共享式網絡教學資源系統的分析與關鍵技術

陳 萍，章戰士

（南方醫科大學 教育技術中心，廣東 廣州510515）

網絡教學資源，也稱數字教學資源，是指用于教學過程及其評價的數字化形式的教材、課件、教案、輔助學習資料、習題試題集、工具型資料等。近十年，隨著國家教育部對高校教育信息化的重視，及各級教改項目的拉動，各高校教育信息化的程度逐漸提高。各種資源類、課程類、教學類的信息系統幾年間便迅速地被國內高校運用，大學內各院系的教育資源均實現了數字化。 但由于信息系統標準的各異性、技術的復雜性、應用的多樣性等特征，使得大量的教育資源難以共享，不同的教育系統間難以互相溝通，而各類教育資源快速增加所帶來的綜合管理、整合運用等問題逐漸成為各高校在教育信息化改革中的主要難題。如何有效地利用這些電子資源，為校內乃至校外遠程教育用戶提供豐富的數據應用服務，是當前教育信息化建設亟待解決的問題，解決這個問題的關鍵在于教育信息標準化。

一、高校教學資源共享及整合應用的意義

高校內的教學及科研資源共享是每個高校教育信息化改革的必然方向，也是為廣大師生提供優質教育服務的一個重要指標。但目前大多數的資源都掌握在各個教師或者教研室手中，或者分布存儲在不同數據結構、不同技術標準的信息化系統中。共享性比較差，時間一長逐漸被趨勢所淘汰，而當時需要使用這些資源的人卻難以獲取。如果能將這些分散的資源通過一套標準整合起來，梳理分類，提供統一的查詢借閱等服務，在教育資源應用領域將極具意義。

若能再進一步地讓所有往后的資源生產者都依循這套標準去制作資源，那么實現校內教學資源的共建共享及統一管理將變成可能，相對以往的散亂的模式，大大地節約管理及建設的成本。此應用模式還可以拓展到校際及各科研單位之間的教學科研合作領域，從而實現區域內或者專業內的資源大規模的共建共享。通過網絡可以讓這些優質的資源延伸到一些資源匱乏的邊遠地區，為地區教學資源均衡化做出貢獻。

二、共享式教學資源系統的需求及應用分析

1.目前高校教學信息化系統存在的幾種現象

（1）資源分散，查找困難。數據被分別存儲在不同的系統里面，應用邏輯各異，有時甚至會因系統的功能缺陷而無法檢索，導致數據難以被發現，非常不利于老師與學生的運用。

（2）缺乏規范，無法管理。目前大部分系統從功能上都未能達到全格式多媒體數據管理的要求，缺乏對元數據管理科學規范的標準和方法，導致相同的數據存放在不同應用需求的系統里面，進行分別管理，這樣不僅給數據的統一管理造成極大不便，且浪費人力物力。

（3）信息孤島，無法共享。由于各系統的軟件架構、運行環境差異很大，系統間各自為政。猶如一個個的信息孤島，數據無法互聯和共享，導致一件多存、重復建設的現象。

2.共享式教學資源系統需達到的幾個目標

建立一套簡易通用的適用于教學資源的數據參考標準。使用這套標準能開發中間件接口去集合已有的數據，并能指導往后各類數字教學資源的生產。

系統本身需具有共建共享的機制。除自身數據外，能集合各方資源數據，整合后能再次對外提供服務，服務對象可以是直接的用戶，也可以是第三方的系統平臺。

系統的表示層需符合易用性、高效性的要求。能統一檢索，并且實現全媒體的在線借閱，用戶只需要通過一個入口，就能快速地檢索到自己所需要的內容，并且能按一定規則選擇借閱或在線預覽。

系統需達到較高的安全標準，并且具有較高穩定性。采用多級部署的方式，提高并發量，在業務邏輯層及存儲層需采用多級權限驗證的安全機制，采用一定加密處理手法，保證元數據無法被竊取。

三、所采用的關鍵技術及實現方法

已有教學資源的整合需要考慮與應用低耦合，能遵循公共標準，且易于實現的方法。而元數據獲取協議[1]（Open Archives Initiative Protocol for Metadata Harvesting，簡稱OAI-PMH），恰好是一個基于HTTP協議、與應用無關的、易于實現的低成本元數據共享和互操作協議。將OAI-PMH引入到網絡教學資源系統來，實現了基于教學資源元數據的提供、收割、存儲、管理以及應用的整套流程。其他系統則遵循元數據操作協議并發布自己的元數據記錄，本系統則按照各系統提供的基地址[2]（Base URL）將其他系統的元數據信息收集起來，實現對分布式系統的統一查詢和數據獲取。而OAI-PMH中的兩個主要參與者是數據提供者和服務提供者，本系統如何實現服務提供者和數據提供者是本系統區別于一般教學信息系統的關鍵。

按OAI-PMH協議的角色分配，系統應該作為一個服務提供者，系統內置了元數據收割器[3]，收割來自不同異構系統的數據，開發收割器的具體操作方法時參考OAI-PMH互操作協議中的6個動詞方法，分別是（1）Identify、（2）Listmetadataformat、（3）Listsets、（4）ListIdentifiers、（5）ListRecord、（6）GetRecord。 圖 1 為 OAI的元數據互操作框架。

圖1 基于OAI的元數據互操作框架

在已有的教學信息化系統中，OAI-PMH服務程序可以作為一種數據發布方式，嵌入到這些系統中，在這種情況下只要把OAI-PMH數據提供者程序設計為軟件模塊或者插件即可。例如把接口做成Java或Perl[4]的軟件包，利用這些模塊對原有應用系統進行簡單改造，就可以實現數據提供者的功能，本系統則按照各系統提供的基地址（Base URL）將其他系統的元數據信息收集起來，調整業務邏輯對外再次提供數據級或者應用級的服務。嵌入式數據提供者實現如圖2所示。

圖2 嵌入式數據提供者程序

四、結束語

本文在分析目前高校教育資源整合應用中的主要矛盾、研究元數據獲取協議的基礎上，結合南方醫科大學的實際需求，提出了一個共享式網絡教育資源系統，并對該系統做出了分析，探討了一些具體的實現辦法。共享式網絡教學資源系統能夠實現不同數據庫格式的教學資源高效的集合運用，為解決教學數據共建共享難這個問題提供了一定的解決思路。系統在設計及實現時充分考慮了各方面的應用需求，除了自身面向終端客戶提供直接的查詢運用外，更重要的是打造一個健全的教學科研類數據底層，作為一個數據提供者為以后各個應用需求的系統提供數據服務，如全日制本專科教學數據服務、遠程教育數據服務、職業教育數據服務、科研數據服務等。

[1]沈藝.OAI協議及其應用[J].現代圖書館情報技術,2004(2):25-26.

[2]畢強,朱亞玲.元數據標準及其互操作研究[J].情報理論與實踐,2007(5):25-27.

[3]Diann Rusch-Feja.The open archives initiative and the OAI protocol for metadata harvesting:rapidly forming a new tier in the scholarly communication infrastructure[J].Learned Publishing,2002(15):35-36.

[4]李勇文,牟銳.OAI數據提供者接口的設計與實現[J].西南民族大學學報(自然科學版)2004(6):65-66.