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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，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)用實踐，結(jié)合軍隊院校教育的實際需求，對軍隊院校如何開展網(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)手段搞好部隊的教育與訓(xùn)練”是軍隊教育訓(xùn)練的一項重大改革，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)前和今后一個時期軍事訓(xùn)練信息化工作的主要任務(wù)。

通過網(wǎng)絡(luò)信息資源的建設(shè)可以實現(xiàn)多媒體信息的存儲管理、快速查詢、實時存取和隨機(jī)編輯；同時依托軍隊院校網(wǎng)絡(luò)教學(xué)應(yīng)用系統(tǒng)，開展網(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，實現(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)行了四次開發(fā)升級工作。本文根據(jù)幾年來進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)資源建設(shè)和網(wǎng)絡(luò)教學(xué)實踐探索，討論一個“方便實用、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，提出開展網(wǎng)絡(luò)教學(xué)活動的措施和思路。

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)資源的可靠性對遠(yuǎn)程教育來說是至關(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)庫系統(tǒng)。這樣有利于縮短大批量數(shù)據(jù)的吞吐時間，使整個系統(tǒng)管理規(guī)范化；而且隨著數(shù)據(jù)庫的增大和操作擴(kuò)展到一天24小時、一周7天，能夠執(zhí)行備份操作而不影響系統(tǒng)的正常運轉(zhuǎn)。此外，在災(zāi)難性故障發(fā)生后能夠還原數(shù)據(jù)庫，能在最短時間內(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科劃分開來，單獨進(jìn)行管理。比如，軍隊院?？梢园凑障担ú浚萄惺摇n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、檢查和評價提供了方便的條件。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)要支持開放的文件存儲格式，能管理所有能夠在網(wǎng)上運行（包括需要插件的文件）的課程內(nèi)容與文件格式，不對教學(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)是運行在軍訓(xùn)網(wǎng)上，是遠(yuǎn)程的，開放的，所以安全性顯得尤為重要。如：保護(hù)遠(yuǎn)程訪問會話中傳輸?shù)男畔⒑途钟蚓W(wǎng)絡(luò)中傳輸?shù)男畔?；限制不同?quán)限用戶對各種層次的信息的訪問等。安全性包括保密、完整性保護(hù)、身份驗證、授權(quán)和預(yù)防重播。

2、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的技術(shù)實現(xiàn)

我們在開發(fā)建設(shè)系統(tǒng)過程中發(fā)現(xiàn)，開發(fā)難點在服務(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)問題非常棘手。這里主要介紹系統(tǒng)設(shè)計的一些關(guān)鍵技術(shù)。這些關(guān)鍵技術(shù)主要有網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)庫的呈現(xiàn)模式，資源的共享與安全性，教材庫中課件播放的多平臺支持，文件的傳輸方法，讀寫沖突的解決，數(shù)據(jù)的存儲技術(shù)，服務(wù)器RAID冗余磁盤陣列技術(shù)，視頻點播技術(shù)，以及實時廣播用的流媒體技術(shù)。

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

至今為止，廣泛使用的數(shù)據(jù)庫呈現(xiàn)方法有兩種，一種是網(wǎng)頁呈現(xiàn)模式：如ASP。ASP技術(shù)是MICROSOFT公司推出的新一代開發(fā)動態(tài)網(wǎng)頁的技術(shù)它可以構(gòu)造功能更加強(qiáng)大的WEB應(yīng)用程序而且提供了一個開發(fā)環(huán)境開發(fā)工作變得簡單。最常見的是網(wǎng)站的注冊登陸功能；另一種是窗口模式，即用WINDOWS的界面呈現(xiàn)數(shù)據(jù)，如ICQ（你的好友名單存儲在遠(yuǎn)方服務(wù)器的數(shù)據(jù)庫中），超星閱讀器等。我們學(xué)院的系統(tǒng)實現(xiàn)采用了ASP的網(wǎng)頁呈現(xiàn)模式。兩者的特點如下：兩者的數(shù)據(jù)庫分布結(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)庫呈現(xiàn)由于網(wǎng)絡(luò)安全性的限制，無法對本地的文件進(jìn)行(COOKIE除外），而基于WINDOWS窗口方式可以對本地機(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完成而后者必須由程序員調(diào)用WINSOCKAPI進(jìn)行連接。由此可見基于瀏覽器的方式無需安裝客戶端的軟件，但對客戶端資源的操作方面有很大限制?；赪INDOWS窗口方式對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)課件播放的多平臺支持

用不同多媒體開發(fā)平臺開發(fā)的課件需要不同的播放環(huán)境，重新開發(fā)一個統(tǒng)一的播放環(huán)境是不現(xiàn)實的。我們的設(shè)計思路是分析各種常用的多媒體開發(fā)工具，將播放環(huán)境剝離出來，打包成一個統(tǒng)一的播放環(huán)境，用戶在向服務(wù)器提交課件時，自動將課件的有關(guān)信息，包括開發(fā)者、課件開發(fā)平臺（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，這些信息不由用戶通過ODBC寫入，而是由運行在服務(wù)器端的服務(wù)程序來完成。這就完全解決了數(shù)據(jù)庫更新與課件更新的同步問題。用戶在使用課件時，首先查找服務(wù)器上的數(shù)據(jù)庫，確定文件所有位置和播放環(huán)境，再自動調(diào)用相應(yīng)的播放器進(jìn)行播放。這一過程對用戶透明，使用戶覺得使用了統(tǒng)一的播放器，更加方便。這種方法還便于增加對新出現(xiàn)的播放環(huán)境的支持，以及對用編程語言編制的課件的支持。

3)文件的傳輸方法

在播放時，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，在上載和下載課件時不能這樣，那么使用什么協(xié)議呢？我們一開始使用FTP進(jìn)行文件傳輸，整個過程對用戶透明，用戶只通過用戶界面對課件進(jìn)行操作，非常簡單。但是，一個課件可能大到數(shù)百MB，用FTP上傳一個課件實在太慢，因此，我們將服務(wù)器上課件所在目錄給一個隱藏的可寫共享名，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，無論是有意還是無意，都可能破壞服務(wù)器上的重要數(shù)據(jù)。為了提高安全性，也為了實現(xiàn)簡單，我們使用了一個改進(jìn)方法。用戶端每次在上傳課件之前，先向運行在服務(wù)器上的服務(wù)程序發(fā)出請求，服務(wù)程序得到請求后，判斷是否可以上傳，如果可以，則隨機(jī)產(chǎn)生一個共享名(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)送一個結(jié)束信號，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，而實現(xiàn)起來比預(yù)想的難得多。其實，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管道，客戶端在得到確認(rèn)后，連續(xù)向管道寫入數(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，用戶看不到正在上傳的課件，因此不會引起讀寫沖突。而如果用戶試圖重傳一個課件，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課件所在目錄，這就可能引起讀寫沖突。另外，在用戶刪除一個課件時也可能引起沖突。課件通常由許多文件組成，不能通過鎖定文件來避免沖突。解決沖突要從讀寫兩方面來著手：在播放課件時，首先向服務(wù)程序發(fā)出請求，服務(wù)程序接到請求后，首先從數(shù)據(jù)庫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)送一個結(jié)束信號，服務(wù)程序?qū)⒄n件使用人數(shù)減一。在提交課件時，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)會很快變?yōu)?,此時，服務(wù)程序可將臨時目錄中的文件移到原目錄，完成后將刪除狀態(tài)改為0。