基于“LTI”的异构型网络教学平台研究

徐晓辉 陈仲委

摘 要：随着信息化的发展和教学模式的改革，网络教学平台需要增加不同的功能，遵循“LTI”规范的网络教学平台，实现了可扩展性要求，实现了多系统的集成和跨平台的组件复用。文章以“LTI ”标准与规范研究为基础，实现Moodle系统为核心VLE。在该项目中通过LTI标准为教学系统提供了音视频教学资源服务模块，提供了音视频格式转换和流媒体播出服务。所提供的服务与VLE形成了一个丰富的异构型网络教学平台，为“互联网+教学”提供了必须的保障条件。

关键词：LTI；VLE；网络教学；集成

中图分类号：G434 文献标志码：B 文章编号：1673-8454（2019）04-0085-04

一、引言

随着教育教学信息化的发展，高校教學与学习系统进入高速发展时期。信息化教学的应用需求推动着新教学应用系统的产生，系统更替加速、应用规模的日益增长增加了系统的复杂性，但是，这样的发展模式抹杀了个性化教育、泛在学习等对资源多样性和教学灵活性的需求，也因为系统的快速更替造成了大量的资源浪费，实际上也阻碍了E-Learning的有效应用。

实际上“互联网+教学”需要不断创新教学内容、教学模式和教育技术。这就需要核心的教学学习系统允许不断集成创新，同时又满足日常教学应用需求的稳定性、连续性要求。采用异构架构思维的“异构型软件系统”对不同应用功能的平台以服务化、模块化建设，多系统协同工作，相互服务。目前，高校中存在的网络教学系统、音视频服务系统、网盘服务系统、论文评价系统以及题库与考试系统功能非常丰富。通过IMS LTI 标准，可以形成了一个丰富的异构型网络教学平台，为“互联网+教学”提供了必须的保障条件。

二、IMS LTI的应用系统互操作性标准

1.学习工具互操作性

Learning Tools Interoperability，LTI中文译“学习工具协同”，也有译成“学习工具互操作性”，是全球学习联盟（IMS）推出的学习工具互操作规范。其设立的目标是使遵循该规范开发的学习工具能够在不同的教学平台或学习系统得到复用。[1]

互操作性（Interoperability ）又称为互用性，是指不同的计算机系统、网络系统、操作系统和应用程序一起协同工作并共享信息的能力。“互操作性”是信息化领域中的一个持久性话题，在信息技术蓬勃发展的今天，这种需求愈发重要与突出，并且从信息技术本身向信息技术所服务的业务各个领域渗透，具有普遍的价值。[2]

遵循LTI规范的网络教学平台，实现了可扩展性要求和多系统多应用的集成、互通、互用，对不同功能的系统以服务化、模块化的方式建设，实现系统间协同工作，相互服务。

2.学习工具互操作性（LTI）应用场景（见图1）

采用面向服务的架构体系（SOA），以教学学习系统（VLE）为核心，拓展各类功能软件系统， 并将这些功能系统分布在多个相互独立的系统中，为教师和学生提供灵活多样的集成选择，并最终提供一致的课程学习资源、评价结果和过程档案。

通过SOA架构， 将各类功能剥离，使得某些生产性的功能被一组服务使用， 而更创新的活动又能被另一组不同服务使用[3]。而核心的教学平台拥有“学习工具互操作性（LTI）”，以网络数据服务为中间件，通过LTI标准和规范，对下实现各种不同应用数据、资源的互操作，对上提供各种应用、资源的访问服务，不同学习系统间、系统与功能化的应用之间，教学资源与教学活动相互连接起来，实现真正的可互操作。[4]

3.采用LTI的学习工具

目前的主流教学平台都实现了LTI1.1版本，并且逐步开始实现LTI 2.0。而且越来越多的第三方应用服务系统积极应用LTI规范，以使自己的产品能够在教学系统中集成。目前已有80余个学习工具通过了IMS的LTI认证。

LTI扩展方式提供了学习工具的标准接口规范，教师可从LTI库中选择适合课程内容的工具使用，使用时只需在学习平台进行简单设置即可。例如，Helix Media Library（音视频资源库）提供了Moodle（教学平台）的活动插件。完成插件的安装与配置后，在Moodle教学平台中就可以用活动模块添加音视频资源、布置音视频作业，并且可以在文本编辑器中直接插入音视频资源。在IMS和平台服务厂商的推动下，LTI学习工具库不断发展，为教学平台功能扩展提供越来越多的支持，如表1所示。

三、 基于Moodle与资源库的LTI应用实践

网络教学平台教学资源建设使用中，我们需要一个可动态扩展的集存放、处理功能的资源共享平台。资源展示文件能自动转码（音视频H.264转码），资源具有所属学科、知识点、技能点等属性，能依据学生学习行为智能派送学习资源；建设MOOC、资源共享课等教学资源中，资源共享平台要进行视频资源的支持服务，并且依据教学视频组织管理其他相关文档等资源；提供支持5000人同时在线点播视频，实现多种视频媒体文件自动编码、视频流媒体播放或下载；支持各种应用环境如手机移动终端的应用模式，实现多格式跨平台的数字视频资源分发及共享；并且能与教学平台（Moodle）整合，可通过RSS订阅、API接口，建设符合学习工具互操作（LTI）的方式应用插件与教学平台（Moodle）构建成“异构型网络教学平台”。

1.Moodle教学平台

Moodle是一个模块化的、面向对象的动态学习环境，是基于“社会建构主义理论”设计开发的开放源代码的网络教学系统平台。自2002 年发布以来，由于简单清晰的使用方式和灵活的扩展方式等优秀表现，Moodle在教育领域赢得了无数人的青睐，目前已经成为最为流行的网络教学平台之一。

Moodle 作为一个课程管理学习系统，因为它的开源特性、安装简单、能实行智能化升级等优点，在全球各类教育机构中广泛采用。据Moodle官网统计，截止到2018年4月，已经有233个国家的100491个站点取得了注册资格，共有1528万多门课程，用户数55440万人，其中教师人数超过13146万人[6]。

2.Helix Media Library音视频资源库

Helix Media Library是由著名的RealNetwork公司开发的流媒体资源库软件，软件提供创建、管理、编组和分发视频服务。Helix 媒体库提供了一个直观和功能强大的Web 界面，可对流媒体服务器上的数字媒体资产进行分类、搜索和管理。Helix Media Library业务于2014年底被Streaming Ltd公司收购。

Helix Media Library的主要功能：教师可通过平台布置创建或上传语音或视频作业；学生可通过平台创建或上传语音和视频作业；可通过Grade Book为语音和视频作业评分。

3.教学平台的音视频资源库功能LTI集成与使用

因为Moodle教学平台和Helix Media Library音视频资源库应用了LTI标准，所以Moodle可以利用LTI集成Helix Media Library，使网络教学平台有了视频资源库的功能，能够在网络教学平台上直接上传音视频，或者检索引用视频库中的资源，并且提供流媒体服务，教者与学者都能实时收看视频。

Helix Media Library与教学平台的主要集成功能：可通过Moodle直接上传视频；教师可通过平台布置创建或上传的语音或视频作业；学生可通过平台创建或上传语音和视频作业；可通过Grade Book为语音和视频作业评分。

4.Helix Media Library与Moodle的集成实现

利用LTI，以其为标准的Moodle教学平台和Helix Media Library音视频资源库的集成实则只需简单几步就可实现。可以分为用户身份认证及权限的集成、教学功能模块的集成两类。

Helix Media Library LTI可以通过LTI来集成两个系统之间的统一身份认证，当然也支持LDAP 或Active Directory。Moodle通过LTI将用户信息发送到Helix Media Library以确定用户权限；通过现有的Helix Media Library设置Active Directory，并且和Moodle整合。

Helix Media Library的LTI设置只需在“设置”中的“安全”项中对“学习工具互操作性”中设置“Key”“Secret”及“Access Level”，如图2所示。 在Moodle中通过“key”“Secret”与联接的媒体库匹配。Access Level设置用户访问方式和权限，为了便于权限管理，我们选择了AD/LDAP Only。用户权限由LDAP来定义[7]。

在Moodle中以管理员登录，在“网站管理”中选择“插件”，以Moodle管理员身份登录Moodle，在“网站管理”中选择“插件概述”。在插件列表中，会看到Helix Media Library（音视频库）插件，点击设置，进入图3所示的具体插件设置页。这里我们只用设置Helix Media Library提供的LTI接口URL（http：//hmlupload.zwu.edu.cn/Lti/Launch），以及“Key”和“Secret”。

可以看出应用了LTI规范的系统，只需要做简单的设置即可。应用了LTI规范系统的开发者，需要熟悉、遵循IMS LTI技术规范，应用了该规范的系统对于教师是易操作和易管理的，并易于学习者操作和使用。

Helix Media Library拥有支持BlackBoard、Moodle教学平台的模块（插件）软件。利用学习工具的互操作性（LTI），在Moodle教学平台中可以通过该模块直接使用资源库中的内容，并且在Moodle中直接上传资源到资源库中。

Moodle插件模块包括三部分：helixassign，作业提交插件，从Moodle中提交作业音视频作业。helixmedia-HtmlEditor， Moodle中的文本编辑器插件；helixmedia，教学活动模块插件，为Moodle提供了HML（音视频资源）活动模块（见图4）。插件的安装方法和安装Moodle的其他功能插件方法一样，将helixassign文件放到Moodle服务器上的moodle/mod/assign/submission目录中；将helixmedia文件放到Moodle服务器上的moodle/mod/目录中；将helixmedia-htmleditor文件放到Moodle服务器上的lib/editor/tinymce/plugins目录中。以Moodle管理员身份登录Moodle，在“网站管理”中选择“插件”，通过简单的操作就能完成插件的安装。

当然我们还要对Moodle插件进行配置，主要为学习工具互操作（LTI）的配置如图2。完成插件的安装与配置后，在Moodle教学平台中就可以用活动模块添加音视频资源、布置音视频作业，并且可以在文本编辑器中直接插入音视频资源。

因为有LTI的存在，两个系统能够融合在一起工作，无需在多个系统间重复的登录等操作，教师与学生面对的只是一个教学系统，音视频资源只为Moodle教学系统的一个功能。最终我们形成了一个“异构型网络教学平台”。

遵循LTI规范的网络教学平台，实现了可扩展性要求，实现了多系统的集成和跨平台的组件复用。我们以Moodle系统为核心VLE，通过LTI标准建设了音视频资源的集成与复用，为教学系统提供了音视频服务模块。提供了音视频格式转换和流媒體播出服务。基于此标准和VLE，我们可以陆续实现学习历程管理系统、论文类自动测评检测系统、课程教学资源管理与服务综合系统等功能模块系统的集成，实现教学信息化的异构型互联平台。

参考文献：

[1]庄君明，杨现民.LMS集成外部工具服务的新思路——基于OpenSocial搭建开放学习工具服务集成环境[J].中国电化教育，2010（10）：111-115.

[2]百度百科.互操作性[DB/OL].https：//baike.baidu.com/item/互操作性/1206314.

[3]申军霞，李玉顺.教育数据互操作规范研究与实践[J].中国电化教育，2011（5）：116-124.

[4]ims Global Learnin Consortium Better Learning From Better Learning Technology[DB/OL].https：//www.imsglobal.org/activity/learning-tools-interoperability.

[5]王萍，吴亚馨.网络教学平台的扩展性研究[J].现代远程教育研究，2015（5）：94-103.

[6]Moodle组织官网.Moodle Statistics[DB/OL].https：//moodle.net/stats/.

[7]medial support[DB/OL].http：//support.medial.com/.

（编辑：鲁利瑞）