育被看成是当 代教育 方法的 一种革命。 它的最大优点是通过不同的媒介对各种教学资源进行调整， 使得他们能够有机的 结合在一起发挥更大的作用，并且参加远程教育的学员可以 不受学习时间 和地理位置的限 制。 随 着计算机通讯技术的 发展， 基于互联网的 远程教育 是新一代的远程教育。 与其它远程 教学模式相比， 基于互联网的 远程教学克服了其他远程教学交互性差的 缺点。 它不但可以 进 行同步的教学， 也可以进行不同 步的教学。 这样就可以更好的满足学员的不同程 度学习 要求。 随着网络带宽的增加和互联网络的 普及，这种远程教学方式将成为今后远程教育的发展方 向。 远程教育的一个重要趋势是: 一些教育 机构正 在从非 赢利的教育机构向 赢利的 商业机构 发展， 在我国也出现了 类似的 趋势。 在这样的背景下， 很多 教育机构正在着手参与远程教育 系统的建设和管理， 一些商 业机构也加入进来， 与教育机 构联 手开发网络教育体系。 这在一 定程度上推动了 远程教育的发展。 远程教育的另一个趋势是: 它正逐渐成为构筑知识经济时 代人们终生学习体系的 主要方 式。 远程教育跨越时间、 空间和地域限制， 通过现代通信技术 可以 将教育资源扩展到社会的 侮个角落。 在这种教育体制下， 每个人都可能享受到世界上一流教师的教学指导， 都可以同 全球一 流的专家进行知识的 探讨。 可以 借阅电 子图 书馆提供的电 子图 书。 通过多种先进的手 段， 可以 获 得 最 广泛 的 信 息 和资 源 ( z 1 2 . l . 2国内外发展现状 自 1 9 8 5年以米， 世界 上许多国家包 括发展中国家 都在积极发展和开放远距离教育。 而 且 基本上都是在经历了 函授教育和电视 ( 广播) 教育阶段后开始发展网 络教育的。 1 9 9 6 年8月 美国加利福尼亚、 得克萨斯等十个州共同创建了 各州认可的、 各高等院校 承认课程学分虚拟大学，学生在电子课堂中上课、 考试并获得学位证书，正式拉开了网络远 程教育的序幕。日 前美有8 0 所大学通过网 络修得学位， 网上虚拟大学开出的课 程已 覆盖了 各个土要的学科领域。 美国i n t e rn e t 在家庭己经 普及， 普及率达3 5 % 。且基础设施好， 主干 光纤容量大， 传输速率大， 上网费用低， 可 满足进行实时的 压缩音频数 据和 要求较低的 动态 图像传输。 现在美国著名的高 校远程教育的发 展模式以i n t e r n e t 为主， 卫星电 视等其它为辅。 同时，美国己经开始把注意力放到中小学校基础设 施的 建设 上来。让每个孩子都能 在2 1 世 纪的技术文化中受到教育。 另 外， 加拿大、 英国 等其他西 方国 家也在大力开展网络远 程教育 上作， 这些国 家的学生可以方便地进入虚拟课堂完成他们所需的全部课程， 这些开放 大学不 仅提供多门 课程供选择，而且还提供非全日 制技术管理硕士课 程，可边_ l 作边学习。 我国 早在 2 0年前就由广播电 视大学利用当时最先进的彩色电视传输网 络开 展远科高 等教育。 为进一步推动我国 现代远 程教育， 教育部 分别于 】 9 9 8年和 1 9 9 9年 批准清华大学、 两北工业大学硕十论文 第二章 网络化积件组合平台 浙 江大学、 北京邮电人学和湖南人学进行 全国 远程教 育试点 和“ 人才培养模式改革和开放 教 育试点” 。 随着中国现代远程教育卫星宽带多媒体传输平台于 2 0 0 0年 1 0月 底正式开通 由该系统开展的 卫星因 特网接入服务， 将卫 星网 与地面中的中国教育科研网( c e r n e t ) 高 速 连接，使具有双向交互功能的教育专业网 络得以 形成。 截至 2 0 0 1年 8月， 我国经教育 部 批准实施现代远程教育的试点学 校已 从上年的 3 1所增加到 4 5所。 远程教育， 特别是基于i n t e r n e t 的 网络化远程教育， 可以被视为高等教育的 最新教育 形 式，将人大促进高等教育的大众化和普及 化。 2 . 1 . 3 远程教育系统定义和特点 . 1 9 % 年穆尔和卡尔斯勒给出了远程教育最新的 完整的定义:“ 通过特殊的技术设计课 程， 同时 通过各种通讯媒介尤其是电子信息技术进 行授课、 教学管理组织， 使得学生在不同 的地方 进行有计划的学习。 ” 这个定义强调了 远程教育中所有关键的 特征。这些特征 包括: 第一， 教师 和学生在教与学的过程中处于相对分离 状态。 第二， 教育组织通过规划和准备学 习 材料以 及提供学生支持服务对学生学习 产生影响。 第三， 应用各 种信息传递媒介( 电子 通 讯技术或者其他的通讯技术) 将教师和学生联系 起来并以 此作为课 程内容的 载体。 第四， 学 生在学习全过程中与学习 集体也处于相 对分离的 状态， 学生 通常是 接受个别教育而不是集体 教 学 ， 但 并 不 排 除 为了 教学 的目 的 组 织 必 要的 集 体 面 授 交 流 回 。 因 此， 远程教育主要包括两方面的内容: 远程教育机构的组织管理方式和远程教育课程 的开发模式设计。 2 . 2积件的引入 2 . 2 . 1积件思想的引入和积件定义 课 件( c o u r s e w a r e ) 是在一定的学习理论指导下， 根据教学目 标设计的，反映某种教学策 略和教学内容的计算机软件。 优秀的课件能 够按照某种学习 理论和教学策略达到教学目的， 在教师和 学生的教学活动中起到一定的 作用， 但由 于课 件自 身的基本 特性， 决定了 在教学活 动 中 使 用 范围 很 窄 受 到 很 大局 限 川 。 作 为 计 算 机 教 学 辅 助的 第一 代软 件， 曾 经 在 课 堂 教 学 中发挥了 重要作用， 有力地推动了多 媒体计算 及技术在 教学中的 应用。 但随着计算 及辅 助教 学特别是远程教学的大规模开展， 课件存在的问 题日 益突出。 表 现为固定性、 特定性、 封闭 性和完整性。 课件一旦制作完成， 修改甚为麻烦， 不利于教师根据课堂教学对象随意构造重 组， 无法体现教师的教学思想口 为了 克服课件弊端， 使教学过程中 的内 容相互贯通， 灵活运用起来， 就有必要开辟c a i 研究新途径。当前先进的教学手段是以积件代替传统课件。 积件 ( i n t e g r a b le w a r e )是由教师和学生根据教学需 要自己 组合运用多媒体教学信息资 源的教学软件系统l ) 。 积件思 想是对我国c a i 领域历史经验和存在问 题进行长 期的 探讨与反 思后提出 的， 我国 教育理论界基于当今世界光进的计算机软硬件技术， 并从我国古 代的 易 经中的 哲学理念得到启发， 提出了 “ 以不变 ( 积件) 应万变 ( 教学实际)” 的思想。 积件思想不只是在技术上把教学资源素材库和多媒体组合平台简单叠加， 而是积件库与 积件组合平台的 有机结 合。 积件形式的 课件思想使教 师可以在需要的时候， 方便地 将素材元 素m合，开发出符合 自己风格的课件。 两北工业大学硕十论文 第二章 网络化积件组合平台 浙 江大学、 北京邮电人学和湖南人学进行 全国 远程教 育试点 和“ 人才培养模式改革和开放 教 育试点” 。 随着中国现代远程教育卫星宽带多媒体传输平台于 2 0 0 0年 1 0月 底正式开通 由该系统开展的 卫星因 特网接入服务， 将卫 星网 与地面中的中国教育科研网( c e r n e t ) 高 速 连接，使具有双向交互功能的教育专业网 络得以 形成。 截至 2 0 0 1年 8月， 我国经教育 部 批准实施现代远程教育的试点学 校已 从上年的 3 1所增加到 4 5所。 远程教育， 特别是基于i n t e r n e t 的 网络化远程教育， 可以被视为高等教育的 最新教育 形 式，将人大促进高等教育的大众化和普及 化。 2 . 1 . 3 远程教育系统定义和特点 . 1 9 % 年穆尔和卡尔斯勒给出了远程教育最新的 完整的定义:“ 通过特殊的技术设计课 程， 同时 通过各种通讯媒介尤其是电子信息技术进 行授课、 教学管理组织， 使得学生在不同 的地方 进行有计划的学习。 ” 这个定义强调了 远程教育中所有关键的 特征。这些特征 包括: 第一， 教师 和学生在教与学的过程中处于相对分离 状态。 第二， 教育组织通过规划和准备学 习 材料以 及提供学生支持服务对学生学习 产生影响。 第三， 应用各 种信息传递媒介( 电子 通 讯技术或者其他的通讯技术) 将教师和学生联系 起来并以 此作为课 程内容的 载体。 第四， 学 生在学习全过程中与学习 集体也处于相 对分离的 状态， 学生 通常是 接受个别教育而不是集体 教 学 ， 但 并 不 排 除 为了 教学 的目 的 组 织 必 要的 集 体 面 授 交 流 回 。 因 此， 远程教育主要包括两方面的内容: 远程教育机构的组织管理方式和远程教育课程 的开发模式设计。 2 . 2积件的引入 2 . 2 . 1积件思想的引入和积件定义 课 件( c o u r s e w a r e ) 是在一定的学习理论指导下， 根据教学目 标设计的，反映某种教学策 略和教学内容的计算机软件。 优秀的课件能 够按照某种学习 理论和教学策略达到教学目的， 在教师和 学生的教学活动中起到一定的 作用， 但由 于课 件自 身的基本 特性， 决定了 在教学活 动 中 使 用 范围 很 窄 受 到 很 大局 限 川 。 作 为 计 算 机 教 学 辅 助的 第一 代软 件， 曾 经 在 课 堂 教 学 中发挥了 重要作用， 有力地推动了多 媒体计算 及技术在 教学中的 应用。 但随着计算 及辅 助教 学特别是远程教学的大规模开展， 课件存在的问 题日 益突出。 表 现为固定性、 特定性、 封闭 性和完整性。 课件一旦制作完成， 修改甚为麻烦， 不利于教师根据课堂教学对象随意构造重 组， 无法体现教师的教学思想口 为了 克服课件弊端， 使教学过程中 的内 容相互贯通， 灵活运用起来， 就有必要开辟c a i 研究新途径。当前先进的教学手段是以积件代替传统课件。 积件 ( i n t e g r a b le w a r e )是由教师和学生根据教学需 要自己 组合运用多媒体教学信息资 源的教学软件系统l ) 。 积件思 想是对我国c a i 领域历史经验和存在问 题进行长 期的 探讨与反 思后提出 的， 我国 教育理论界基于当今世界光进的计算机软硬件技术， 并从我国古 代的 易 经中的 哲学理念得到启发， 提出了 “ 以不变 ( 积件