（计算机应用技术专业论文）基于web20的cscw网络教学平台研究.pdf

摘要 现代社会飞速发展，科技日新月异，终身学习成为世界教育改革和发展的共 同需求和趋势，面网络教学平台是承载和实施终身学习的新一代平台。从最初的 客户服务器模式网络教学平台到浏览器服务器模式网络教学平台的变迁历程中 折射出技术为教学带来的变革和反思。于是一种全新的网络教学平台基于 w e b 2 0 的c s c w ( c o m p u t e rs u p p o s e dc o o p e r a t i v ew o r k ) 网络教学平台应运而 生，此网络教学平台适用于“主体一主导”的教学模式，可以灵活运用建构主 义、反思、新行为主义等多种学习理论进行网络教学使得教学事半功倍。本文全 面分析和探讨w e b 2 0 和c s c w 的功能特性找出它们与网络教学平台的结合点。 重点对c s c w 和w e b 2 0 中的基础组件进行分析并改进。首先对c s c w 中 的基础组件电子白板和视频会议系统的功能进行分析。在教学中有教师和学生两 种不同的角色且权限不同，所以在电子白板中采用了基于角色和创造者的并发控 制策略，而在视频会议中采用了多主席轮询的并发控制策略。由于在师生授课或 交流时希望保存重要的内容，因而在电子白板和视频会议中都增加了内容保存功 能。其次对w e b 2 0 中的基础组件w i k i 和博客的功能进行分析。在教学中因某 种需要发表的文章只能有一部分人可视或编辑，因而给w i k i 和博客都增加了权 限分配和可视属性设置选项。对改进后的w i l d 和电子白板进行功能上的整合从 而形成了适合教学的w i k i 、胁t e b o a r d 部件，在改进后的博客中根据主题创作者 所赋予的权限不同将博客与w i k i w h i t e b o a r d 部件结合起来。 最后详细介绍了基于w e b 2 0 的c s c w 网络教学平台总体模块的设计原则及 其具体实现，并给出了该网络教学平台的具体应用及部署。 关键词：w e b 2 0 ，c s c w ，。博客，w i k i ，电子白板，w i k i w h i t e b o a r d ， 网络教学平台 a b s t r a c t w i t ht h em o d e ms o c i e t yd e v e l o p i n gs w i f t l ya n ds c i e n c et e c h n o l o g yc h a n g i n g q u i c k l y , l i f e t i m es t u d yh a sb e c o m et h ec o m i n o nr e q u i r e m e n ta n dt r e n do ft h e i n t e r n a t i o n a le d u c a t i o na n dd e v e l o p m e n ta n dn e t w o r kt e a c h i n gp l a t f o r m ( n t p ) i st h e p e r f e c to n ef o rs h o u l d e r i n ga n de x e c u t i n gt h el i f e - t i m es t u d y t h ec h a n g i n gp r o c e s s f r o mt h ei n i t i a lc sn t pt ot h ep o s t e r i o rb so n e ，r e f l e c t st h er e n o v a t i o na n d s e l f - m e d i a t i o nf o rt h ep e d a g o g yb r o u g h tb yt h et e c h n o l o g y t h e r e f o r eab r a n d - n e w n t p , ac s c wn t pb a s e do nw e b 2 0 ，w h i c ha p p l i e st ot h et e a c h i n gm o d e lo f s t u d e n t sb e i n gc e n t e r e da n dt e a c h e r sd o m i n a n ta n du s e sf l e x i b l yv a r i e ds t u d y i n g t h e o r i e s ，s u c ha sc o n s t r u c t i v i s m , r e f l e c t i v e ，n e wb e h a v i o r i s ma n ds oo n , t og e tt w i c e t h ee f f e c tw i t hh a l ft h ee f f o r ti nt h et e a c h i n g ，h a sc o m et ob i r t h t h i st h e s i si sf o c u s e do na n a l y z i n gt h eb a s i cc o m p o n e n t si nt h ec s c wa n d w e b 2 0a n di m p r o v i n gt h e m i nt h et h e s i s ，w ef i r s t l ya n a l y z et h ef u n c t i o n so ft h e w h i t e b o a r dc o m p o n e n ti nt h ec s c w sa sw e l la st h ev i d e om e e t i n gs y s t e m i nt h e t e a c h i n ga c t i v i t y , t h e r ea r et w or o l e so ft e a c h e r sa n ds t u d e n t sw i t hd i f f e r e n ta c c e s s r i g h t ss ow ea d o p tt h ec o n c u r r e n tc o n t r o l l i n gs t r a t e g yb a s e do nc r e a t o r sa n dr o l e si n t h ew h i t e b o a r d , a n da d o p tt h em u l t i p r e s i d e n ta n dr o l l - p o l l i n gc o n c u r r e n tc o n t r o l l i n g s t r a t e g yi nt h ev i d e om e e t i n g t ok e e pt h ei m p o r t a n ti n f o r m a t i o na v a i l a b l ei nt h e t e a c h i n g a n dc o m m u n i c a t i n gb e t w e e nt e a c h e r sa n d s t u d e n t s ，w ea p p e n dt h e c o n t e n t - s a v i n gf u n c t i o ni nt h ew h i t e b o a r da n dn e t w o r km e e t i n g ；o na n a l y z i n gt h e w i k ia n db l o gc o m p o n e n t s f u n c t i o ni nw e b 2 0 ，o u to ft h eo n l yp a r t i a lv i s i b i l i t ya n d e d i t i n g n e e d so fa r t i c l e s t ob e p u b l i s h e d i nt h e t e a c h i n g ，w e a d dt h e a c c e s s r i g h t d i s p a t c h i n gf u n c t i o na n dv i s i b l ep r o p e r t y - s e t t i n gi t e m sf o rw i k ia n db l o g ； o ni n t e g r a t i n gt h ef u n c t i o n so fi m p r o v e dc o m p o n e n t s ，w ec r e a t et h ew i k i w h i t e b o a r d s u i t a b l ef o rt h et e a c h i n ga n dc o m b i n et h eb l o gw i t hw i k i - w h i t e b o a r dc o n v e n i e n t l yi n t h eb l o go nt h eb a s i so f t h ev a r i a n c eo fa c c e s sr i g h t se n d o w e db ys u b j e c t - c r e a t o r e v e n t u a l l yw ep a r t i c u l a r l yi n t r o d u c ei t sd e s i g n i n gp r i n c i p l e sa n di m p l e m e n t a t i o n s o ft h ea n dw e b 2 0 - b a s e dc s c wn t p $ a n dp r o v i d et h es p e c i f i e da p p l i c a t i o na n d d e p l o y m e n to f t h i sn t e k e yw o r d s ：w e b 2 0 ，c s c w , b l o g ，w i k i ，w h i t e b o a r d , w i k i w h i t e b o a r d , n e t w o r kt e a c h i n gp l a t f o r m 独创性声明 本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的 研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表 或撰写过的研究成果，也不包含为获得墨盗苤茎或其他教育机构的学位或证 书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中 作了明确的说明并表示了谢意。 学位论文作者签名：士鼋一毒晕签字日期：知审 年月 7 日 学位论文版权使用授权书 本学位论文作者完全了解：叁鲞盘鲎有关保留、使用学位论文的规定。 特授权苤奎盘堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检 索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校 向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。 ( 保密的学位论文在解密后适用本授权说明) 学位论文作者签名：砸罨 导师签名： 签字日期：2 唧年 6 月f 7 日 签字日翌：1 钆 日 ，旧y j ， h 月 第一章绪论 1 1 论文背景 第一章绪论 近年来信息技术在教育中的整合应用，使得教育活动包括学习在内正在经历 深刻的变革。人们的学习逐步向超越时间和空间限制的网络化、个性化、群体化 发展，人们逐渐意识到学习的重要性，从原来的“要我学”变成了“我要学”【1 】。 网络技术和多媒体技术的飞速发展，社会经济日益全球化，人们的知识结构也日 益趋于新型的立体化和多样化，传统的“校园学习，终身享用”的教学模式再也 不能满足现代工作的需求，人们必须在工作中学习，在学习中更好地工作，“终身 教育、终身学习”成为世界教育改革和发展的共同要求和趋势，从而在教学领域 、中出现了与之相适应的教学模式现代远程教育。现代远程教育运用计算机网 络、多媒体、人工智能等先进的技术手段，构建基于网络的虚拟教学环境。它突 破了传统教学模式下存在的师资、教材、实验设备等方面资源的限制，利用同样 规模的教育资源能够成倍地扩大教育能力，同时克服了传统教学方式进度统一、 教法单一、学生的差异和个性得不到体现的弊端，有利于教育质量的提高，使得 现在的教育机构从孤立点状分布发展成为网状分布【2 j 。远程教育是建立现代教育 体系和终生学习体系的必由之路，也是计算机技术在现代教育中最具影响的应用 之一。这种以学生为主体、网络技术为依托的远程教育将成为未来教育的发展方 向。建立网络教学平台，开展网络化教育已成为现代教育技术发展的主要方向和 我国教育系统建设的主要工程。而设计一个满足现代化教学理论，适应于现代化 教学的网络教学平台，是推动全民学习、终生学习的有力武器。 本课题针对现有的网络教学平台的各种缺点，对c s c w 和w e b 2 0 的理论和 基础组件进行了研究，提出了一种全新的网络教学平台设计方案：基于w e b 2 0 的c s c w 的网络教学平台。 1 1 1 教学结构现状 不同的教学结构给教学带来不同的教学效果，起着不同的教学作用。因而一 种好的教学结构能使教学事半功倍。 第一章绪论 1 1 1 1 教师为中心的教学结构 传统教育是以教师为中心的教学结构，该教学结构在学习理论方面的基础主 要是行为主义学习理论，这种学习理论的主要观点之一是将刺激与反应联结在一 起，这种刺激不是由已知的刺激所激发产生的行为，而是将反应与强化看成一个 整体。它把教师放在主导地位，强调知识传授，认为学生的任务就是要消化、理 解老师讲授的内容，把学生当作灌输的对象、外部刺激的接受器、前人知识与经 验的存储器，忽视了学生是有主观能动性的、有创造性思维的活生生的人。该教 学结构的特点如下p j ： 1 ) 教师是知识的传授者，是主动的施教者，并且监控整个教学活动的进程； 2 ) 学生是知识传授对象，是外部刺激的被动接受者； 3 ) 教学媒体是辅助教师教的演示工具； 4 ) 教材是学生的唯一学习内容，是学生知识的主要来源。 这种结构的优点是有利于教师主导作用的发挥，便于教师组织、监控整个教 学活动进程，便于师生之间的情感交流，因而有利于系统的科学知识的传授，并 能充分考虑情感因素在学习过程中的重要作用。其严重弊病则是：完全由教师主 宰课堂，忽视学生的学习主体作用，不利于具有创新思维和创新能力的创造型人 材的成长。 1 1 1 2 学生为中心的教学结构 远程教育则是以学生为中心的教学结构，其中最典型的教学理论研究成果就 是建构主义学习理论，目前在i n t e m e t 上按超链接方式组织建构的知识库、信息 库浩如烟海，并已成为世界上最大的信息资源，因而对学生认知结构的形成与发 展，即促进学生关于当前所学知识的意义建构是非常有利的，也是其他的教学媒 体或其他学习环境无法比拟的。而“情境创设”、“协商会话”和“信息资源提供” 正是建构主义学习理论所要求的学习环境必须具备的基本属性或基本要素【2 j ，可 见，多媒体和网络技术的普及，实际上为实现建构主义的学习环境提供了最理想 的条件。以学生为中心的教学结构的特点【3 】= 1 ) 学生是信息加工的主体，是知识意义的主动建构者； 2 ) 教师是课堂教学的组织者、指导者，是学生建构意义的帮助者、促进者； 3 ) 教学媒体是促进学生自主学习的认知工具； 4 ) 教材不是学生的主要学习内容，通过自主学习学生主要从其它途径( 例如 图书馆、资料室及网络) 获取大量知识。 这种结构的优点在于学习过程中发挥学生的主动性、积极性，相应的教学设 计主要围绕“自主学习策略”和“学习环境”两个方面进行。这种教学结构由于 第一章绪论 强调学生是学习过程的主体，是知识意义的主动建构者，因而有利于学生的主动 探索、主动发现、有利于创造型人材的培养。但是，这种教学结构由于强调学生 的“学 ，往往忽视教师主导作用的发挥，忽视师生之间的情感交流和情感因素 在学习过程中的重要作用；另外，由于忽视教师主导作用，当学生自主学习的自 由度过大时，很容易偏离教学目标的要求。 1 1 1 3 “主体主导”教学结构 上文两种教学结构各有其优势与不足，不能简单地用后者去取代或否定前 者，也不能反过来用前者去否定或取代后者。而应当彼此取长补短，相辅相成， 努力做到既发挥教师的指导作用，更要充分体现学生的学习主体作用，既注意教 师的教，又注意学生的学，把教师和学生两方面的主动性、积极性都调动起来。 其最终目标是要通过这种新的教学思想来优化学习过程和学习效果，以便培养出 具有高度创新能力的跨世纪新型人材。为了与前面以教师为中心的教学结构和以 学生为中心的教学结构相区别，按照这种思想和目标实现的教学结构称之为“学 教并重”教学结构，以强调这种教学结构既要充分体现学生的学习主体作用，又 不忽视教师的指导作用；充分调动教与学两个方面的主动性、积极性。这种以“主 体主导 教学结构的特点是【3 】： 1 ) 教师是教学过程的组织者，学生建构意义的促进者，学生良好情操的培养 者； 2 ) 学生是信息加工与情感体验的主体，是知识意义的主动建构者： 3 1 教学媒体既是辅助教师教的演示工具，又是促进学生自主学习的认知工具 与情感激励工具； 4 ) 教材不是唯一的教学内容，通过教师指导与自主学习，学生还从其它教学 资源( 例如图书资料及网上资源) 获取大量知识。 通过两种理论的互补而提出的“学教并重”教学结构是目前比较理想的一种 教学结构，这种教学结构能够激发师生的能动性，能够促进师生，生生之间的协 同学习。 1 1 2 网络教学平台的研究现状 网络教育随着远程教育的兴起而越来越为人所熟知，网络教学平台是在网 络教学的实施中，支持教学活动的教学平台集成了网络教学所需的各种应用子系 统和工具，国内外已经研发了许多网络教学平台软件【5 1 。网络教学平台是网络教 育的载体，是体现网络教育优势的关键。网络教学平台的状况很大程度上反映了 我国现代远程教育的发展状况，我国网络教学平台的应用和开发正处于探索中， 第一章绪论 对现状的了解和对经验的总结意义深远。 1 ) 网络教学平台的发展阶段 网络教学平台发展至今大体经历了四个发展阶段【4 】： 第一阶段：普通的学习资源库，也称为内容管理系统( c o n t e n tm a n a g e m e n t s y s t e m s c m s ) 。在网络技术发展的初期，一些大学、公司和培训机构开始有意 识地开发专门的网络资源库，用来存储和管理教学资源，从而减少开支，使学习 者可以自主地学习，也丰富了知识的传播途径。但其功能仅限于资源管理，资源 格式与管理技术不统一，难以广泛共享。 第二阶段：学习管理系统( l e a r n i n gm a n a g e m e n ts y s t e m s ，l m s ) 。l m s 源于 培训自动化系统，具有用户注册管理、课件目录管理、学习者的信息数据记录等 功能，但一般不具备教学内容制作的功能。 第三阶段：学习内容管理系统( l 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 s ， l c m s ) 。l c m s 是最初为高等教育开发的传统课件管理系统的发展版，旨在帮 助没有技术经验的教师或资源专家设计、创建、发布和管理网络课件。同时， l c m s 能够对用户进行管理，可以跟踪学生的学习进度并及时调整以适合学习者 的学习需要。l c m s 使学习内容的共享和教学系统的交互成为可能。 第四阶段：通用网络教学平台( w 曲b a s e di n s t r u c t i o np l a t f o r m s ) 。通用网络 教学平台在既有教学系统的基础上，从对教学过程( 课件的制作与发布、教学组 织、教学交互、学习支持和教学评价) 的全面支持，到教学的管理( 用户与课程 的管理) ，再到与网络教学资源库及其管理系统的整合，集成了网络教学需要的 主要子系统，形成了一个相对完整的网络教学支撑环境。 2 ) 网络教学平台的分类： 第一类基于c s 网络教学平台：传统教学与这类网络教学平台教学的功能在讲 授环节中的区别是，前者主要由授课教师在教室里和学生面对面地完成，而后者 则采用视频直播或点播的形式将教师的讲授过程远程传递给学生【5 】。这类网络教 学平台的特征是：( 1 ) 实验环节强调的是动手能力，因此进入实验室进行实际操 作就是必然的选择，网络环境起着传递实验说明、辅助预习等作用。( 2 ) 虽然一 般的测试可以在网上进行，但决定学生学习成绩的考试环节一般还是在传统教室 中完成。( 3 ) 在讨论、作业和教材环节，网络教学平台则可以借助网络成为传统 课堂教学的有益补充和拓展。这类网络教学平台一般提供了课程信息、教学内容 管理、教学交流、教学评价、跟踪与统计分析、教学管理等主要功能。 第二类基于b s 网络教学平台，这类网络教学平台目前又分为以下两种情况： ( 1 ) 基于w e b l 0 网络教学平台：这类网络教学平台主要是通过b b s 、e m a i l 、 c h a t 等w e b l 0 基础组件构成的教学系统，在这类网络教学平台上虽然师生可 第一章绪论 以相互提出各自的问题进行有效的交流，但交流的不及时，使得学生总体感觉很 松散，没有集体协作的积极性。使得学生的学习过分自由而达不到教学所期望的 目标。 ( 2 ) 基于w e b 2 0 网络教学平台：这类网络教学平台主要通过博客、w i k i 等 w e b 2 0 基础组件构成的教学系统，由于w e b 2 0 基础组件的特性及其交互优势 ( 后继章节进行专门的介绍) 使得这类网络教学平台适应探究性学习和反思性学 习，支持探究性、反思性学习参与者的协作组织与管理，给学习者提供丰富的探 究、反思和协作等工具，给教师提供灵活、简便的管理支持，适应协作式学习网 络环境下的协作学习【5 1 。从而培养学习者的交流合作能力和创新能力，增强互助 意识，提高学习效率。 1 2 本课题研究的意义 如表1 1 网络教学平台的分析所示，现有的三种网络教学平台具有以下一些 缺点： 1 ) 现有的网络教学平台都不具有以教学并重“主体主导的教学结构 特点。这就使得网络教学要么偏向于以“教师为中心”的教学结构而忽略了学生 的主体性，要么偏向于以“学生为中心”的教学结构而忽略了教师的主导性。 2 ) 教育理论分析指出任何单一的教学理论都不能满足教学的需求，在教学中 要灵活运用各种教育理论。而现存的两类网络教学平台都局限于一种或两种教育 理论的运用，从而大大的限制了教学理论在教学中的灵活运用。 表卜1 网络教学平台的分析 痔烂 集中 交互性 反馈 协作 反思教师为学生为中心主体主导 类型 控制中心 基于e s 网络教学平台严格非常好非常 一般无是否否 快 基于w e b i 0 网络教学一般较好较慢不好无 否 是 否 平台 基于w e b 2 0 网络教 松散较好较快非常有否是否 学平台 好 综上所述现代网络教学不仅能针对不同的对象和教学内容灵活实施各种学 第一章绪论 习理论，而且应该以“主体主导的教学模式进行教学。本文就是针对目前 的网络教学平台的不足，从理论上分析其优缺点，从而设计出一个理想的网络教 学平台：基于w e b 2 0 的c s c w 的网络教学平台。这个教学平台既具备w e b 2 0 的交互、协作、反思等诸多优点，又具有c s c w 网络教学平台的协同、集中控 制和在线交流的优点，两者优势的相互结合使得网络教学平台，真正成为学教并 重“主体主导”式教学平台。有了这样的教学平台使得网络教学更加完善； 有了这样的教学平台使得教学资源的利用率空前的提高；有了这样的教学平台终 身教学就能更好的实施。 1 3 研究方法 网络教学以网络为依托，以师生相互协作共同完成教学任务，在教学过程中 师生共同发挥各自的客观能动性和主观积极性。因而本文的网络教学平台是建立 在c s c w 和w e b 2 0 的理论基础之上的。 本文的研究方法是对w e b 2 0 和c s c w 中的共性和不同点进行分析比较，结 合网络教学自身的特点，对它们的基础组件进行功能上的改进、扩展和整合以使 它们能很好的适用于网络教学。使w e b 2 0 和c s c w 的诸多优点在网络教学平 台中得以体现，最终设计出一个功能完善的网络教学平台。 1 4 全文结构及内容概述 本论文包括五章，第一章简述了课题历史背景、发展现状以及课题研究的意 义。第二章对w e b 2 0 和c s c w 的发展历史、工作原理、基础组件功能以及核 心技术等进行了综述。课题工作主要在第三、四章展开，第三章详细讲解了 w e b 2 0 和c s c w 的功能特性的相同点和不同点，找出其与网络教学平台的结合 点，对二者的基础组件功能结合教学活动特性进行功能上的改进、扩展和整合。 第四章描述了基于w e b 2 0 的c s c w 网络教学平台的系统结构、活动图、部署 图等设计细节。第五章为本文的总结和展望。 第二章c s c w 和w e b 2 0 第二章c s c w 和w e b 2 0 本论文所提出的基于w e b 2 0 的c s c w 网络教学平台，是利用c s c w 的协 同、分布等特性和w e b 2 0 的交互性、构建性等特性来进行教学活动，是利用 c s c w 和w e b 2 0 中的基础组件进行教学平台的设计和实现。因此这一章主要 对c s c w 和w e b 2 0 的特性、基础组件等进行相关研究。 2 1c s c w 早在6 0 年代，美国的d e n g l e b a r t 发表了一篇题为“ac o n c e p t u a lf r a m e w o r k f o rt h ea u g m e n t a t i o no f m a n si n t e l l e c t ”文章，不仅对于超文本的研究起了重要 作用，而且对于c s c w ( c o m p u t e rs u p p o r t e dc o o p e r a t i v ew o r k ，简称c s c w ) 的研 究开发也起了开创性的作用。到了7 0 年代，德国斯图加特大学物理学家赫尔 曼哈肯教授( h e r m a n nh a k e n ) 提出了“协同学”研究的概念。1 9 8 4 年m i t 的i r e n eg r i e f 和d e c 的p a u lc a s h m a n 两位研究员正式提出了c s c w 的概斜】。 c s c w 发展至今还没有一个清晰而明确的概念定义。在史美林教授编写的 c s c w 理论与应用一书中这样定义：“地域分散的一个群体借助计算机及其 网络技术，共同协调与协作来完成一项任务。它包括协同工作系统的建设、群 体工作方式研究和支持群体工作的相关技术研究、应用系统的开发等部分。通 过建立协同工作的环境，改善人们进行信息交流的方式，消除或减少人们在时 间和空间上的相互分隔的障碍，节省工作人员的时间和精力，提高群体工作质 量和效率，从而提高企业、机关、团体、乃至整个社会的整体效益和人类的生 活质量”1 9 】。在g r i e f 的一个重要文集中曾这样定义c s c w ：一个关于计算机在群 体( g r o u p w o r k ) i 作中的角色的独特的研究领域【l0 1 。虽然c s c w 没有一个明确的 定义但从上面两个定义中都体现了其本质特征既在计算机支持的环境下( c s ) ， 特别是计算机网络环境下，一个群体协同工作，完成一项共同任务( c m 。 2 1 1c s c w 概况 自1 9 8 6 年c s c w 8 6 国际会议后，c s c w 得到了国际上极大的重视，1 9 8 9 年欧洲学者们在伦敦召开了第一届欧洲c s c w 国际会议e c s c w8 9 ，以后这两 个代表最高水平的国际会议每年在北美和欧洲交替举行。1 9 9 6 年在北京召开了 第二章c s c w 和w e b 2 0 第一届计算机协同设计c s c w i d 国际会议，以后每年举行一次( 1 9 9 7 年在曼谷、 1 9 9 8 年在东京) ，1 9 9 9 年在法国贡比涅举行。1 9 9 8 年1 2 月，在清华大学召开 了中国第一届c s c w 学术会议c c s c w 9 8 e 】，此后将每2 年召开一次，这标志 着c s c w 在国内的研究正在日益深入和推广。 c s c w 具有如下特点： 分布性：c s c w 本质上是一个分布式系统，各用户在地理上分布，各自使 用自己的计算机参与协同工作。 并发性和一致性：系统中用户同时进行着操作，由于同一数据对象被多个 人使用，需要维护数据的一致性。 开放性：开放性是指能提供一个环境使不同的c s c w 系统能相互开放地使 用，即提供不同c s c w 应用之间的互操作( i n t e r l o p e r a b i l i t y ) ，从而可以将多个 c s c w 系统连接为一个整体，避免被独立使用。 异步性：协同中不同的参与者具有自己不同的操作序列，即使同一工作组 中的不同参与者也具有自己的独立行为。 工作协同性：c s c w 系统的根本要求就是要能支持工作组内、组问的工作 协同。 信息共享性：这是协同的基础，协同工作的核心。通信是c s c w 的基础， 系统应提供多种通信方式，如组播、支持多种媒体的传送，包括文本、图形、 声音、图像等，支持不同通信形式如实时通信、异步通信等，以提供用户多种 信息共享的功能。 异质性：异质性不仅仅体现在c s c w 系统的各个节点可能运行在不同的硬 件、软件平台上，还体现在c s c w 系统内挂接的异质数据源之间的互操作乃至 异种c s c w 系统之间的合作 2 , 1 2 】。 2 1 2c s c w 的主要基础组件 在c s c w 的长期研究过程中，为各种c s c w 应用系统的开发提供一些通用的 服务，以使开发者将主要工作放在满足特定应用系统的需求上，而不要把大量 的精力花费在那些具有共同特点、同时也是比较难以处理的问题上，这些通用 的服务就是c s c w 的基础组件，下面着重介绍c s c w 中几个主要的基础组件 1 3 q 5 o 1 ) 工作流管理系统：工作流是指在多人参与的办公事务中所使用的一系列 操作或步骤，这些步骤的发生可以是顺序的或并行的。工作流管理系统对工作 流的管理提供辅助支持，自动完成有关信息交换，从而加速与事务有关的电子 文档的处理速度，提高工作效率。如m mf l o w m a r k 及其基于m q s e r i e s 的后续 第二章c s c w 和w e b 2 0 版本m q s e r i e sw o r k f l o w 就是典型的工作流管理系统。 2 ) 多媒体计算机会议系统：多媒体计算机会议系统可将不同会场的与会人 员活动情况、会议内容以及各种数据和信息及时传递给每个与会者，实现实时 多媒体信息交互，进行实时讨论和共同设计。多媒体计算机会议需处理音频、 视频、协作数据等大量信息，利用计算机强大的信息处理能力，可有效地进行 协同工作，在一定程度上取代传统会议，是一种快速高效、经济方便且应用广 泛的新工具。如：美国c o m e l l 大学的c u s e e m e 系统和欧洲的m i c e 系统就是 典型的多媒体计算机会议系统。 3 ) 协同编著和协同设计：这类基础组件为在不同时间和不同地点的用户提 供以协作工作方式完成多媒体文档编著和产品设计的工具。这些工具的出现将 方便群体成员间的协作，提高协作工作的效率。如：美国m i c h i g a n 大学的 d i s t e d i t 就是一个典型的协同编著系统。 4 ) 电子白板：这类应用为在同一时间不同地点的用户提供一个虚拟公用区 域，用户可利用这个公用区域进行探讨问题、交流看法、共同定制方案等一系 列协同活动。 2 1 3c s c w 的核心技术 c s c w 是一种分布式环境，参与者在分散的地理空间协同完成某一任务。 c s c w 与分布式计算在完成任务的过程上不完全一样，分布式计算将任务分解 为子任务，分给各用户来完成，用户间的进程彼此透明。而c s c w 在任务分解 的同时，更强调各用户在完成任务的过程中的相互协作及同步感知。正是由于 这种特殊性，c s c w 中的关键技术包括协作控制、感知技术、同步机制、多媒 体技术及应用共享技术 1 6 - 2 0 , 4 5 】。 1 协作控制 在人们的协作过程中需要遵循一定的规则，否则会引起协作的困难。协作 控制机制就是这些协作规则在c s c w 应用系统中的体现。协作控制机制讨论协 作过程中产生的各类协作事件间的逻辑关系。c s c w 应用系统的协作控制机制 要考虑到群体成员在协作时的行为习惯和心理状态，向各成员提供协作所需的 信息。目前的许多c s c w 应用系统提供一定的信息交流手段和工具，但没有体 现协作规则，而由群体成员人为协调各自的行为。理想的情况应是由c s c w 系 统而不是由人来协调各成员的行为，遵守一定的协作规则。 2 感知技术 所谓感知是对某种事实的认知，通常定义为一种知识。c s c w 系统中，感 知是一种信息的通告，它包含三方面的含义：1 ) 感知是关于动态环境的知识， 第二章c s c w 和w e b 2 0 随环境的变化而变化。2 ) 感知是通过从环境中收集到的知觉信息来实现的。3 ) 感知是一种手段，它为某一目的服务。 在c s c w 虚拟工作空间中，主要的感知实现方式有： 1 ) 感知部件 感知部件是群件系统中的一种接口部件，旨在为用户提供共享工作空间的 感知信息。 2 ) 远程指针技术 c s c w 系统中，远程指针技术是在共享虚拟工作空间中实现感知的一种常 用方法。通过远程指针，用户可以实时接收彼此的定位、移动，以及在共享工 作空间中的注意力焦点等。 3同步机制 群体成员协作的一个基本要求是向各成员提供一致的工作环境。各类协作事 件的产生也需要遵守一定的时间关系。这些时间关系维持是通过同步机制实现 的。同步机制讨论协作过程中产生的各类协作事件间的时序关系。c s c w 系统中 的同步可分为实时事件同步和连续媒体同步两类。实时事件同步描述一个或一组 相关事件的发生和由此引起的相应动作之问的时序关系。如一个成员对共享对象 的实时操作对其它成员状态的实时影响。连续媒体同步描述音频、视频等连续媒 体流内或多个连续媒体流之间的时序关系。如音频流平稳播放和音频流与视频流 间的唇同步。同步机制研究难点在于同步关系的描述和实时服务的提供。目前缺 少有效的同步关系描述手段，而且常见的操作系统都无法提供严格的实时服务。 4多媒体技术 以音频和视频技术为主要内容的多媒体技术在c s c w 系统也占有重要地 位。音频和视频信息交流是人类在协作过程中使用最多和最自然的方式。为了通 过c s c w 应用系统支持人之间的协同工作，必须在c s c w 系统中支持音频和视 频信息交流。c s c w 领域的许多研究工作的目标就是建立多媒体计算机会议系 统。但目前c s c w 应用系统中大量音频和视频信息的使用会带来网络传输的拥 挤。c s c w 系统要求音频和视频压缩算法具有分优先级传输、抗丢失、传输速率 可变、高压缩比等特点。为此必须针对c s c w 系统的需求研究音频和视频压缩 算法。 5应用共享技术 应用共享是指由一个群体的各成员通过各自的机器共同控制一台机器上执 行的应用程序。应用共享的目的是扩展已有的大量单用户应用程序，使之可由多 个用户共同控制，实现协作。这是保护开发单用户应用所进行的大量已有投资， 并开展协同工作的一条便捷途径。应用共享的基本方法是把单用户应用程序的显 1 0 第二章c s c w 和w e b 2 0 示输出分发到各用户的机器上进行显示，并按一定策略合并各用户的输入对应用 程序进行控制。 2 1 4c s c w 与网络教学平台 网络教学平台实质上就是分布在不同时空的师生以计算机网络作为依托共 同协作完成教学任务，这和c s c w 的定义和内涵不谋而合。 通过c s c w 的分布特性可以将分布在不同地理位置上的师生聚集在同一网 络教学平台。 通过c s c w 的协同性使聚集在同一网络教学平台上的师生协同工作完成学 习任务，而c s c w 的异步性使得学生在网络教学平台学习中保持了学生各自的 操作和独立行为，形成各自的学习风格，教师可根据学生的不同学习风格因材 施教。 c s c w 的开放性把网络教学中独立的教学群件有机的结合起来，最终把那 些具有独立功能的c s c w 教学群件聚合在一起形成一个功能完善的网络教学 平台。 2 2 、舾b 2 o 到目前为止，还没有一个清晰面明确的定义。下面是几个较好的w e b 2 0 的 定义。 一 lt i mo r e i l l y 的定义 t i mo r e i l l y 认为w e b 2 0 是一种新的理念，在“什么是w e b 2 0 7 下一代 软件的设计模式和商业模型”一文中，他概括了w e b 2 0 所代表的下一代软件的 特征：1 ) w e b 作为系统开发的平台；2 ) 系统中体现了借助群体智慧的设计；3 ) 数据是系统的核心；4 ) 不再有传统软件版本发布的周期循环，即软件总是处在 不断地改进过程中，或永远都是测试版；5 ) 轻量级编程模式；6 ) 软件可在不同 设备上运行；7 ) 富用户体验等乜。2 制。 在文中他绘制了一张w e b 2 0 相关的观念关系图，如图2 - 1 所示。这张图对 w e b 2 0 中的各种原则、特征、理念进行了综合，然而也只能使已经理解w e b 2 0 的人对其有更全面的理解，而对不理解w e b 2 0 的人带来的困扰甚至多于帮助乜引。 第二章c s c w 和w e b 20 2互联网协会对w e b 2 0 的定义 w e b 20 ( g 联网20 ) 是互联网的一次理念和思想体系的升级换代由原来的 自上而下的由少数资源控制者集中控制主导的互联网体系转变为自下而上的由 广大用户集体智慧和力量主导的互联网体系。互联网20 内在的动力来源是将互 联网的主导权交还个人从而充分发掘了个人的积极性参与到体系中来，广大个人 所贡献的影响、智慧和个人联系形成的社群的影响就替代了原来少数人所控制和 制造的影响从而极大解放了个人的创作和贡献的潜能使得互联网的创造力上 升到了新的量级【2 5 】。这个定义反应了w e b 20 的核心思想，但没有体现w e b 20 的本质特征。 3 博客d o n 的定义 w e b20 是以f l i e k r 、c r a i g s l i s t 、l i n k e d i n 、t t i b e s 、f r i c n d s t e r 、d e l i e io u s 、 4 3 t h i n g s c o n l 等网站为代表，以博客、t a g 、s n s 、r s s 、w i k i 等基础组件的 应用为核心，依据六度分隔、x m l 、a j a x 等理论和技术实现的互联网新一代 模式( 目前引用最多的一个定义) 2 6 1 。这个定义虽然能使初学者很快的明白 w e b 20 是什么但是w e b 20 的以人为本，以用户为中心的草根精髓未得以体 现让人误认为是以上那些组件和技术的一种简单堆砌而已。 第二章c s c w 和w e b 2 0 2 2 1w e b 2 0 发展 2 0 0 4 年3 月w e b 2 0 诞生，2 0 0 4 年1 0 月，o r e i l l y 和m e d i a l i v e 两家公 司联合召开了全球第一次w e b 2 0 大会。在那个会议之后的一年半时间里， “w e b 2 0 ”一词已经深入人心，从g o o g l e 上可以搜索到3 6 4 0 万个以上的链接。 但是，至今关于w e b 2 0 的含义仍存在极大的分歧，一些人将w e b 2 0 贬低为 毫无意义的一个行销炒作口号。 2 0 0 5 年9 月由t i mo r e i l l y 亲自执笔、创作于由他主办的w e b 2 0 会议前 夕的文章“w h a ti sw e b 2 0 ”，文章详尽地解释了w e b 2 0 的功用特征，与 w e b l 0 作了详尽比较和区别。 2 0 0 7 年1 月在中国香港和同年4 月在新加坡召开的w e b 2 0 大会讨论了 w e b 2 0 在i n t e r n e t 经济中存在的重大问题和相对应的驱动策略。多年前还漠视 w e b 2 0 的大公司，如微软、雅虎，都成为了w e b 2 0 的积极推动者可见w e b 2 0 的影响非同一般。 2 2 2w e b 2 0 的理论基础 w e b 2 0 的草根精髓、操作便利性以及社区中的人际关系是建立在以下几 种理论基础之上的。 1 ) 六度分隔理论 六度分隔( s i xd e g r e e so f s e p a r a t i o n ) 理论：1 9 6 7 年，哈佛大学的心理学教授 s t a n l 匆m i l g r a m ( 1 9 3 3 1 9 8 4 ) 想要描绘一个连结人与社区的人际连系网。做过一 次连锁信实验，结果发现了六度分隔现象。简单地说：“你和任何一个陌生人之 间所间隔的人不会超过六个，也就是说，最多通过六个人你就能够认识任何一 个陌生人。”9 【2 刀六度分隔说明了社会中普遍存在的“弱纽带”，有很多人在找 工作时会体会到这种弱纽带的效果。 2 ) 长尾理论 长尾( l o n gt a i l ) 是2 0 0 4 年c h r