基于XML和ASP.NET的教學資源信息平臺的研究與設計

李曉春，黎湖廣，朱陽端

(長沙航空職業技術學院，湖南 長沙 410124)

近年來，隨著網絡技術應用，特別是移動互聯網技術的迅速發展，高校對數字化校園建設的重視程度和要求也日益提高，而教學資源信息平臺的建設則是數字化校園建設的一個重要內容。［1］教學資源信息平臺設計目的就是將校園的教育資源數字化，并實現數字化的信息管理方式、教學方式、學習方式和溝通傳播方式，從而形成高度信息化的人才培養環境，促進良好的師生互動，促進協作式、主動式的學習，促進科學、高效的管理，擴大校園教育承載能力和教育覆蓋地域，更好地培養學生的實踐和創新能力。［2］圖1簡潔地表達了教學資源信息平臺各方參與者之間的關系。

圖1 教學資源信息平臺參與者關系圖

目前，學院通過多年的示范性高職院校建設，特別是部分特色專業、精品專業和精品課程建設，已經開發了一系列教學資源，并通過院系、專業、課程各級網站初步形成了教學資源的共享。然而，在實際的使用過程中卻暴露出了許多問題:①教學資源提供不到位、不全面，一些課程和專業僅僅是發布了教師授課的PPT。②資源的采集標準和分類沒有統一的規范，學院各級網站按照各自的思路對教學資源進行分類，有的甚至不分類，將各種教學資源簡單的上傳發布。③資源的更新維護不及時，教學資源的發布經常是在網站部署完成后就不再更新，使用度不高，根本體現不了學校的動態持續行建設。④資源用戶之間缺乏交流討論。總而言之，教學資源缺乏統一的標準和管理規范，資源建設處于各自為政的無序狀態。為此，提出基于XML和ASP.NET的教學資源信息平臺的設計與實現方案，以期提高資源的共享度和使用率。

1 教學資源信息平臺主要業務功能需求

1)基礎信息管理:這里的基礎信息主要是指院系、學科專業及課程等資源歸屬的基礎數據信息。而且，院系、學科專業及課程的設置往往是動態發展變化的，因此有必要對其進行更新維護管理。

2)資源分類管理:資源的分類可以按照院系教學業務的要求和學科專業、課程的特點進行分類，比如可以分為教案、實訓案例、電子參考書、課后習題或作業、考試題庫等，也可以按照資源本身的文件格式的特點分為視頻、音頻、圖片、文字文檔等。具體的分類依據和方法可以根據實際情況自定義。

3)資源瀏覽與搜索:平臺系統用戶(主要是教師和學生用戶)既可以按照其所屬的院系、學科專業及課程的專業路徑瀏覽資源，還可以配合資源分類篩選快速查閱感興趣的資源。另外，用戶也可以直接輸入檢索條件對資源庫進行資源搜索查詢。

4)資源的上傳和下載:資源的上傳和下載是平臺系統的核心功能，也主要由教師和學生來完成，這是平臺系統資源的主要來源手段和方式，是實現教學資源信息平臺建設初衷(資源開放共享、用戶在線交流溝通，促進學生自主學習)的基礎。

5)資源管理:用戶新上傳的資源先不開放，要審核通過后才能正式成為開放共享的資源。這里的審核主要包括兩個方面:對資源內容的審核和對資源分類規范性進行審核。

6)用戶交流:為提高資源共享度和使用率，需要提供資源的評價留言功能，以促進用戶的線上互動交流討論。

7)用戶、角色管理:主要包括定義教學資源信息平臺系統角色、對新注冊的用戶信息進行審核、分配用戶和角色的權限等功能。

8)系統管理:主要包括資源統計分析、資源存放目錄管理、資源的批量導入導出、數據備份等功能。

2 教學資源信息平臺系統設計方案

2.1 系統總體架構

本教學資源信息平臺系統采用ASP.NET經典的B/S三層架構模式:界面表示層、應用邏輯層和數據訪問層。

界面表示層:是系統管理員、教師、學生等各種系統用戶與系統進行交互的網頁界面。應用邏輯層:根據各系統用戶的業務請求，對數據訪問層進行數據讀寫調用，并將結果反饋給界面表示層。數據訪問層:根據業務邏輯層的調用請求，通過ADO.NET技術對教學資源的XML文檔和數據庫中的資源進行讀寫訪問操作。

2.2 基于用戶角色的統一身份驗證和權限管理

根據實際業務需求，本教學資源信息平臺系統設定了四種基本用戶角色:教師、學生、資源管理員、系統管理員，如圖2所示。教師可以對其獲授權范圍內的課程或專業進行教學資源的瀏覽、編輯和上傳發布等操作。學生則可以通過瀏覽資源網頁，下載其感興趣的教學資源，進行自主學習。資源管理員主要負責對基礎信息和資源的分類進行管理，并對上傳的資源進行審核管理等。系統管理員可以對系統角色和用戶信息及其權限進行管理，并對教學資源進行備份、導入導出等維護操作。

圖2 教學資源信息平臺角色用例圖

考慮到該教學資源信息平臺系統為學院整體數字化校園建設的組成部分，因此用戶登錄后的身份驗證采用統一的基于SOA(Service Oriented Architecture)的集中驗證方式。［3］為此，需要將用戶和角色管理應用單獨部署為Web Service服務。教學資源信息平臺系統以及數字化校園的其他各系統的用戶使用統一的登錄驗證服務，避免了人員信息的重復和信息孤島間數據不一致的現象，從而提高管理水平和管理效率。

2.3 基于XML的教學資源規范化描述

XML因自身描述能力強、格式簡單，實現了結構、內容、表現這三者的分離，在各個領域都得到了非常廣泛的應用。［4－5］XML現已成為 Web上數據表示、集成和交換的標準。我國的遠程教育技術標準化委員會提出了一個比較完整的中國網絡教育技術標準體系結構，產生了11種規范，本系統主要依據《教育資源建設技術規范(CELTS－41)》、《學習對象元數據(CELTS－3)》和《基礎教學資源元數據規范(CELTS－42)》，對資源庫中的資源數據進行規范化的描述。其中CELTS－41的基本結構:①嚴格遵守的必須數據元素;②作為參考并對每類資源都適用的通用可選元素;③針對資源特色屬性的分類數據元素。數據元素的主要功能是通過數據元集定義教學資源對象的各類屬性，屬性的大量實例可以表示為關系型數據庫中的表，從而可以利用數據庫系統對資源進行管理。數據元標準可以很自然地利用XML表示和傳輸教學資源。而XML通過它標準的DTD定義方式，允許所有能解讀XML語句的系統辨識用XML_DTD定義的元數據格式，實現對不同格式的釋讀問題。本系統把課件、試卷、問題解答和媒體素材等電子教育資源進行XML轉換，實現教學資源大范圍內的交換和共享，還能配合多版本的XSL實現基于用戶角色信息的人性化界面呈現。

2.4 教學資源XML文檔的存儲方式和讀寫訪問

考慮到微軟數據庫產品SQL Server 2008支持SQL查詢、事務管理、自優化處理、并發處理、數據備份與還原和安全控制等優秀特性，本教學資源信息平臺系統選用該數據庫來保存描述教學資源元數據信息的XML文檔。所采用的思路是根據教學資源XML文檔的Schema，將元素轉換為數據庫中的表及字段來實現XML文檔在數據庫中的存儲。具體做法是將從Schema文檔中解析出來的實體和類型，創建數據庫中的數據表并以實體間的關系設定主外鍵關系。由于該方式具有較好的查詢效率和簡便的XML文檔讀寫操作的特點，本文采用該方式來存儲XML文檔。

對于保存在SQL Server中的教學資源XML數據進行讀寫操作可以通過ADO.NET提供的類和方法(如ReadXML()方法和WriteXML()方法)來完成。但是更好的方式是借助SQLXML4.0提供的SQLXmlCommand類的CommandType屬性指定執行SQL語句命令或Xpath命令進行查詢操作，或通過指定執行DiffGram或updategram來進行數據的寫入操作。另外，還可以通過SQLXML4.0中提供的另一個類SqlXmlAdapter的Fill()方法將XML數據填充至DataSet，并通過Update()方法將修改后的Data-Set對象更新到XML。

3 結束語

從學院教學資源信息平臺系統的實際需求出發，依據國家相關規范，并綜合考慮學院整體數字化校園建設體系，提出了基于XML的對教學資源進行規范化描述的建議及利用ASP.NET和SQL Server有關技術的教學資源信息平臺系統建設方案，并對其中的一些關鍵技術進行了說明，為后續的教學資源信息平臺系統開發實現工作奠定了基礎。

［1］李利平.高職教育專業教學資源庫建設的改革思考［J］.中國高教研究，2011(6):90－91.

［2］戴勇.高職院校共享型專業教學資源庫建設核心問題研究［J］.中國高教研究，2010(3):80－81.

［3］任?？疲惗酥?基于SOA通用身份登錄系統分析與設計［J］.齊齊哈爾大學學報(自然科學版)，2010，26(5):25－29.

［4］汪仲陽，吉逸.基于XML遠程教育資源描述與管理系統的設計［J］.計算機應用，2004，24(6):171－173.

［5］劉為，羅念龍，高國柱.基于XML技術的網絡教學數據處理系統實現［J］.計算機應用研究，2004(1):15－16.