高校校园网教学资源库的研究

1、    高校校园网教学资源库的研究    摘要：校园网在我国高等院校已日益普及，但由于网上教学资源的缺乏，使得许多高等院校并未发挥校园网有的功效。教学资源的建设已成为校园网发展的关键问题。本文在分析教学资源库建设现状的基础土；对高校校园网教学资源建设的主要内容、体系结构和关键技术进行了相关论述。关键词：校园网 教学资源库 元数据 资源建设一、引言随着高校校园网的快速发展，愈来愈多的教师可以利用网络开展各种教学活动，但教学资源尤其是教学应用中的软件资源有限，资源共享率不高，利用率低，成为制约教学效率进一步提高的“瓶颈”。在这种情况下，要尽快地实现我国高校教

2、育和科研的信息化，就必须充分发挥现代信息技术的优势，建好、管好和用好教学资源，从而加快我国高等教育现代化建设的步伐。目前，如何使分散的教学资源实现共享，如何提高教学资源的利用率，建立规范、丰富、实用、可广泛共享的高校教学资源库，已经成为亟待解决的问题。二、校园网教学资源建设现状分析校园网除了要有必要的硬件资源外，还必须有充足的教学软件资源。教学资源建设是一项长期而艰巨的基础工程，也是校园网建设的重点工程，教学软件资源的建设已成为校园网发展的核心问题。校园网教学资源建设，不是简单地将传统地教学资源，如书本、胶片、实物等电子化、数字化，而是要根据学科及网络教学的特点，重新进行规划、教学设计与建设。

3、而目前教学资源建设普遍存在以下几个问题：1.重硬件资源建设、轻软件资源建设目前我国的教育信息化普遍存在着“重建设、轻应用，重硬件、轻软件”的现象，很多高校把主要精力、财力都花费在铺路、建网、购买机器设备上，对于应用则关注较少，缺乏必要的资金投入，没有配套的软件资源建设方案和措施，忽视了应用系统、网上资源和人员队伍的建设，这正是当前许多高校校园网不能发挥效益的主要原因所在。2.重数量、轻质量，教学资源建设简单化有些高校虽然建立了网络教学资源库，但是这些资源库只是试题、课件、教案、教学录像等教学资源的简单堆积，而且只有简单的目录，并没有详细的划分类别和资源介绍，教师搜索起来非常的不方便。部分高校的

4、教学资源库就是购买大量的教学光盘进行拷贝，重数量而不重视质量，教学资源缺乏科学性的教学设计，导致教师的使用积极性不高，教学资源的利用率低。3.教学资源建设不规范校园网教学资源的建设是依靠众多单位或多人合作完成的，因而具有复杂性和多样性，缺乏统一的标准和规划，资源分类不规范，种属界定不清，内容庞杂凌乱、相互包含重叠，不利于教师使用，不利于学生自主学习，也不利于管理，给校园网内部教学资源的管理和使用以及实现与外界交流带来了诸多不便。4.教学资源建设缺乏开放性管理现有的资源库中的管理系统只允许管理员进行日常管理，缺少了与师生交互的界面，不能充分调动师生利用资源库的积极性，自然降低了资源库的利用率。针

5、对目前校园网教学资源库的现状，笔者提出了高校教学资源库建设的主要内容、体系结构和相关的技术问题。三、校园网教学资源库的内容建设1.教学资源库的内容根据教育资源建设技术规范说明，教育资源的建设主要有四个层次的含义：一是素材类教育资源建设，主要包括试题库、试卷素材、媒体素材、文献素材、课件素材、案例素材、常见问题素材和教育资源索引；二是网络课程库建设，它是按照学科知识体系以及网络教学的要求，对各种教育资源的综合集成；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。所以，校园网络教学资源的内容

6、应该包括以下几个主要方面：(1)素材类教学资源库：按照教育资源建设技术规范，在教学资源管理平台下整合各种媒体素材(文本类素材、图形/图像类素材、音频类素材、视频类素材、动画类素材)、题库、试卷素材、案例、课件与网络课件、文献资料等，为网络课程建设、教师备课、课件制作、网络授课和网上辅导练习等提供资源。(2)网络课程库：国家教育部高等教育司颁布的现代远程教育技术标准体系和11项试用标准v1.0版中指出，网络课程是“通过网络表现的某门学科的教学内容及实施的教学活动的总和，它包括两个组成部分：按一定的教学目标、教学策略组织起来的教学内容和网络教学支撑环境”。从资源建设角度看，网络课程也应是教学资源库

7、的一部分，其特点是交互性、开放性、共享性、协作性和自主性，可直接用于网上学习的一门完整的课程。(3)平台建设：由于整个资源平台是构架在校园网上的，所以教学资源平台的建设应纳入校园网建设中，同时应当能够满足教学资源库运行管理的需要。2.教学资源分类依据为充分开发与利用网络教育资源，必须采用符合人们思维方式的、科学合理的分类方法来储存信息、组织信息与揭示信息。三个主要分类属性，即学科、适用对象和素材类型，这三种分类是对资源进行组织的基本依据。每一种分类组合代表了不同的资源组织线索，体现了资源组织方式的多样性，适用于不同类型的资源库建设。如图1：建立学科资源库，则建设者可先以学科为总的分类依据，确定

8、每个学科应涵盖的具体内容，再根据适用对象和素材类型进行详细划分。对于其它类型的资源建设模式，也可以适用对象或素材类型为优先分类依据。3.教学资源数字化教学资源中的文本数字化，通常通过ocr实现，通常把教学中要用的文字资料输入电脑，保存为html格式，方便在网上传输。另外，很多高校还有大量积累的音像教学磁带，这些资料必须通过数字视频采集卡把音像资料的模拟信号转换成数字信号，使之成为资源库的重要部分。从资源开发的角度，定义了各类资源应用于教育领域中应符合的最低技术要求，这是所有资源应达到的最低标准。以音频素材为例：数字化音频的采样频率不低于11 khz；量化位数大于为8位；声道数为双声道；存储格式

9、为wav、mp3、midi或流式音频格式；数字化音频采用wav格式为主；用于欣赏的音乐为mp3格式；midi设备录制音乐使用midi式；音频数据都要制作成real流式媒体格式(rill或m3u)格式；语音采用标准的普通话 (英语及民族语言版本除外)配音；英语使用标准的美式或英式英语配音，特殊语言学习和材料除外。4.教学资源编码为了便于存储和管理，应对各种分类进行统一编码。为保证编码的唯一性、稳定性和可扩充性，采用对象编码方式，即每一个属性值，都由三个部分唯一确定：类、对象、属性，编码id就是这三个组成部分的编码的组合。对于存在国家编码的属性值，同样纳入体系，但编码id采用国家编码。问具体编码可

10、以参考现代远程教育资源建设技术规范(试行)。四、高校教学资源库的体系结构根据信息资源自身的性质，教学资源库不是资源的简单集合，应以一定的教育教学理论为指导，遵循国家颁布的标准化规范，经过周密的设计而开发出的复杂性系统，校园网教学资源库应该具备以下功能：能够方便、快捷的信息检索；根据用户划分权限管理；师生可以自行添加资源、管理资源；资源种类齐全、科学；系统安全可靠，维护简单。本文提出了一种校园网教学资源库建设体系结构，系统的总体结构如图2所示。系统的概况如下：(1)系统由二个模块构成，分别为：资源管理模块、系统管理模块，其中系统登陆用户分为三种身份：系统管理员、教师和学生。不同的身份对系统具有不

11、同的权限。系统管理员的权限最高，他负责系统日常的维护，负责审核权限并授权。教师可以发布、管理、审核教学资源。学生可以检索和发布教学资源。资源管理模块负责管理各类资源，其中包括媒体素材库的管理、题库管理、案例库的管理、课件库管理、文献库管理、常见问题解答库管理、资源目录索引库管理和网络课程的管理等。主要功能是各类资源的上传、下载、查询、删除、发布以及资源的使用统计等等。系统管理模块主要负责对整个系统维护工作，以保证系统的稳定性、安全性和可扩展性。主要包括系统的用户管理、配置管理、性能管理、安全管理、功能扩展接口等。(2)系统体系结构采用三层结构模型，前端客户为客户设备browser)，表示层放在

12、前端，应用层放在应用服务器上，数据层单独用一个服务器。与传统的c/s方式相比，这种三层(browser/web/server)结构可以充分利用现有浏览器软件，减轻了网络和客户机的负载，具有统一的标准，维护起来相对简单，并且支持跨平台。系统客户端使用java applet、activex技术，数据库为 oracle或sqlsever7.0。(3)数据库服务器是系统的核心，管理绝大部分资源，包括媒体素材库、题库、案例库、课件库、文献库、常见问题解答库、资源目录索引库等，此外，还管理用户基本信息、访问记录等。五、高校教学资源库的关键技术校园网教学资源库在实际应用中由于多媒体教学资源的数据量很大，而且

13、同时访问的师生数量较多，因此校园网中的数据流量和并发访问人数均要比一般的局域网高很多，所以教学网络中的资源存储、管理、共享，安全性都成为了不可忽视的问题。下面主要谈谈几个需要解决的技术问题：1.数据存储技术由于教学资源库资料数量极大，转换成数字资料所需的存储容量也相当大，教学资源库所涉及的数据类型有文本、图像、语音、图形等，而且所面临的数据将会是海量的，如何保存和管理海量数据是系统设计的核心任务之一。随着信息的爆炸式增长，存储技术也将经历发展历程：从基于单服务器的直连存储，发展到以nas(network attatched storage，网络附加存储)、san(storage area ne

14、twork，存储区域网络)为体现形式的基于局域网的网络存储。目前，笔者所在高校的教学资源库存储采用的是nas技术，如图3所示。根据教学资源文件系统的不同，nas设备分为光盘镜像服务器和磁盘阵列服务器。光盘镜像服务器用于对各种光盘教学资源的网络高速共享，磁盘阵列服务器则实现对各种格式文件 (powerpoint、word、excel、ipg、mpeg、wav等)高速共享，解决了大容量存储的问题，但是在使用过程中也发现了nas存在的问题。nas的传输能力有限。在nas中，数据的传输通过现有的局域网实现，但局域网原本是用来实现消息传递的，只适合短暂的突发数据传输，不能满足大容量连续数据传输的要求；同

15、时，网络上大量计算机之间的通信也会占用有限的网络带宽，所以当网络规模较大时，必然会导致数据传输速率减慢。另外，nas虽然具有一定的可扩展性，但是它的可扩展性不是线性的。在某一临界点曲线变为水平后，nas就无力应付此时的负载。根据组织大小和网络拓扑结构的不同，让各个nas服务器为不同工作组服务违反了它应用于简单场合的本性。此时管理组织的存储需求，会需要更多资源而不是更少。而相对这些问题，san就是一个很好的选择。san是一种高速的专用网络，它建立起服务器、磁盘阵列和磁带库之间的一种直接连接。它的特点是高速度、高可靠、易扩充。适当的部署san解决方案，能减轻本地服务器的负担，服务器无需搜索它自己的

16、磁盘(或扩展磁盘)，这样就能加快信息传到用户手上的速度。网络不再因ip流量过大而导致拥挤。将存储与服务器隔离简化了存储管理，用户不用再管理各种lan或wan存储设备，能够统一、集中地管理各种资源。实现san存储区域网的通信技术很多(诸如infiniband、ip等)，但目前使用最为广泛、也是最成功的就是以fc(fibre channel)协议为基础的技术，所以人们一提到san存储区域网 (或称存储网络)一般就是指fcsan。而校园网教学资源系统可以根据用户的具体情况来设计和构建fcsan存储网络。本文例子采用双机容错系统结构，这种结构保证了在两台主机中任一台发生故障时系统还能正常工作，不会因主

17、机故障而使整个系统瘫痪。它与外部存储系统构成san，提供数字资料存储和快速的查询检索、资料阅览、资料视听等服务。如图4：以san存储光纤交换机为网络核心，服务器等设备通过安装光纤hba卡和数据存储设备(如光纤磁盘阵列、磁带库等)一样都是通过fc线路(包括光纤和铜缆)接入光纤交换机，从而构成一个 fc san存储网络。通过冗余交换机及其上的路由管理、服务器上冗余光纤hba卡和光纤磁盘阵列上的冗余控制器和主机通道以及服务器上安装的冗余链路管理软件，将整个fcsan构建成没有任何单点故障的高可用性的存储网络，支持各种设备的在线软件和firmware升级、交换机和控制器的在线替换以及高可用性的服务器集

18、群等高可用性应用。2.搜索引擎技术为了提高教学资源的使用率，资源库除了设计各种排行榜和积分机制，师生的任何操作都会被记录，并赋予一定的积分，同时定期更新排行榜，从而激励师生积极使用。此外，校园网教学资源建设中还应该考虑创建良好的资源搜索引擎，使建好的资源库发挥充分作用，让师生能够快速、准确地搜索到需要的教学资源，增加资源的使用率。目前，比较流行搜索引擎技术为元搜索引擎(metasearch engine)，它是将用户提交的检索请求到多个独立的搜索引擎上去搜索，并将检索结果集中统一处理，以统一的格式提供给用户，因此有搜索引擎之上的搜索引擎之称。它的主要精力放在提高搜索速度、智能化处理搜索结果、个性搜索功能的设置和用户检索界面的友好性上，查全率和查准率都比较高。目前比较成功的元搜索引擎有metacrawler、dopile、ixquick等。3.系统安全性保证系统平台采用防火墙、用户身份认证、用户信息库安全保障和备份等多种网络安全措施，确保系统安全。在用户管理方面采用基于角色权限访问控制，利用角色作为平台访问权限分配的中介，有利于灵活适应用户的变更和进行使用权限的分配调整，用户可根据自己的安全系统，进行权