（无机化学专业论文）高等化学教学资源库的研制与开发.pdf

摘要 随着信息技术的飞速发展，各行各舭都面临前所未有的知识化、信息化挑战。 笼英是馋为爨象教骞支援瓣寒等教育嚣照，它 睾鬼熟识翅薮窝人孝培募兹主傣， 理应走在信息化改革的前端。近几年来，高等教育的教学信息化改革取得了长足 的进步，并诞生了一批富有创新性、建设性的研究成果。然而在推进教学信息化 建设夔逶程中，要囊正发撵远程教弯、瓣终教育嚣裂予传统教育懿谯势，藏必缓 有丰富的教学信息资源给予支持。因此，在教育教学领域，发展网络教育的关键 是教学信息潞源库的建设。本文将共分五章进行论述。首先介绍了离等教育资源 痒系统兹开发篝景，送嚣鬟点论述了离簿教弯资源黪游建模方法及慈蒋浸诗，在 此基础上对熬于组件的软件系统开发与集成技术进行了研究，确立了高等教育搔 源库系统的灾现方式，即以j 2 e e 技术为基础的综合解决方案。第四章是本论文 瓣核心疼容，馋者黄先对纯学资源予瘴系统熬开发鬻景及需求遴行较详缨戆分 析，然后提出软件的总体设计，接着对软件的功能模块、实现方式进行了详细论 述。该子库系统同时遵循开放性、可持续性、适用性、规范性和前滕性的设计理 念，甄霹终为“无穰及普纯”教学资源懿管瑾平台，亦方倭扩袋为箕毽学辩豹 管理平台，从而为各个学科教学资源的使用与管理提供统一的界耐、接口。在论 文的最后，作者对高等教静资源库建设工作提出了建议，并对高等教育资源建设 疹臻送行秘多靛探讨。 关键词：资源岸，高等教育，信息化，教育改革 a b s t r a c t t h e d e v e l o p m e n t o fi n f o r m a t i o nt e c h n o l o g yh a sm a d ea l lv a c a t i o n sf a c i n gt on e w o p p o r t u n i t ya n dc h a l l e n g ew h i c hn e v e r b e e nb e f o r e a sm a i nb o d yo fk n o w l e d g e i n n o v a t i o na n d t r a i n i n g o fp e r s o nw i t h a b i l i t y ，i t si m p o r t a n t f o re d u c a t i o n a l o r g a n i z a t i o n s t o p a y m o r ea t t e n t i o no ni n f o r m a t i o nr e f o r m i nr e c e n t y e a r s ， i n f o r m a t i o nr e f o r mo fh i g he d u c m i o nh a sm a d eg r e a tp r o g r e s s b u t ，i fw ew a n tt o m a k eag o o du s eo fn e t w o r kt e a c h i n g 、m u l t i m e d i at e a c h i n g ，w em u s th a v eal o to f t e a c h i n g i n f o r m a t i o nr e s o u r c e s t h e r e f o r e ，i ti se s s e n t i a lt oc o n s t r u c tat e a c h i n g i n f o r m a t i o nr e s o u r c ed a t a b a s e t h i sa r t i c l ei n c l u d e s5 c h a p t e r s f i r s t ，t h e a u t h o r i n t r o d u c e st h e b a c k g r o u n d a n d m o d e l i n gm e t h o d o f h i 曲e d u c a t i o n r e s o u r c ed a t a b a s e t h e n ，t h ea u t h o rm a k e sad e e pr e s e a r c ho ns o f t w a r ed e v e l o p m e n ta n di n t e g r a t i o n t e c h n o l o g yb a s e do nc o m p o n e n t c h a p t e r4i s t h em o s ti m p o r t a n tc h a p t e ro ft h i s a r t i c l e i nt h i s c h a p t e r ，t h ea u t h o rf i r s ta n a l y z e st h ed e v e l o p m e n tb a c k g r o u n da n d d e m a n d so fh i g hc h e m i s t r yr e s o u r c es u bd a t a b a s es y s t e m t h es o f t w a r eh a sg o o d c o m p a t i b i l i t y i ta l s oc a nb eu s e dt om a n a g er e s o u r c e so fo t h e rs u b j e c t s l a s t ，t h e a r t i c l em a k e ss o m e s u g g e s t i o n so n h o wt oc o n s t r u c te d u c a t i o nr e s o u r c ed a t a b a s e k e yw o r d s ：r e s o u r c ed a t a b a s e ，h i g he d u c a t i o n ，e d u c a t i o nr e f o r m 第一章绪论 1 1 课题背景 1 1 1 我国教育资源库建设现状 物质资源、能源资源和信息资源是现代社会经济与技术发展的三大支柱性资 源。教育信息资源作为信息资源的重要组成部分，在提高教育教学质量，挖掘教 育的发展潜力上发挥着重要的作用。 随着i n t e m e t 技术向宽带、高速、多媒体方向的发展，它以更具人性化的应 用方式推动着教育信息化的飞速前进。已悄然登上教改舞台的网络教育跨越了时 间和空间的距离，把获取信息的途径由教室、实验室和图书馆，扩展到因特网所 覆盖的任何场所。然而，网络只是信息传播的载体，信息资源的汲取和共享才是 人们使用网络的目的所在。要发挥网络教育区别于传统教育的优势，就必须有丰 富的教学信息资源支持。因此，在教育领域，发展网络教育的核心是网络化教学 信息资源库的建设。 教育信息化建设不只是简单的现代化的硬件设施建设，更应是软硬件的锛同 作用，缺少软件的支持，硬件只能是简单的摆设，不可能发挥出其对教学的强大 支持作用。因此，为教学科研和开发等提供保障的信息资源库的建设成为教育信 息化建设的关注点之一，从根本上解决信息化过程中“有路无车、有车无货”的 矛盾。 当前，我国四大骨干网( 国家计算机与网络设施n c f c 、中国教育科研互连 网c e r n e t 、中国公用计算机互连网c h i n a n e t 、中国金桥信息网c h i n a g b n ) 的建成和连通，为我国开展基于i n t e m e t 的教育应用创造了必要的前提和条件， 为教育系统提供了一个高质量信息服务的宽带多媒体通信平台。随着教育信息化 的不断发展，我国各地区教育行政部门都在大力推进教育基础设施的建立，尤其 是推进校园网的建立。除国家投资支持的2 0 0 0 所现代教育技术实验学校外，许 多民办学校，利用其资金充足的优势，也率先投资建设校园网，积极开展利用现 代信息技术的教学实践。 在“路”初步修通之后，接下来就要考虑如何把“路”充分利用起来，以解 决“有路无车”的问题。软件建设主要包括网上信息资源平台的建设和教育信息 资源的建设，即“车”与“货”的问题。 “有车无货”是目前信息资源建设中存在的主要问题，即网上资源的开发 和利用问题。对于教育领域的应用来说，网上资源的开发和利用主要是指建立基 于i n t e m e t 的教育资源库，实现优秀教育资源的共享和网上辅助教学与学习。目 前，国家及各个地方都在积极进行教育信息资源的建设，但仍不能满足日益增长 的教育需求，同时存在重复建设、数量庞杂、形式不规范等问题。现在，市场上 的基础教育资源可谓是五花八门、品种众多。不仅国家出资、出力建设基础教育 资源，而且，从事于此的企事业单位也不胜枚举。但是，一片繁华的表象却无法 掩饰我国教育资源开发和建设错乱无序的现状。 教学资源库建设可以有四个层次的含义，一是素材类教学资源建设，主要分 四大类：题库、素材库、课件库和案例库；二是网络课程库建设；三是教育资源 管理系统的开发：四是通用远程教学系统支持平台的开发。在这四个层次中，网 络课程和素材类教学资源建设是重点和核心，第三和第四个层次是工具层次的建 设，网络课程和素材类资源的具体内容千变万化，形成多各具特色，对应的管理 系统和教学系统必须适应这种形式的变化，充分利用它们的特色。 所有素材建设都必须围绕课程这个核心来进行组织，它是以课程为基本单位 组织实施的，统一服从网络课程建设的要求，在网络课程建设中所用到如媒体素 材、题库、网络课件、案例等，纳入到国家教学资源库中统一管理。 教学资源建设是教育信息化的基础，是需要长期建设与维护的系统工程。由 于教学资源的复杂性和多样性，使得人们对它的理解各不相同，便会出现大量不 同层次、不同属性的教学资源，因而不易管理和利用。为了更有效地建设好国家 级教学资源库，使其在质量、效益、可持续发展等方面有更强的保证，并充分发 挥国家级项目的优势，避免重复建设工作，保障国家现代远程教育工程能够有计 划、有步骤地实施，制订一个现代远程教育工程的教育资源建设规范是十分必要 的。 国家远程教育工程资源建设技术规范是一个较为宽泛的标准，主要侧重 点在于统一资源开发者的开发行为、开发资源的制作要求、管理系统的功能要求， 而不是规定软件系统的数据结构，主要从三个角度进行规定：一是资源的技术开 发的角度，提出一些最低的技术要求：二是从使用用户的角度，为方便地使用这 些素材，需要对素材标注哪些属性，并从可操作性的角度，规范了属性的数据类 型及编写类型，这一部分主要参考了i e e e 的l o m 模型，从制作素材简便性， 使用素材的方便性的角度上选取了一些最为普通的元素，选取的属性基本上是 l o m 模型的一个小子集；三是从管理者的角度，提出了管理这些素材的管理系 统以及远程教育工程的教学支持平台所应具备的一些基本功能。我们开发的这一 套高等化学教学资源库系统正是完全符合国家远程教育工程资源建设技术规 范，同时也有很多自己的创新。 1 1 2 积件思想对教育资源库的影响 一、积件概念 关于积件( i n t e g r a b l ew a r e ) 的定义，目前有以下几个： a ) 积件是教师和学生根据教学需要，自己组合运用教学信息库、教学处理 信息库以及工作系统的过程一表示积件是一个过程 b ) 积件是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 教学软件系统一表明积件是一个软件系统 c ) 积件是针对课件的局限性而发展起来的新的教学软件模式和新的教材建 设思想一表明积件是一种教学模式和一种思想 d ) 积件系统是对多媒体教学信息资源和教学过程进行准备、检索、设计、 组合、使用、评价、管理的理论和实践一表明积件是一个理论与实践系统 e ) 积件不仅仅在技术上把教学资源素材库和多媒体著作系统简单的叠加， 而是从课件的经验中发展起来的现代教材建设的重要观点转变，是继第一代教学 软件课件之后的新一代教学软件系统和教学媒体理论一表明积件是一种软件系 统和一种理论 综上所述，积件既表达为一个过程、一个模式、一个系统的工作过程；又表 述为一个软件，一个操作平台，同时又被表述为一种思想，一种理论。其实，无 论是过程，还是软件平台，或是理论，都贯穿了一种思想，一种运用和变化的思 想内核。我们认为，积件首先应该是一种思想，是一种对计算机辅助教学起一定 指导作用的思想，姑且称为积件思想；为实现这一思想而采用的技术，可以称之 为积件技术；在积件思想指导下，利用积件技术从事的教学活幼模式，则可称之 为积譬 横式。 二、积件系统设计模激 1 多媒体教学素材库 素材黪位于程俘设计模型静袋疯屡。为侄子稔索、使爱、镑理葶噩缝护，豢搴孝痒 应使用类似于w i n d o w s 9 5 中的资源管理器来管理多级文件夹和文件的树型结构， 以合理的分类规则来进行组织和管域。 此终，素誊| 痒逐应爨蠢可扩充强，兔诲羲努将鑫穗牧集、熬王豹素耪添热臻耱 型结构的索材库中。可以存储到原肖的类别中，也可以创建新类别，将新素材存储 到新类别中。这种可扩充的功能受到了p o w e r p o i n t 软件中c l i p a r t ( 剪贴画) 管理 提割熬痿发。慧之，易擒索、曩霞雳、易管理、鬓缀护、罢扩充是多媒体教学素 材库的基本特点。 2 。微教学单元库 擞教学攀元是力罄韵教疼漤攫某令教学难熹或裁秘学生学习浆令躲瑷鼓戆点露 设计的”小课件”，一般出不止一种媒体索材组成。这些基于各学科基本知识点的” 小课件”组成了微教学单元库。从易检索、易使用、易管理、易维护的角度考虑， 徽教学擎元瘁遣应馒躅瓣鍪缝稼秘会疆戆分类燕粼。 积件组合平台应提供导入微教学单元的接口。教师可在积件组合平台中赢接 使用它，将熊与其它多媒体教学素材组按起来，用于适当的教学情境之中。这样， 霹大大撬舞教 蚕豢l 终教学获锌夔效率，瑟不必受令霉蜀瓣知识杰，放头开始爨残 大量多媒体教学素材。 除了使用积件系统自带的微教学雄元库之外，教师还可利用积件系统自己制 终菜一爱识熹戆徽教学零元，著扩充裂擞教学萃元露审。这群，教鼯在鑫潮熬教学 软件中可反复使用自制的微教学单元，也可通过网上教学资源滕与其他教师热事 和交流。a u t h o r w a r e 中肖关m o d e l ( 模块) 的一系列功能为自制微教学单元和扩充 镞教学擎元痒疆镤了甍攒。 3 素材星现方式构件库 素材璧现方式构件库是一系列熬本构件( 或称对象) 的集合，识括描述多媒体 教学素耱瓣强形、文字、声啻、表捂、公式、蘧线、动酉、筏羰对象等。每个对 象封装猎有关这一对象的外观( 属性) 和行为( 方法) 。这犹如“个”黑箱”，你不必了 解对象的属性和方法如俺实理，只餐调爱即可。 使用菜一对象时，教师可从多媒体教学素材霹中选择有关的素材使该对象实 例化，通过操作已实例化的对象的各种属性和方法，达到控制各种素材呈现方式的 霉的。恻如，修改对象躯各静属性( 大小、蕨色、弱影、遍框等) 窥控割对象豹多耱 方法( 移动、闪烁、反自、渐变等) 。 为了易于操作对象的属性和方法，积件组合平台应提供简单易用的使用环境， 如雳类钕予v b 静属健裂表方式寒繁理对象熬麓耱属篷，震热戆掺改帮设纛霹姨 预先设灏的属性值中选择。方法的操作可以僭燕a c c e s s 9 7 中建立自定义燕的方 式，不需臻教师记住所有的方法名和有关的各种参数，而是以选择、填空回昝的方 式赋予对象各耱行为。 4 二次歼发构件库 二次开发构件库专门用来存放教师利用素材星现方式构件库中的构件重新 生成斡爨定义素耪璧瑷方式 奄俘，苏滚是其毒鞍态缡程农乎熬数，摹扩充羹溅教学 资源的需要。 当教师对积件系统中素材呈现方式构件所提供的属性和方法不满意时，可利 用积传缀会平台提供瓣凌麓，鼹二次开发工兵歇溅素耪呈瑷方式秘终( 麓豫父麴彳孛) 中派生一个新的素材黧现方式构件( 简称子构件) 。子构件除了继承父构件中的所 有特征( 如属性、方法) 之外，教师还可以修改子构件的个别特征。派生的子构件存 天二次羚发狡舞痒中嚣，可鞋被震瑟这些子穆锌豹多个教学软耱笈爱。这耪= 次 开发构件的优点是，修改一次、使用多次。特别怒当子构件的菜些特征被羹新修 改之后，使用它们的多个教学软件能自动完成相成的修改，不需骚教师自己重复修 竣，这氇俗瑷了餐终缝念平台裹效懿维护爱力。 5 积件组合平台 积件组合平台是直接面向普通师生、提供集成二次开发构件库、微教学单元 痒、素l 霪黧凌方式梅黪露程多媒传教学素秘痒来露l 终教学软锋翡一个工其。瓣既， 易用、开放、商效、实用是积件组合平台的基本特点。 积件组合平台的主操作界面应类似于a u t h o r w a r e 流程图式的软件设计和制 露结穆，瓣予一般教爨，无露程旁莰诗辘可戳方倭鳃麓穆密教学软俘。 9 对于一些常用的教学策略，积件组合平台应能提供向导式的教学软件制作方 式，通过一系列有序的填充和选择来自动生成特定教学策略的教学软件，如讲述 式、讨论式、习题操练式、动手实验式的教学软件等。在自动生成教学软件的基 础上，教师可进一步调整、修改，直到满足教学情境的需要。 制作好的教学软件除了在积件组合平台中播放、运行之外，还应提供脱离积件 组合平台的运行机制，如提供一个小巧玲珑、易于安装的教学软件播放器，或能够 生成完全脱离平台的可执行文件。 为了让具有一定编程经验的教师开发二次开发构件库，积件组合平台应提供 二次开发的工具，使教师可以方便地生成自己需要的素材呈现方式构件。 通过以上论述，我们可以看到，在积件设计模型当中，最重要的是积件库的 建设，只有拥有了优秀的、能够良性循环的积件库后，所有与积件有关的应用才 能得到实施，积件的有点才能得到体现，而高等教育资源库的开发为积件库的研 制作出了有益的尝试，由于多方面的相似性，高等教育资源库建设的点点滴滴都 能为积件库的建设与完成提供借鉴。 1 1 3 国外研究资源建设标准的现状 目前，世界上有很多标准化( 学术) 组织都正在致力于基于网络的教育资源 标准化的研究，并起草了一些相应规范，其中影响较大的有：i m s 的l e a m i n g r e s o u r c em e t a d a t a ( 学习资源元数据规范) ，i e e el t s c ( l e a r n i n gt e c h n o l o g y s t a n d a r d sc o m m i t t e e l o m ( l e a r n i n go b j e c tm e t a d a t a ：学习对象元数据模型) 、 o c l e ( o n l i n e c o m p u t e rl i b r a r yc e n t e r ) d u b l i nc o r e 的d u b l i nc o r e ( 元数据标 准) 等等。 1 m s ( i n s t r u c t i o n a lm a n a g e m e m s y s t e m ) 是美国高等教育协会的非盈利机构 e d u c o m ( 现在为e d u c a u s e ) 下的一个项目组。在1 9 9 7 年，它们开始致力 于研究关于联机学习( o n l i n el e a r n i n g ) 的开放的基于市场的标准，该标准包括学 习内容的元数据规范。 同样是在1 9 9 7 年，n i s t ( n a t i o n a li n s t i t u t ef o rs t a n d a r d sa n d t e c h n o l o g y ) 的 一个工作小组和i e e ep 1 4 8 4 小组( 现在为i e e el e a r n i n gt e c h n o l o g vs t a n d a r d s c o m m i t t e e ，l t s c ) 也开始了类似的工作，后来n i s t 的工作小组并入i m s ，此 后i m s 开始与欧洲的a r i a d n e 联合组合作，共同致力于学习资源的元数据规 范的定义。 1 9 9 8 年，i m s 和a r i a d n e 向联合i e e e 提交了关于教育资源的元数据规范 和建议，这个建议就是目前的i e e e 的学习对象模型( l e a r n i n go b j e c tm e t a d a t a ， l o m ) 的基本原型，它是i e e e l o m 规范的前身。1 9 9 9 年，i m s 通过它在美国、 英国、欧洲、澳大利亚和新加坡的组织，发布了i e e e 的l o m 规范的草稿，并 收集了大量的反馈信息，这些反馈信息很多将反映在未来的正式规范之中。 由上可见，关于学习资源的元数据规范，国外起步于1 9 9 7 年，并正在研究 之中，并没有达到完善的程度。由于这些规范和标准都正在制订之中，并没有形 成正式的标准发布，其中相对完备的是i e e e 的l o m 模型，它规定了在w e b 页面中呈献学习资源时，所应提供的一些基本元素，但并没有规定这些元数据的 实现，如它们的体系结构、编辑语言、数据存取方法等。因此，目前主流的商品 化软件对它们的支持力度不够。大多数商品化软件并不支持这些草稿规范。 1 l o m 模型 l t s c 是i e e e 下的一个专门对教育软件、教育资源、教育信息系统开发管 理和维护进行规范的标准化组织。l o m 是他们的一个重要标准，该标准的草稿 发布于1 9 9 8 年3 月，目前，并没有形成最终标准，仍在讨论制定中，目前最高 的版本是3 5 。 目前该标准的影响较大，是当前最重要的关于网络教育资源的数据模型，它 主要规范了九个方面的数据信息： ( 1 ) 通用信息( g e n e r a l ) ：主要是关于资源的标识和分类、检索属性等信 息，它与资源应用的上下文环境无关。 ( 2 ) 生存周期( l i f e e y e l e ) ：主要是关于资源生存周期方面的信息，如版本 号、状态、日期、创建信息等。 ( 3 ) 数据描述信息( m e t a m e t a d a t a 关于数据的数据) ：描述关于数据格式 方面的信息，定义数据类型，如标识符、角色、类别说明、语言等。 ( 4 ) 技术信息( t e c h n i c a l ) ：教育资源技术方面的信息，如格式、大小、 位置类型等。 ( 5 ) 教育信息( e d u c a t i o n a l ) ：资源的教育等特性，如交互类型，交互级别、 语义密度、难度、学习时间等。 ( 6 ) 价值信息( c o s t ) ：有关资源的价值和价格方面的信息，如版权及其它 限制信息等。 ( 7 ) 关联信息( r e l a t i o n ) ：主要描述资源与其它资源的关联信息，如类别、 关联资源等。 ( 8 ) 注释信息( a n n o t a t i o n ) ：主要是关联资源教育应用评论方面的信息， 如评论人、注释、注释内容等。 ( g ) 归类信息( c l a s s i f i c a t i o n ) ：描述资源的归类信息，如关键词描述、语 言等信息。 2 d u b l i nc o r e d u b l i nc o r e 是一个致力于规范i n t e r n e t 资源体系结构的国际性联合组织，它 定义了一个所有w e b 资源都应遵循的通用的核心标准，标准内容较少，也比较 通用，因此，得到了其它相关标准的广泛的支持。其它关于学习资源的数据标准， 基本上都兼容d u b l i nc o r e 标准，并对它作了扩展，d u b l i nc o r e 规定了基于w e b 的资源1 5 个方面的信息： ( 1 ) t i t l e ( 标题) ：资源的名称； ( 2 ) c r e a t o r ( 创建者) ：资源的创建者： ( 3 ) s u b j e c t ( 主题) ：资源的主题内容； ( 4 ) d e s c r i p t i o n ( 描述) ：资源的内容、介绍信息； ( 5 ) p u b l i s h e r ( 出版者) ：正式发布资源的实体； ( 6 ) c o n t r i b u t o r ( 贡献入) ：资源生存期中作出贡献的实体； ( 7 ) d a t e ( 日期) ：资源生存周期中的一些重大日期： ( 8 ) t y p e ( 类型) ：资源所属的类别； ( 9 ) f o r m a t ( 格式) ：资源的物理或数字表现； ( 1 0 ) i d e n t i f i e r ( 标识符) ：关于资源的唯一标识； ( 1 1 ) s o u r c e ( 源信息) ：资源的来源； ( 1 2 ) l a n g u a g e ( 语言) ：资源的语言类型； ( 1 3 ) r e l a t i o n ( 关联) ：与其它资源的索引关系； ( 1 4 ) c o v e r a g e ( 覆盖范围) 资源应用的范围； ( 1 5 ) r i g h t s ( 权鞭) ：使月资源的权限信患。 我们有必要针对当前的情况，攘出更力h 合理的观念与方法，以指导不同规模 教育资源库的具体建设工作。 i 。1 4 教窍资源库熬建设鼹念 1 需求观 建设激育资源库的目的是要为教育服务，因而无论在内容还是功能上都应充 分考虑教蠢於需求，健举生、教师和茨缝教寅工作者糍方便及f l 亨兹获取瘊零傣惠， 具有可利用性。在了勰用户需求的藻础上，必须避行反需求分析，即结合实际情 况，从更加专业的角度对用户提供的需求信息进行科学的分析和表述。 2 。系统震 资源席建设是一个系统工程，教育作为一项阑家事业，要综合政策法规、硬 件配置、人力统筹等采考虑各个因素之间的复杂必系，因而决怒了教育信息资源 建设的系统性。不仅要处理信息炎源瘁系统兹套个予模块之阉戆结稳关系，受要 正确处瑕与教育这个大系统中其它予系统之间的凝系，只有真难实现了这种协调 的发展，教育信息资源才能被高效地利用起来，这是避免重复建设而浪费资源的 必要霆豢。 3 飘范观 教育资源的建设必须符合教育教学的规律和特点，对学科、年级、资源种类、 文 孛格式等遵嚣定义孵爨投据绞一弱窳藏标准，褥台藿家教弯帮瑷代远程教姆办 公室颁布的现代远程教育资源建设规范。由于我国幅员辽阔，各地区教肖水 平发展不致，因而在进行信息资源建设方面必然存在差异，只有制定统一的资 源标准，才缝使国家套送行资源统筹、各瞧区在遽霸资源交滚与共享嚣吴鸯胃孳亍 性，并能与世界接轨。 4 开放观 籀滚缎渗是整赛一镕纯懿经济，瓷源戆署鼓璇是默建蘧妥全球，照镞瓣筏宏 观，从局部到整体，在不同层次上都疆确立的一种基本观点。我国地区差别大， 资源组合错位，地区间的教育资源具肖很强的互补憔和动态交流的必然性。从经 济行为熬热度，售惠黪获壤必须支嚣一定翡费爱，瓣瑟资源靛嚣羧著不是完全驹 免费开放，要采取必要的商业流通手段，实现一种公平的开放，当然教育信息也 不例外，这是我国教育产业化的必要途径。目前出现的电子商务，为教育信息的 商业流通提供了必要的技术基础。 5 动态平衡观 教育资源的建设并不是一步到位，而是一个“缺失供给平衡缺 失供给”不断循环的动态过程，它和整个教育的发展是相辅相成的。随 着教育水平的提高和教育需求的不断增加，教育资源库的功能和内容应该不断的 完善和更新，以适应时代发展的要求。 1 2 课题目标简述 通过对应用需求的分析，我们设计与开发了这套现代远程高等化学教学资源 库系统。这个系统以o r a c l e 大型数据库为基础，能够对文本、图片、音频、视 频、动画等素材进行方便有效的管理，并提供网络支持能力。通过该系统，用户 可以高效灵活地管理本地和远程资源；通过该系统，用户可以提交自己的素材资 源。另外，可以从中心资源库中分离出某个学科的资源，以便进一步形成该学科 的专门资源库。 第二章高等教育资源库的建模方法及总体设计 2 1 面向信息系统的建模 2 1 1 信息系统建模 随着信息技术的不断发展，信息系统在各个方面的应用越来越深入，其复杂 程度也不断提高，信息系统建设的难度也相应的增加了。信息系统建模是一种用 模型来描述复杂的信息系统，使系统的要求、结构以及数据变得简单的方法，设 计者通过描述用户的需求获得与用户的不断交互，以最终能全面地描述用户的需 求：创建逻辑模型和设计蓝图来描述系统的结构，使对整个复杂的系统全面地把 握；建立完整的数据模型，完成对信息系统中数据的存储和处理。 模型是对客观事物的一般描述，或者说是对客观事物的现实原型的一种抽象 或模拟。模型的分类方法有很多，按照不同的准则可以把模型归成不同的类别。 一般来说，系统模型可以分成连续系统模型和离散系统模型两大类。还可以将这 两种模型进行综合形成混合模型。若按系统的状态划分，系统模型可归结为静态 模型和动态模型两大类。我们按照信息系统建模的过程进行分类，即分为面向用 户需求分析的建模，对系统的结构进行描述的逻辑模型，以及面向数据的建模。 2 1 2 信息系统的建模过程 建立系统模型的方法主要有两个思路：一是白顶向下、逐步求精思想：二是 自底向上、综合集成思想。这两种思路分别适用于不同的建模场合，对不同的系 统分析和决策问题起着各自的作用。 在现代的信息系统建模中，应采用以用户的需求分析指导，以面向对象方法 建立系统的逻辑结构，在此基础上，建立系统的数据模型，将数据存储到关系或 对象数据库中。最后，通过建立组件和分布模型，来建立系统的分布式组件，实 现组件的可重用。并将这些组件分布到不同的物理和网络环境下运行。 系统建模的一般过程如图2 1 所示： 图2 1 系统建模的一般过程 2 1 3 面向信息系统的建模方法 在信息系统设计的各个阶段，我们必须运用不同的方法，对系统建立不同的 模型，通过不同的模型，形成对整个系统的完整设计。这样，才可能使信息系统 的设计有一个自始至终一体化的方法支持。 1 面向需求分析的建模方法 在需求分析阶段，通常采用结构化的分析方法或使用事例驱动的分析方法对 系统的功能和目标需求进行分析。 数据流分析方法和i d e f 0 是两种被广泛使用的结构化的分析方法。数据流分 析方法是建立系统功能模型的方法。它从系统中数据流动的角度来刻画系统的功 能，系统中的数据进入系统以后，经过处理、加工得到另一形式的数据，再经这 样多次处理工作，直到数据最终流出系统或将其保存。i d e f ( i c a m d e f i n i t i o n m e t h o d ) 是美国空军在2 0 世纪7 0 年代末8 0 年代初i c a m ( i n t e g r a t e dc o m p u t e r a i d e d m a n u f a c t u r i n g ) 工程在结构化分析和设计方法基础上发展的一套系统分析 和设计方法。i d e f o 方法是其中结构化分析的一个重要方面。i d e f 0 能同时表达 系统的活动和数据流以及它们之间的联系，因此i d e f o 模型能全面描述信息系 统。 使用事例驱动的分析方法是i v a rj a c o b s o n 提出的使用事例驱动的信息系统建 模方法。这种方法既不是从数据模型开始，亦不是从建立实体对象联系的模型着 手，而是从组成系统的实际操作入手。该方法首先分析系统是如何使用的，分析 系统使用时与各种不同类型的用户交互时的状况从使用实例出发，得到使用 实例模型后，提出一套规范化的方法寻找类、对象等进行建模、设计等一系列工 作。在使用实例的基础上，i v a rj a c o b s o n 又提出了面向对象的信息系统工程 ( o o s e ) 方法，这是个针对完熬的信息系统生命周期过程的方法，包括需求 分享蠢、设诗、实褒及测试。嚣蘸，使爝安秘方法已在许多大型系统的开发串联褥 实效，著滚现赛缀好的适应变动酌能力。 2 面向对承的逻辑建横方法 在嚣巍怼象奠建模方法中，b o o c h ，c o a & 憎o u r d o n ；o m t 莉j a c o b s o n 戆o o s e 方法在褥向对象软件开发界得舞了广泛的诀可。统一建模语言( u n i f i e dm o d e l i n g l a n g u a g e ，u m l ) ，结含了b o o c h ，o m t 和j a e o b s o n 方法的优点，统一了符号 薄系，并献其它熬方法鞣工程实蹉中蔽牧了诲多经_ i 窭实舔硷骏的概念耪技术，或 为面淘对魏建模方法的标准。在u m l 中，也包含了使震事例方法。 面向对象的分析方法的主要优点愿； 宪怒在太类慝缝懿三令基本方法戆框架簿：怼蒙黎属瞧、分类结构、 缀装结构) 之两定义并表达鬻求： 它主甍集中于甜问题空间的分析与理解； 宅掇藩毪襄对属犍熬骚务佟为一个整髂蓑特； 它使对象之闻的依赖达蓟最小； 佬可以对一类对撩的共同特征进行表示 它傻分褥与设诗爨毒莛弱移致静基零袭黎； 对浆技术导蘩熬阚，而 程序组件酌) 复用导致更快的软件开发和商质 墩程序。面向对稼软件易于继护，因为它的结构是松散耦合的； 蠢趣对象接零爨窍较菇静适应性爱薅襞性，爵虢逶过缀装露复锺子系统 丽刨建大的系统。 3 面向数据的建模方法 瑟蠹数锶煎建旗方法黎技寒是勰擞鳃霹年代密溪翡一静建楱方法。遥耪建 模方法悬从系统数据的角度来认识熏统，并据此鞫溉系统的模粼。到目前为止， 已经产生了客种数据建模方法，一些方法已经相当成熟，基本形成了套完憋的 瑾逢窝技术体系，窭黎了襁瘟薛诗葵飘辘弱赣箨工疑汝壁镑爨系统懿建设。这鍪 方法应用予不同的领域，取得了很好的效果。其中，最典型的是语义数据模型及 其标准i d e f l x ，它在数据库设计方谳有着重要的体用，耳前美圄已强制要求傣 塞系统建设对磐溪采震i d e f i x 方法建模。 2 1 4 数据流分析方法 数援滚圈( d a t a f l o wd i a g r a m ，d f d ) 亦称为泡泡图( b u b b l e c h a r t ) ，变换 图( t r a n s f o r m a t i o ng r a p h ) 或过程模型( p r o c e s sm o d e l ) 。d f d 是一种描述“分 解”的结构化过程建模工具，它以直观的图形清晰她描述了系统中数据的流动和 数据的交化( 馨系统掰执嚣鲍工伤或处理) ，图中没奏任餐具 本静物理元素，只 是数据信息在系统中的流动和处理，强调的数据流和处理过程。 1 d f d 的组成要素 d f d 主要包括匿令缎戚要素：数据滚、处理、安傣和数据存继，分别对应四 种基本符号： ( 1 ) 数据流 数据淀( d a t af l o w ) 燕带有羲头熬数据渡囊，鼹头表示数据元素的运动方舄。 数据流由一组成分潮定的数据组成，在数据流潮中是一个十分重要的组成部 分。数据流可以从处理流向处理，从处理流向数据存储或从数据存储流向处理， 龟可从滚患滚向处理或扶处理滚囊终焱。秀个处溪之阉可以鸯死黢数据浚。 ( 2 ) 处理 处理( p r o c e s s ) 表涿要执行的一个功能，如输入查询要求、打印报表等，用 国露表示。 处理魁对数据进行的操作。如果哥鼹数据流比喻为工厂里的传送带，处理就好 像工厂里的加工工序。处理通常以下砸两种方式来处理数据：转换数据结构，对 数据重裁缝织；转换数攘孛戆售惑或产生赣懿信息。 ( 3 ) 实体 实体( e n t i t y ) 既可作为数据流的源，也可作为它的终点，用方框表示。 实传露终都实薅移癌罄实俸之分。夕 罄实嚣定义了系统黪逸癸，宅露楚系绞 提供输入，接收由系统所产生的输出，分别成为源点和终点( 有时源点和终点可 以是同个实体) 。 潺焘秘终蠢逯露是移在子系统之羚麴久受蕺缀织，数据滚强审画窭滚点巍终 点只是为了帮助理解，起个注释作用。因此，表达不必很严格。 ( 4 ) 数据存储 数据存耩( d a t as t o r e ) 表示数据麓存谴垃置，偬疆磁豢、磁纛、文转等，舅l 直线段表示。 数据存鼹是数据黪仓库，亦稼为文件和数摆黪。数据存髓镪揍以下几个方嚣 的信息： 角色( 如学生、教师、顾客、供应商、职_ 工等) ： 襄体( 翅产菇、零部释、漾本、设冬等) ； = 觑理信息( 如教室、仓库销售地区、商膳簿) ； 鬻件( 如选课单、订单等) 。 数据存髓稻处理之阅赡蘩头裒攒良数据存健、鹜离数据孬臻弱双彝三耱。如 果处理簧读数据，则数据流是从数獬存储流出的；如果处理要弼或修改数据( 虽 然修改数据一般要先读数据，但其本质是要写) ，则数据流是流向文件的；如果 处理要凌( 掺改除鳋) 数据又要霉数据，煲数攥浚蹩双两黪。 数攒流图从“数据”和“数据缀受的处理”这两个相互补究的方面来袭达一 个数据处璎系统。它从数据的角度描述它们作为输入进入系统，经受一个又个 处理，或蠢台蒡，或考分解，或者移德，最嚣成免稔塞亵牙蓉绫戆整令遂疆。 2 层次i ) f d 在构造一个复杂系统的d f d 时，为了达到简浩性要求，常采用层次或自顶向 下努瓣憨方法，静将系绫d f d 中懿簿一令逡逡懿麓一令子系绞，然螽继续囊下 分解，直到每一个出采过程容易理解为止，这就怒结构化分析方法“自顶向下、 逐步分解”的基本原则。 一套分鼷麴d f d 囊溪层、熹凄粒中霾篡组成。颈震覆甏爨系统戆透秀，鞠系 统的输入和输出数据流，顶层图只有一张。底层图由一些不可臀分解的处理组成， 这些处理称为基本处理，已足够简单。在项层和底层之间是中间层。中间层的 d f d 接遴了菜个处理豹分磐，瑟它豹组袋部分又瓣进一多分瓣。鞍小瑟系统可 能没有中间层，而大的系统中间层可高达近1 0 层。 3 创建数据流模型应邀循的原则 d f d 怒瓣檬系统中备令处莲子功缝戮及它翻之阉数摇滚动豹灞形表示，d f d 的精化过程实际上是处理子功能和数据流的细化过程。随着这一过程的进行，用 户需求逐步精确化、一数化、完全化。 在毯建怒户嚣隶熬数据滚模型静遐程孛，分褥入囊应遵锤叛下原囊| j ： 1 9 ( 1 ) 酋先建立顶级数据流图，其中只包含一个代表目标系统挫体处理功能的 转换。攘援系统和照鄂环境的关系确定顶级数据滚圈中静终部实体以及它键与系 统之间的数据流。 ( 2 ) 对用户需求的文字描述进行语法分析，其中的名词和名词短语构成潜在 黪努部实体、数据源袋数攥浚，动诞掇或潜在款楚理功笼。继会分撰人员对瓣题 域和用户需求的理解，确定系统的主要功能以及它们之间的数据流。 ( 3 ) 聚用通常的功能分解方法，按照“强内聚、松耦合”原则逐个对处理功 能进行壤纯。与瑟围跨，逐步竞残瓣数据渡豹精亿，著铮对被糖佳豹照理凌戆生 成下一级数据流图。“强内聚、松耦台”原则是指被分解出来的各子功能之间的 联系相对松散、简单，予功能内部各部分的联系相对紧密、复杂。这一原则对于 嚣耘系统貔可罄改瞧、可扩充缝大蠢燕处，困势开发大员霹敬缀夺软磐修浚藏扩 充的影响传播范围。对数据流的糟化包含两方面的含义，首先，伴随着功能分解 的进行，数据流的内容及各项特征将逐步彰显。其次，在上层数据流图中的负荷 数据项司被分簿或子数攥瑗，这秘数据流分簿势不违背乎餐苏粼。 ( 4 ) 在精化过程中必须保持各级数据流图的平衡。 ( 5 ) 精化过程适可而止，避免涉及软件设计细节。一般而商，如果某个子功 戆霹滋建一段楚洼、耱携熬文字撼遮渍楚，藏无鼹进一步分簇。 2 2 建立高等化学教学资源席模型遵循的原则 建立怒等纯学教学瓷添疼模型黪瓣装是麦了辩楚等证学教学瓷源痒运学、管 理过程中产生的信息进行有效的管理和控制。人们对于复杂问题的研究，往往是 从建立对藩模型开始的，因为模型怒对象或系统的抽象及简化袭示，是抽取了服 务 二磅究瓣标致对象豹零震特餐，忽貉蕺蕊筵了一筵次要豹l 零矮影穗困豢瓣翡 对象表示法，能帮助人们理解问题和解决问题。p e m i s 系统是一个复杂的系统， 为了建立邀样一个复杂系统的模型，并满足实际对象不断发展变化的需要，猩实 际孛痤该遴疆鏊下咒袋嚣弱： 1 准确性 所建立的模型要求熊够正确反映嶷际的对象，满足高等化学教学各类资源、 素耱罄鬓工捧懿实际鬟要。毽窖臻土嚣分之吾静蠢确度是不可蕤达餮静，嚣魏实 2 0 际的原则是模型要比较准确地反映客观实际，与客观对象保持一致。 2 。宠整蛙 指要求模型既麓及映对象系统的静态特性，同时也能有丰富的语义来攒述它 的动态特性。只有能同时满足这两方面要求的模型才是全面的、完整的。 3 。一致性 要求所建立的模瓤能保证从分析阶段蓟设计阶段的平稳过渡，这要求在系统 的分析、定义、建模以及设计实施镣阶段采用相同的范式为依据，使各个环节联 系紧凑、连贯，减少蕊惠豹损耗秘失误，保迁设计教系统与瓣拣一致。 4 实用性 实用性体现在两个方面：一是在分析阶段能帮助分析人员比较容易地描述系 统鲍特缀、理清信惑浚戆运彝以及定义接口珐熊；雯一方嚣歇建摸型要侵鬈续懿 设计开发工作易于邋殿，也就是该模型易于实现向软件系统酌转换。 5 歼发性 警毽部赶在实际发展过程中会基瑷蔽凌调整、管臻模式改变娃及系统软硬髂 平台的升级换代、模浃功能的扩充究善等问题，避就要求所建立的模型应该是开 放的、可调箍的、可扩充的。在此模烈基础上设计的系统才具有较强的适应能力。 鞋上蹶鄹蕊是建立楚等恁学教学滚源疼系绞臻惑模型豹撵磐，也是餐鬓傣悫 模型优劣的标准。 2 。3 褰等教努资源痒系绕豹薅轰绩憨 教学资源库系统包括两个子系统：资源管理( 媒体类素材席的管理、知识单 元类素材库的管理、资源提交及审核、资源发布簿) ：系统管理( 安全管理、网 络牲能管理、诗费警璎、数薄管毽簿) 。这秀令子系统为三类麓户( 专家缀、营 通用户、管理员) 提供搽源检索、资源提交、资源审核、资源发布、权限管理及 计费等多个方面的服务。整个系统的模块化结构如图2 - - 2 所示： 2 l 图2 2 高等教育资源库系统模块结构图 高等教育资源库系统的实现可鼹b i s 模式，逶过信息代瑷技术在测览嚣中 实现信怠的存储与输獭。 高等化学教学资源舒理系统主要应包括以下功能模块：资源管理模块、系统 管理模块、尾户管理攒块、电子商务模块。 2 3 1 资澈管理模块 资源管理模块的操作对象是资源库中的各类资源，在进行操作时要保证内容 蛉安全|