開源軟件應(yīng)用于功能型教育網(wǎng)站開發(fā)的理念與實(shí)踐

張志禎++Thomas+Brush++Sungwon+Shin

摘 要：功能型教育網(wǎng)站對于教育信息化創(chuàng)新具有重要意義。開源軟件用于功能型網(wǎng)站的開發(fā)是“搭積木”與“嫁接”的混合。充分利用開源軟件不僅可以降低成本，而且有助于人們反思項(xiàng)目目的、提高開發(fā)效率和項(xiàng)目質(zhì)量、改進(jìn)項(xiàng)目運(yùn)作機(jī)制。本文以“智慧實(shí)踐案例庫”和“基于問題的學(xué)習(xí)課程開發(fā)系統(tǒng)”為例說明了開源軟件的具體作用。實(shí)踐表明，基于開源軟件的網(wǎng)站開發(fā)能夠更快速地響應(yīng)教育實(shí)踐、課題研究對于信息系統(tǒng)的需求。

關(guān)鍵詞：功能型教育網(wǎng)站；開源軟件；教育信息化；網(wǎng)站開發(fā)

中圖分類號：TP31 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號：1673-8454（2014）21-0087-03

一、背景與問題提出

教育信息化應(yīng)追求信息技術(shù)與教育教學(xué)的深度“融合”。[1]“融合”意味著教育系統(tǒng)中的信息技術(shù)要素不是孤立不變的，而是可以因需而變，能夠和其他要素形成相互影響、共同“進(jìn)化”的生態(tài)系統(tǒng)。這和教育信息化早期，僅關(guān)注信息技術(shù)對教育系統(tǒng)其他要素單向影響的理念與實(shí)踐形成了鮮明對比。

“融合”對教育機(jī)構(gòu)的教育信息化能力提出了更高的要求：教育機(jī)構(gòu)不但應(yīng)能夠把信息技術(shù)制品（如硬件、平臺、工具軟件、文檔等）合理地用于教育教學(xué)，而且還應(yīng)能夠創(chuàng)建、組合或改變信息技術(shù)制品，使其適應(yīng)特定情境下教育教學(xué)活動的獨(dú)特需求，即教育機(jī)構(gòu)需要具備信息技術(shù)制品的開發(fā)能力。

技術(shù)與教育的深度融合，依賴于教育機(jī)構(gòu)的實(shí)踐創(chuàng)新。創(chuàng)新型教育信息化實(shí)踐通常具有很強(qiáng)的情境性、獨(dú)特性和不穩(wěn)定性，一般規(guī)模很小，資源有限。多數(shù)情況下，人們能意識到創(chuàng)新的需要和大致方向，但很難清晰表述具體需求，新的工作流程和模式也不穩(wěn)定，通常需要幾輪“知—行”循環(huán)后，問題、方法才會相對明確、穩(wěn)定?，F(xiàn)有的應(yīng)用程序/信息系統(tǒng)很難有效支撐創(chuàng)新活動，因此教育信息化創(chuàng)新常常會產(chǎn)生應(yīng)用開發(fā)需求。

在信息技術(shù)迅猛發(fā)展、應(yīng)用類型多樣化的今天，什么樣的應(yīng)用可以低成本地滿足教育信息化創(chuàng)新的需求？在開發(fā)教育教學(xué)應(yīng)用時，是否有現(xiàn)成的資源可用？從目前的情況看，Web應(yīng)用是很好的選擇，基于開源軟件的功能型網(wǎng)站是目前性價比和適應(yīng)性最高的應(yīng)用類型。

二、功能型教育網(wǎng)站是教育信息化“路”上的“國民車”

功能型教育網(wǎng)站指支持教育教學(xué)活動的功能型網(wǎng)站。功能型網(wǎng)站是指針對某一問題或需求，提供一定功能，以幫助用戶完成特定任務(wù)而非獲取信息為主要功能的網(wǎng)站。[2]有些功能型網(wǎng)站，用戶通過瀏覽器直接使用，有些則隱藏在移動應(yīng)用、桌面程序之后，為它們提供用戶驗(yàn)證、數(shù)據(jù)存儲、數(shù)據(jù)通信等服務(wù)。

從技術(shù)層面看，功能型網(wǎng)站具有如下優(yōu)勢：①交互性好。得益于瀏覽器性能的增強(qiáng)，網(wǎng)頁可支持復(fù)雜的實(shí)時人機(jī)交互，用戶體驗(yàn)已接近桌面應(yīng)用。②天然支持多用戶分布式應(yīng)用。多數(shù)教育教學(xué)應(yīng)用都需要支持多用戶交流和數(shù)據(jù)共享，基于動態(tài)網(wǎng)站的分布式應(yīng)用開發(fā)難度低、速度快。③跨平臺多終端支持最好。當(dāng)前的教育應(yīng)用需要適應(yīng)多種類型的終端。隨著HTML5標(biāo)準(zhǔn)的逐步完善，Web應(yīng)用的跨平臺、多終端支持將更為出色。④開放性好。Web技術(shù)是開放的、標(biāo)準(zhǔn)化的，可在很大程度上獨(dú)立于廠商。⑤開發(fā)門檻低，開發(fā)人才培養(yǎng)周期短。創(chuàng)新型教育信息化實(shí)踐通常在小范圍進(jìn)行，對安全和性能的要求低，這類網(wǎng)站的開發(fā)難度低，上手快。

人們將教育信息化系統(tǒng)和交通運(yùn)輸系統(tǒng)類比，其中的“車”是指網(wǎng)絡(luò)平臺、軟件工具等。信息世界“車”的類型很多，如桌面軟件、移動應(yīng)用、Web應(yīng)用/網(wǎng)站、C/S應(yīng)用等。從以上分析可以看出，功能型教育網(wǎng)站是教育信息化“路”上的“國民車”，物美價廉，適合經(jīng)費(fèi)緊張的教育機(jī)構(gòu)。

由于存在大量開源Web項(xiàng)目，絕大多數(shù)功能型網(wǎng)站開發(fā)都無須從零開始，這是功能型教育網(wǎng)站特別適合創(chuàng)新活動的另一優(yōu)勢。

三、開源軟件對功能型教育網(wǎng)站開發(fā)的價值

開源軟件指許可證符合開源軟件促進(jìn)會所規(guī)定的“開放源代碼”定義的軟件，允許用戶自由傳播軟件、自由獲取與修改軟件源代碼。[3]開源軟件對于功能型教育網(wǎng)站的開發(fā)，具有如下意義：

（1）開源軟件可促使人們反思開發(fā)項(xiàng)目的目標(biāo)和運(yùn)作機(jī)制

開源軟件的倡導(dǎo)者相信個體有享受技術(shù)發(fā)展成果的權(quán)利，也有促進(jìn)技術(shù)發(fā)展的自由。[4]對這一觀念的信奉，有助于教育應(yīng)用共建共享機(jī)制的形成和數(shù)字鴻溝的消除，最終有助于教育公平的實(shí)現(xiàn)。許多開源軟件項(xiàng)目本身就是“用戶創(chuàng)新”、“創(chuàng)新2.0”的典范，對這些項(xiàng)目的深入了解，有助于改進(jìn)項(xiàng)目運(yùn)作機(jī)制，提升項(xiàng)目管理水平。[5]

（2）開源軟件可提高項(xiàng)目參與者的知識產(chǎn)權(quán)保護(hù)意識

自由軟件的倡導(dǎo)者利用現(xiàn)有的知識產(chǎn)權(quán)制度，通過專門的軟件許可，保護(hù)個體的“軟件自由”。[6]自由開源軟件許可的傳播，能夠提高人們的版權(quán)意識，有利于教育信息化的可持續(xù)發(fā)展。

（3）開源軟件可降低項(xiàng)目成本，使決策者更重視教育信息化中“人”的因素

采用開源技術(shù)，降低了項(xiàng)目的資金需求，促使決策者重新發(fā)現(xiàn)教育信息化中“人”的關(guān)鍵作用，實(shí)現(xiàn)教育信息化“投資從‘以物為中心向‘以人為中心的轉(zhuǎn)變”。[7]

（4）開源軟件可提高開發(fā)效率和代碼質(zhì)量，進(jìn)而提高開發(fā)者素質(zhì)

合適的開源項(xiàng)目能夠極大提高開發(fā)效率，縮短項(xiàng)目周期。開源代碼通常經(jīng)過大量程序員審查、廣泛的用戶使用測試，有的還經(jīng)過多次重構(gòu)、對代碼的研讀，能夠提高開發(fā)團(tuán)隊(duì)的開發(fā)能力。

四、基于開源軟件的功能型網(wǎng)站開發(fā)模式——搭積木和嫁接

功能型網(wǎng)站的開發(fā)和運(yùn)行通常需要多個開源軟件的支持，開發(fā)模式類似“搭積木”和“嫁接”的混合?！按罘e木”是指通過安裝、配置或者少量“粘合”代碼，將多個開源軟件組合在一起，形成新的網(wǎng)站?！凹藿印笔沁x擇某個開源軟件，編寫代碼擴(kuò)展其功能：開源軟件是“砧木”，提供大部分功能和運(yùn)行環(huán)境；為實(shí)現(xiàn)項(xiàng)目獨(dú)特功能而自行編寫的代碼是“接穗”，運(yùn)行于“砧木”系統(tǒng)中。絕大多數(shù)項(xiàng)目中，搭積木和嫁接是并存的。endprint

對于功能型網(wǎng)站，通常應(yīng)選擇某一動態(tài)網(wǎng)站作為“砧木”系統(tǒng)，該選擇至關(guān)重要：它限定了編程語言、后臺各種服務(wù)器及擴(kuò)展模塊的選擇范圍。

圖1是基于開源軟件的功能型網(wǎng)站的邏輯結(jié)構(gòu)圖。從整體架構(gòu)的角度看，功能型網(wǎng)站由Web服務(wù)器、應(yīng)用服務(wù)器、數(shù)據(jù)庫服務(wù)器、砧木網(wǎng)站、程序功能模塊組成。自行編寫的代碼量取決于項(xiàng)目功能的特殊性和復(fù)雜程度。一般而言，新編寫代碼（圖中虛線框所示）所占的比例是很低的。

五、開源軟件用于功能型教育網(wǎng)站開發(fā)案例

下面以我們設(shè)計(jì)、開發(fā)的兩個功能型教育網(wǎng)站作為案例，說明開源軟件的具體作用。網(wǎng)站是為了支撐美國教育部的“PBL-TECH：Web2.0工具和資源支持下基于問題的學(xué)習(xí)職前教師教育課程創(chuàng)新”項(xiàng)目①，項(xiàng)目主持人為美國印第安納大學(xué)的Thomas Brush教授和奧本大學(xué)的John Saye教授。項(xiàng)目目標(biāo)是提高師范生對基于問題的學(xué)習(xí)的理解和實(shí)施能力。

第一個網(wǎng)站是智慧實(shí)踐案例庫（簡稱案例庫），目標(biāo)用戶為研究者、教師教育者、教師（在職教師和職前教師）。研究者和教師教育者可以獨(dú)自或合作創(chuàng)建教學(xué)案例。案例包括元數(shù)據(jù)、視頻片段、教學(xué)材料、學(xué)生作業(yè)、教師的教學(xué)反思、專家點(diǎn)評、對應(yīng)的課程標(biāo)準(zhǔn)、教師和學(xué)生信息等材料。教師只能瀏覽特定案例集。網(wǎng)站采用的開源技術(shù)見表1。

第二個網(wǎng)站是基于問題的學(xué)習(xí)課程開發(fā)系統(tǒng)（簡稱課程開發(fā)系統(tǒng)），目標(biāo)用戶有研究者、教師教育者、教師和中小學(xué)生。系統(tǒng)提供了課程、單元、課時、活動和資源等五類課程元素開發(fā)工具，除學(xué)生外的其他用戶可以獨(dú)自或協(xié)同創(chuàng)建課程元素。系統(tǒng)提供了消息、聊天、論壇、組等交流工具，以支撐用戶協(xié)同創(chuàng)建課程元素。學(xué)生只能訪問教師發(fā)布的活動，可使用附屬于活動的小組聊天室、Wiki頁面。網(wǎng)站采用的開源技術(shù)見表1。

兩個網(wǎng)站開發(fā)方式的差別為案例庫是從零開始的，自行開發(fā)了用戶管理、權(quán)限控制、上傳文件管理等功能；課程開發(fā)系統(tǒng)基于開源內(nèi)容管理系統(tǒng)Drupal。Drupal有活躍的開發(fā)者和使用者社區(qū)，功能豐富，使用廣泛。[8]課程開發(fā)系統(tǒng)是個規(guī)范的Drupal模塊，利用了Drupal的菜單、主題和塊、用戶權(quán)限管理、會話管理和文件上傳等基礎(chǔ)功能。

網(wǎng)站開發(fā)始于2011年10月。2012年3月網(wǎng)站核心模塊上線。界面、功能調(diào)整持續(xù)到現(xiàn)在。兩個系統(tǒng)獨(dú)立開發(fā)、運(yùn)行，2013年6月整合為一個網(wǎng)站（http：//156.56.1.74/pbltec/）。截至2014年6月，網(wǎng)站用戶包括大學(xué)研究者31人、教師教育者19人、中小學(xué)教師和師范生303人。學(xué)生通過公開的“活動”頁面訪問系統(tǒng)，不需要賬號，故未統(tǒng)計(jì)學(xué)生用戶數(shù)。課程開發(fā)系統(tǒng)中創(chuàng)建了34門課程、128個單元、284個課時、240個活動、998個資源；案例系統(tǒng)中創(chuàng)建了61個視頻課例，其中1088個視頻、701個文檔、256個圖像、16個聲音和45個網(wǎng)頁資源。

在使用過程中，用戶持續(xù)提出新的需求，開發(fā)團(tuán)隊(duì)根據(jù)反饋，持續(xù)改進(jìn)網(wǎng)站的可用性，增加新特性（如iPad支持、外部Web2.0協(xié)作工具管理、兩系統(tǒng)深度整合等），保證了PBL-TECH項(xiàng)目的順利實(shí)施。

六、小結(jié)

本文通過理論分析和實(shí)際案例展示了功能型網(wǎng)站對于教育信息化創(chuàng)新的價值和開源軟件在功能型網(wǎng)站開發(fā)中的作用。實(shí)踐表明，基于開源軟件的網(wǎng)站開發(fā)能夠更快地響應(yīng)教育實(shí)踐、課題研究對于應(yīng)用程序（系統(tǒng)）的需求。在這一過程中，最關(guān)鍵的是系統(tǒng)實(shí)際用戶和開發(fā)團(tuán)隊(duì)建立良好的互動機(jī)制，以便系統(tǒng)能夠持續(xù)“進(jìn)化”。在我們的項(xiàng)目中，多數(shù)開發(fā)團(tuán)隊(duì)成員就是系統(tǒng)的目標(biāo)用戶（這和大多數(shù)開源項(xiàng)目類似）。項(xiàng)目實(shí)踐證明“吃自己的狗糧”這一策略對保證軟件的有用性、可用性是行之有效的。這也是本文強(qiáng)調(diào)教育機(jī)構(gòu)應(yīng)該具備開發(fā)能力的原因之一：教育機(jī)構(gòu)自己開發(fā)應(yīng)用時，離最終用戶最近，可以持續(xù)將最終用戶納入開發(fā)團(tuán)隊(duì)，這能夠保證開發(fā)出有用、好用的系統(tǒng)。

當(dāng)然，所謂教育機(jī)構(gòu)應(yīng)具備開發(fā)能力，并不意味著要求教育機(jī)構(gòu)都配備專門的開發(fā)團(tuán)隊(duì)，這是不現(xiàn)實(shí)的，也沒有必要。教育機(jī)構(gòu)應(yīng)該根據(jù)自身情況，通過各種途徑，充分整合社會資源，建立起教育機(jī)構(gòu)能夠控制的“需求或問題發(fā)現(xiàn)——分析和設(shè)計(jì)——開發(fā)或改造——實(shí)施和評估”的循環(huán)開發(fā)機(jī)制。確保教育機(jī)構(gòu)在開發(fā)過程中的話語權(quán)，保持開放的心態(tài)，充分利用現(xiàn)有資源，是信息技術(shù)與教育教學(xué)深度“融合”的前提，是教育信息化可持續(xù)發(fā)展的保障。

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（編輯：王天鵬）endprint