基于ＮＥＴ技術基礎教育資源庫的設計與實現

徐素霞　徐麗芬　李　念

摘 要 本文在軟件工程和MVC設計模式思想的指導下，論述了基于CELTS標準的基礎教育資源庫的設計思想，并對基礎教育資源庫的主要功能及實現技術做了詳細的分析和闡述。

關鍵詞教育資源庫；CELTS標準；元數據；

中圖分類號：G433文件標識碼：A 文章編號：1671-489X（2007）02－0053-04

Design and Development of Basic Educational Resources Storehouse Based on .NET//Xu Suxia , Xu Lifen , Li Nian

Abstract Under the instruction of software engineering and the thought of MVC design pattern, this article discusses the design and realization of the storehouse of educational resources based on CELTS stands for elementary education. It concretely analyses and illustrates the developing process of the storehouse's main parts and functions.

Key wordsstorehouse of educational resources; CELTS standards; metadata,

Author's address

1.Educational Information Technology Engineering Center, Huazhong Normal University, Wuhan 430079

2. Huating No.1 Central Elementary school, Chengxiang District, Putian, Fujian 351139

3.Department of Information Technology, Huazhong Normal University, Wuhan 430079

1前言

教育資源的建設是教育信息化的重要組成部分。近年來，我國各級教育部門、各學校以及一些教育軟件開發機構開發了課件、題庫、網絡課程、學科主題網站等各種教育資源，促進了我國信息化教育資源的建設和發展。然而，由于采用的標準不一致，在資源庫的結構、資源類型、資源屬性等方面缺乏規范，使得各個平臺、系統之間無法交換和共享資源，許多同類資源重復建設，造成大量人力物力上的浪費。如何增強網絡環境下各個不同教學資源平臺之間的交互性，已成為亟待解決的問題。

我們以國家教育部教育信息化技術標準委員會頒發的CELTS標準為指導思想和開發指南[1]，開發了一個以學習對象元數據為基礎基于網絡的基礎教育資源庫，以提高它與其它平臺的數據交換和資源共享。

2 基礎教育資源庫的設計

2.1 資源庫系統總體結構

資源庫系統采用瀏覽器/服務器（B/S）模型，以文件管理系統與關系數據庫結合的方式對多媒體資源進行存儲和管理。多媒體資源的各種屬性保存在數據庫中，而具體資源仍然以文件的形式存儲在硬盤中。它們之間通過數據庫中的名稱和存儲路徑來建立關聯。資源庫及管理系統的整體結構如圖1所示。

圖1 系統整體結構

2.2 確定各類資源的元數據標準

為增強不同資源庫平臺之間的信息交流和資源共享，提高資源的可重用性，我們在定義資源的元數據標準時遵循了《學習對象元數據規范（CELTS－3）》和《基礎教育資源元數據應用規范（CELTS-42）》，并借鑒了國內相關資源庫的做法。

描述資源所需要的屬性分為必選集、可選集和擴展集。其中，必選集定義了標題、科目、資源格式、大小等各類資源的通用信息。可選集抽取資源規范中的部分可選元素，包括下載次數、檢索次數等，以保證系統各功能模塊正常運行。另外，為了區分不同類型的教學資源我們還定義了擴展集，如：在定義音頻素材時，我們增加了聲道數、采樣頻率、量化位數等信息；而定義試題資源時，則加了題型、測試類型和答案等信息。圖2是一個長城視頻的元數據實例：

必選集

標識：00000125

標題：長城

語言：中文

內容描述：介紹了長城的歷史、設計特征和建筑藝術。

關鍵字：長城，名勝古跡

上傳者：林英

上傳時間：2006.04.12

格式：mpg文件

大小：39.2M

所屬學科：語文

知識點：名勝古跡

資源類型：素材

資源存儲路徑： esourcematerialvideo20060412_3578.mpg

可選集

下載次數：163

審核狀態：通過審核

精華資源：是

適用對象：小學五年級

擴展集

持續時間：10分25秒

播放速度：15幀/秒

包含音頻：是

交換類型：解說型

圖2 資源元數據實例

2.3數據庫設計

在實際的建設中，考慮到開發系統的成本、應用環境等實際問題，我們選用了當前主流的關系型數據庫SQL Server數據庫系統，它能有效提高數據的吞吐量，保障數據的完整性和安全性。

資源庫中建立了資源主表、資源臨時表和用戶表。資源主表和臨時表的設計，參照了已經確定的資源元數據屬性，在數據庫中存放資源的元數據屬性。另外，為保障系統各功能模塊正常運行，還加入了系統常規信息表等。數據表關系圖如圖3所示。

圖3 數據表關系圖

3 基礎教育資源庫的實現

3.1 系統實現的功能

資源庫是資源提供者和資源使用者之間的橋梁。資源提供者可以上傳資源，并提供資源的詳細信息。資源使用者則可以檢索到這些資源，并下載使用。系統管理員主要對資源進行組織和管理，如審核資源、批量上傳新資源等。

在設計系統的功能時，遵循軟件工程的方法，從分析用戶需求入手，分角色進行。通過對基礎教育資源庫系統及管理業務流程的調研，確定了本系統應實現的功能，圖4是系統用例圖。

圖4 系統用例圖

3.2 開發環境

編程語言：ASP.NET(C#)

項目開發平臺：Windows XP

Microsoft Visual Studio .net 2003

數據庫平臺： Microsoft SQL Server 2000

項目運行平臺：Windows平臺

3.3 關鍵技術

3.3.1數據庫連接技術

資源庫建設中，資源的顯示、上傳、下載和檢索，都要與數據庫連接，因此我們將數據庫的連接功能寫成一個類utility.cs，方便連接調用。我們利用ADO.NET數據訪問接口對數據庫進行操作，具體代碼如下：

public class utility

{

public static System.Data.SqlClient.SqlConnection createCon()

{

SqlConnection con=new

SqlConnection("server=.;uid=sa;pwd=123456;database=ResourceLib");

return con;

}

}

使用時，通過調用 Utility.createCon();就可以直接建立和數據庫的連接。

3.3.2 瀏覽資源實現技術

資源庫是個龐大的數據系統，為了能清晰地向用戶展現各類資源之間的邏輯聯系，提供了按資源分類顯示資源的功能，供用戶快速瀏覽某一類型的資源。

在開發時，我們通過DataSet和DataGrid控件進行綁定，控制數據的輸出，具體代碼如下：

SqlConnection sqlcon=Classes.utility.createCon();

DataSet ds=new DataSet();

string sqlNew="select top 10 * from tblEduRes where TYPE="課件" order by UPLOADDATE desc"; // 控制輸出的資源數據

SqlDataAdapter sda=new SqlDataAdapter();

sda.SelectCommand=new SqlCommand(sqlNew,sqlcon);

sda.Fill(ds,"new");

dgNew.DataSource=ds.Tables["new"];

dgNew.DataBind();

sqlcon.Close();

3.3.3 檢索資源實現技術

除了分類瀏覽資源外，還提供了一個快速查找資源的檢索引擎。用戶可以通過輸入資源標題、上傳者等信息，并選擇資源的類型、適用的年級等來設定查找的范圍。系統將根據用戶的輸入，確定它們的邏輯關系（“與”“或”等），自動生產查詢條件，查找并列表顯示符合條件的記錄。

檢索主要使用select語句對數據庫進行查詢，它的難點在于對各種不同檢索條件的界定。為了提高代碼的可讀性，定義scope1()，scope2()方法求解檢索范圍。代碼如下：

public string scope1()

{

string condition="";

string term="";

for(int i=0;i

{

if(chkAllType.Checked)

{

break;

}

else if(this.chkType.Items[i].Selected)

{

condition=condition+"'"+chkType.Items[i].Text+"',";

}

}

if(condition.Length!=0)

{

condition=condition.Substring(0,condition.Length-1);

term="and TYPE in ("+condition+")";

}

return term;

}

檢索分為精確檢索和模糊檢索，代碼如下：

if(this.ddlMatch.SelectedItem.Text=="精確")

{

sqlcmd="select * from tblEduRes where "+field+"='"+keywords+"' "+condition1+" "+condition2;

}

else

{

sqlcmd="select * from tblEduRes where "+field+" like '%"+keywords+"%'"+" "+condition1+" "+condition2;

}

3.3.4 上傳與下載資源

上傳與下載資源是資源庫的主要功能，它保證了資源的共享、用戶之間的交流，使資源庫具有開放性。注冊用戶可以下載自己需要的資源，也可以將一些好的素材、課件遠程提交到服務器，供其它用戶使用。圖5為上傳資源的流程圖。

圖5 上傳資源流程圖

3.3.5 資源管理

資源管理平臺主要提供審核資源、管理知識點和管理元數據等功能。

用戶上傳的資源存放在臨時資源庫中，需要對它進行審核，以保證資源的有效性。

在資源庫的建設中，隨著資源不斷增加，可能出現新的知識點，需要增加、刪除和修改知識點。另外，元數據是資源庫系統的基礎，不管是資源的存取、檢索，還是不同資源庫之間交換數據，都需要元數據的支持。因此對元數據的有效管理十分重要。特別是在與其他資源庫進行交換時，需要通過對元數據進行適當管理，才能更好地促進不同平臺之間的數據交換，減少同類資源重復建設。

3.3.6后臺管理

系統后臺管理包括用戶管理和系統常規管理。用戶管理包括對用戶注冊信息、登錄信息和權限的管理，以維護系統的安全和穩定。常規管理包括公告管理、資源統計、站內調查等。

4 小結

以上是我們初步完成的研究，下一步將對系統的安全性、分布式聯機檢索等做進一步的研究。本文詳細論述和分析了基于元數據的基礎教育資源庫的設計思想和實現技術，希望能給其他資源庫建設提供一些參考。