基于SOA的在线学习资源集成模式的研究

徐媛媛　郭丽晓

摘要：随着信息技术和学习理论的发展，以虚拟学习、移动学习为代表的新型在线学习方式也逐步进入了大众的视野，但是受限于不同学习平台之间资源共享、复用难等问题，严重影响以学习者为主导的个性化学习需求。为解决现阶段在线学习出现的瓶颈，研究基于SOA架构的在线学习资源集成模式，能够以轻量级的方式在不影响原系统的情况下，实现对于不同技术框架下的资源平台之间的数据集成，实现对在线学习资源的共享、提高检索能力等，为个性化、可持续的在线学习提供新的解决途径。

关键词：SOA；在线学习；移动学习；个性化学习；资源整合

中图分类号：TP393.02 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2016）24-0163-02

Abstract： With the development of information technology and learning theory， virtual learning， mobile learning as a representative of the new online learning methods have gradually entered the public view， but limited on sharing resources between different learning platform， multiplexing difficulties and other issues， the serious influence to learners for leading the personalized learning needs. In order to solve the bottleneck of the online learning study SOA based online learning resource integrated model， can in a lightweight way without affecting the original system， for different technical framework of the resources platform of data integration， Realize the sharing of online learning resources， improve the ability to retrieve and so on， in order to provide a new way to solve the personalized and sustainable online learning.

Key words： SOA； online learning； mobile learning； personalized learning； resource integration

1 引言

近年来在教育领域以构建主义为代表的学习理论得到广泛的关注，该理论更加强调学习者的主体地位，提倡情景学习、协作学习等新的学习思路，为教育的发展指明了一个方向，信息技术的发展则为这一理论的实践提供了基础。网络在线学习、移动学习的发展为学习者个性化学习提供了途径。据统计，至今世界各国的在线注册学生人数占高等教育人数的比例已超过25%。然而面对与日俱增的在线学习类型，和庞大的在线资源基数，在线教育遇到的瓶颈。质量参差不齐的教学资源，异构平台间的资源孤岛问题，都是的人们很难获得理想的学习效果。如何整合现有的在线学习资源，提供一个易拓展、易维护的资源集成方案迫在眉睫。

2 在线学习现状及存在的问题

2.1 在线学习应用研究

E-Learning也称在线学习，是指在计算机网络环境下开展的学习模式，这种基于技术的学习可以最大程度的利用网络信息资源，让学习地点和时间不再局限于传统的教学环境中，特别是以移动学习为代表的在线学习模式，这种方式在利用碎片化时间实现自主学习方面的特点更加突出。

在线学习应用领域非常广，从早些时候的远程教育拓展到了现在的企业培训、教师培训、技能培训和私人定制的个性化教育等，可见在教育领域中在线教育的地位日渐重要起来了，学者们对这方面的研究也是只增不减。在线学习应用方面中比较重要的有对教学模式和资源建设的研究。通过研读近几年相关文献资料可见，关于在线学习的研究分为两个阶段，前一阶段是着重与传统教学模式的对比式研究，在此基础上研究出了自主学习、研究学习、个性化学习及引领式学习等新型学习模式，资源建设开始走向数字化建设。后一个阶段围绕以学习者为中心的学习绩效研究，相关的学习模式有混合式教学、案例教学、情景教学等，这个阶段的资源建设也是以学习者需求为出发点，提供情景化、个性化的配套资源建设。总体来看，在线学习的应用研究越来越注重学习者的主体地位和教育者的主导作用相结合，研究方向也逐步从简单的资源建设，转向活动设计、交互设计和质量等方面扩展。

2.2 在线学习资源

虽然目前的在线学习资源建设已取得了一定的成果，但是面临的问题也随之产生，主要有以下几点：（1）资源孤岛现象。目前包括移动学习在内的在线学习平台数量繁多，目前大多数平台之间的学习资源存在孤岛现象，为了提供给学习者更全面的学习资源，发布者不得不重复的上传分享资源，这个不仅造成网络资源存储的冗余，也加重了教育的成本；（2）在线资源数量不断增加。在线学习资源基数很大，但是质量、水品不一致，导致使用者检索困难，难以分辨资源的好坏，影响其学习效率；（3）资源类型多样化。随着技术水平的发展，在线学习的资源类型也不断丰富，除了文本、图片还包括了视频、语音等多媒体资源，这给检索和使用都带来了不便；（4）资源碎片化。与传统课堂按照大纲传授知识不同，在线学习资源一般存在碎片化的特点，没有合理的方案，容易导致学习者难以系统化的进行学习。

就现阶段而言，在线学习主要的发展方向是按照不同类型学习者的需求为学习者提供个性化的学习服务，然而这些问题的存在严重阻碍了在线学习的可持续发展。本文通过研究面向服务的SOA架构，结合现阶段在线学习在资源方面存在的问题，提出一种面向服务体系结构的在线学习资源集成方案，目的在于最大程度的整合在线学习资源，避免网络资源的冗余，并对资源进行合理化的分类管理，为学习者提供系统化、个性化的优质资源推荐。

3 SOA概况

SOA即 Service Oriented Architecture ，也就是我们所说的面向服务的架构。架构是构建系统的准则，企业架构则是站在更长远的战略角度来规范系统的整体搭建，目的在于将跨企业的、零散的流程和业务优化进一个集成的环境，它可以及时响应变更并有效的支持业务战略的交付。SOA是一个组件模型，是能够实现按需将业务进行关联的企业级架构，在这个架构中的任何业务都被封装成服务，服务之间都相互独立，但可以通过定义好的接口进行通信。依据需求可以发送请求，通过网络将高内聚低耦合的业务组件进行组合、关联使用，这是一种更灵活、可重用、低成本的企业系统设计理念。

在SOA体系架构中有三种角色：服务提供者、服务消费者和服务注册者。如图1所示：

（1） 服务提供者：对网络请求进行响应，将自己的服务发布到注册中心的实体。

（2） 服务消费者：服务的消费者分为直接消费者和间接消费者。直接消费者是指通过注册中心，向提供者发送请求，并使用服务的实体，可以是应用程序、软件模块或者另一个服务；间接消费者一般是指学习者，通过在线学习平台之间的快速共享服务来获取所需要的学习资源。

（3） 服务注册者：对已封装的服务提供Web服务的存储、分类、检索功能的实体。

WSDL，UDDI和SOAP 是SOA体系中三个基础性的部件。其中WSDL是用来描述服务的协议，UDDI是查找和注册服务的协议，SOAP则是用于传输的协议（Web服务的默认机制）。主要流程是服务的消费者通过UDDI查找所需要的服务，获取WSDL描述，在通过SOAP来请求该服务。

4 基于SOA的在线学习资源集成

4.1 SOA架构下的数据集成框架

目前在线学习资源呈现的数量多，质量参差不齐，复用和共享性较差等问题，特提出基于SOA的在线学习资源整合模式，面向服务的SOA架构重构的在线学习资源模式，实现资源封装、资源共享、分类检索、用户权限认证等功能，通过标准化的接口将在线学习资源以服务的形式发布出去，提供给在线学习的课程平台和应用软件调用，为网络在线教育的进一步发展提供新的解决思路。

在基于SOA架构的在线资源集成框架的结构中，自下而上可大致分为三层：服务提供层、服务管理层和服务消费层。如图2所示，在该结构主要为实现在线资源集成和管理，当中不同功能构件分布在不同的层，通过这种方式更好的提高了整个框架系统的拓展性。

（1） 服务提供层。原有的在线学习资源系统（服务提供者），包括课程平台、应用程序、移动资源平台及其他工具类资源。提供者可以将自己的部分功能或数据拆分成独立、完整的功能组件，这些组件通过严格的分类并发布到接口平台提供给消费者选用。例如平台中某一课程的资源数据，或者是某网站提供的英语朗读工具等。

（2） 服务管理层。该层主要负责管理提供者在接口平台发布的服务以及其他权限管理等。该层对服务提供者发布的服务进行包装，并由SOA的注册中心向服务消费者提供存储、检索等服务。

（3） 服务消费层。该层主要是提供给消费者一个统一身份认证及服务展示的功能。直接消费者，也就是其他的在线资源系统按照需要规划个性化的需求模型，通过按需检索获取接口平台中符合要求的服务。间接消费者，也就是学习者在统一身份认证后，直接访问已经集成的在线学习资源。

4.2 基于SOA的在线学习资源集成框架的优势

在整个架构中，主要有服务使用者和消费者两大角色，其中消费者分为直接消费者和间接消费者。从这三个角色的视角来分析该架构的优势。

（1） 服务使用者

共享资源更便捷。SOA架构中的服务都是通过统一标准的接口对外通信的，所以资源的提供者只需要将资源发布在一个平台，其他平台或系统就可以分享到该资源。

资源管理更安全。通过云集成平台可实现对资源使用权限和分享的资源结构进行严格的管理，防止资源被滥用；采用敏捷设计，按需分配资源，实现资源与业务相分离使用者无需知道资源的具体位置所在；松耦合的结构，一般使用者使用过消息传递来获取需求，而不是具体的接口文件，因此难以得知该服务的技术细节。

（2）服务直接消费者

系统建设、维护成本低。建立在以 SOA基础上的信息系统，当需求发生变化的时候，不需要修改提供业务服务的接口，只需要调整业务服务流程或者修改操作即可。相对于整体的调整而言，这样的建设和维护成本是比较低廉的。

系统具有更好的伸缩性。按照业务需求组合相对独立的功能组件，使服务提供者可以互相彼此独立地进行调整，以满足新的服务需求。

资源共享性、复用性强。目前的在线学习资源类型丰富，课程平台或者应用软件没有统一的标准，导致平台之间的资源存在孤岛现象，降低了资源的复用性。从SOA的架构思想出发，按照统一的标准重新封装资源服务，以接口的方式提供给其他课程平台或者应用程序使用。例如在线翻译工具，云计算是SOA架构的一种实现方式

（3）服务间接消费者

统一身份认证。对于学习者而言，要获取丰富的网络资源可能要在不同的平台进行查询，与此同时需要记录的用户名密码也越来越多，不仅不安全，而且容易混淆。通过应用程序接口平台的统一管理，用户可以进行统一的身份认证。

资源查询优化。现在的在线学习资源都分布在各大平台或者系统数据库中，并不能通过普通搜索来获取匹配的资源。通过SOA对注册的资源服务进行分类管理，通过添加有效的关键字来优化检索。

个性化推荐。在SOA架构中，每一个资源服务都是元数据，请求者可以按照自己的个性化需求来发送请求，获取相应的资源服务进行分布式部署、组合使用，以此来实现个性化的学习需求。

4.3 SOA架构实现技术

基于SOA的架构的服务得以构建起来是建立在开放的规范标准之上。Web Services是使用开放协议进行通信的应用程序组件，是简单的消息接受框架，能够实现跨平台传递，因此成为了SOA得以实现的主要技术。Web services是基于网络的分布式组件，在SOA架构中的作用主要是实现对服务的封装和传递。在这里我们所说的服务由服务接口和服务实现两部分构成，服务的接口主要定义了服务提供者和服务消费者之间如何使用服务的契约；服务实现则是改服务所包含的功能。服务的构成如图3所示。

在构建和使用Web Service时，主要用到以下几个关键的技术和规则：

XML：描述数据的标准方法，具有跨平台和开放性，主要用于异构平台之间的数据存储和传输。XML是SOA架构开放性的基础，能够方便地处理和描述数据，提高服务被检索的准确性。

SOAP：简单对象访问协议，在SOA架构中的作用主要是用于对XML的传输。SOAP的优势体现在它可以运行在任何传输协议上，为实现系统之间的无缝衔接提供了传输通道。

WSDL：Web服务描述语言，是基于XML的用于描述Web Service及其函数、参数和返回值。WSDL的优势体现在既可被机器识别的，又是可被人阅读的。

UDDI：目录服务，是通过Internet对外同提供Web services的注册和搜索服务的。

5 结论

基于SOA架构的在线资源集成模式是一个轻量级的企业级解决方案。不仅能够在不影响其他系统平台使用的情况进行有效的资源集成、共享，分层的设计具有良好的功能扩展性，而且建设成本低，维护方便。通过该模式对在线学习资源进行合理的集成，为学习者提供了更人性化的服务，也减轻了学习资源提供者的负担，可促进学习型社会和终身学习的发展，具有良好的社会效益。

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