共享式网络教学资源系统的分析与关键技术

陈 萍，章战士

（南方医科大学 教育技术中心，广东 广州510515）

网络教学资源，也称数字教学资源，是指用于教学过程及其评价的数字化形式的教材、课件、教案、辅助学习资料、习题试题集、工具型资料等。近十年，随着国家教育部对高校教育信息化的重视，及各级教改项目的拉动，各高校教育信息化的程度逐渐提高。各种资源类、课程类、教学类的信息系统几年间便迅速地被国内高校运用，大学内各院系的教育资源均实现了数字化。 但由于信息系统标准的各异性、技术的复杂性、应用的多样性等特征，使得大量的教育资源难以共享，不同的教育系统间难以互相沟通，而各类教育资源快速增加所带来的综合管理、整合运用等问题逐渐成为各高校在教育信息化改革中的主要难题。如何有效地利用这些电子资源，为校内乃至校外远程教育用户提供丰富的数据应用服务，是当前教育信息化建设亟待解决的问题，解决这个问题的关键在于教育信息标准化。

一、高校教学资源共享及整合应用的意义

高校内的教学及科研资源共享是每个高校教育信息化改革的必然方向，也是为广大师生提供优质教育服务的一个重要指标。但目前大多数的资源都掌握在各个教师或者教研室手中，或者分布存储在不同数据结构、不同技术标准的信息化系统中。共享性比较差，时间一长逐渐被趋势所淘汰，而当时需要使用这些资源的人却难以获取。如果能将这些分散的资源通过一套标准整合起来，梳理分类，提供统一的查询借阅等服务，在教育资源应用领域将极具意义。

若能再进一步地让所有往后的资源生产者都依循这套标准去制作资源，那么实现校内教学资源的共建共享及统一管理将变成可能，相对以往的散乱的模式，大大地节约管理及建设的成本。此应用模式还可以拓展到校际及各科研单位之间的教学科研合作领域，从而实现区域内或者专业内的资源大规模的共建共享。通过网络可以让这些优质的资源延伸到一些资源匮乏的边远地区，为地区教学资源均衡化做出贡献。

二、共享式教学资源系统的需求及应用分析

1.目前高校教学信息化系统存在的几种现象

（1）资源分散，查找困难。数据被分别存储在不同的系统里面，应用逻辑各异，有时甚至会因系统的功能缺陷而无法检索，导致数据难以被发现，非常不利于老师与学生的运用。

（2）缺乏规范，无法管理。目前大部分系统从功能上都未能达到全格式多媒体数据管理的要求，缺乏对元数据管理科学规范的标准和方法，导致相同的数据存放在不同应用需求的系统里面，进行分别管理，这样不仅给数据的统一管理造成极大不便，且浪费人力物力。

（3）信息孤岛，无法共享。由于各系统的软件架构、运行环境差异很大，系统间各自为政。犹如一个个的信息孤岛，数据无法互联和共享，导致一件多存、重复建设的现象。

2.共享式教学资源系统需达到的几个目标

建立一套简易通用的适用于教学资源的数据参考标准。使用这套标准能开发中间件接口去集合已有的数据，并能指导往后各类数字教学资源的生产。

系统本身需具有共建共享的机制。除自身数据外，能集合各方资源数据，整合后能再次对外提供服务，服务对象可以是直接的用户，也可以是第三方的系统平台。

系统的表示层需符合易用性、高效性的要求。能统一检索，并且实现全媒体的在线借阅，用户只需要通过一个入口，就能快速地检索到自己所需要的内容，并且能按一定规则选择借阅或在线预览。

系统需达到较高的安全标准，并且具有较高稳定性。采用多级部署的方式，提高并发量，在业务逻辑层及存储层需采用多级权限验证的安全机制，采用一定加密处理手法，保证元数据无法被窃取。

三、所采用的关键技术及实现方法

已有教学资源的整合需要考虑与应用低耦合，能遵循公共标准，且易于实现的方法。而元数据获取协议[1]（Open Archives Initiative Protocol for Metadata Harvesting，简称OAI-PMH），恰好是一个基于HTTP协议、与应用无关的、易于实现的低成本元数据共享和互操作协议。将OAI-PMH引入到网络教学资源系统来，实现了基于教学资源元数据的提供、收割、存储、管理以及应用的整套流程。其他系统则遵循元数据操作协议并发布自己的元数据记录，本系统则按照各系统提供的基地址[2]（Base URL）将其他系统的元数据信息收集起来，实现对分布式系统的统一查询和数据获取。而OAI-PMH中的两个主要参与者是数据提供者和服务提供者，本系统如何实现服务提供者和数据提供者是本系统区别于一般教学信息系统的关键。

按OAI-PMH协议的角色分配，系统应该作为一个服务提供者，系统内置了元数据收割器[3]，收割来自不同异构系统的数据，开发收割器的具体操作方法时参考OAI-PMH互操作协议中的6个动词方法，分别是（1）Identify、（2）Listmetadataformat、（3）Listsets、（4）ListIdentifiers、（5）ListRecord、（6）GetRecord。 图 1 为 OAI的元数据互操作框架。

图1 基于OAI的元数据互操作框架

在已有的教学信息化系统中，OAI-PMH服务程序可以作为一种数据发布方式，嵌入到这些系统中，在这种情况下只要把OAI-PMH数据提供者程序设计为软件模块或者插件即可。例如把接口做成Java或Perl[4]的软件包，利用这些模块对原有应用系统进行简单改造，就可以实现数据提供者的功能，本系统则按照各系统提供的基地址（Base URL）将其他系统的元数据信息收集起来，调整业务逻辑对外再次提供数据级或者应用级的服务。嵌入式数据提供者实现如图2所示。

图2 嵌入式数据提供者程序

四、结束语

本文在分析目前高校教育资源整合应用中的主要矛盾、研究元数据获取协议的基础上，结合南方医科大学的实际需求，提出了一个共享式网络教育资源系统，并对该系统做出了分析，探讨了一些具体的实现办法。共享式网络教学资源系统能够实现不同数据库格式的教学资源高效的集合运用，为解决教学数据共建共享难这个问题提供了一定的解决思路。系统在设计及实现时充分考虑了各方面的应用需求，除了自身面向终端客户提供直接的查询运用外，更重要的是打造一个健全的教学科研类数据底层，作为一个数据提供者为以后各个应用需求的系统提供数据服务，如全日制本专科教学数据服务、远程教育数据服务、职业教育数据服务、科研数据服务等。

[1]沈艺.OAI协议及其应用[J].现代图书馆情报技术,2004(2):25-26.

[2]毕强,朱亚玲.元数据标准及其互操作研究[J].情报理论与实践,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,牟锐.OAI数据提供者接口的设计与实现[J].西南民族大学学报(自然科学版)2004(6):65-66.