基于网格的远程教学研究
基于网格的远程教学模型研究
基于网格的远程教学模型研究作者：张恺来源：《中国教育信息化·高教职教》2008年第09期摘要：在传统的网络环境中，现代远程教育的发展遇到了一些瓶颈，笔者尝试利用网格技术构建了一个新的远程教育平台G-learning，并取得了初步的成果。
本文探讨了系统的拓扑结构和功能模型等核心内容，并总结了今后的开发方向。
关键词：网格远程教学模型中图分类号： G434 文献标识码：A 文章编号：1673-8454（2008）17-0083-02随着教育的不断发展，人们对远程教育的需求也越来越大，但是在传统的网络环境中，随着访问人数以及教学资源的不断增加，网络的负担越来越大，已经很难达到人们的预期目标，特别是随着虚拟技术、3D技术的大量应用，网络更是不堪重负。
为了解决这一问题，我们尝试利用网格技术构建了一个远程教学系统G-learning，以期利用网格技术分布、异构、动态的特性达到提高远程教育的质量，降低教学成本的目的。
一、设计要求1.模式要求现代远程教育系统分为同步远程教学和异步远程教学两种教学模式，同步远程教学是指为了模拟真实课堂教学方式的双向实时交互式网上教学，是一种网络直播的教学方式。
异步远程教学是将教学资源事先存放在网络上，用户在任何时候，不管身处何地，都可以登录网络进行学习。
G-learning系统是为一所普通高中搭建的，是该学校教学过程以及教学环境的延伸，所以在涉及伊始，对它的定位就是能够同时满足同步远程教学和异步远程教学两种教学模式。
2.功能要求作为教学过程和教学环境的延伸，同时也为了方便教师异地备课、教研，G-learning系统在一期时提供了远程虚拟考试系统、远程教学资源库、远程教学系统、远程在线答疑系统、远程选课系统、远程备课系统等六大功能系统。
由于其统一的数据平台、模块化的结构设计和规范的接口设计，确保了G-learning系统后期的可扩展性和可移植性。
[1]3.其他要求为了保证软件工程的规范性，在设计时，我们制定了资源的统一命名方式和统一访问方式，统一的访问控制策略和统一的身份认证机制等规范。
网格技术及其在远程教育中的应用实例研究
视录像 媒体和实物 媒体所无法 比拟 的。虚 拟技 术还 可以突破 时间
的限 制 ． 些 需 要 几 十 年 甚 至 上 百 年 才 能 观 察 的 变 化 过程 ， 过 一 通 虚 拟 现 实 技 术 ． 以 在 很 短 的时 间 内呈 现 给 学 生 观 察 。 可 四 、 结 总
技能 、 电器维修技 能等各种职业技能的训练 。Ｈ 这种虚拟的训练不 存在误操 作而造成 的设 备的损耗 ， 不存 在任何危 险 ， 也 学生可 以 不厌 其烦地反复练 习 ， 直至掌握操作技 能为止 ， 以达 到任意 复 可
互 ． 仅 让 学 习者 可 以 感 受 一 种 身 临 其 境 的 感 觉 ， 学 习 者 能 够 不 使
三、 ｂ Ｄ技术在 网络教学 中的作用 Ｗｅ ３
１弥补 网络 教 学 条件 的 不足 ．
在 网络教学 中， 往往会 因为实验设备 、 实验场地 、 教学经费等 方 面 的原 因 ，而 使一 些 应该 开设 的 教学 实验 无 法进 行 。利 用
赵
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摘
要 ：网格技术 已经成为 当前 国际计算机技 术研 究的
重 复 开 发 现 象 非 常 严 重 ． 已成 为 制 约 远 程 教 育发 展 的 瓶 颈 。随 这
着 网 络 技 术 的 高速 发 展 ． 网格 （ ｉ ） 术 应 运 而 生 。 已经 成 为 当 Ｇｒ 技 ｄ 它 前 国际 计 算机 技 术 研 究 的 热 点 和 前 沿 领 域 ，它 代 表 了 继 Ｉｔｒｅ ｎｅｎｔ 技术和 Ｗｅ ｂ技 术 之 后 的 第 三 次 技 术 浪 潮 。 将 网格 技 术 应 用 于 远
文献标识码： Ａ
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１网格 的起 源 ．
基于网格社区的远程教学资源管理系统研究
无法 进 行跨平 台资源 共享 。有些 教 育 网站 只提 供单 一 量 的远 程教 育 资源 进行 分类 ， 标准 化 统一 后编 成 资源
迎 刃而 解 。学 生登 录远 程 网格 门户后 ， 向网格提 出学 模 快速 计算 能 力， 为 网络 远 程 教育提 供 了制 作模 拟 实
习请 求 ， 教 育 网格 根据 学 习者 的学 习请 求 ， 组织 、 调 度 验课 件 的技术 基 础 。
ＵＪ ｌ ＡＮ Ｃ ｏ Ｍ ＰＵＴＥＲ
三、 网格 系统 结构 分 析
基 于 网格技 术 的现 代 远 程 教 学 系统 模 型 主 要 由
远 程 教 育 的教 学 成 效 很 大 程 度 上 取 决 于 远 程 教 六 大 部 分 组 成 ， 这 六 大 部 分是 资源 节 点 、 资源 管 理 服 育 资源 的共 享程 度 。从 当前远 程 教学 资源 的 利用 情况 务 系统 、 教 学 资源 管理 系统 、 客户端、 用 户认 证 管理 服 来说， 资源 重 复建 设 、 分散 、 有 效 的学 习资 源 难 以挖 掘 务系 统 、 资源 目录服 务系 统 。 形成 知 识链 问题严 重 。有 些学 校 随让将 自己的资源 对 １ ． 教学 资源管 理 系统 。它主 要 是为 远程 学 习者 提
湖北工程学院青年项 目“ 基 于网格 的远程教 学研 究（ 项目 号： ２ ０ １ １ ０ ３ １ ） 基于 网格社 区的教 育资源管理研 究（ 项目 号： ｚ ２ ０ １ ２ ０ ０ ７ ） 资金 资助” 。
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２ ２・ 福 建 电脑 ｌ ２ ０ １ ３ 年第５ 期
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极不 合 理 。发达 地 区与 落 后地 区在教 育 发展 不平 衡 。 它将 各 学校 各地 域 分散 的 学 习资源 一 体化 ， 实现 跨地 ２ ） 它 带来 了资源 共享 模 式 的变 革 。 网格 能够 对 大 目录 ， 使远 程 教育师 生 方便快 捷地 共享 教学 资源 。 ３ １ 网格突 破 了计算 能 力大 小的 限制 。 网格 的大规
基于网格计算的远程教育系统模型的研究
所有者为 中心 的策 略， 各个 教学 区 的资 源 以及用户 数据库 都 分布于教学 区的管理 范 围内 “ 管理 员 ” 用 户” 过 ｗｅ 和“ 通 ｂ 服务器上 的 Ａ Ｉ Ｐ 进入系统 ， ｂ服务器 为教学 区“ Ｗｅ 管理 员” 和 “ 户” 用 提供不 同的统 一访 问界面 ， 它还 与用 户管理 一起提供 单一登 录的功能 ，用户 ” 不 同的教学 区之 间切换 不需要 多 “ 在 次输入用户 名、 密码等 用户 信息 。“ 用户 ” 入系统 即可得 到 进 全部共享信息 的视 图。访问控 制 主要用 于资源访 问控 制 、 服 务 间的相互认证 等。各个 “ 教学 区” 的资源管理器利用对 基于 Ｌ ＡＰ的信息存储 服务器实现资源信息 的存 储 、 问和管理 ， Ｄ 访 建立各个“ 教学区” 的信 息中心 ， 负责对 本“ 教学 区” 内的所有 资 源进行收集 、 组织 、 更新 ， 并提 供资 源 的发 布与 查看 。存 储 资 源代理用 于将存储 、 索数 据集等高 层用 户 的抽 象请求 映 检 射为异构 的、 分布式存 储中 的底层操作 ， 并负责 收集 系统 中的 动态资 源信息报告 给资源管理器 。元数据服务器是 一个 层次 式 的分 布服务器结构 ， 由局部元 信息 服务器 和 中央全局 元信 息服务器组成 ， 每个局部元 数据 服务器 负责 对应一 组教 学 区 的基 于 Ｌ Ａ Ｄ Ｐ的信息存储服务器 ， 为每个 服务 器建立 元信 并 息的索引和数据缓冲， 中央元信息服务器建立各个局部元信 息 的索 引和数据缓 冲。 在这里 多次提 到了“ 教学 区” 这是 参考 人类社 会 中教育 ， 资源以学校 为单 位进行管理 而提 出的概念 ， 目的是便 于管理 基 于网格计算 的远程 教育 系统 中的各 种教育 资源 ， 快速 实时 地 把资 源请求 者和资源提供者联系起来 。教学 区是 由某个教 育机构 的用 户 、 资源 以及管理策 略组成的集合 ， 它管理着系统 中的部分 资源、 部分用 户 ， 教学 区 中还 可 以定 义子 教学 区。 在 由于用 户多数时候使 用 的资源都 是属 于本教 学 区的 ， 在少 仅
远程教育中网格分布式技术服务探讨
信 息 技 术15科技资讯 S CI EN CE & T EC HNO LO GY I NF OR MA TI ON 1 引言网格技术旨在使互连网上所有资源,包括计算资源、存储资源、通信资源、软件资源、信息资源、知识资源等,实现全面共享与协同工作,使整个Internet整合成一台巨大的超级计算机,为用户提供即连即用式的服务[1]。
目前,网格的发展更多还在实验研究阶段,离最初设想还有很大距离,但它是未来网络的发展方向,已成共识。
并且正在逐渐地由一个新兴名词转变成为运用于商业、科研、医药等各行业的技术产物。
1.1网格的定义网格一词译自英文单词“Grid”,简称为虚拟计算环境,就是把地理上分布的各种计算资源连接成一个单一的统一资源即虚拟高级计算机的环境,实现全球范围的计算资源、存储资源、数据资源、信息资源、知识资源、专家资源、设备资源等的全面共享。
其根本特征是资源共享。
它是继Internet、Web 后的第三次互联网浪潮。
网格的核心概念是协作资源共享和在动态多制度虚拟组织中解决问题。
简而言之,网格可以从以下描述为以下三点[2]。
(1)协调不服从集中式控制的资源。
即网格能集成和协调资源与用户在不同控制域内的活动。
(2)使用标准的、开放的、通用的协议和接口。
即一个网格是由多用途协议和接口来构建的,该协议将能解决诸如鉴别、授权、资源发现和资源访问等一些基本问题。
(3)提供非常的服务质量(QoS)。
即允许按协作方式来使用其成分资源以提供各式服务质量。
1.2目前网格技术的开发环境和工具对于目前网格技术的发展和应用中其运行环境已和其他计算环境有很大的不同,已不能够满足网格计算所面临的开发难度、排错、调试、修改、部署等问题需要构建新的开发环境[3]。
(1)GT3开发环境。
GT3是用java语言开发服务,客户端则可以使用java语言和C语言开发。
开发过程首先需要定义服务接口。
然后根据服务接口生成该服务的WSDL描述文档,以实现该服务接口,通过代码编写完成,编译生成可执行的java类,其中客户端也需要用java语言开发生成可执行类。
网络支撑下的远程协同教研活动方案
网络支撑下的远程协同教研活动方案一、活动背景和目的随着信息技术的不断发展，网络已经成为我们工作和生活中必不可少的一部分。
在教育领域，网络技术的应用也日益广泛。
远程协同教研活动就是利用网络技术实现教师在不同地点进行教研活动，并通过互联网进行资源共享和交流。
本方案旨在通过网络支撑下的远程协同教研活动，促进教师之间的合作与交流，提高教研效果，推动教育教学的发展。
二、活动内容和步骤1.活动准备阶段：（1）确定活动主题和目标。
根据学校的实际情况和教研需求，确定本次远程协同教研活动的主题和目标，明确活动的重点和方向。
（2）确定活动时间和地点。
确定活动的具体时间，尽量选择所有参与教师都方便进行在线交流的时间段，并确保每个教师都能在家中或办公室进行参与。
（3）确定活动参与教师。
根据活动的主题和目标，确定参与教师的范围，确保参与人员的数量适中，并选择具备一定教研实践经验的教师进行参与。
（4）进行网络技术的培训。
为参与教师提供必要的网络技术培训，包括网络会议工具的使用、网上资源与获取、在线交流与合作等方面的指导。
2.活动实施阶段：（1）主题分享与讨论。
启动活动后，每位参与教师将根据活动主题，进行主题分享，分享自己的教研经验和成果，并提出相关问题和疑惑，与其他教师进行交流与讨论。
（2）资源共享与借鉴。
每位参与教师可以分享自己在教学过程中使用的优秀资源和教学设计，其他教师可以进行借鉴和学习，并进行评价与反馈。
（3）小组合作与研讨。
参与教师根据兴趣和需求可以自由组成小组，共同进行教学研讨和合作。
小组成员可以通过网络会议工具进行定期的在线交流，共同探讨教学问题和解决方案，并制定相应的教学改进措施。
（4）成果分享和总结。
在活动的最后阶段，参与教师将展示自己的教研成果并进行总结。
可以通过撰写教学研究报告、制作教学视频等形式进行成果展示，并组织参与教师进行成果分享和交流。
三、活动保障和评估1.活动保障：（1）提供必要的网络设备和技术支持，确保教师能够正常参与到远程协同教研活动中。
基于网格的远程教育模型的研究
Байду номын сангаас
（ 太原理 工 大 学计 算机 与软 件 学 院 太原
００ ２ ） ３ ０ ４
【 摘 要】介 绍 了网格 的概 念 、网格 计 算 的体 系结构 、基于 网格 的远程 教育模 型主 要组成 部分 。给 出了基 于 网格
的教育模 型示 意 图及 典 型 的结构 图，提 出 了基 于 网格 的远程 教 育 系统 的核心 是教 育资 源 的共 享和教 学服 务 系统
ｓ ｓｅ ・ ｙ ｔｍ
ＫＥＹＷ ＯＲＤＳ ｇ ｉ ｒｄ，ｒ ｍｏ ｅ ｔ ａ ｈ ｎ ｅ ｔ ｅ ｃ ｉ ｇ，ｇ ｉ ｒ ｈ ｔ ｃ ｕ ｅ ｒｄ ａ ｃ ｉ ｔ ｒ ｅ
远 程 教学 系 统 后 台必 须 拥 有 强 大 的计 算 与 响应 能力 ， 还需 应对 不 断增 长 的存储 需求 ， 因此 在实 施 和管 理过 程 中需 要一 个 稳 定 的技 术 支持 平 台 。网格 技 术 ，
维普资讯
基 于 网 格 的 远 程 教 育 模 型 的 研 究
文 章 编 号 ：０ ３５ ５ （ ０８ ０—０ ４０ １０ —８ ０ ２ ０ ） ６０ ５ —３
基 于 网格 的远 程教 育模 型 的研 究
Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ｏ ｍ ｏ ｅ Ｔｅ ｃ ｎｇ Ｍ ｏ ｅ ａ ｅ ｎ Ｇｒ ｄ ｓ ａ ｃ ｎ Ｒｅ ｔ ａ ｈｉ ｄ ｌｂ ｓ ｄ ｏ ｉ
网格技 术 不 断地发 展使 人们 逐 渐意识 到 了 网格 体 系 结构 的重要性 。网格 体 系结构 用来 划分 系 统 的基 本
组件 ， 指定 系统 组 件 的 目的 和功 能 ， 明组 件 之间如 何 说 相 互作 用 ， 规定 了网格 各 部 分 相互 的关 系 与集 成 的方
基于网格的现代远程教育系统模型研究
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基于网格的远程教学研究
【摘要】：网格是继Internet之后又一次重大的科技进步，有人将其称为下一代互联网。
它是集成和并行的计算与资源环境，其核心是在异构和分布式的网络环境中，实现资源共享(包括计算资源、存储资源、通信资源、软件资源、信息资源、知识资源等)，消除信息孤岛。
虽然网格技术现在还没有普遍地应用，但是因为网格技术本身具有的优势，其应用前景是非常广阔的。
现代教育技术以计算机网络为代表，基于网络的远程教育在现代教育中扮演着重要的角色，给无数的学习者提供了快速、便捷的学习方式。
正是基于网络的远程教学，使得学习超越了时间和地点的限制。
远程教育在全球范围内，都有着急速发展的趋势，但现有的远程教学系统，普遍存在着一些问题，主要表现在：缺乏广泛的资源合作，远程教育标准不完善，网络的异构给远程教学系统的开发带来了很大的难度，这些是造成教育资源不能大范围内共享、教学资源重复开发的主要原因。
网格技术的出现，为我们解决这些问题带来了契机，因为网格技术的核心就是信息、资源共享。
网格技术在其它许多领域都已经有了初步的应用，但是在远程教育中应用得还很少，研究如何将网格技术应用到远程教育中，是非常有必要和意义的。
本论文的核心是研究如何建立网格环境、如何开发网格应用程序并将网格技术应用到远程教学系统中去。
本论文共分七章：第一章是选题背景和研究概述。
主要阐述了远程教育的现状，存在的问题和解决的途径，以及本论文的研究内容和技术路线。
目前的远程
教学系统，教学资源大多以HTML格式为主，辅助以静态或动态的多媒体信息，内容和格式混合，不符合远程教育标准，不利于信息的提取，交换和处理。
开发工具和运行平台各异，不具有通用性，加上网络本身的异构，造成了教学资源和教学系统无法大范围共享。
网格技术在远程教育中的应用，可以根本改变这一现状。
网格技术以资源共享为核心，以网格服务为实现方式，为用户提供透明的服务，用户不必知道网格服务是怎样实现的和由谁实现的，用户通过网格服务接口调用其服务而实现各种资源的共享。
第二章是网格体系结构及其远程教育应用研究。
该章主要分析研究了现有的两个网格体系结构以及网格在远程教育中的应用前景。
五层沙漏结构和开放网格服务体系结构是目前网格技术中最重要的两个体系结构，而开放网格服务体系结构更为流行，并且已经从理论走向了应用。
著名的Globus项目就是由开放网格服务体系构建的。
五层沙漏结构是以协议为中心，而开放网格服务体系结构以服务为核心，结合WebServices和其它网格相关技术，定义了开放的、可扩展的、相互协作的、异构环境下的应用程序框架。
网格的应用是由网格服务(GridServices)来体现的，GridServices是在WebServices的基础上，增加诸如生命周期管理、数据管理、服务实例等功能扩展而成。
一个网格服务就是一个系统中察觉不到的服务模块，客户端只要按照其要求，发送服务请求，就可以得到相应的服务。
在本文的研究中，采用了开放网格服务体系结构，并且用Globus作为开发工具。
第三章主要研究XML技术及其在远程教育中的应用。
HTML技术伴随着整个Internet的发展，但由于HTML
本身的缺陷，已经不能满足Internet发展的需要。
主要原因有以下几点：HTML的标记是固定的，用户无法创建满足自己需要的标记；HTML将所要表达的信息和显示的样式混合在一起，在一定程度上更强调内容显示的格式，没有对信息进行结构化的描述，这样的HTML 文档对于信息的抽取、查询、处理都是非常困难的甚至有时是不可能的；HTML严重依赖浏览器，且标准不统一，导致了有些文档必须在特定的浏览器下来解释。
HTML的基勺卜网格的远程教学笼开究命缺陷导致了XML的出现，XML是专为工nternet设计的标记语言，它的重点是信息本身而不是显示格式，数据的显示由其它技术来解决。
这种明确的分工使得更高效的Web程序设计、对信息的管理、处理、快速的搜索成为可能，更为关键的是，统一的数据表示使xML成为工nternet上的公共语言，无论是在信息的表示上还是在网络通信上，都显示了其独特的能力。
在远程教育中，XML已经成信息表示和信息传输的标准，在网格技术中，XML作为服务消息的传送，也是别的语言无法替代的。
网格远程教学系统的核心是教学资源的共享和教学服务系统的建立。
尽管传统的网络教学系统或者基于网络的远程教学系统都强调共享，但这种共享还是处于相对较低的水平上。
从教学资源上来看，形式多样，格式不统一，无法进行统一有效的协调和管理;从硬件和操作系统来看，各种异构系统并存，许多远程教学系统无法在不同的平台上运行;从实现的方式上来讲，大多是静态或动态(用asp或jsP实现)的WEB页面，没有体现服务的概念。
而网格远程教学系统通过为用户提供统一的服务接口，实现更高层次的共享，这
种共享不仅仅体现在教学资源上，而且包括各种硬件资源的共享。
对于学习者来讲，不必知道学习服务由谁来提供和怎样提供，对于教学资源的开发者来讲，可以通过统一的接口，来实现更为快速的开发。
第四章给出了基于教育科研网的网格体系的框架，特别是对于基于校园网【关键词】：网格远程教育GlobusJA V AXMLWebServices
【学位授予单位】：华东师范大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2004
【分类号】：G434
【目录】：中文摘要7-9英文摘要9-11第一章选题背景及研究概述11-21第一节选题背景11-171．1．1因特网的发展促进了远程教育的飞速发展11-131．1．2远程教育飞速发展的同时，存在许多需要解决的问题13-141．1．3网格将改变未来远程教育模式14-151．1．4网格、分形多媒体及远程教育15-171．1．5本课题的项目支持17第二节研究内容和技术路线17-191．2．1主要研究内容181．2．2技术路线18-19第三节本课题研究的意义19-21第二章网格体系结构及其远程教育应用21-43第一节网格概念21-252．1．1网格定义212．1．2网格的动因21-222．1．3网格目的22-232．1．4网格应用前景23-242．1．5网格的性质24-25第二节网格的发展及远程教育
25-272．2．1网格技术发展概况25-272．2．2网格与远程教育27第三节网格体系结构分析27-372．3．1五层沙漏结构28-322．3．2开放网格服务体系32-37第四节与网格相关的技术37-392．4．1XML 技术37-382．4．2中间件Corba技术38-392．4．3WebServices技术39第五节网格开发工具GlobusToolkit介绍39-432．5．1GlobusToolkit 简介39-412．5．2OGSA可以用WebServices等来合成41-43第三章Xml技术及其远程教育应用43-62第一节Xml概念43-503．1．1Xml 的发展43-453．1．2Xml结构及语法45-483．1．3Xml文档类型定义DTD和XmlSchema48-50第二节Xml文档解析50-573．2．1Xml 解析器50-513．2．2用SAX解析Xml51-543．2．3DOM解析器54-573．2．4JDOM解析器57第三节Xml与中国远程教育标准57-623．3．1中国远程教育标准简介58-603．3．2Xml在远程教育技术标准中的作用60-62第四章网格远程教学系统的建立62-72第一节教育网格结构62-644．1．1国家教育网格结构63-64第二节基于校园网的网格结构64-694．2．1校园网应用现状65-674．2．2校园网格体系的建立67-69第三节校园网远程教学网格系统构建69-724．3．1校园网教育网格系统设计69-72第五章网格开发工具GlobusToolkit及相关技术72-91第一节WebServices技术与实现72-815．1．1WebServices概念72-745．1．2WebServices实现原理74-755．1．3SOAP消息75-785．1．4WSDL78-805．1．5WebServices 应用程序80-81第二节网格开发工具GlobusToolkit及其应用81-915．2．1GlubusToolkit81-835．2．2GT3（GlubusToolkit3．0）结
构83-845．2．3GT3（GlubusToolkit3．0）安装84-865．2．4网格应用程序开发86-91第六章网格远程教学应用实例91-106第一节教学内容设计91-956．1．1分形概念91-936．1．2L-系统产生的分形93-95第二节分形图像XML表示及网格服务实现95-1066．2．1分形图像的Xml表示95-996．2．2网格教学系统技术实现99-1006．2．3实例展示100-106第七章研究成果及后续研究106-107附录一本论文的项目支持鉴定结果107-110附录二获奖情况110-111参考文献111-117致谢117 本论文购买请联系页眉网站。