基于“LTI”的異構(gòu)型網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺研究*
——以Moodle教學(xué)平臺與Helix Media Library音視頻資源庫為例

徐曉輝，陳仲委

（浙江萬里學(xué)院 文獻與信息技術(shù)中心，浙江 寧波151000）

一、引言

隨著教育教學(xué)信息化的發(fā)展，高校教學(xué)與學(xué)習(xí)系統(tǒng)進入高速發(fā)展時期。信息化教學(xué)的應(yīng)用需求推動著新教學(xué)應(yīng)用系統(tǒng)的產(chǎn)生，系統(tǒng)更替加速、應(yīng)用規(guī)模的日益增長增加了系統(tǒng)的復(fù)雜性，但是，這樣的發(fā)展模式抹殺了個性化教育、泛在學(xué)習(xí)等對資源多樣性和教學(xué)靈活性的需求，也因為系統(tǒng)的快速更替造成了大量的資源浪費，實際上也阻礙了E-Learning的有效應(yīng)用。

實際上“互聯(lián)網(wǎng)+教學(xué)”需要不斷創(chuàng)新教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)模式和教育技術(shù)。這就需要核心的教學(xué)學(xué)習(xí)系統(tǒng)允許不斷集成創(chuàng)新，同時又滿足日常教學(xué)應(yīng)用需求的穩(wěn)定性、連續(xù)性要求。采用異構(gòu)架構(gòu)思維的“異構(gòu)型軟件系統(tǒng)”對不同應(yīng)用功能的平臺以服務(wù)化、模塊化建設(shè)，多系統(tǒng)協(xié)同工作，相互服務(wù)。目前，高校中存在的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)、音視頻服務(wù)系統(tǒng)、網(wǎng)盤服務(wù)系統(tǒng)、論文評價系統(tǒng)以及題庫與考試系統(tǒng)功能非常豐富。通過IMS LTI標(biāo)準(zhǔn)，可以形成了一個豐富的異構(gòu)型網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，為“互聯(lián)網(wǎng)+教學(xué)”提供了必須的保障條件。

二、IMS LTI的應(yīng)用系統(tǒng)互操作性標(biāo)準(zhǔn)

1.學(xué)習(xí)工具互操作性

Learning Tools Interoperability，LTI中文譯 “學(xué)習(xí)工具協(xié)同”，也有譯成“學(xué)習(xí)工具互操作性”，是全球?qū)W習(xí)聯(lián)盟（IMS）推出的學(xué)習(xí)工具互操作規(guī)范。其設(shè)立的目標(biāo)是使遵循該規(guī)范開發(fā)的學(xué)習(xí)工具能夠在不同的教學(xué)平臺或?qū)W習(xí)系統(tǒng)得到復(fù)用。[1]

互操作性（Interoperability）又稱為互用性，是指不同的計算機系統(tǒng)、網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、操作系統(tǒng)和應(yīng)用程序一起協(xié)同工作并共享信息的能力?！盎ゲ僮餍浴笔切畔⒒I(lǐng)域中的一個持久性話題，在信息技術(shù)蓬勃發(fā)展的今天，這種需求愈發(fā)重要與突出，并且從信息技術(shù)本身向信息技術(shù)所服務(wù)的業(yè)務(wù)各個領(lǐng)域滲透，具有普遍的價值。[2]

遵循LTI規(guī)范的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，實現(xiàn)了可擴展性要求和多系統(tǒng)多應(yīng)用的集成、互通、互用，對不同功能的系統(tǒng)以服務(wù)化、模塊化的方式建設(shè)，實現(xiàn)系統(tǒng)間協(xié)同工作，相互服務(wù)。

2.學(xué)習(xí)工具互操作性（LTI）應(yīng)用場景（見圖1）

采用面向服務(wù)的架構(gòu)體系（SOA），以教學(xué)學(xué)習(xí)系統(tǒng)（VLE）為核心，拓展各類功能軟件系統(tǒng),并將這些功能系統(tǒng)分布在多個相互獨立的系統(tǒng)中，為教師和學(xué)生提供靈活多樣的集成選擇，并最終提供一致的課程學(xué)習(xí)資源、評價結(jié)果和過程檔案。

通過SOA架構(gòu),將各類功能剝離，使得某些生產(chǎn)性的功能被一組服務(wù)使用,而更創(chuàng)新的活動又能被另一組不同服務(wù)使用[3]。而核心的教學(xué)平臺擁有“學(xué)習(xí)工具互操作性（LTI）”，以網(wǎng)絡(luò)數(shù)據(jù)服務(wù)為中間件，通過LTI標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，對下實現(xiàn)各種不同應(yīng)用數(shù)據(jù)、資源的互操作，對上提供各種應(yīng)用、資源的訪問服務(wù)，不同學(xué)習(xí)系統(tǒng)間、系統(tǒng)與功能化的應(yīng)用之間，教學(xué)資源與教學(xué)活動相互連接起來，實現(xiàn)真正的可互操作。[4]

圖1 網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺應(yīng)用場景

3.采用LTI的學(xué)習(xí)工具

目前的主流教學(xué)平臺都實現(xiàn)了LTI1.1版本，并且逐步開始實現(xiàn)LTI 2.0。而且越來越多的第三方應(yīng)用服務(wù)系統(tǒng)積極應(yīng)用LTI規(guī)范，以使自己的產(chǎn)品能夠在教學(xué)系統(tǒng)中集成。目前已有80余個學(xué)習(xí)工具通過了IMS的LTI認(rèn)證。

LTI擴展方式提供了學(xué)習(xí)工具的標(biāo)準(zhǔn)接口規(guī)范，教師可從LTI庫中選擇適合課程內(nèi)容的工具使用，使用時只需在學(xué)習(xí)平臺進行簡單設(shè)置即可。例如，Helix Media Library（音視頻資源庫）提供了Moodle（教學(xué)平臺）的活動插件。完成插件的安裝與配置后，在Moodle教學(xué)平臺中就可以用活動模塊添加音視頻資源、布置音視頻作業(yè)，并且可以在文本編輯器中直接插入音視頻資源。在IMS和平臺服務(wù)廠商的推動下，LTI學(xué)習(xí)工具庫不斷發(fā)展，為教學(xué)平臺功能擴展提供越來越多的支持，如表1所示。

表1 LTI學(xué)習(xí)工具[5]

三、基于Moodle與資源庫的LTI應(yīng)用實踐

網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺教學(xué)資源建設(shè)使用中，我們需要一個可動態(tài)擴展的集存放、處理功能的資源共享平臺。資源展示文件能自動轉(zhuǎn)碼（音視頻H.264轉(zhuǎn)碼），資源具有所屬學(xué)科、知識點、技能點等屬性，能依據(jù)學(xué)生學(xué)習(xí)行為智能派送學(xué)習(xí)資源；建設(shè)MOOC、資源共享課等教學(xué)資源中，資源共享平臺要進行視頻資源的支持服務(wù)，并且依據(jù)教學(xué)視頻組織管理其他相關(guān)文檔等資源；提供支持5000人同時在線點播視頻，實現(xiàn)多種視頻媒體文件自動編碼、視頻流媒體播放或下載；支持各種應(yīng)用環(huán)境如手機移動終端的應(yīng)用模式，實現(xiàn)多格式跨平臺的數(shù)字視頻資源分發(fā)及共享；并且能與教學(xué)平臺（Moodle）整合，可通過RSS訂閱、API接口，建設(shè)符合學(xué)習(xí)工具互操作（LTI）的方式應(yīng)用插件與教學(xué)平臺（Moodle）構(gòu)建成“異構(gòu)型網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺”。

1.Moodle教學(xué)平臺

Moodle是一個模塊化的、面向?qū)ο蟮膭討B(tài)學(xué)習(xí)環(huán)境，是基于“社會建構(gòu)主義理論”設(shè)計開發(fā)的開放源代碼的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)平臺。自2002年發(fā)布以來，由于簡單清晰的使用方式和靈活的擴展方式等優(yōu)秀表現(xiàn)，Moodle在教育領(lǐng)域贏得了無數(shù)人的青睞，目前已經(jīng)成為最為流行的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺之一。

Moodle作為一個課程管理學(xué)習(xí)系統(tǒng)，因為它的開源特性、安裝簡單、能實行智能化升級等優(yōu)點，在全球各類教育機構(gòu)中廣泛采用。據(jù)Moodle官網(wǎng)統(tǒng)計，截止到2018年4月，已經(jīng)有233個國家的100491個站點取得了注冊資格，共有1528萬多門課程，用戶數(shù)55440萬人，其中教師人數(shù)超過13146萬人[6]。

2.Helix Media Library音視頻資源庫

Helix Media Library是由著名的RealNetwork公司開發(fā)的流媒體資源庫軟件，軟件提供創(chuàng)建、管理、編組和分發(fā)視頻服務(wù)。Helix媒體庫提供了一個直觀和功能強大的Web界面，可對流媒體服務(wù)器上的數(shù)字媒體資產(chǎn)進行分類、搜索和管理。Helix Media Library業(yè)務(wù)于2014年底被Streaming Ltd公司收購。

Helix Media Library的主要功能：教師可通過平臺布置創(chuàng)建或上傳語音或視頻作業(yè)；學(xué)生可通過平臺創(chuàng)建或上傳語音和視頻作業(yè)；可通過Grade Book為語音和視頻作業(yè)評分。

3.教學(xué)平臺的音視頻資源庫功能LTI集成與使用

因為Moodle教學(xué)平臺和Helix Media Library音視頻資源庫應(yīng)用了LTI標(biāo)準(zhǔn)，所以Moodle可以利用LTI集成Helix Media Library，使網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺有了視頻資源庫的功能，能夠在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺上直接上傳音視頻，或者檢索引用視頻庫中的資源，并且提供流媒體服務(wù)，教者與學(xué)者都能實時收看視頻。

Helix Media Library與教學(xué)平臺的主要集成功能：可通過Moodle直接上傳視頻；教師可通過平臺布置創(chuàng)建或上傳的語音或視頻作業(yè)；學(xué)生可通過平臺創(chuàng)建或上傳語音和視頻作業(yè)；可通過Grade Book為語音和視頻作業(yè)評分。

4.Helix Media Library與Moodle的集成實現(xiàn)

利用LTI，以其為標(biāo)準(zhǔn)的Moodle教學(xué)平臺和Helix Media Library音視頻資源庫的集成實則只需簡單幾步就可實現(xiàn)?？梢苑譃橛脩羯矸菡J(rèn)證及權(quán)限的集成、教學(xué)功能模塊的集成兩類。

Helix Media Library LTI可以通過LTI來集成兩個系統(tǒng)之間的統(tǒng)一身份認(rèn)證，當(dāng)然也支持LDAP或Active Directory。Moodle通過 LTI將用戶信息發(fā)送到 Helix Media Library以確定用戶權(quán)限；通過現(xiàn)有的Helix Media Library設(shè)置Active Directory，并且和Moodle整合。

Helix Media Library的LTI設(shè)置只需在“設(shè)置”中的“安全”項中對“學(xué)習(xí)工具互操作性”中設(shè)置“Key”“Secret”及“Access Level”，如圖 2 所示。 在 Moodle 中通過“key”“Secret”與聯(lián)接的媒體庫匹配。 Access Level設(shè)置用戶訪問方式和權(quán)限，為了便于權(quán)限管理，我們選擇了AD/LDAP Only。用戶權(quán)限由LDAP來定義[7]。

圖2 Helix Media Library LTI設(shè)置

在Moodle中以管理員登錄，在“網(wǎng)站管理”中選擇“插件”，以Moodle管理員身份登錄Moodle，在“網(wǎng)站管理”中選擇“插件概述”。在插件列表中，會看到Helix Media Library（音視頻庫）插件，點擊設(shè)置，進入圖3所示的具體插件設(shè)置頁。這里我們只用設(shè)置Helix Media Library提供的 LTI接口 URL（http://hmlupload.zwu.edu.cn/Lti/Launch），以及“Key”和“Secret”。

可以看出應(yīng)用了LTI規(guī)范的系統(tǒng)，只需要做簡單的設(shè)置即可。應(yīng)用了LTI規(guī)范系統(tǒng)的開發(fā)者，需要熟悉、遵循IMS LTI技術(shù)規(guī)范，應(yīng)用了該規(guī)范的系統(tǒng)對于教師是易操作和易管理的，并易于學(xué)習(xí)者操作和使用。

圖3 Moodle中Helix Media Library插件設(shè)置

Helix Media Library擁有支持 BlackBoard、Moodle教學(xué)平臺的模塊（插件）軟件。利用學(xué)習(xí)工具的互操作性（LTI），在Moodle教學(xué)平臺中可以通過該模塊直接使用資源庫中的內(nèi)容，并且在Moodle中直接上傳資源到資源庫中。

Moodle插件模塊包括三部分：helixassign，作業(yè)提交插件，從Moodle中提交作業(yè)音視頻作業(yè)。helixmedia-HtmlEditor，Moodle中的文本編輯器插件；helixmedia，教學(xué)活動模塊插件，為Moodle提供了HML（音視頻資源）活動模塊（見圖4）。插件的安裝方法和安裝Moodle的其他功能插件方法一樣，將helixassign文件放到Moodle服務(wù)器上的moodle/mod/assign/submission目錄中；將helixmedia文件放到Moodle服務(wù)器上的moodle/mod/目錄中；將helixmedia-htmleditor文件放到Moodle服務(wù)器上的lib/editor/tinymce/plugins目錄中。以Moodle管理員身份登錄Moodle，在“網(wǎng)站管理”中選擇“插件”，通過簡單的操作就能完成插件的安裝。

圖4 Moodle中添加音視頻資源

當(dāng)然我們還要對Moodle插件進行配置，主要為學(xué)習(xí)工具互操作（LTI）的配置如圖2。完成插件的安裝與配置后，在Moodle教學(xué)平臺中就可以用活動模塊添加音視頻資源、布置音視頻作業(yè)，并且可以在文本編輯器中直接插入音視頻資源。

因為有LTI的存在，兩個系統(tǒng)能夠融合在一起工作，無需在多個系統(tǒng)間重復(fù)的登錄等操作，教師與學(xué)生面對的只是一個教學(xué)系統(tǒng)，音視頻資源只為Moodle教學(xué)系統(tǒng)的一個功能。最終我們形成了一個“異構(gòu)型網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺”。

遵循LTI規(guī)范的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，實現(xiàn)了可擴展性要求，實現(xiàn)了多系統(tǒng)的集成和跨平臺的組件復(fù)用。我們以Moodle系統(tǒng)為核心VLE，通過LTI標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)了音視頻資源的集成與復(fù)用，為教學(xué)系統(tǒng)提供了音視頻服務(wù)模塊。提供了音視頻格式轉(zhuǎn)換和流媒體播出服務(wù)?；诖藰?biāo)準(zhǔn)和VLE，我們可以陸續(xù)實現(xiàn)學(xué)習(xí)歷程管理系統(tǒng)、論文類自動測評檢測系統(tǒng)、課程教學(xué)資源管理與服務(wù)綜合系統(tǒng)等功能模塊系統(tǒng)的集成，實現(xiàn)教學(xué)信息化的異構(gòu)型互聯(lián)平臺。