基于网格工作流高校教学资源整合与共享.doc

基于网格工作流高校教学资源整合与共享 　　摘 要 本文通过分析现阶段高校教学资源整合的现状，针对教学资源的分布性和异构性所带来的教学资源共享困难，提出基于开放网格服务体系结构（OGSA）的教学资源整合及共享方案，以校园网为基础来构建一个统一的资源整合平台，实际应用表明，以Globus Toolkit 来构建的教学资源网格系统能给师生提供便利的资源共享环境。 　　关键词 教学资源 网格工作流 整合 共享 　　中图分类号：G642 文献标识码：A 　　1 高校教学资源整合的现状及其必要性 　　计算机技术和互联网的发展催生了以数字化教学（e-leaning）为基础的自主学习模式，我国越来越重视高校数字化教学资源的建设与共享。目前，高校的教学资源共享可分为物理设备的共享和信息资源的共享两大类，其中物理设备包括计算机、存储设备、网络、教学仪器、实验设备等；信息资源包括教学网站、教学课件、试题库、教学素材、电子图书、教学实验软件等。2003年教育部启动《高等学校教学质量与教学改革质量工程》以来，各高校纷纷推出了各类精品课程，在国家精品课程资源网①上发布的国家级精品课程（本科、高职高专、网络课程）网站共3835门、省级精品课程8279门、校级精品课程8170门。这些精品课程的建设为广大师生提供了较丰富的优质资源，有效地扩展了教学的受益面，也是自主学习的有力推手。随着以校园网为基础的数字化校园的建设日臻完善，各高校都在校园网上发布了林林总总的教学资源，但也产生了教学资源整合与优化的问题，例如，在实际应用中，就资源的访问而言有些资源的入口分配在教学管理系统、有的分配在各院系网站部分、访问不同的网站和系统需要反复登录和认证等，这就需要对教学资源进行有效整合，为师生提供统一的访问平台。2012年孙荣等在文献②中对20所“985”工程高校的教学资源整合情况进行了问卷调查，图1列出其统计结果，其中：没有对资源进行整合的高校有11所，占55%，而对校内教学资源进行全面整合，向用户提供一站式服务的高校仅2所，占10%。可以认为，国内高校教在学资源的整合与优化方面尚处于初级阶段，尚有较大的上升空间。 　　《??家中长期教育改革和发展规划纲要（2010-2020年）》中把教育信息化纳入国家信息化发展整体战略。指出要“加强优质教育资源开发与应用、加强网络教学资源库建设、引进国际优质数字化教学资源、开发网络学习课程、建立数字图书馆和虚拟实验室、建立开放灵活的教育资源公共服务平台，促进优质教育资源普及共享”。 　　2 基于网格工作流的教学资源整合方案 　　网格技术被认为是继互联网、万维网之后信息领域的第三次技术革命。网格将每台参与计算或提供资源的计算机或网格当作一个节点，实现大范围内的、分布式的、异构型的资源的互通与互操作来消除资源孤岛。在网格计算中引入工作流技术（网格工作流）③可以实现资源的合理分配与业务流程的自动处理。目前，典型的网格的体系结构有五层沙漏结构和OGSA（开放网格服务结构），其中，由全球网格论坛GGF ④提出的OGSA体系结构以服务为中心，遵循现有的Web服务框架，利用现有的Web服务机制（如XML、SOAP、UDDI 与WSDL等），并定义了在网格环境中各种服务之间的使用接口，因其良好的扩展性而广为采用。遵循OGSA的结构，我们将高校教学资源按图1的层次框架进行整合，以便建立统一的资源共享环境。 　　应用层：本层直接面向广大师生，用户通过网格中的各种应用服务来实现对教学资源的共享和使用。主要包含：身份认证、资源导航、资源检索、资源订阅、调查统计、在线学习、在线考试、评价交流等功能。 　　网络服务层：本层的功能是通过利用web服务技术给用户提供服务支持和资源接口。这些服务包括服务本身的技术指标如：服务的创建、服务的注册、生命周期的管理、服务的状态等，以及各种教学系统接口如：精品课程网站、视频教学、虚拟现实系统、实验平台、作业系统、考试系统等。 　　资源层：本层对各种分布式的教学资源进行有效的组织，将他们统一在一个逻辑系统中，供用户使用和系统调用。这些资源包括：教学课件、教学录像、教学文件、题库、作业库、教学素材、数字教材等。 　　基础层：主要是校园网的基础设施，如骨干网络、服务器、交换机、路由器、网关和防火墙等。 　　通过对高校教学资源的合理整合为构建“大一统”的资源共享平台打下了坚实的基础。 　　图1 部分高校教学资源整合情况 　　图2 基于网格体系的教学资源整合框架 　　3 基于网格工作流的资源共享系统 　　图3给出了基于网格工作流的教学资源共享系统的总体构架。整个系统主要由系统服务点、资源主系统、权限认证、资源命名、资源访问Agent（中间件）等服务模块组成。系统服务点⑤（系统中的访问服务点可按需动态增减）