基于Linux／NC中小学的资源管理和互动教学系统

1 引 言

　　Linux最早是由芬兰大学生Linus Torvalds于1991年开发的，其借鉴Unix系统当时近30年的技术积累，并且综合主流Unix系统的优点。他遵照Unix标准设计的个人计算机和工作站上的Unix类操作系统。他具有用户希望的任何一个成熟的现代Unix系统的一切特点，包括真正的多任务功能、多用户、虚拟内存、共享库、高级内存管理等。

　　“基于Linux的网络多媒体教学资源建设关键技术与应用研究”课题主要是依托贵州省高校千兆城域网基础与相对技术优势：一是扩建基于Linux的网络教育应用示范平台构建教学资源库，以支撑课题研究、中小学网络教育示范应用、师资培训和技术服务(网站)；二是在贵州省中心城市中选择相对优秀的中小学建立2所资源型网络教学应用试点，在贫困地区建立12所NC网络教室终端型应用试点，形成以资源型学校辐射贫困学校的教育支持网络系统。重点围绕基于国产Linux／NC的网络教学平台集成技术、基于Web、NAS的多层次多网点教学资源区域性共享和管理、基于IP的网络多媒体教学直播系统、基于信息安全的网络教育通用考试系统、现有教学资源(如课件、多媒体交互式网络教学)在国产NC上应用的适应性等技术专题进行应用研究与开发。其主要目的是利用优秀的课堂教学单元和课件示范通过IP网络辐射到贫困地区试点学校，带动其网络教学的开展，并对课堂教学起一定的推动作用。

2 多用户管理

　　多用户管理设计的主要目的是考虑课题实际情况，主要是西部的中小学学生和教师用户运用计算机水平相对较低，在设计中采用越方便、越简单的操作方式，用户就越容易使用。在开发过程中，通过对不同系统使用者授予不同的权限，在权限上采取3级管理模式：管理员、教师和普通的用户组(学生)。所有的用户权限分配都由管理员完成，管理员可以根据实际情况给每个用户分配权限。同时对普通的用户组学生用户根据所在年级进行权限的分配，使每个学生用户在进入系统时根据权限登录相应的用户界面。当每年有新的学生入学或正常的学籍进行变化时，管理员应根据情况对学生的用户权限进行注册、更新或者删除。考虑到输入数据的量数，每年新生的注册都是利用批量注册完成的，利用Linux下的文件转化为标准文本，用户注册程序实现多用户的自动注册。利用教师通过自身的权限进入教师界面，教师对用户并不存在管理功能，但能利用相应的课件管理模块跟学生进行交流、组织学生进行课堂学习和其他老师进行交流，这样大大提高系统在管理上的安全性。学生正确登录系统后，学生能够根据老师所指定的方式进行课堂学习和自己课后的复习。

3 课件资源管理与教师互动教学

　　在资源分类上将资源分成优秀课件和教师自制课件，优秀课件是符合教育部基础教育大纲全部知识点的中小学网络教学课件素材库；而教师自制课件是教师在教学的基础上根据实际需要由教师按一定格式和规范完成的。资源管理分成总站资源管理和基站资源管理。被总站授权的教师可以通过网络按自己的需要，下载总站优秀资源或者所有基站教师上传被审核通过的资源；而教师也可以将自己制作的课件通过网络上传到总站的网络附加存储设备(Network Attached Storage，NAS)服务器上，已待总站管理员审核，审核通过的加入优秀资源库中。

　　课件资源的上传和下载可以在NC端、基站和总站3个地方进行，对于有同名课间存在的问题，系统可以根据你自身的要求进行提示，或者说是更改课件名称后进行存储。对于总站和NC端的用户到基站的存储的过程中，同时将课件传到基站的数据库中便于将来的检索和查找。

　　在课件的上传过程中，系统会根据不同的年级不同的学科，将课件存储在不同的数据表中。当教师进行教学时，教师可以根据所教的年级和专业，对课件进行不同的选择。有了相应的课件资源，就可以便于教师动态的选择课件，对学生进行不同课程的教学。对于不同年级不同课程的教学，教师可以根据需要选择多种授课模式。此外，学生还可以通过交互平台和教师进行课堂交流和提问，教师可以将学生所问问题的答案以邮件的模式发送到学生的信箱中。教师教学和学生上课的流程如图2，图3所示：

4 安全机制

　　在现实环境下系统利用的是神洲天脉网络计算机(NC-Network Computer)，其具体配置为CPU(龙芯I 800 MHz)，128 M内存，声卡，显卡，10 M／100 M自适应网卡)，考虑到的NC特点没有可存储设备，所以对于病毒的抗干扰能力较高。因此，这里的安全主要是集中在服务器端，利用相应的防火墙和可信任的内网IP控制访问技术来提高整个系统的安全性。此外，对于重要的数据采用加密算法进行加密，一般数据采用MD5的加密算法进行加密，而用户浏览数据没有采用任何特殊加密算法加密。

5 存在的问题

　　该系统是在原有的IPv4的网络体系架构下设计和实施，对于现在的网络发展，原有的IPv4网络向IPV6网络的转换过程中，有可能还会出现一些不可预料的问题。这些问题有待进一步的研究IPv6后解决和完善。此外，在Windows操作系统下的可用课件资源非常丰富，但能直接为Linux操作系统下的课件的资源不是很丰富，考虑到教师制作课件的水平不是很高，系统设计相应的转化软件，但现有设计的转化程序不能很好地转化，还需要部分的进行手工改动。因此，对于转化程序的转化功能仍需改进。

6 结语

　　从工程的实际应用上看来，多用户角色管理大大方便了终端型的实验学校；对于最普通的使用者，用户在使用上表示非常方便。而资源管理使教学者(教师)能够通过网络得到符合教育部规范的基于元数据的资源库，丰富他们的教学方式，以这种方式去拓展学生的知识面，开阔学生的学习视野，有利于提高中西部边缘贫困地区的教学质量。同时还取得一定的社会和经济效益。