摘要：隨著遠(yuǎn)程教育的不斷發(fā)展，如何進(jìn)行教育資源建設(shè)，實(shí)現(xiàn)教育資源共享，已成為遠(yuǎn)程教育中迫切需要解決的重要課題。網(wǎng)格技術(shù)的快速發(fā)展使實(shí)現(xiàn)分散資源的共享和閑置資源的利用成為可能。本文分析了目前遠(yuǎn)程教育在資源共建共享上存在的一些問(wèn)題，提出了基于網(wǎng)格的現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育資源庫(kù)的系統(tǒng)構(gòu)成和框架模型，并對(duì)其主要問(wèn)題進(jìn)行了討論，對(duì)其未來(lái)前景進(jìn)行了展望。

關(guān)鍵詞：網(wǎng)格技術(shù)；遠(yuǎn)程教育資源庫(kù)(DERLS)；共建共享

收稿日期：2007—06—11

作者簡(jiǎn)介：陳紅普（1980—），男，漢族，河南省南陽(yáng)市人，河南師范大學(xué)物理與信息工程學(xué)院教育技術(shù)系助教，碩士，主要從事網(wǎng)絡(luò)與遠(yuǎn)程教育研究。

依據(jù)我國(guó)《面向21世紀(jì)教育振興行動(dòng)計(jì)劃》，建設(shè)開放式教育網(wǎng)絡(luò)是構(gòu)建終身學(xué)習(xí)體系的重要組成部分，而配套的遠(yuǎn)程教育資源庫(kù)建設(shè)是其主要內(nèi)容。就目前的技術(shù)現(xiàn)狀來(lái)看，單臺(tái)教學(xué)資源服務(wù)器的計(jì)算能力是有限的，能支持的用戶數(shù)量也是有限的。為增加用戶的數(shù)量，將教育資源分布到不同的計(jì)算機(jī)進(jìn)行分布式訪問(wèn)的策略是可行的，但是卻帶來(lái)比較復(fù)雜的管理和調(diào)度問(wèn)題。遠(yuǎn)程教育系統(tǒng)是一個(gè)分布式環(huán)境下的人與人、人與計(jì)算機(jī)進(jìn)行信息共享的系統(tǒng)。這種環(huán)境下的資源管理和調(diào)度問(wèn)題可以規(guī)約成一個(gè)“分布式計(jì)算”問(wèn)題。結(jié)合目前日益興起的網(wǎng)格技術(shù)，借鑒一些“網(wǎng)格計(jì)算”的思路解決上述問(wèn)題，將會(huì)極大地改變遠(yuǎn)程教育的現(xiàn)狀，對(duì)其進(jìn)行研究具有極其重要的意義。

一、遠(yuǎn)程教育資源建設(shè)現(xiàn)狀及主要問(wèn)題

在現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育環(huán)境下，學(xué)生可以不受時(shí)空的限制應(yīng)用多種媒體信息進(jìn)行學(xué)習(xí)。為了更好地促進(jìn)這種學(xué)習(xí)方式，必須加強(qiáng)與之相適應(yīng)的、能夠充分發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)的教育資源庫(kù)的建設(shè)。

縱觀我國(guó)遠(yuǎn)程教育發(fā)展的現(xiàn)狀，不難發(fā)現(xiàn)，雖然目前很多的院校及教育部門都在開展遠(yuǎn)程教育資源建設(shè)，但絕大多數(shù)都是各自為政，為了自己的“名聲”和“品牌”而故步自封，嚴(yán)重的本位主義與現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育的目標(biāo)背道而馳，已嚴(yán)重地影響了我國(guó)遠(yuǎn)程教育的發(fā)展。目前我國(guó)遠(yuǎn)程教育在資源共建共享方面所存在的問(wèn)題及其影響主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：

(一)硬件設(shè)施重復(fù)投資

目前我國(guó)的科研經(jīng)費(fèi)絕對(duì)數(shù)量不高，但科研設(shè)備浪費(fèi)卻十分驚人。通常一所略具規(guī)模的網(wǎng)絡(luò)大學(xué)，僅硬件成本就需要投入數(shù)千萬(wàn)元。〔2〕各學(xué)校對(duì)硬件設(shè)備的重復(fù)投資，無(wú)形中增加了教育的成本。造成這種現(xiàn)象的主要原因就是購(gòu)買者之間信息不暢通，沒(méi)能形成區(qū)域間的設(shè)備共享。

(二)軟件平臺(tái)互不兼容

在網(wǎng)絡(luò)軟件系統(tǒng)和平臺(tái)的開發(fā)及應(yīng)用方面，各個(gè)學(xué)校都用不同的語(yǔ)言開發(fā)自己的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)和管理平臺(tái)。這就使得在教育應(yīng)用的互操作時(shí)，需要考慮計(jì)算標(biāo)準(zhǔn)的不兼容性，不僅給訪問(wèn)帶來(lái)了不便，同時(shí)由于重復(fù)開發(fā)，也造成了資源的極大浪費(fèi)。

(三)有效資源內(nèi)容匱乏

在課件資源的建設(shè)上缺乏統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)，資源內(nèi)容凌亂重復(fù)，需要的資源難以找到，沒(méi)有參考價(jià)值的垃圾資源很多。資源大都是“課堂搬家”，適合自學(xué)的課件還很少，精品課程更是少之又少。更為嚴(yán)重的是，版權(quán)意識(shí)薄弱，嚴(yán)重打擊了原創(chuàng)資源建設(shè)者的積極性，造成當(dāng)前教育資源總體質(zhì)量不高。

(四)服務(wù)體系亟待規(guī)范

目前大多數(shù)的遠(yuǎn)程教育系統(tǒng)注重找到更好的技術(shù)方法向?qū)W習(xí)者展示學(xué)習(xí)內(nèi)容，即面向內(nèi)容，而不是面向用戶，對(duì)用戶的支持不足。系統(tǒng)本身的功能和操作邏輯不能動(dòng)態(tài)地改變，不能做到教育的動(dòng)態(tài)集成，學(xué)習(xí)者沒(méi)有足夠的選擇與彈性，無(wú)法實(shí)現(xiàn)最有效而公平的學(xué)習(xí)環(huán)境。

如何克服目前遠(yuǎn)程教育資源建設(shè)的局限性，業(yè)界為此展開了深入地研究，而網(wǎng)格技術(shù)的出現(xiàn)，為上述問(wèn)題提供了最好的解決方案。

二、網(wǎng)格技術(shù)及其應(yīng)用于遠(yuǎn)程教育的優(yōu)勢(shì)

（一）網(wǎng)格技術(shù)簡(jiǎn)介

網(wǎng)格是一種新技術(shù)，目前正處于不斷發(fā)展和變化中，因而并沒(méi)有精確的定義和固定的內(nèi)容。被后來(lái)人們稱為“網(wǎng)格計(jì)算之父”的IanFoster在《TheGrid:BlueprintforaNewComputingInfrastructure》中這樣給網(wǎng)格下定義：“網(wǎng)格是構(gòu)筑在互聯(lián)網(wǎng)上的一組新興技術(shù)，它將高速互聯(lián)網(wǎng)、高性能計(jì)算機(jī)、大型數(shù)據(jù)庫(kù)、傳感器、遠(yuǎn)程設(shè)備等融為一體，為科技人員和普通老百姓提供更多的資源、功能和服務(wù)?；ヂ?lián)網(wǎng)主要為人們提供電子郵件、網(wǎng)頁(yè)瀏覽等通信功能，而網(wǎng)格功能則更多更強(qiáng)，讓人們透明地使用計(jì)算、存儲(chǔ)等其他資源?！?/p>

可見(jiàn)，網(wǎng)格的目標(biāo)是將地理上分布的、系統(tǒng)上異構(gòu)的多種計(jì)算資源通過(guò)高速網(wǎng)絡(luò)連接起來(lái)，協(xié)同解決大型應(yīng)用問(wèn)題，進(jìn)行廣域信息資源的分布共享，最終把整個(gè)因特網(wǎng)整合成一臺(tái)超級(jí)虛擬計(jì)算機(jī)。作為新一代網(wǎng)絡(luò)計(jì)算與應(yīng)用技術(shù)，網(wǎng)格的本質(zhì)不是它的規(guī)模，而是充分利用網(wǎng)絡(luò)中的現(xiàn)有軟硬件資源，支持廣域環(huán)境上的計(jì)算、數(shù)據(jù)、存儲(chǔ)、信息和知識(shí)資源的共享、互通與互用，消除信息孤島，以較低成本獲得高性能。

（二）網(wǎng)格技術(shù)優(yōu)勢(shì)

1．教育資源的共享性

網(wǎng)格技術(shù)的最大特性就是資源共享。它不僅可以連通各種硬件設(shè)備、共享信息資源，而且能夠共享硬件設(shè)施、共享存儲(chǔ)、共享計(jì)算，并生成新的知識(shí)資源。隨著網(wǎng)格技術(shù)的逐步成熟，我們可以建立國(guó)家或地區(qū)性的教育網(wǎng)格，將各種多媒體教學(xué)軟件、數(shù)字信息資源等通過(guò)網(wǎng)格“集中”使用，從而實(shí)現(xiàn)教育資源的全面共享，避免資源建設(shè)的重復(fù)勞動(dòng)和投資浪費(fèi)。

2．異構(gòu)系統(tǒng)的兼容性

網(wǎng)絡(luò)是典型的異構(gòu)系統(tǒng)，不同時(shí)期的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)會(huì)在網(wǎng)絡(luò)中共存，但不同機(jī)型、操作系統(tǒng)、計(jì)算機(jī)編程語(yǔ)言的存在，使得開發(fā)分布式系統(tǒng)軟件十分困難。網(wǎng)格是動(dòng)態(tài)變化、充滿活力的系統(tǒng)，在網(wǎng)格環(huán)境中，能夠解決不同體系結(jié)構(gòu)的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)和類別不同的資源之間的通信和互操作問(wèn)題，學(xué)習(xí)者可在任何時(shí)間和地點(diǎn)，以自己習(xí)慣的形式訪問(wèn)和使用各種網(wǎng)格學(xué)習(xí)資源。

3．協(xié)作學(xué)習(xí)的可行性

網(wǎng)格是一個(gè)整合的計(jì)算機(jī)環(huán)境，只要用戶接入了網(wǎng)格，就能夠使用相同的工作環(huán)境，而不管其怎么接入以及在哪里接入。網(wǎng)格的這些特點(diǎn)使得它可以調(diào)度不同位置的眾多計(jì)算機(jī)、應(yīng)用程序、信息資源等，使學(xué)習(xí)者能夠?qū)崿F(xiàn)自主性、合作式或研究性學(xué)習(xí)，更好地完成自己的學(xué)習(xí)任務(wù)，開展廣泛的協(xié)作學(xué)習(xí)。

4．支持服務(wù)的應(yīng)需性

網(wǎng)格是有“大腦”的，它以服務(wù)為中心，能根據(jù)用戶的需求自動(dòng)地生產(chǎn)知識(shí)；同時(shí)，網(wǎng)格教育實(shí)現(xiàn)了從數(shù)據(jù)共享向應(yīng)用共享的轉(zhuǎn)移，是面向用戶、面向服務(wù)的。對(duì)學(xué)習(xí)者來(lái)講，可以不必關(guān)心學(xué)習(xí)資源是誰(shuí)來(lái)提供和怎樣提供，通過(guò)網(wǎng)格教育共享平臺(tái)，學(xué)習(xí)者可以獨(dú)立地獲取自己需要的學(xué)習(xí)內(nèi)容，從而實(shí)現(xiàn)按需學(xué)習(xí)。

將網(wǎng)格技術(shù)應(yīng)用于遠(yuǎn)程教育，能有效地解決現(xiàn)階段遠(yuǎn)程教育在資源共建共享方面存在的問(wèn)題。

三、基于網(wǎng)格的現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育資源庫(kù)系統(tǒng)

現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育的核心和精髓是教育資源的共享，而目前遠(yuǎn)程教育只是把自己所擁有的資源向社會(huì)開放，共享的范圍和程度還遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，充其量只達(dá)到部分和單向的資源共享。同時(shí)，現(xiàn)有網(wǎng)絡(luò)為學(xué)習(xí)資源的共享、學(xué)習(xí)活動(dòng)的合作所提供的技術(shù)條件處在較低水平，缺乏在課程知識(shí)和教學(xué)管理水平層次上的交換，造成現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育運(yùn)作模式的僵化。資源的重復(fù)建設(shè)，資源檢索技術(shù)的智能化水平不高，資源的獲取和應(yīng)用及更新速度較慢，動(dòng)態(tài)適應(yīng)性較差等，也影響資源的有效共享。

網(wǎng)格技術(shù)的最大特點(diǎn)是信息資源共享。在遠(yuǎn)程教育領(lǐng)域，網(wǎng)格可以將分布在各地的計(jì)算機(jī)、圖書館數(shù)字資料、數(shù)字博物館、論文、各類多媒體課件和教學(xué)視頻等海量信息資源集成起來(lái)，建立一個(gè)遠(yuǎn)程教育信息網(wǎng)格，其主要目的是建立一個(gè)分布式、海量的教育資源庫(kù)，并提供一套高效的資源共享、存儲(chǔ)管理機(jī)制，用戶可以隨時(shí)、隨地、方便和快捷地跨網(wǎng)絡(luò)存取信息。遠(yuǎn)程教育信息網(wǎng)格的系統(tǒng)，分布在不同地點(diǎn)的教育資源服務(wù)器不斷向遠(yuǎn)程教育網(wǎng)格輸入信息，用戶通過(guò)登錄遠(yuǎn)程教育網(wǎng)格讀取信息，也可以存儲(chǔ)信息以供其他用戶使用。整個(gè)網(wǎng)格的地理位置、拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)對(duì)于用戶透明，而且可以根據(jù)用戶數(shù)量動(dòng)態(tài)調(diào)度。

通過(guò)建立遠(yuǎn)程教育信息網(wǎng)格，可以充分利用現(xiàn)有的遠(yuǎn)程教育資源，最大限度地減少各遠(yuǎn)程教育系統(tǒng)建設(shè)時(shí)的重復(fù)投資，快速應(yīng)對(duì)新系統(tǒng)建設(shè)的需求，整合和管理分散在各學(xué)校的信息化資源，實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)虛擬環(huán)境下的資源共享和協(xié)同工作，建設(shè)一個(gè)統(tǒng)一、靈活、有彈性的遠(yuǎn)程教育基礎(chǔ)設(shè)施。

下面根據(jù)Chetty于2002年提出的網(wǎng)格計(jì)算體系結(jié)構(gòu)模型和業(yè)界在IBM提議下結(jié)合WebService技術(shù)提出的OGSA開放網(wǎng)格服務(wù)結(jié)構(gòu)，給出基于網(wǎng)格的現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育資源庫(kù)的建設(shè)框架(如圖2)。

不難看出，整個(gè)遠(yuǎn)程教育資源庫(kù)系統(tǒng)DERLS(DistanceEducationResourceLibrarySystem)主要包括4個(gè)部分，從下到上依次為：遠(yuǎn)程教育資源、管理層次中間件、集成服務(wù)器和教育資源統(tǒng)一管理門戶。

用戶在教育資源管理門戶上發(fā)出請(qǐng)求，DERLS提供了一站式服務(wù)，其中包括很多學(xué)校的資源，同時(shí)，每個(gè)學(xué)校負(fù)責(zé)維護(hù)自己的資源，系統(tǒng)提供服務(wù)的能力隨著加入學(xué)校的增加而增加。各個(gè)服務(wù)器上面都安裝了一個(gè)網(wǎng)格應(yīng)用軟件，使得這些服務(wù)器可以互相識(shí)別。然后再通過(guò)作業(yè)調(diào)度、資源管理、安全管理、系統(tǒng)管理、配置管理等模塊對(duì)這些資源進(jìn)行處理、整合成為用戶需要的模式，供用戶查詢、學(xué)習(xí)、使用。

下面就圖2中的一些概念做簡(jiǎn)要的解釋。

(1)計(jì)算網(wǎng)格資源：在DERLS中提供計(jì)算能力的各種設(shè)備、儀器等，例如大型機(jī)、集群系統(tǒng)。

(2)存儲(chǔ)網(wǎng)格資源：在DERLS中提供存儲(chǔ)能力的各種硬盤、磁帶等。

(3)其它網(wǎng)格資源：DERLS中的其它資源，例如通信資源等。

(4)作業(yè)調(diào)度：用戶通過(guò)教育資源統(tǒng)一管理門戶，提交一個(gè)網(wǎng)格作業(yè)后，通過(guò)作業(yè)調(diào)度組件來(lái)查看用戶是否有目標(biāo)網(wǎng)格資源的權(quán)限，然后再查詢?cè)撡Y源，開始執(zhí)行作業(yè)。

(5)資源管理：對(duì)DERLS中的網(wǎng)格資源根據(jù)各自的特性進(jìn)行統(tǒng)一的管理。

(6)安全管理：為了保護(hù)DERLS的網(wǎng)格服務(wù)，提供用戶驗(yàn)證、密碼管理等安全管理服務(wù)。

(7)系統(tǒng)管理：完成DERLS服務(wù)中網(wǎng)格平臺(tái)下的多種系統(tǒng)資源的管理功能。

(8)配置管理：負(fù)責(zé)整個(gè)DERLS中教育業(yè)務(wù)的受理和網(wǎng)格資源的調(diào)度，使得用戶可以靈活地使用DERLS服務(wù)。

(9)教育資源統(tǒng)一管理門戶：DERLS的用戶窗口，教育資源的一個(gè)開放式的共享平臺(tái)，幫助用戶根據(jù)自己的需要搜索到相關(guān)的信息。

四、存在問(wèn)題與展望

盡管基于網(wǎng)格的DERLS有著誘人的應(yīng)用前景，但是目前還有許多問(wèn)題需要解決。這些問(wèn)題包括：

(1)要解決目前互聯(lián)網(wǎng)的數(shù)據(jù)傳輸能力不足的問(wèn)題；

(2)要進(jìn)一步解決人機(jī)通信的問(wèn)題；

(3)要解決遠(yuǎn)程教育資源共享中的知識(shí)產(chǎn)權(quán)問(wèn)題；

(4)要保障基于網(wǎng)格的DERLS的安全性。

隨著網(wǎng)格技術(shù)的不斷發(fā)展完善，這些問(wèn)題必將能夠解決。結(jié)合我國(guó)現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育的需求和基礎(chǔ)信息設(shè)施的現(xiàn)狀，利用網(wǎng)格技術(shù)手段來(lái)開展遠(yuǎn)程教育是一個(gè)必然趨勢(shì)，一定會(huì)促進(jìn)遠(yuǎn)程教育的發(fā)展。

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