分布式资源系统的思考与实践.docx

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分布式资源系统的思考与实践

分布式资源系统的思考与实践

教育资源作为信息资源的重要组成部分，从广义上理解应包括适合教育的所有教育教学资源、人力资源及物力资源等。

从狭义上理解主要指教学资源，它包括用于课堂教学用的信息资源、远程教育所需的教育信息资源以及其它教育形式所需的信息资源。

毋庸置疑，教育信息化是世界教育发展的大势所趋，教育资源建设是实现教育信息化的关键所在。

尤其在近几年来，随着我国“校校通”工程的全面实施，社会、学校、教师、学生对教育资源的需求也在不断地向前推进发展。

教育资源建设在网络基础建设的推动下，已成为教育大舞台上的一个主角，是当前教育中人们异常关注的一个热点话题。

但是,由于教育资源的复杂性和多样性，使得人们对它的理解各不相同，再加上商业利益驱动,于是乎便出现大量不同层次、不同属性的所谓教育资源，教育资源建设在很大程度上仍处于一种随意和无序的状态，暴露出不少的问题，如：

如何解决有效的教育资源匮乏问题（资源建设模式）

如何实现教育资源符合二期课改的需求（资源建设内容与标准）

如何解决分散的教育资源的有效管理（资源管理方式）

如何实现从资源管理为主向资源应用为主的转变（资源应用环境）

如何实现教育资源建设的可持续化发展（资源建设机制）等等……

针对上述存在的问题，在反复的思考与多方的论证基础上，我们以“构建一个符合区域性教育实际需求的面向教学、结构规范、接口开放、自我完善、分布式存储、集中式管理的基础教育资源应用系统”为目标，提出并初步完成了“分布式资源系统”构建方案（图1），在设计理念与技术实现等方面取得了新的突破，为教育专网范围内实现教育资源的有效共建与共享进行了有益的探索。

图一

一、“分布式资源系统”的设计理念.

首先，我们并没有将分布式资源系统定位于一个单独的资源平台，而是将其作为基础教育专家系统的重要组成部分进行整体考虑，它不仅仅是教育教学资源应用系统，更是教师专业化发展系统、学生自主学习系统、学校发展系统、社区服务系统的最重要的基础之一。

如图，是资源系统在教师专业化发展中的位置和相互作作用。

图2

其次，分布式资源系统与传统的“资源库”概念不同，其更强调“系统”的观念。

因为资源系统首先是一个管理系统、更是一个面向全体师生的、开放的“容器。

它具有分级的多个资源入口，能够真正地实现资源的分布式储存与集中式管理的统一，其核心功能是提供一个资源沉淀与清洗的机制，经过具有一定人工智能的处理模块，对于资源及应用产生的数据制定一个收敛的、趋于稳定平衡的相互作用的规则。

二、资源的结构化呈现形式

不符合统一的标准,资源内容凌乱重复是目前教育资源的建设的普遍状况。

各自为政,对教育资源的分类统一的标准缺乏认识,大多资源建设者都是从自己的认识角度出发对资源进行分类、定义,导致了各种资源的凌乱和重复建设。

因此，如何在《基础教育教学资源元数据规范》框架内运用知识管理理论指导资源建设的实践无疑有着十分重要的意义。

知识管理涉及四个运作过程：

知识集约过程、知识应用过程、知识交流过程和知识创新过程。

这四个过程不是相互独立的，而是相互关联的。

知识创新是知识管理的目的。

实现这一目的的关键在于隐形知识显性化和显性知识内部化。

知识管理理论是资源建设技术实现层面的重要理论基础，它为资源系统的体系结构设计，如何组织、存储和管理资源，如何快速准确地获得资源，如何促进交流和协作提供指导。

我们认为教学过程设计、效率、师生教学行为的分析是资源系统必须要注意的三个方面。

因此，将具有较强内在联系的教学过程中的各个相关部分整体呈现，实现教学资源的结构化，才能为广大的师生教学行为提供立体化的支持。

我们将根据《基础教育教学资源元数据规范》中元数据元素属性定义及资源类型分类词汇表确定结构化的资源的内容及规范化的呈现形式——综合课例（图3），它包含了教学资源和课件、将教师的教学思想用具体的教学设计方法、教学过程用具体的教学录像表现、试验的效果或本教学课例的教学效果的评价等全方面内容的教学案例，每个课例对应一个具体的教学课时。

我们给每个课例预留了二十个元素空间。

元素集合由源数据（如教学设计、说课、教学过程、课后反思、专家同行点评、课件、形成性测试题等）、描述数据（年段、学科、课题、教师属性、学生属性、测试分析等）、应用数据（浏览、引用、修改、删除记录等）三类数据构成，同时充分利用网络、计算机环境下已经电量化、数字化的行为元素，为数据的深层挖掘做准备。

图3

三、资源清洗与沉淀机制

在经过资源积累的初始阶段后,通过使用信息综合评价排序形成课例的清洗与沉淀机制，每个课题的每个课时将保留九个前台的课例空间，分别对应于示范学校、一般学校、农村边远学校，每类三个课例。

以满足不同教育教学环境的需求。

冗余课例转入备份库，在经过无序填空的初始阶段后，逐步形成动态的冗余机制。

当然，资源的产生、使用过程以及对资源的评价本身就是非常重要的资源。

经过一段时间运行后，还要进行存贮元素与应用情况的相关性分析，完成存贮元素的沉淀与清洗，相关性较好的元素前移并增加统计权重，相关性差的元素后移，直至被淘汰，为增加新的存贮元素提供实验空间，形成使用资源的数据对存贮结构的反作用。

在系统中专家对主观描述性元素定初值是仅仅是为了加速收敛，而不是永远不变的终值，描述数据不断受到实际应用数据的修正而逐步接近于具体的教育教学实际状态。

四、分布式资源的实现

通过教育专网整合一个地区的教育资源，为整个地区提供一个量大、质优的教育资源服务系统，是大势所趋。

分布式资源系统可以有效的整合大范围内教育资源信息，使得教育资源可以得到最大范围内的共享，但又可以避免大量资源集中存储而造成网络堵塞以及故障的产生。

在技术层面上通过不同的配置，形成层次性的资源存储分布的模式，实现集中与分布的有效统一。

与此同时还需要处理好应用、培训、研究和管理等各方面的关系，采取有效的激励机制以调动各个学校、教师和学生的积极性，为资源建设提供机制上的保证。

1.技术层面——资源搜索引擎

要真正实现资源分布式储存与集中式管理的统一,关键在于需要一个的高效率的资源检索系统——搜索引擎——这一长久以来难以突破的技术瓶颈。

由于教学资源是分布于不同站点，以视频、音频、图片、文本等多种形式存在的离散性的资源，一般的搜索引擎原理是通过搜索整个HTML文件来查找用户输入的关键字，这种结果是我们通常所见的高反馈率和低精确率。

为了克服这缺点，我们采用对教学资源进行编码的方式，使分布与不同站点的教学资源具有统一的标识。

通过信息中心资源系统服务器中的专用程序定时抓取教学资源并产生索引目录归入整个区域资源系统总目录以供用户检索。

资源搜索引擎的实现不仅为分布式存储的离散性资源实现集中式管理与应用提供了技术保障，而且使区级教育专网范围内形成区信息中心、学校和个人终端三级资源的入口，采用自主发布、购买、评奖、录入等多种方式向资源系统导入各类教育教学资源，进而实现资源系统“优胜劣汰，适者生存”的过滤、清洗与沉淀的功能成为了可能。

信息中心搜索引擎（图4）可采用宏名单IP地址生成、IP地址范围划定以及目标IP地址等搜索目标指定方式对指定域名、B类或C类网段进行主动搜索，对具有教学资源具有统一的标识的完整课例或课例元素进行主动收录。

整个资源网络的结构对用户来说是透明的，他们能访问到网络中的所有资源目录索引，而无需关注资源实际的物理位置。

（图5）

图4

图5

这种方式极大地降底了发布的门槛，同也比较好的解决了交流与版权保护的矛盾，做到对资源的合理使用。

2.建设机制层面

1）百堂课例

为了在资源系统中较快地形成优质教育资源的规模效应，尽快实现优质教育资源的辐射作用，我们还组织了学科专业指导委员会，统筹安排、集体讨论了特级教师、首席教师、学科带头人等优秀教师的课例并以“百堂课例网上行”的方式直接录入区中心存贮。

第一批以高中语文、数学、英语、物理、化学五门学科，初中语文、数学、英语三门学科的疏理和总结课程为主，第二批以“科学教育”、“艺术教育”、“思想品德教育”、“心理辅导”等专题为主。

各类区级以上获奖课例及新教师见习期考核课例也直接入中心存贮。

2）以学校为基地的学科资源分中心网站

在统一规划下，我们组织了教研室、培训部、信息中心分别从教学实际效果、师资力量和教育技术基础三个方面对各校以自然形成的特色学科进行了调研，确定了以学校为基地的学科资源中心（图6），重点落实了组织、设备、人员等保障措施和实施方案。

各基地学校只需对课例或课例元素打上标签就可以被区信息中心收录，同时学校网站也是一个比较完整的学科教学网点。

信息中心对各基地学校的资源服务器定时搜索。

学校的学科带头人、教学能手等优秀教师的课例、各类校级获奖课例直接进入学校资源网站。

图6

我们采用对教学资源进行编码的方式，能够适应常用的系统和后台数据库，并为基础教育信息标准达成了一个实例。

根据需求搜索范围可以扩大到整个因特网，从而实现更大范围的共享和交流。

3）个人终端的发布

个人用户采用对教学资源进行编码的方式，并将文件存放个在个人终端的发布目录中，在联网状态下就可以被信息中心的搜索引擎感知。

这样每个终端都是发布服务器，每个人信息的使用者同时都可以是信息提供者。

充分发挥了教育专网的特点，固定的B类地址也增加了上行服务的附加值。

分布式资源系统的构建完成，除了提供丰富的教学资源以及标准的课例制作、发布功能以及结构化的搜索引擎外，更重要的是要在对教师的能力提高，对教师在教学方面的反馈、智能化评价以及教师交流等多方面做更多的完善。

我们还将进一步开发基于流程控制和图形化操作的备课环境；基于教师社会属性和外显教育行为的数字化记录、相关性分析及诊断与建议的教师专业化发展专家系统，并将以人种学的研究方法，针对记录到的教育、教学的外显的行为特征，经过数据的积累、沉淀和清洗，形成一个相关性较好的元素群和常模，并用相关性统计的方法寻找相关因素，进而有意识地引导正相关因素、控制负相关因素，期望得到预期的教育教学结果。