開放實驗綜合性資源型網絡平臺的設計與實現

【摘要】開放實驗綜合性資源型網絡平臺是利用傳統的互聯網絡和新一代移動通信網絡相結合而建立的一個智能化、人性化的多功能平臺。文章在考察高校開放實驗管理系統現狀的基礎上，探討了該綜合支持平臺的主要特點、功能及實現的技術，最后對其成果作一簡要總結。

【關鍵詞】開放實驗；綜合網絡平臺；無線網絡；短信平臺

【中圖分類號】G40-057 【文獻標識碼】A 【論文編號】1009-8097（2008）11-0117-03

引言

開放實驗教學已經成為高校教學的一個重要組成部分。很多高校針對開放實驗教學建立了相應的實驗預約系統和管理系統等網絡平臺，借助信息網絡化環境的支撐極大地便利了開放實驗教學。然而，隨著開放實驗教學和實踐教學改革的深入以及網絡技術（特別是無線網絡技術）的發展，這些第一代的實驗教學網絡平臺已經顯得功能單一，越來越不能滿足實驗教、學和管理的需求。為此，在綜合利用有線網絡和無線網絡的基礎上，本文作者建立了一個功能多樣、技術先進的開放實驗綜合性資源型網絡平臺。

一 綜合性資源型支持平臺的主要特點

1 資源豐富、功能多樣，體現以學生為中心的教學思想

早期的開放實驗管理系統基本上只提供單一的實驗預約、管理功能。然而學生預約之后，更為重要的是還需進行實驗課前的預習、課后復習、查詢相關資料等，甚至在預約之前就需要查找各種學習資源。我們建立的綜合資源支持平臺里面的學習資源庫就能滿足學生這方面的需求。另外，由于學校各個實驗室比較分散，有相當一部分學生不太容易找到實驗室的具體地點，因此我們還開發了一個網絡地圖指南系統，幫助學生更加方便的找到實驗場所，體現以學生為中心的思想。

2 統一平臺、共享接口，引入無線網絡技術

由于歷史原因，學校各個部門都建立有獨立的信息管理系統，例如教務系統、學工系統、后勤系統等。但是在建立之初，這些管理系統之間并沒有設計一個公共的接口，這就導致同一用戶重復身份驗證。而本平臺則開發了一個共享接口，同一用戶在登錄開放實驗綜合網絡平臺的時候不需要再次進行身份驗證即可進入教務系統等該用戶已經注冊過的系統里面，這在很大程度上節省了用戶的重復輸入帶來的麻煩，并保證了系統之間的安全性。另外，利用現代無線網絡技術建立起來的短信平臺將會給與實驗教學有關的教師和學生提供更多方便。

二 綜合性資源型支持平臺的主要功能

開放實驗綜合性資源型網絡平臺體現新形勢、新技術、新內容三新要求。在實踐教學改革的新形勢下利用當前新的網絡技術，呈現與開放實驗相關的各方面內容。它是在我校（湖南大學）老的實驗預約系統的基礎上，建立起來的一個集實驗預約、實驗管理、學習資源庫、網絡地圖指南系統以及無線網絡服務（短信平臺）等于一體的綜合性資源型網絡平臺。主要內容有：

1 實驗預約、管理系統

該模塊主要包括三個方面：學生預約子系統、教師管理子系統、實驗管理人員子系統。其功能與眼下各高校正在使用的實驗預約管理系統功能基本相同，并且已經公開發表的關于這方面的論述很多，祥見參考文獻[1][2]。其系統結構見下圖1。

2 學習資源庫

本學習資源庫主要是為本科生提供有關實驗的、豐富的、多元化的學習素材，收集了涵蓋全校所有院系實驗室的資料，所有這些資料按照文本、圖片、音頻、視頻、動畫進行分類加工。每一個資源庫里面都包含有本學科下所有實驗課程的教學文檔、教師簡介、實驗指導書、實驗原理圖、預習題、復習題、音頻、視頻錄像和動畫等等。它以多媒體形式呈現，并為用戶提供查詢、下載、應用服務。資源庫基于兩種分類方式[3]：一是根據媒體素材分類，分為課件庫、學習文檔庫、圖形圖像庫、音頻庫、視頻庫、動畫庫等；二是按學校學科分類。由于這些素材的特點是數據量大、數據類型多且差別大，數據庫的組織和存儲受到直接影響。為便于管理，在素材庫中建立不同的表，用以存放不同種類的素材[4]。其中，素材編號是識別素材的惟一標志。學科分類指明素材所屬的學科，它是分類屬性，可作為檢索途徑之一；關鍵字也是為檢索提供的一種手段，存放路徑指該素材的存取位置。

該資源庫的結構分為三個層次，即用戶層、應用層、數據庫服務層，詳見上圖2。用戶層用戶只需借助瀏覽器訪問即可；應用層用戶實際上是數據庫管理員，他通過登錄Web服務器可以實現對數據庫資源的查詢、分類、添加、修改等工作，即數據庫資源有任何變化都是通過他來進行操作的；最低層是數據庫服務層，采用了磁盤陣列技術，可以隨時增加硬盤而不用擔心硬盤容量不夠的問題。

3 網絡地圖指南系統

目前的高校校園面積都比較大，各個實驗樓、研究所等分布在校園的各個角落。根據學生反饋意見，有相當一部分同學找不到要做實驗的地方，即使找到地方也不知道在哪一個教室，這就需要向別人詢問，很不方便。為了解決這個問題，我們建立了網上地圖指南系統，該系統是融計算機圖形和數據庫于一體，存儲和處理空間信息的高新技術。它把地理和相關屬性有機地結合起來，根據實際需要準確真實地、圖文并茂地顯示給用戶。網上地圖指南系統以GIS技術為基礎，融合了數據庫技術，采用電子地圖將與地理位置有關的數據可視化，具有內容豐富，信息查詢方便，智能化程度高等特點。通過這樣一個虛擬化的電子地圖指引學生到達自己想去的地方，當然該系統可以進一步擴大到全校所有教職員工來使用。

4 無線網絡（短信）服務平臺

隨著GSM 和CDMA 網絡覆蓋范圍的擴展，基于這兩種網絡的短消息技術得到越來越廣泛的應用。這種技術能突破空間限制，可以廣泛應用于不太方便布置有線通信網絡的場所，可在一定程度上彌補有線網絡的不足。實驗教學由于其自身涉及面廣、時間跨度比較長、實驗地點分散等特點，教師、學生不可能隨時都掌握實驗信息，這就可能導致缺課、走錯地方等?，F在引入短信技術可以很好的解決這個問題。就像鬧鐘提醒一樣，管理員可以通過短信平臺預先設定發送對象、發送時間、發送內容，在每一次實驗課開始前有關的教師和學生就會收到短信通知，很大程度上方便了實驗教學。并且此平臺在今后也可以作為學校教務管理的一個輔助工具。

三 技術實現

系統前臺開發語言采用ASP.NET/ADO.NET技術，后臺數據庫采用ORACLE數據庫，邏輯上采用更為方便的B/S架構（Browsers/Web servers/Database servers即瀏覽器、web服務器、后臺數據庫服務器三層結構模式）。所有用戶（教師、學生、管理員）在任何一臺聯網的計算機上通過瀏覽器就可以進行相應的操作，實現客戶端的零安裝。幾個關鍵技術是：

1 用戶安全

在用戶安全方面首先采用的是用戶權限管理的方法，將所有的用戶分為不同的群組，每一個群組對信息系統中的各個功能模塊具有相應的權限，而一個用戶可以屬于一個或多個群組，擁有所屬群組的權限，從而大大方便了用戶管理。其次是采用MD5加密算法，當用戶登錄的時候，系統把用戶輸入的密碼計算成MD5值，然后再去和系統中保存的MD5值進行比較，而系統并不“知道”用戶的密碼是什么，這樣在很大程度上保證了用戶的安全性。

2 網絡地圖指南系統

在本系統中，采用Maplnfo、MapBasic、ASP.NET技術與Ajax技術相結合動態生成一個可以放大縮小的網絡地圖。用戶點擊任一個實驗室的名稱，頁面不需刷新就會動態顯示出該實驗室地理位置的圖片，使用起來非常方便。Ajax并不是單一技術，而是一個技術系統，它綜合使用了CSS、DOM、JavaScript、XHTML、XML、和XSTL等技術[5]。本系統用Ajax技術實現與web服務器交換數據，使得 Web頁面不用打斷交互流程就可以進行重新加載，從而實現網絡地圖動態更新。

3 短信平臺

基于無線網絡的短信平臺通過一個控制端和一個接收端實現短信的管理、發送和接收。其硬件由一臺服務器和一個無線Modem組成，并與無線網絡進行連接。本平臺采用當前支持發送中文和英文的PDU 模式進行短信的發送。首先把Modem設置為PDU編碼模式，并設置編碼轉換方式，如果是中文就進行UNICODE 編碼轉換，如果是英文字母進行7BIT 編碼轉換[6]。然后設置短信中心地址、發送手機地址等，Modem就可以將消息發送出去 [7]。接收端的工作方式則與控制端正好相反，同樣通過Modem 接收到短信內容后返回到控制端。

四 結束語

新一代的針對開放實驗教學的綜合性資源型網絡支持平臺以其信息化、智能化、資源豐富、功能多樣的特點完全取代了早期的人工管理模式和過去功能單一的實驗預約管理系統，體現了以學生為中心的教學思想，加快了學校信息化建設的步伐，優化了實驗教學資源的配置，提高了實驗教學的質量。展望未來，校際合作甚至產學研一體化遠程協同開放實驗網絡平臺將通過硬件、軟件和人員資源高度共享達到人才培養的高水平與高效率，社會生產力的持續高速增長。

參考文獻

[1] 董羽沖.基于.NET技術的網絡選課系統的設計與實現[J]. 現代教育技術，2006，16(03):55-56.

[2] 劉夏鷗.高校實驗教學信息管理平臺建設探析[J].實驗技術與管理，2007，13(9):23-26.

[3] 王耀輝，宋克. 網絡教學資源庫研究[J]. 工業技術經濟，

2005，10(4):62-63.

[4] 許英卓.基于B/S 的教學資源庫模型的研究[J].電化教育研究，2003，(7):37-39.

[5] 李卿，樓新遠.基于AJAX的數據分頁的設計與實現[J].成都信息工程學院學報，2008，23(2):191-194.

[6] [美]Alan Cooper Robert Reimann.軟件觀念革命——交互設計精髓[M].詹劍鋒等譯，De Dream 審校.北京:電子工業出版社，2005:24-28.

[7] 譚漢松，陳林書，董翔宇.短信平臺支撐組件設計與開發[J].科技咨詢導報，2006，8(09):2-4.