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伴隨信息技術(shù)蓬勃發(fā)展而誕生的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)，憑借其信息量大、交互性強(qiáng)、覆蓋面廣等強(qiáng)大特點(diǎn)，為信息化教育提供了新的發(fā)展機(jī)遇，成為軍、地教育領(lǐng)域中最具優(yōu)勢(shì)和發(fā)展前途的教育模式之一。本文依據(jù)裝甲兵工程學(xué)院網(wǎng)絡(luò)教學(xué)信息資源系統(tǒng)建設(shè)和應(yīng)用實(shí)踐，結(jié)合軍隊(duì)院校教育的實(shí)際需求，對(duì)軍隊(duì)院校如何開(kāi)展網(wǎng)絡(luò)教學(xué)信息資源建設(shè)和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)應(yīng)用進(jìn)行了深入的探討和研究。

一、引言

“利用現(xiàn)代教育技術(shù)手段搞好部隊(duì)的教育與訓(xùn)練”是軍隊(duì)教育訓(xùn)練的一項(xiàng)重大改革，是提高教學(xué)質(zhì)量的具體措施。隨著全軍軍事訓(xùn)練信息網(wǎng)的建成與完善，網(wǎng)上信息資源的建設(shè)和應(yīng)用已成為當(dāng)前和今后一個(gè)時(shí)期軍事訓(xùn)練信息化工作的主要任務(wù)。

通過(guò)網(wǎng)絡(luò)信息資源的建設(shè)可以實(shí)現(xiàn)多媒體信息的存儲(chǔ)管理、快速查詢、實(shí)時(shí)存取和隨機(jī)編輯；同時(shí)依托軍隊(duì)院校網(wǎng)絡(luò)教學(xué)應(yīng)用系統(tǒng)，開(kāi)展網(wǎng)上教學(xué)、網(wǎng)上自學(xué)、網(wǎng)上作業(yè)、網(wǎng)上考試等教學(xué)活動(dòng)，實(shí)現(xiàn)教學(xué)資源的充分共享和有效管理，加快軍事訓(xùn)練現(xiàn)代化、信息化建設(shè)步伐。

裝甲兵工程學(xué)院是“全軍軍事訓(xùn)練多媒體信息資源系統(tǒng)”（以下稱“系統(tǒng)”）第一批試點(diǎn)建設(shè)院校之一。系統(tǒng)于2000年11月建成并投入使用，先后進(jìn)行了四次開(kāi)發(fā)升級(jí)工作。本文根據(jù)幾年來(lái)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)資源建設(shè)和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)實(shí)踐探索，討論一個(gè)“方便實(shí)用、安全穩(wěn)定、著眼發(fā)展、充分共享”的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)資源系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)形式，提出開(kāi)展網(wǎng)絡(luò)教學(xué)活動(dòng)的措施和思路。

二、網(wǎng)絡(luò)教學(xué)信息資源管理系統(tǒng)的建設(shè)

1、建設(shè)的基本原則

1)可靠性

教學(xué)資源的可靠性對(duì)遠(yuǎn)程教育來(lái)說(shuō)是至關(guān)重要的，加上教學(xué)資源的龐大數(shù)量，系統(tǒng)必須采用性能優(yōu)越的，大型商業(yè)數(shù)據(jù)庫(kù)系統(tǒng)。這樣有利于縮短大批量數(shù)據(jù)的吞吐時(shí)間，使整個(gè)系統(tǒng)管理規(guī)范化；而且隨著數(shù)據(jù)庫(kù)的增大和操作擴(kuò)展到一天24小時(shí)、一周7天，能夠執(zhí)行備份操作而不影響系統(tǒng)的正常運(yùn)轉(zhuǎn)。此外，在災(zāi)難性故障發(fā)生后能夠還原數(shù)據(jù)庫(kù)，能在最短時(shí)間內(nèi)還原它，使數(shù)據(jù)的完整性、安全性得到保障。

2)靈活性

素材的管理在數(shù)據(jù)管理方面應(yīng)具備較大的伸縮性和擴(kuò)展性，它可以集中管理遠(yuǎn)程教育工程中的所有素材，也可以將素材按類型或?qū)W科劃分開(kāi)來(lái)，單獨(dú)進(jìn)行管理。比如，軍隊(duì)院校可以按照系（部）——教研室——課程的模式進(jìn)行設(shè)置，一方面，資源條理清楚，專業(yè)學(xué)科明確，便于使用和查找；另一方面，各單位資源信息的種類數(shù)量一目了然，為機(jī)關(guān)和系、室領(lǐng)導(dǎo)進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)資源管理、檢查和評(píng)價(jià)提供了方便的條件。系統(tǒng)還應(yīng)提供接口，可以把多種渠道收集的教學(xué)資源納入系統(tǒng)的管理之中。

3)開(kāi)放性

網(wǎng)絡(luò)教學(xué)所涉及的專業(yè)范圍大，學(xué)習(xí)者的數(shù)量多，教學(xué)內(nèi)容的形態(tài)需求復(fù)雜，這就要求系統(tǒng)具有完全的開(kāi)放性，能夠容納各種形態(tài)的網(wǎng)上教學(xué)內(nèi)容。不能僅僅限于支持某些專用工具開(kāi)發(fā)的教學(xué)內(nèi)容，不能只是支持某些文件格式。系統(tǒng)要支持開(kāi)放的文件存儲(chǔ)格式，能管理所有能夠在網(wǎng)上運(yùn)行（包括需要插件的文件）的課程內(nèi)容與文件格式，不對(duì)教學(xué)資源作限定要求。

系統(tǒng)軟件體系結(jié)構(gòu)采用瀏覽器／服務(wù)器的網(wǎng)絡(luò)模式，系統(tǒng)服務(wù)器采用可擴(kuò)展的分布式多服務(wù)器計(jì)算模式，采用分模塊層次結(jié)構(gòu)，多模塊分立，允許系統(tǒng)分布式并行處理提高系統(tǒng)的工作效率。各功能模塊是普通的網(wǎng)絡(luò)程序，建立在開(kāi)放的網(wǎng)絡(luò)標(biāo)準(zhǔn)之上，遵循HTTPFTPXML等普通網(wǎng)絡(luò)協(xié)議和數(shù)據(jù)格式進(jìn)行消息處理和數(shù)據(jù)交換。

4)安全性

由于網(wǎng)絡(luò)教學(xué)應(yīng)用系統(tǒng)是運(yùn)行在軍訓(xùn)網(wǎng)上，是遠(yuǎn)程的，開(kāi)放的，所以安全性顯得尤為重要。如：保護(hù)遠(yuǎn)程訪問(wèn)會(huì)話中傳輸?shù)男畔⒑途钟蚓W(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)男畔ⅲ幌拗撇煌瑱?quán)限用戶對(duì)各種層次的信息的訪問(wèn)等。安全性包括保密、完整性保護(hù)、身份驗(yàn)證、授權(quán)和預(yù)防重播。

2、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的技術(shù)實(shí)現(xiàn)

我們?cè)陂_(kāi)發(fā)建設(shè)系統(tǒng)過(guò)程中發(fā)現(xiàn)，開(kāi)發(fā)難點(diǎn)在服務(wù)程序，如網(wǎng)絡(luò)通信、進(jìn)程協(xié)調(diào)、資源沖突等許多技術(shù)問(wèn)題非常棘手。這里主要介紹系統(tǒng)設(shè)計(jì)的一些關(guān)鍵技術(shù)。這些關(guān)鍵技術(shù)主要有網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)的呈現(xiàn)模式，資源的共享與安全性，教材庫(kù)中課件播放的多平臺(tái)支持，文件的傳輸方法，讀寫(xiě)沖突的解決，數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)技術(shù)，服務(wù)器RAID冗余磁盤(pán)陣列技術(shù)，視頻點(diǎn)播技術(shù)，以及實(shí)時(shí)廣播用的流媒體技術(shù)。

1)網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫(kù)的呈現(xiàn)模式

至今為止，廣泛使用的數(shù)據(jù)庫(kù)呈現(xiàn)方法有兩種，一種是網(wǎng)頁(yè)呈現(xiàn)模式：如ASP。ASP技術(shù)是MICROSOFT公司推出的新一代開(kāi)發(fā)動(dòng)態(tài)網(wǎng)頁(yè)的技術(shù)它可以構(gòu)造功能更加強(qiáng)大的WEB應(yīng)用程序而且提供了一個(gè)開(kāi)發(fā)環(huán)境開(kāi)發(fā)工作變得簡(jiǎn)單。最常見(jiàn)的是網(wǎng)站的注冊(cè)登陸功能；另一種是窗口模式，即用WINDOWS的界面呈現(xiàn)數(shù)據(jù)，如ICQ（你的好友名單存儲(chǔ)在遠(yuǎn)方服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫(kù)中），超星閱讀器等。我們學(xué)院的系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)采用了ASP的網(wǎng)頁(yè)呈現(xiàn)模式。兩者的特點(diǎn)如下：兩者的數(shù)據(jù)庫(kù)分布結(jié)構(gòu)都是CLINT／SERVER型即數(shù)據(jù)存放在遠(yuǎn)方的數(shù)據(jù)服務(wù)器中。主要區(qū)別在于基于瀏覽器方式的數(shù)據(jù)庫(kù)呈現(xiàn)由于網(wǎng)絡(luò)安全性的限制，無(wú)法對(duì)本地的文件進(jìn)行(COOKIE除外），而基于WINDOWS窗口方式可以對(duì)本地機(jī)的資源進(jìn)行必要的操作。但前者的遠(yuǎn)程通訊連接由瀏覽器自動(dòng)完成而后者必須由程序員調(diào)用WINSOCKAPI進(jìn)行連接。由此可見(jiàn)基于瀏覽器的方式無(wú)需安裝客戶端的軟件，但對(duì)客戶端資源的操作方面有很大限制。基于WINDOWS窗口方式對(duì)客戶端資源的操作方面有很大的靈活性。但由于其連接程序必須由程序員自行完成。

2)課件播放的多平臺(tái)支持

用不同多媒體開(kāi)發(fā)平臺(tái)開(kāi)發(fā)的課件需要不同的播放環(huán)境，重新開(kāi)發(fā)一個(gè)統(tǒng)一的播放環(huán)境是不現(xiàn)實(shí)的。我們的設(shè)計(jì)思路是分析各種常用的多媒體開(kāi)發(fā)工具，將播放環(huán)境剝離出來(lái)，打包成一個(gè)統(tǒng)一的播放環(huán)境，用戶在向服務(wù)器提交課件時(shí)，自動(dòng)將課件的有關(guān)信息，包括開(kāi)發(fā)者、課件開(kāi)發(fā)平臺(tái)（播放環(huán)境），教研室、科目、章節(jié)等信息記入服務(wù)器上的數(shù)據(jù)庫(kù)，這些信息不由用戶通過(guò)ODBC寫(xiě)入，而是由運(yùn)行在服務(wù)器端的服務(wù)程序來(lái)完成。這就完全解決了數(shù)據(jù)庫(kù)更新與課件更新的同步問(wèn)題。用戶在使用課件時(shí)，首先查找服務(wù)器上的數(shù)據(jù)庫(kù)，確定文件所有位置和播放環(huán)境，再自動(dòng)調(diào)用相應(yīng)的播放器進(jìn)行播放。這一過(guò)程對(duì)用戶透明，使用戶覺(jué)得使用了統(tǒng)一的播放器，更加方便。這種方法還便于增加對(duì)新出現(xiàn)的播放環(huán)境的支持，以及對(duì)用編程語(yǔ)言編制的課件的支持。

3)文件的傳輸方法

在播放時(shí)，如果使用服務(wù)器上的播放環(huán)境，則通常必須將服務(wù)器上存放播放環(huán)境的只讀共享映射為本地資源。為安全起見(jiàn)，在上載和下載課件時(shí)不能這樣，那么使用什么協(xié)議呢？我們一開(kāi)始使用FTP進(jìn)行文件傳輸，整個(gè)過(guò)程對(duì)用戶透明，用戶只通過(guò)用戶界面對(duì)課件進(jìn)行操作，非常簡(jiǎn)單。但是，一個(gè)課件可能大到數(shù)百M(fèi)B，用FTP上傳一個(gè)課件實(shí)在太慢，因此，我們將服務(wù)器上課件所在目錄給一個(gè)隱藏的可寫(xiě)共享名，用COPYFILE函數(shù)直接向服務(wù)器拷貝，速度明顯提高。這樣做的結(jié)果是留下了安全隱患，服務(wù)器上課件所在目錄是不應(yīng)該為所有人共享的，否則，無(wú)論是有意還是無(wú)意，都可能破壞服務(wù)器上的重要數(shù)據(jù)。為了提高安全性，也為了實(shí)現(xiàn)簡(jiǎn)單，我們使用了一個(gè)改進(jìn)方法。用戶端每次在上傳課件之前，先向運(yùn)行在服務(wù)器上的服務(wù)程序發(fā)出請(qǐng)求，服務(wù)程序得到請(qǐng)求后，判斷是否可以上傳，如果可以，則隨機(jī)產(chǎn)生一個(gè)共享名(如ABC＄)并返回給用戶（終端程序）。當(dāng)課件所有文件上傳完畢，用戶端向服務(wù)程序發(fā)送一個(gè)結(jié)束信號(hào)，服務(wù)器取消先前建立的共享。這種方法同樣存在比較大的安全隱患，而實(shí)現(xiàn)起來(lái)比預(yù)想的難得多。其實(shí)，既然使用客戶／服務(wù)器結(jié)構(gòu)，完全可以將文件操作交給服務(wù)器端。方法是在服務(wù)器與客戶程序之間建立一個(gè)管道，客戶端在得到確認(rèn)后，連續(xù)向管道寫(xiě)入數(shù)據(jù)，服務(wù)端負(fù)責(zé)將數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)移到相應(yīng)的目錄，此法比用COPYFILE略慢，比FTP快得多。

4)讀寫(xiě)沖突的解決

如果每次只是上傳新課件，由于新課件的信息是在課件上傳完畢后才記錄入數(shù)據(jù)庫(kù)，用戶看不到正在上傳的課件，因此不會(huì)引起讀寫(xiě)沖突。而如果用戶試圖重傳一個(gè)課件，為了有序管理和節(jié)約服務(wù)器資源，我們總是希望將課件上傳到原來(lái)課件所在目錄，這就可能引起讀寫(xiě)沖突。另外，在用戶刪除一個(gè)課件時(shí)也可能引起沖突。課件通常由許多文件組成，不能通過(guò)鎖定文件來(lái)避免沖突。解決沖突要從讀寫(xiě)兩方面來(lái)著手：在播放課件時(shí)，首先向服務(wù)程序發(fā)出請(qǐng)求，服務(wù)程序接到請(qǐng)求后，首先從數(shù)據(jù)庫(kù)中檢查課件的刪除標(biāo)記，其中，刪除標(biāo)記＝0為正常狀態(tài)，1表示刪除，2表示上傳中。若被刪除或正在重傳則拒絕播放，否則，將數(shù)據(jù)庫(kù)中該課件的使用人數(shù)加一，返回播放參數(shù)（播放器、課件路徑）。用戶端根據(jù)播放參數(shù)進(jìn)行播放。課件播放完成后，向服務(wù)程序發(fā)送一個(gè)結(jié)束信號(hào)，服務(wù)程序?qū)⒄n件使用人數(shù)減一。在提交課件時(shí)，由于用戶端只能播放正常狀態(tài)的課件，刪除狀態(tài)和重傳狀態(tài)的課件使用人數(shù)會(huì)很快變?yōu)?,此時(shí)，服務(wù)程序可將臨時(shí)目錄中的文件移到原目錄，完成后將刪除狀態(tài)改為0。