【摘要】實(shí)踐教學(xué)是成人教育的一塊短板，現(xiàn)有的實(shí)踐教學(xué)資源也較為零散、單一。文章針對這些結(jié)構(gòu)差異、開發(fā)語言不同，甚至數(shù)據(jù)庫管理系統(tǒng)也各異的課程實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)，提出了一種采用面向服務(wù)架構(gòu)（SOA）技術(shù)，將這些孤立的異構(gòu)系統(tǒng)集成到統(tǒng)一的實(shí)驗(yàn)管理平臺(tái)中，實(shí)現(xiàn)一個(gè)松耦合、標(biāo)準(zhǔn)化的開放式虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。各類課程實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目具備統(tǒng)一的操作模式和管理方式，便于成人學(xué)生通過網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行虛擬仿真實(shí)驗(yàn)。
　　【關(guān)鍵詞】成人教育；面向服務(wù)架構(gòu)；Web Service；虛擬實(shí)驗(yàn)
　　【中圖分類號(hào)】G40-057 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【論文編號(hào)】1009—8097（2013）06—0116—04
　　一 引言
　　隨著學(xué)習(xí)型社會(huì)建設(shè)的深入，終身教育與終身學(xué)習(xí)時(shí)代已經(jīng)到來。作為學(xué)習(xí)型社會(huì)建設(shè)的重要組成部分一一成人教育，在這個(gè)終身學(xué)習(xí)的大環(huán)境下發(fā)展非常迅速，同時(shí)也承載了更多的責(zé)任與使命。但是，成人教育的發(fā)展也遇到一個(gè)發(fā)展的瓶頸問題：如何解決成人教育教學(xué)過程中實(shí)踐環(huán)節(jié)的落實(shí)？由于成人教育的教學(xué)對象主要以在職從業(yè)人員為主，這些學(xué)員來學(xué)校接受教育的時(shí)間是非常有限，進(jìn)行實(shí)踐教學(xué)的時(shí)間就更少了。因此，大部分成人教育機(jī)構(gòu)采用“實(shí)+虛”的模式，也即采用實(shí)地實(shí)驗(yàn)室與虛擬實(shí)驗(yàn)室相結(jié)合的方式。由于成人教育機(jī)構(gòu)的場地有限，實(shí)地實(shí)驗(yàn)室數(shù)量并不是很多，因而采用虛擬實(shí)驗(yàn)的方式來完成實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)的就比較多。
　　經(jīng)研究調(diào)查，目前各類虛擬的、仿真類的課程實(shí)驗(yàn)軟件層出不窮。但是，由于沒有統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，這些課程實(shí)驗(yàn)軟件的開發(fā)技術(shù)、運(yùn)行環(huán)境、數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)都各不相同。諸多因素導(dǎo)致這些優(yōu)秀的課程實(shí)驗(yàn)軟件成為一個(gè)個(gè)“資源孤島”，無法實(shí)現(xiàn)課程資源的共享，學(xué)生疲于在不同課程系統(tǒng)中切換登陸。針對這些現(xiàn)象，本文提出構(gòu)建一個(gè)集成的、開放式的虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)。該平臺(tái)采用SOA架構(gòu)，將現(xiàn)成的、異構(gòu)的遠(yuǎn)程實(shí)驗(yàn)軟件集成到該實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，并向成人教育學(xué)員開放實(shí)驗(yàn)權(quán)限，通過Intemet的方式進(jìn)行統(tǒng)一實(shí)驗(yàn)和實(shí)踐教學(xué)管理。通過這一開放式平臺(tái)可以完成成人教育中大部分課程的實(shí)踐教學(xué)任務(wù)，克服實(shí)踐教學(xué)難開展、實(shí)驗(yàn)資源不均衡等問題，從而有效地提高人才培養(yǎng)的質(zhì)量。 二
　　基于SOA的虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的總體架構(gòu)設(shè)計(jì)
　　面向服務(wù)架構(gòu)（Service Oriented Architecture，SOA）是一種面向服務(wù)的架構(gòu)方法，與傳統(tǒng)面向?qū)ο蠛突�于�?gòu)件的軟件開發(fā)方法相比，具有重構(gòu)性強(qiáng)、松耦合、面向服務(wù)等特點(diǎn)。隨著軟件技術(shù)的發(fā)展，尤其是Web技術(shù)的不斷革新，面向服務(wù)的SOA技術(shù)正得到廣泛的應(yīng)用。
　　1 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的總體架構(gòu)
　　開放式的虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)采用SOA的系統(tǒng)架構(gòu)，利用Web服務(wù)（Web Service）實(shí)現(xiàn)平臺(tái)與接入的各個(gè)實(shí)驗(yàn)軟件之間的通信，并對XML文件進(jìn)行加密，加強(qiáng)系統(tǒng)通信的安全性。平臺(tái)采用多層架構(gòu)模式，各層邏輯清晰，服務(wù)標(biāo)準(zhǔn)化，系統(tǒng)重用性都得到了極大的提升。它的主要架構(gòu)模型如圖1所示。
　　平臺(tái)的架構(gòu)主要分為四層，分別為應(yīng)用層、服務(wù)管理層、接口層和現(xiàn)有系統(tǒng)層。
　�。�1）應(yīng)用層：也可以成為服務(wù)應(yīng)用層，是服務(wù)的消費(fèi)者。主要是教師和學(xué)生等用戶通過瀏覽器直接與平臺(tái)發(fā)生對話功能，也包括系統(tǒng)內(nèi)的服務(wù)調(diào)用。這一層是實(shí)驗(yàn)平臺(tái)與用戶的接口。具體的課程實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目的運(yùn)行通過服務(wù)管理層提供的服務(wù)得以實(shí)現(xiàn)。
　�。�2）服務(wù)管理層：是系統(tǒng)注冊服務(wù)的主要管理層。在這一層包括服務(wù)的提供者和服務(wù)的注冊中心。本層引入了UDDI規(guī)范，UDDI創(chuàng)建注冊表服務(wù)規(guī)范。注冊表服務(wù)主要對中間件層提供的Web Service進(jìn)行分類。提供的標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)對提供的Web Service技術(shù)建立了統(tǒng)一的模型。其中，Web服務(wù)器主要作為服務(wù)的提供者，將平臺(tái)中的實(shí)驗(yàn)的接入服務(wù)、子實(shí)驗(yàn)的創(chuàng)建服務(wù)等各類服務(wù)在UDDI處進(jìn)行注冊，供服務(wù)應(yīng)用層調(diào)用。
　�。�3）接口層：是接入現(xiàn)有異構(gòu)系統(tǒng)的關(guān)鍵層。在這一層中，現(xiàn)有的異構(gòu)系統(tǒng)通過Web Service技術(shù)傳輸用戶登錄、實(shí)驗(yàn)操作、數(shù)據(jù)同步等信息，并用WSDL描述各個(gè)異構(gòu)系統(tǒng)的接口文件。
　�。�4）現(xiàn)有系統(tǒng)層：是平臺(tái)接入的現(xiàn)有異構(gòu)系統(tǒng)，例如各個(gè)課程軟件、教務(wù)信息管理系統(tǒng)等子系統(tǒng)。
　　2 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的主要數(shù)據(jù)流
　　虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的用戶通過Intemet瀏覽器進(jìn)行用戶認(rèn)證登錄，平臺(tái)根據(jù)不同的用戶類型提供不同的用戶操作界面。由于實(shí)驗(yàn)平臺(tái)是教學(xué)的一部分，因此它的運(yùn)行離不開教務(wù)管理系統(tǒng)和第三方課程軟件系統(tǒng)所提供的數(shù)據(jù)。成人教育的學(xué)歷教育對實(shí)踐教學(xué)環(huán)節(jié)考核很嚴(yán)格。因此，實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的數(shù)據(jù)必須嚴(yán)格、準(zhǔn)確，與教務(wù)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)保持完全一致，例如課程、學(xué)生等信息。學(xué)生的實(shí)驗(yàn)是在第三方的課程實(shí)驗(yàn)軟件中完成的，課程軟件所對應(yīng)的用戶角色與平臺(tái)的用戶角色必須統(tǒng)一，這樣才能提供準(zhǔn)確的學(xué)生實(shí)驗(yàn)成績。這其中涉及的數(shù)據(jù)主要有以下幾種：
　�。�1）課程信息：本學(xué)期開設(shè)的課程信息，數(shù)據(jù)來源是教務(wù)系統(tǒng)；
　�。�2）學(xué)生信息：本學(xué)期在讀的學(xué)生信息，數(shù)據(jù)來源是教務(wù)系統(tǒng)；
　�。�3）選課信息：將“課程信息”和“學(xué)生信息”進(jìn)行關(guān)聯(lián)，可以得到學(xué)生注冊某個(gè)課程的信息，數(shù)據(jù)來源是教學(xué)管理員根據(jù)學(xué)生的實(shí)際選課情況后在平臺(tái)中進(jìn)行操作后產(chǎn)生：
　　（4）實(shí)驗(yàn)請求信息：課程教師設(shè)定的子實(shí)驗(yàn)信息，第三方課程軟件提供實(shí)驗(yàn)；
　�。�5）實(shí)驗(yàn)成績：根據(jù)學(xué)生用戶的實(shí)驗(yàn)操作，進(jìn)行判定并反饋給實(shí)驗(yàn)平臺(tái)該用戶的實(shí)驗(yàn)操作成績。
　　以上數(shù)據(jù)信息與平臺(tái)的主要業(yè)務(wù)流程有密切相關(guān)，具體的數(shù)據(jù)流向如圖2所示。平臺(tái)除了以上數(shù)據(jù)信息外，還有其他數(shù)據(jù)，例如新聞、論壇帖子等數(shù)據(jù)。
　　三 實(shí)驗(yàn)平臺(tái)的功能模塊劃分及用戶分析
　　開放式的虛擬實(shí)驗(yàn)平臺(tái)主要?jiǎng)澐譃椋夯�礎(chǔ)數(shù)據(jù)管理、用戶權(quán)限管理、實(shí)驗(yàn)管理（實(shí)驗(yàn)管理分為實(shí)驗(yàn)前準(zhǔn)備、實(shí)驗(yàn)過程管理和學(xué)生成績管理）、交流平臺(tái)、平臺(tái)新聞管理五大板塊，如圖3所示。

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