（计算机应用技术专业论文）开源学习管理平台的资源共享设计与实现——基于moodle和sakai.pdf

摘要 随着教育信息化建设的不断深入，信息化教育资源建设也取得了丰硕的成 果，极大的促进了我国的教育事业的发展。目f f ，我国的教育信息化建设证处于 教育资源共建共享的阶段，许多的共建共享平台被建立了起来，然而，这其中仍 然存在着一些问题，例如，对已有资源及平台的利用不充分，共建共享平台难以 推广，建设的资源难以满足实际需要等，这些问题一定程度上制约了我国教育信 息化的进一步发展。要解决这些问题就必须要有一个合理的教育资源的共享机 制。 另一方面，开源软件以其自由、开放、共享的精神得到了越来越多的研究者 的关注。在教育领域内也出现了许多的开源软件，诸如m o o d l e 、s a k a i 等丌源教 学管理软件，以其强大的功能，强大的社区保障以及不断增加的能够满足使用者 新需求的各种功能，已经得到了广泛的应用，并获得了广大教师的好评。 本文尝试利用现有的教学平台，力图以最小的改动，设计一套灵活可扩展的 信息化教育资源共享机制。同时，在研究中，还尝试着在m o o d l e 和s a k a i 开源 平台的基础上进行原型系统的开发，对设计出的信息化教育资源共享机制进行了 简单验证。 本论文得到了网络教育的资源整合研究( 课题编号：d c b 0 3 0 2 5 2 ，教育部重点 课题) 、多视角下的上海教育资源网格构建的研究( 课题编号：a 0 5 0 5 ，上海市教 科重点项目) 、国家基础教育信息资源服务体系架构与共享机制研究( 课题编号： d c a 0 6 0 1 0 1 ，全国教育科学十一五规划教育部重点课题) 的支持。 关键词：教育资源，开源软件，教学平台，资源共享，s a k a i ，m o o d l e a b s t r a c t a l o n gw i t ht h ed e v e l o p m e n to ft h ec o n s t r u c t i o no fe d u c a t i o ni n f o r m i z a t i o n ，t h e c o n s t r u c t i o no fi n f o r m a t i o n - b a s e de d u c a t i o n a lr e s o u r c e sh a sa l s om a d eg r e a t a c h i e v e m e n t s ，g r e a t l yp r o m o t e dt h ed e v e l o p m e n to fe d u c a t i o ni no u rc o u n t r y h o w e v e r , d u n n gt h ec o n s t r u c t i o no fi n f o r m a t i o n - b a s e de d u c a t i o n a lr e s o u r c e s ，t h e r e a r ea l s os o m ei s s u e s ，s u c ha sr e c o n s t r u c t i o no fr e s o u r c e s ，d i f f i c u l tt os h a r et h e r e s o u r c e s ，r e g i o n a li m b a l a n c eo ft h ee d u c a t i o nr e s o u r c eb u i l d i n ga n ds oo n t oa c e r t a i ne x t e n tt h e s ep r o b l e m sr e s t r i c tt h ef u r t h e rd e v e l o p m e n to ft h ee d u c a t i o n i n f o r m i z a t i o n t os o l v e t h e s ep r o b l e m sm u s tb es o l v e dt h ei n t e r - r e g i o n a ls h a r i n go f e d u c a t i o n a lr e s o u r c e s o nt h eo t h e rh a n d ，o p e ns o u r c es o t h v a r ew i t hi t sf r e e ，o p e na n ds h a r i n gs p i r i t h a sg o tm o r ea n dm o r ea t t e n t i o nf r o mr e s e a r c h e r s i nt h ef i e l do fe d u c a t i o nt h e r eh a v e b e e nal o to fo p e ns o u r c es o f t w a r e ，s u c ha sm o o d l e ，s a k a ia n do t h e ro p e n - s o u r c e s o f t w a r e ，f o ri t sp o w e r f u lf e a t u r e s ，s t r o n gc o m m u n i t y , a sw e l la st h ee v e r - i n c r e a s i n g n e wf e a t u r e st h a tm e e tt h en e e d so fu s e r s ，t h e s es o f t w a r eh a v e b e e nw i d e l yu s e d ，a n d w o n p r a i s ef r o mt h et e a c h e r s t h i sp a p e rt r i e st ou s et h ee x i s t i n gt e a c h i n gp l a t f o r m ，a n dd om i n i m i z ec h a n g e s t ot h ed e s i g nam e c h a n i s mt os h a r i n ge d u c a t i o n a lr e s o u r c e sb e t w e e nr e g i o n a tt h e s a m et i m e ，i ta l s ot r i e st od os o m ep r o t o t y p ed e v e l o p m e n tb a s e do nt h eo p e n s o u r c e s o f t w a r em o o d l ea n ds a k a i ，t ot e s tt h ed e s i g n e dm e c h a n i s mo fs h a r i n g e d u c a t i o n a lr e s o u r c e s t h i sd i s s e r t a t i o ni ss u p p o r t e db yt h ef o l l o w i n gp r o j e c t ： “r e s e a r c ho f n e t w o r ke d u c a t i o nr e s o u r c ei n t e g r a t i o n ”( d c b 0 3 0 2 5 2 ) ， “m u l t i p e r s p e c t i v eo fr e a l i z a t i o no fs h a n g h a il e a r n i n gr e s o u r c e sg r i d s u p p o r t e db ye d u c a t i o nb u r e a uo fs h a n g h a i ( a 0 5 0 5 ) ， a r c h i t e c t u r ea n ds h a r i n gm e c h a n i s mo f n a t i o n a lb a s i ce d u c a t i o n s i n f o r m a t i o nr e s o u r c es e r v i c er e s e a r c h ”( d c a 0 6 0101 ) ，s u p p o r t e db ym i n i s t r yo f e d u c a t i o n k e y w o r d s ：e d u c a t i o n a lr e s o u r c e ，o p e ns o u r c es o f t w a r e ，e l e a r n i n gs y s t e m ， l e a r n i n gr e s o u r c es h a r i n g ，s a k a i ，m o o d l e 图表目录 图1 4 1 论文框架3 表3 2 1 开源软件和商业软件的比较。1 2 表3 3 1s a k 触和m o o d l 的基本情况对比1 3 表3 3 2s a k a i 和m o o d l e 应用情况对比1 4 图4 2 1 1 资源共享模型。1 9 图4 2 2 1e - l e a r n i n g 系统抽象框架2 0 图4 2 2 2 区域教育资源共享模型中的教学平台的抽象结构2 l 图4 2 2 3 注册服务器结构2 2 图4 2 2 4 参与者结构2 3 图4 2 3 1 资源共享系统业务流程2 4 图4 2 4 1r e s o u r c e s h a r e s e r v i c e 接u 模型2 5 图5 2 1 1 注册服务器功能总体结构3 4 表格5 2 1 1 共享服务器信息表3 5 图5 2 1 2s a k a ia p p b u i l d e rp l u g i n 3 6 图5 2 1 3s a k a i a p p b u i l d e r p l u g i n 生成的项目文件结构3 7 表5 2 1 2s a k a ia p p b u i l d e rp l u g i n 生成的项目目录结构3 7 图5 2 1 4 注册服务器的类图4 0 图5 2 1 5w e bs e r v i c e s 的类结构图4 l 图5 2 2 1s a k a i 的c o n t e n t 模块的主要部分4 2 表5 2 2 1c o n t e n tr e s o u r c eb o d yb i n a r y 表结构4 3 表5 2 2 2c o n t e n tr e s o u r c eb o d yb i n a r y 表结构4 3 图5 2 2 2c o n t e n t h o s t i n g s e r v i c e 服务的类图4 4 表5 2 3 1m d lr e s o u r c e 表结构4 7 图5 2 3 1 基于m o o d l e 平台的教育资源共享服务及心用的整体结构4 8 图5 2 3 2 基于m o o d l e 平台的教育资源共享服务及应用的文件结构4 9 图5 3 1 1 教育资源服务列表5 1 图5 3 1 2 教育资源服务的添加5 l 图5 3 2 1 在m o o d l e 中添加资源查询模块5 2 图5 3 2 2m o o d l er f l 教育资源的查询结果5 2 图5 3 3 1s a k a i 中教育资源奋询结果一5 3 v 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：自毽 日期：口q 7 ，f z - 7 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。 学位论文作者签名：f 刁坦 日期：b 7 i f 7 导师签名：烫乒乒 魄沙汐”砂7 第一章前言 第一章前言 1 1 研究的背景 自从国务院于1 9 9 9 年批准了由教育部提出的面向2 1 世纪教育振兴行动计 划，首次明确将教育信息化确定为教育发展的重要主题，并指出信息化教育资 源建设的重要性以来，我国的信息化教育资源建设呈现了前所未有的快速发展势 头，国家和各地方政府先后实施了“校校通”工程和“农村现代远程教育工程， 使得我国各学校的信息化硬件资源和教育软件资源都得到了极大的丰富。 到目前为止，许许多多的、各种各样的教育资源库被建立了起来，例如：k 1 2 公司与i b m 合作开发的k 1 2 网格资源平台、国家基础教育资源共建共享平台( 即 g 1 2 a 联盟) 、跨越式新课程学科主题资源网群等。这些资源库为教师提供极其丰 富的信息化教育资源，是我国教育信息化建设的重要成果。 然而，在资源库建设与教育资源的应用之间仍然存在这样的矛盾：资源库中 资源的开发人员大多没有直接的教学经验，开发出来的资源不能满足教师的实际 授课需要，造成开发出的资源无人使用；另一方面，现在社会上存在各种各样的 教育资源库，种类繁多，导致教师无所适从，无法找到适合的资源。 1 2 研究的目标与意义 m o o d l e 平台被引入到我国的中小学基础教育中，通过广大中小学教师多年 的应用和探索，已经积累了许多的经验，也得到了广大教师的支持和好评。目前 该平台在中小学中应用已经比较广泛。如何利用现有条件，如m o o d l e 平台等， 解决教育资源共享问题，是本文要进行研究的内容。 m o o d l e 平台自身的特点决定了它只能适合中小学等小型的应用，而对于地 区、省市级的应用就无法胜任了。在能够支持大型应用的开源学习管理软件中， 由美国多所大学共同合作开发的s a k a i 平台是一款在国外的大学中已经得到广 泛应用的丌源学习管理软件，而国内的几所大学，如：华东师范大学、华中师范 大学等也已经开始了s a k a i 的研究工作，并取得了相当的进展。 本文拟采取m o o d l e 和s a k a i 这两款开源学习管理平台设计出一套用于区域 第一章前占 内教育资源共享的方案，初步实现两个不同的教学平台之间的互通互联，主要是 教育资源的互通与共享。 目前常用的资源共享方式是教师或者学习者将资源上传到一个指定的资源 服务器上，然后使用者再从服务器上下载下来进行学习；或者将资源从一个系统 导出之后，再将这些资源上传到其它的服务器上，从而实现资源共享，这两种方 式都存在着效率低、需要大量人工参与的问题。本文中采用了另外一种资源共享 方式，即实现不同系统之间的资源互操作共享，无须对资源进行额外的拷贝上传， 只要是整个资源共享网络中的系统生成的资源，其它的学习系统就可以像操作本 地的资源一样提供给学习者使用，从而节约了额外的人工操作，这将是本论文中 重点解决的问题。 ( 1 ) 本论文中拟采用资源互操作的方式来解决教学资源共享问题，这种资 源共享方式无需额外的人工操作，可以更方便的实现教学资源的共享。目前国内 对资源互操作的研究还比较少。 ( 2 ) 本论文中拟对开源学习管理系统s a k a i 和m o o d l e 进行研究。其中，s a k a i 系统是由国外的多所著名大学合作开发的学习管理系统，在国外有着相当的影响 力，而国内的研究才刚刚起步。对s a k a i 系统进行研究可以促进丌源软件在我国 教育领域中的推广和使用。 ( 3 ) 在技术方面，本论文中拟用s o a 架构和w e bs e r v i c e s 技术来解决平台 间的资源互操作问题。s o a 架构是一种松散耦合的系统结构，它具有很高的灵活 性和可扩展性。而w e bs e r v i c e s 技术是实现s o a 架构的一种比较好的方式。 1 3 研究方法 本篇论文中将主要运用计算机科学与技术学科的分析方法和手段，进行系统 的设计和开发。主要的研究方法是系统分析、系统设计和编程开发以及文献分析 法等： 系统分析：对s a k a i 和m o o d l e 进行系统的分析。 系统设计：将现代教育教学理论和s o a 技术架构，与我国教育信息化建设现 状、实际需求和未来发展相联系，设计合理的系统方案。 编程开发：根据设计好的系统方案进行系统的开发。 在系统的开发中将使用到的主要技术有：j a v a 、p h p 、s o a 、w e bs e r v i c e s 和x m l 等。 2 第一章前占 1 4 论文结构 本论文共分为6 章，论文整体研究结构如图1 1 所示： 论文概述 基本概念与问题分析 一一 框架设计 技术实 上上 第4 章基于开源软件的教育资源共享机制设计 一 上上 见 第5 章教育资源互操作原刑系统的实现 ii ，l j 第6 章总结和展望 图1 4 1 论文框架 各个章节具体内容如下： 第l 章，前言。介绍目前的研究现状、研究目标、研究意义和研究方法。 第2 章，信息化教育资源建设的现状。对我国信息化教育资源建设的情况进 行调查研究，分析了其发展历程，现状以及存在的问题。 第3 章，教育开源软件概述。介绍丌源软件的概念、特点和理念及其意义， 调查了开源软件在教育领域中应用的情况，并介绍了几款常见的开源软件，并着 重分析了s a k a i 和m o o d l e 的应用情况。 第4 章，基于开源软件的教育资源共享机制设计。在本章中，针对当前教育 资源建设中存在的问题，结合当前教育信息化的现状，分析、设计了一套基于开 源软件的教育资源共享机制。 第5 章，教育资源互操作原型系统的实现。根据第4 章中设计的教育资源共 享机制，选择开源软件s a k a i 和m o o d l e 进行了原型系统的丌发，对该共享机制 的可行性进行了验证，介绍了其主要开发过程，并对原型系统进行了测试。 第6 章，总结和展望。本章对论文的研究成果和局限性进行总结，并指出了 进一步研究的方向。 第二章信息化教育资源建设的现状 第二章信息化教育资源建设的现状 2 1 信息化教育资源的含义及作用 教育资源是构成教育系统的基本因素之一，是在教育系统中能够支持教育过 程达到一定的教育目的，实现一定的教育和教学功能的各种资源。从广义上来讲， 教育资源通常包括物质资源、人力资源、信息资源。从技术主义的观点来看，所 有的教育活动都是信息传递，而教育的过程也就是信息交互的过程，因此，可以 说信息资源是教育系统的最根本的资源1 。通常认为，“信息化教学资源”属于 信息资源的范畴，是从狭义理解上的一种特殊的信息资源，是“经过选取、组织， 使之有序化的，适合学习者发展自身的有用信息的集合幻，是信息时代将信息 技术应用到教育教学的过程中产生的概念。何克抗教授指出：狭义的信息化教学 资源主要是指信息技术环境下的各种数字化素材、课件、数字化教学材料、网络 课程和各种认知、情感的交流工具。实际上，信息化教育资源包含的内容是相当 广泛的，如信息化课程资源、多媒体教学资源、网络教学资源以及各种光盘资源 等等都可以理解为信息化教育资源。 本文中所讨论的信息化教育资源，主要指蕴含了有用的教育信息，对教育教 学有价值的、以数字化形式存在的、可以在互联网上进行传播的信息资源。 从教育资源的定义可以看出，信息化教育资源对信息化教育有着极其重要的 作用。在教学中使用信息化教育资源，其常见的应用主要包括以下几个方面： ( 1 ) 课掌演示：由于信息化教育资源可以承载的信息非常的丰富，用它来进 行课堂演示，可以使得教学内容变得更加直观、易懂，起到对问题的启发、提示 的作用。 ( 2 ) 个别化学习：设计良好的信息化教育资源能够承载完整的知识结构，反 映一定的教学过程和教学策略，对学习者进行学习评价，并通过友好的界面同学 习者进行人机交互活动，从而实现一些简单的个别化学习。 ( 3 ) 情景的模拟：借助计算机仿真技术，教师还可以设计出能够简单模拟现 实环境的教学资源。使用这种教学资源，学习者可以通过输入不同的参数来观察 1 杨改学解读信息化教育资源【j 】电化教育研究，2 0 0 9 3 2 余胜泉信息技术j 课程整合一一网络时代的教学模式与方法上海教育出版社，2 0 0 4 4 第二章信息化教育资源建设的现状 真实模拟对象的状态和特征。 ( 4 ) 提供丰富的学习资料：在教学中，仅仅学习课本上的内容是不可行的， 教师可以通过信息化教育资源来给学习者提供更加丰富的学习资料，扩大学习者 的知识面，对于提高学习者的能力有很大的帮助。 2 2 我国教育资源建设的发展历程及成果 从国家明确提出要求进行教育信息化建设以来，信息化教育资源建设工作， 作为教育信息化的重要组成部分，得到了各级教育主管部分的高度重视和大力支 持。在广大教师的积极参与下，我国的信息化教育资源建设取得了巨大的成果， 为我国的教育事业做出了重大的贡献，其发展过程中大致经历了三个阶段：单机 版教育资源库阶段、基于校园网资源管理阶段和区域资源共建共享阶段3 。 第一阶段：单机版教育资源库建设 ( 1 ) 产生背景 随着计算机技术的发展，以及信息技术与课程整合这一理论的提出，越来越 多的教育工作者发现多媒体课件在课堂中的应用有助于为学生创造一个丰富的 学习环境，提高学生的学习兴趣以及学习效率。然而由于缺乏网络环境支持，教 师不能借助于网络搜集教育资源，使得他们拥有的资源数量十分地有限，导致教 师难以制作高质量的课件来支持教学活动，不利于多媒体课件在教学中发挥更好 的作用。 在这种背景下，部分教师或其它专业人员将资源搜集和整理后，将其保存在 软件或光盘中，然后汇总到教师的个人计算机上供其教学时使用，这种方式的出 现在一定程度上解决了教师制作多媒体课件时的资源素材，提高了教师使用资源 的兴趣。这种资源的搜集、整理和汇总方式，我们将其称作单机版教育资源库建 设。这些资源是由教师等专业人员搜集和整理的，非常实用，能够满足教学的需 求。 ( 2 ) 主要成果 单机版教学资源库的典型成果有：科利华教育教学资源库( 由科利华公司开 发) 、新课标便携式同步多媒体教学资源库( 由北京圣慧文通文化发展中心开发) 和“资源宝典”( 由北京清华同方思科系统技术有限公司丌发) 等。 ( 3 ) 发挥的作用 3 贺忠强，韩政涛，贺龙祥教育资源建设平台的发展与腱颦【j 】现代教育技术，2 0 0 9 4 s 第二章信息化教育资源建设的现状 单机版教育资源库中的教育资源是由专人搜集和建设，有较高的教学应用价 值。而且由于其良好的资源呈现形式，教师使用起来十分方便。单机版教育资源 的出现提高了教师使用资源的兴趣，并推动了教育资源在教学中的应用。 ( 4 ) 存在的问题 由于单机版教育资源库的技术限制以及其制作和传播方式限制，使得其存在 以下三个方面的问题： 难以大范围使用 单机版资源库是通过光盘等介质来分发和传播的，在使用前必须安装在本地 计算机上，其安装过程十分麻烦，需要逐台计算机进行安装，不利于教育资源的 大范围使用。 资源难以检索 单机版资源库大多通过w e b 页面的形式来呈现资源，难以实现资源的检索功 能，用户使用资源时必须逐条查找，增加了资源检索的复杂性。 资源数量有限 由于单机版教育资源库的使用和分发方式的特点，使得教育资源库中的资源 难以更新，再加上个人计算机硬盘和资源光盘容量有限，导致了单机版教育资源 库中资源有限，用户经常查找不到所需要的资源。 第二阶段：基于校园网的教育资源管理平台建设 ( 1 ) 产生背景 随着因特网的发展以及校园网络建设的展开，教育工作者发现将教育资源库 由本地计算机移植到统一的服务器中，教育资源的使用者通过网络访问该服务器 来获取教育资源，可以大大的拓宽教育资源的共享范围，解决了用户有限的问题， 同时，还可以在服务器上建立资源管理平台，解决资源检索难和资源数量有限的 问题，这样就逐步的出现了机遇校园网的教育资源管理平台。 ( 2 ) 主要成果 典型的校园网资源管理平台有：清华同方光盘股份有限公司等开发的清华同 方新课程多媒体教学资源库、北京金洪恩电脑有限公司等联合开发的洪恩资源库 和k 1 2 公司丌发的k 1 2 资源库5 0 等。 ( 3 ) 发挥的作用 教育资源管理平台的出现极大的拓宽了教育资源的使用范围，同时，这些资 源统一于同一资源服务器中，便于区域教育主管部分或学校对其进行统一管理， 使得资源的更新变得相对容易，资源在内容和数量上变得更加的丰富了。教育资 6 第二章信息化教育资源建设的现状 源管理平台对各学校的教育信息化的建设产生了极大的推进作用4 。 ( 4 ) 存在的问题 缺乏规范的教育资源建设标准 教育资源管理平台中的很多资源是从网络上直接下载的，在建设过程中，因 为没有规范的教育资源建设标准和管理机制，使得资源库中垃圾资源、陈旧资源、 重复资源很多，而有效、可用的资源却相当匮乏等，从而出现了，资源库中资源 众多，但教师却找不到可用资源的情况。 资源的形式简单，难以直接应用 教育资源管理平台中的资源大多是从网上收集的简单素材，集成资源极少， 这些资源大多没有经过必要的调研、查新、论证，使得这些资源跟实际教学需求 脱节，不能直接应用于教学中。 各教育资源管理平台中的资源缺乏共享 在教育资源管理平台的建设中还存在着各地区、各学校之间各自为阵的情 况，甚至同一学校还可能存在多个资源库的情况，没有考虑到资源的交流和充分 共享，导致了大量的重复资源的出现，使得各地区、各学校的教育资源库成为了 “信息孤岛”。 第三阶段：区域资源共建共享平台建设 ( 1 ) 背景 随着我国对中小学基础教育的资金的不断投入和中小学“校校通工程的实 施，我国基础教育的硬件设施得到了不断完善，其中，我国教育城域网的发展为 同一地区内的学校之间共享和整合教育资源提供了基本的网络保障。在这一背景 下，教育工作者提出了区域教育信息资源共建共享机制。随着该机制的不断完善， 使得在区域内教育主管部门主持下，以各类学校的优势学科为依托来建设优质的 教育资源，再借助于教育城域网来共享这些资源，供地区内学校使用称为可能， 这被称之为区域资源共建共享平台5 。 ( 2 ) 成果 典型平台有：k 1 2 公司与i b m 合作开发的k 1 2 网格资源平台，国家基础教 育资源共建共享平台( 即g 1 2 a 联盟) 6 和跨越式新课程学科主题资源网群7 等。 ( 3 ) 作用 4 吴永红学校教育资源管理、f ，台的建设与心用f j 】电化教育研究，2 0 0 4 ，( 1 1 ) ：6 6 6 9 5 尹睿区域基础教育信息资源共建共享机制的研究中围i 也化教育，2 0 0 7 9 6 中小学教僦i , x j d b o l h t t p ：w w w 9 1 2 a o r g t o n o d e l n d e x a c t i o n d o 2 0 0 9 1 0 7 跨越式新课程学科主题资源嗍群【d b 0 l 1 h t t p ：1 w w w e d u r e s c o r n c n x k c x u e k e l n d e x h t m l 2 0 0 9 1 0 7 第二章信息化教育资源建设的现状 教育资源共建共享平台的出现，使得对教育资源进行分布建设和分布管理成 为了可能，同时一个开放、共享的资源服务体系结构得以形成，有利于现有优秀 教育资源的重复利用及其辐射作用的发挥。 ( 4 ) 不足 教师建设积极性不高 用户资源检索难度大 资源建设项目难以及时管理调控。 对已有资源的重用率不高 推广困难 2 - 3 教育资源建设过程中出现的问题 纵观我国教育资源建设的发展历程，我们发现在教育资源建设与应用中普遍 存在以下现象： ( 1 ) 教育资源重复建设，资金重复投入、浪费严重 现在许多学校在教学中使用教育资源都是购买自各教育资源提供商。然而， 这些教育资源提供商大都是以赢利为目的，在市场机制的驱动下，各教育资源提 供商之间的合作是比较困难的，竞争也是难免的，这样就容易造成教育资源的重 复建设。另一方面，许多现有的教育资源共建共享平台，都是自成体系，基本上 所有的功能都是重新开发的，对于现有平台及其资源的利用并不充分，造成了另 外一种形式的重复建设问题。 ( 2 ) 教育资源“信息孤岛”现象严重，大量资源不能在更广阔的范围内得到 利用 a 教学资源平台、学习管理系统的异构性 目前在高校和中小学中常用的系统包括以下三类：购买的商业系统、自主开 发的系统以及一些开源系统( m o o d l e 、s a k a i ) 。 b 教学资源描述标准不一致 对于资源的描述，目前存在很多标准，例如，d c 、l o m 以及我国的c e l t s 标 准等。各个平台开发者不一定选择这些标准来描述其平台中的资源，或者他们也 可能选择不同的标准，这给不同的系统之间进行资源共享造成了技术上的困难。 c 资源的访问权限控制 资源的创建者可能出于些考虑( 版权，盈利等) 对资源的访问进行了权限 8 第二章信息化教育资源建设的现状 控制。 ( 3 ) 区域性发展极不平衡，经济较发达地区优势明显 我国各个地区由于经济发展水平不同，投入到教育资源建设中的经费也就不 同，这就使得经济较发达地区和经济欠发达地区的教育资源在数量和质量上都极 其不平衡；即使在同一个省市，农村和城市之间在教育资源的数量和质量上都是 不平衡的。这就造成了区域性的教育不公平问题。 ( 4 ) 资源种类繁多，但可用的很少 在教育资源建设中存在着这样的矛盾：学校购买了许多的资源库，然而尽管 有这么多的教育资源，教师任然找不到合适的、可用的教育资源。这是因为资源 的开发者不实际使用资源，不能完全了解一线教师的需要，使得开发出的资源可 用性不高。 ( 5 ) 缺乏合理的教育资源共享机制 目前我国教育资源建设正处于教育资源的共建与共享阶段，许多资源共享方 案都被提了出来。但是，这些资源共享方案大多要求参与的学校都是用同样的、 新开发的系统。然而，要各学校都采用一样的系统显然是不现实的事情，尤其是 在这些系统的功能是否能够满足众多需求还有待验证的时候，要推广这些新的资 源共建系统，难度可想而知。此外，当前可找到的关于资源共享的论文，要么是 讨论如何进行全局规划，优化资源配置来促进广义上的资源共享，要么是关于如 何使用新技术，例如网格、语义网等，来促进资源查询时的效率。然而，在教育 地区、学校间差异严重，投入失衡的情况下，希望通过相关主管部门的统筹规划 来解决问题，目前来说是比较困难的，还只能够停留在理论层次上；而关于使用 诸如网格、语义网来促进共享，则存在着不能满足实际需求的问题。 9 第三章开源软件j 教育信息化 第三章开源软件与教育信息化 3 1 开源软件简介 开源软件( o p e ns o u r c es o f t w a r e ) 起源于自由软件( f r e es o f t w a r e ) ， 它的主要特征是源代码公开，并通过许可证赋予了用户运行、研究、修改、复制 和重新发布的权力。开源软件倡导“自由，开放，共享”的开源精神。开源软件 具有以下特点： 1 免费使用，维护费用低 开源软件一般通过因特网免费提供给用户下载使用，对下载不方便者，甚至 还可免费寄送，这对我国当前高校信息化建设过程中资金的短缺问题有着重要意 义。 2 灵活性强，可定制和添加功能 开源软件允许人们自由地获得、运行、拷贝、分发，而且用户可以根据自身 需求进行任意定制和修改。该特点有利于各种研究的展开。 3 可移植性好、易实现共享 由于开源软件的代码是部分或完全开放的，所以运用开源软件非常简单。只 要把开源软件下载下来，安装一下就可以使用了。因此，用丌源软件构架的平台 可以很好地实现共享。 4 开源软件质量性能优越 开源软件在许多领域已经被高度认可，在服务器领域己成主流，占有绝对优 势。 由于丌源软件具有以上的优点，越来越多的机构开始关注丌源、研究开源， 并为丌源软件的发展做出了贡献，例如i b m 、s u n 、a p a c h e 等企业或机构。而在 教育领域，由于丌源软件“自由、开放、共享”的精神非常符合教育领域的特点， 加之其免费、性能优越、容易移植，开源软件也引起了教育领域内研究者的广泛 兴趣，许多优秀的教育开源软件被开发了出来。开源教学平台是在教育领域内常 用的开源软件。目前，比较优秀的开源教学软件有s a k a i 、m o o d l e 、x o o p s 和a t u t o r 等：、 ( 1 ) s a k a i 是由美国印第安纳大学、密西根大学、斯坦福大学和麻省理工 1 0 第三章开源软件j 教育信息化 学院于2 0 0 4 年发起的一项开放源代码的课程管理系统( c m s ) 丌发计划。s a k a i 项 目的目标是，开发出一套适合于高校使用e l e a n i n g 基础性系统架构，将目前各 高校已有的各种工具模块和组件整合为一体，形成一套适用于高校教学的新一代 网上课程管理系统8 。所谓网络课程管理系统，是指为基于网络的课程的教与学 提供全面支持的软件系统。这类软件系统也被称为学习管理系统( l m s ) 或虚拟 学习环境( v l e ) 。 ( 2 ) m o o d l e 是m o d u l a ro b j e c t o r i e n t e dd y n a m i cl e a r n i n ge n v i r o n m e n t ( 模块化面向对象的动态学习环境) 的缩写，它是由澳大利亚m a r t i nd o u g i a m a s 博士主持开发的网络课程管理系统( c o u r s em a n a g e m e n ts y s t e m ) 9 0m o o d l e 的 在线教学模块采用可自由组合的动态模块化设计，支持多种教学模式，可应用在 多种不同领域。迄今为止，有近百个国家2 0 0 0 余个机构采用了m o o d l e 网络教育 平台。 ( 3 ) x o o p s 的意思是可扩展面向对象门户系统( e x t e n s i b l eo b j e c t o r i e n t e dp o r t a ls y s t e m ) ，是一个开放源码的w e b 内容管理系统( c m s ) 和门 户管理系统，具有安全、稳定、可靠的特性和精细的群组权限管理，适合于从小 型到大型的动态交互社区、公司门户、企业内部网、个人群组网络同志等的建 设1 0 。x o o p s 的主要结构为：核心部分、模块部分、区块部分。核心提供了系统 的基本功能，模块是为站点访问者提供特殊内容的软件包，区块指首页的样式。 ( 4 ) a t u t o r 是基于网络的，易于使用和开放源代码的学习内容管理系统 ( l c m s ) 。通过它，教师可以轻易地在一个结构化的学习环境中开发在线学习 内容，学习者可以运用多种方式浏览课程内容。 3 2 教育信息化中的开源软件 在我国的教育信息化建设过程中，从操作系统到学习平台，再到办公应用软 件，都非常的依赖于商业软件，这已经造成了很多不利影响。 首先，从中小学信息技术课到高校的计算机基础课程中，大量学习、使用的 都是商业软件，使得学生只会使用w i n d o w s 系统，m so f f i c e 办公软件，这对于 我国的信息化建设是极其不利的。 8s a k a i p r o j e c t d b o l h t t p ：h w w w s a k a i p r o j e c t o r g 2 0 0 9 1 0 9m o o d l e o r g d b o l h t t p ：m o o d l e o r 9 1 2 0 0 9 1 0 1 0 x o o p sc m s d b o l h t t p ：x o o p s o r g c n 2 0 0 9 1 0 n a t u t o rl e a r n i n gc o n t e n tm a n a g e m e n ts y s t e m d b o l h t t p ：w w w a t u t o r c a 2 0 0 9 1 0 1 1 第三章开源软件。并曼育信息化 其次，大量使用商业软件也增高了信息技术教育和教育信息化的成本，而学 校、教师和学生为了降低教学成本，只能大量使用盗版软件，这对于提高我国公 民的知识产权意识是极其不利的，对于学生的道德教育也产生了极其恶劣的影 响。 最后，在学习平台和教学资源建设方面，由于大量的商业平台和资源库的使 用，导致了各地区、各学校的学习平台和资源库之间严重的异构问题和信息无法 共享的问题。而且，各商业软件公司出于各种考虑，在新的功能的开发上，并不 是很积极，使得商业软件难以满足一线教师的需求。 幸而，现在已经有越来越多的学者关注到了这些问题，而自2 0 世纪9 0 年代 丌始的开源软件热潮为教育信息化提供了新的选择。目前，几乎所有的商业软件 都可以找到相应的开源软件来替代，见下表： 表3 2 1 开源软件和商业软件的比较 开源软件 商业软件 操作系统 l i n u x ，f r e eb s dw i n d o w s ，m a c o s 数据库 m y s q l ，p o s t g r e s q l 0 r a c l e ，m ss q ls e r v e r 浏览器f i r e f o x l e 办公软件o p e no f f i c e m s o 仟i c e 服务器 a p a c h e ，t o m c a t l i s 在教育领域内应用使用开源软件有着以下几个重要意义： 1 节约环境建设成本 在教育信息化环境建设中，其资金的投入主要包括两个方面，一是软件购置 投入，二是硬件购置投入。然而，在实际的建设过程中，由于硬件设备是实物， 其投入基本固定，难以降低，因此，要降低资金的投入，只能从软件方面着手。 如果学校或教育机构都采用丌源软件，例如，操作系统采用l i n u x ，而办公软件 则可以使用o p e n o f f i c e 代替，那么由于开源软件免费的特性就可以在很大程度 上减少环境建设中的资金投入，而把有限的经费使用到其它地方，如教师培训上 面去。 2 拥有更高的性能、稳定性和安全性，从而节约软件的维护成本 开源软件的开发模式可以更好的保证软件的质量。测试是软件质量的重要保 证，而开源软件，尤其是知名的、运用较广泛的丌源软件其网络社区是非常庞大 的，在社区成员的共同测试和使用下，软件的错误会非常容易的被发现，被报告 出来，再集合社区中众多成员的智慧对其进行修改，制定补丁，从而保证了开源 第三章开源软件1 j 教育信息化 软件的性能、稳定性和安全性，使得系统能够良好的运行，为普通的使用者节约 了大量的维护成本。 3 可自由定制和本地化，无需依赖其他商业软件公司 丌源软件的源代码是公开的，通常也是模块化的，只要用户需要，就可以下 载源代码，对其进行修改以满足自己特定的需求。相反，商业软件公司的软件的 模块增加，需求更新只有在市场达到一定的规模时才会进行，如果采用这种软件， 用户的新需求就不可能得到很好的满足。 4 培养学生的团队合作意识，支持教育科研的丌展 在信息化教育中，使用开源软件进行教学，可以让学生接受开源软件“自由、 丌放、共享”思想的熏陶，理解团队合作的重要性，甚至还可以通过参与开源社 区，提高学生的团队合作能力和沟通交流能力。而对于在教育信息化背景下的教 学工作者来说，开源软件使得他们的奇思妙想成为可能，可以更好的支持他们进 行教育科研和教育创新。 3 3 开源软件s a k a i 和m o o d l e 的应用分析 1 s a k a i 和m o o d l e 的基本情况比较 s a k a i 和m 0 0 d l e 平台虽然都是开源的学习管理平台，有许多相似之处，但 在某些方面仍有所不同，如表3 3 1 所示。 表3 3 1s a k a i 和m o o d l 的基本情况对比 s a j 认im o o d l