基于Web的教育信息化平台建设与架构设计

张峰

（榆林学院信息工程学院，陕西榆林719000）

随着时代的发展，信息技术在教育中得到了越来越广泛的应用，它大大加快了教育现代化的进程。在我国，近年来掀起了教育信息化建设浪潮，在经费投入、软硬件平台建设和应用推进等各个方面，都取得了实质性的进步。教育信息网作为教育系统的第一门户网站，担负着教育信息化建设的重任，是教育系统政策发布、信息交流的重要平台。随着教育信息化的推进，简单的信息发布、信息交流等基本功能已无法满足需要，整合教育资源、提供特色教育资源发布与共享的平台等应用需求越来越迫切。根据国家的《信息安全等级保护管理办法》的规定，教育网属于国家第二级保护级别。但是，目前教育网是基于开源的网站平台建设的，在安全方面存在潜在的危险。同时，教育资源的整合对网站的安全也提出了更高的要求。因此，教育网建设已经是一项迫切的应用需求。新的教育网应采用门户（Portal）构架，采用先进、可靠、安全的网站开发技术，本着“以用户为中心”的人性化理念，遵循WEB2.0模式，以合理的WEB信息架构规划构建全新的教育门户平台。教育网是我市教育信息化和电子政务建设的宣传窗口及应用平台。初期购买的建网系统在应用功能增加和自主开发能力方面非常受限，不能满足当前教育信息化发展的需要。

目前，陕西省部分区县和学校已经建设了一批教育资源和教育资源库，但是教育资源质量水平不均，存在实际应用价值不高，符合教学需要的内容少等现象，与实际教学需要存在一定距离，教育软件和资源的开发和应用还没有跟上。尤其在平台建设方面，我省还没有建立具有统一管理功能的基础教育资源平台，由于缺乏统一的标准和规范，资源库之间无法协同共享，资源应用水平低、共享程度差、重复建设现象严重，分布在全市中小学的两千多个信息站相互孤立，无法实现真正意义上的“城乡优质教育资源共享”[1]。

1 系统架构技术路线总体规划分析

1.1 技术路线总体规划

陕西省教育信息化建设网“门户内容管理平台”在总体架构方面应充分考虑到平台的实用性和未来扩展性，平台采用积木式构建，在基础应用平台上构建不同的应用系统和功能模块，能够可以根据不同阶段的应用需求灵活构建功能模块，使得平台保持统一性和灵活性。整个系统的开发完全是基于100%纯Java技术，提供了跨平台的支持。全部对象化的Beans组件提供完整的可扩展能力，未来在该平台上进行二次开发，以及对其他系统进行接口性开发集成，仅需调用相关的应用组件就可以完成。平台采用模块化组件构造，具有良好的开放性、可扩展性，可以根据需求不断进行调整、组合、开拓新功能。平台由基础支撑平台、基础应用平台、应用访问平台构成。基础支撑平台包括硬件支撑环境和软件支撑环境；基础应用平台是本次项目的重点，以教育资源为核心，构建以门户为主的基础应用平台，本次和前期、未来开发构建的各类应用系统都可以在此平台上进行统一构建和整合集成；应用访问平台由门户统一构建。本方案将重点描述本次将开发构建的教育网门户平台。

1.2 平台架构的设计

“门户内容管理平台”采用先进Web应用技术，基于数据库对资讯、图片、多媒体、会员、交互信息等各类网站内容进行有效的组织和管理。“门户内容管理平台”遵循多级门户和站点集群模式进行设计构建。系统基于多级门户架构设计构建，每一类访问者处于不同的用户层级，网站为不同层级的访问者提供不同的信息内容，根据访问层级，用户登录网站后可以进行不同的浏览和操作。由“门户内容管理平台”构建的教育信息化建设网采用基于Web2.0的分享交互模式，每个网站浏览者既是资源使用者也是资源提供者，网站由管理员、教育机构、教师、学生以及广大浏览者上传录入大量信息和数据，这些资源信息分类存储到数据库系统中，这些资源数据由系统平台进行集中的管理维护。网站的公众浏览用户主要包括：学生、家长等浏览者，网站的使用用户包括教师、学校、教育管理机构和网站管理员。网站由统一的门户入口展现信息内容，信息内容由管理员在后台进行统一的维护和管理。学生、家长等访问者可以浏览进行各类资讯，登录后可以发表评论和留言，以及向教师咨询，与网站管理员留言进行交流。教师、教育机构访问者可以在专栏发表文章、回复浏览者留言，上传课件、教学资源，实现教学互动。管理员则可以发布资讯，对网站内容和教学资源进行维护管理，对各类文章、评论、留言等信息进行审核，对会员进行身份审核及管理，对会员开通的应用进行审核和维护，并可以针对读者的留言进行回复。系统结构如图1所示。

1.3 站点集群模式的设计

图1 系统结构图Fig.1 System structure

根据未来根据扩展需求，可能会生成并管理维护多个站点。“门户内容管理平台”支持站点集群（站群）模式，可以由该CMS进行统一的实施和维护[2]。采用站点集群，站点将分为门户主站和子站点，各站点由平台管理创建和划分权限，各子站点由子站管理员独立维护。整个站群系统集中部署、统一管理、独立维护，软/硬件资源集中维护。门户主站与子站点之间逻辑区分，由“门户内容管理平台”统一管理。平台上的资源集中，站点之间信息高度共享，主站可以向子站点统一下达发布信息，主站可以方便抓取各子站点信息，站点之间也可以灵活地相互引用，这样，避免了网站上大量的重复资源和冗余资讯，大大减少的网站维护的工作量。“门户内容管理平台”具有严谨的权限机制。各站点管理员由平台管理员授权，各级站点管理员发布的信息可以逐级审核，符合机关事业单位对外发布信息的审核管理制度。网站群系统的实现逻辑如图2所示。

2 系统的设计与实现

2.1 内容管理平台架构的设计

“门户内容管理平台”采用典型的B/S 3层架构，即表现层、业务逻辑层和数据层，为了有效提高系统的标准性、开放性、可维护性和扩展性，从整个系统的应用架构上来讲，细化设计为门户表现层、功能应用层、系统控制层、数据访问层、系统安全层和接口层。内容管理平台如图3所示。

2.2 门户表现层

门户表现层就是用户访问网站所看到的界面，门户主界面（网站首页）布局了网站主要的应用和信息，并对其进行分类和整合，形成信息门户[3]。该系统采用门户（Portal）设计原理，为不同角色的用户提供了不同的访问入口和操作界面，并且整合集成了系统内部所有应用和信息的表现输出，为不同访问权限的用户提供不同的内容。门户表现层具有良好的兼容性和可扩展性，可以将未来纳入平台的信息整合到门户层来统一展示。门户表现层从技术上支持跨浏览器兼容性，兼容目前主流的IE、FireFox（火狐）等客户端浏览器。

2.3 功能应用层

功能应用层是信息门户的主要内容，针对于网站提供的各种应用，系统对应提供了功能应用模块，包括信息发布、信息审核、内容管理、信息检索、留言反馈、在线咨询、在线下载、用户登录/管理、资源管理、多媒体管理等。

2.4 系统控制层

系统通过系统控制层对网站平台的信息、数据、业务进行有效的管理和控制。主要包括管理员维护、权限管理、站点设置、运行控制、安全设置、数据管理等方面。

图2 网站群系统的实现逻辑图Fig.2 Implementation logic of website group system

图3 系统层次架构图Fig.3 Content management platform

2.5 数据访问层

数据访问层封装了多种数据库系统的连接池组件，实现数据的存储操作。内置数据缓存机制能够有效提高数据的读取，支持百万条记录的海量存储。系统支持多数据库访问，跨数据库操作，并可提供标准的数据导出。

2.6 系统安全层

主要从应用系统角度加以考虑，在用户登录时对用户名和密码进行加密和后台验证，保证用户身份的安全性和准确性；数据请求在参数传输过程中采用安全处理，防止数据库恶意注入；系统具备优良的用户权限管理机制和访问安全机制，能够从应用层面保障系统的越权使用和非法登录。

2.7 接口层

网站采用开放式结构，内置开发接口，以便于与其他Web应用系统进行挂接和整合，并且支持数据的对外开放，通过标准的Web services技术，灵活实现数据对接和信息调用，为SOA[4]服务架构做好准备。

3 门户网站规划

3.1 网站建设原则

教育网的规划建设应遵循即时性、有效性、准确性、实用性、合理性、易用性、安全性、渐进性和可扩展性的门户平台构建原则进行设计开发。

1）即时性：学习者或浏览者能够即时了解最新发布的关于教育发展、相关培训、考试等相关信息；管理人员能够快速的通过管理后台发布教育信息[5]。

2）有效性：通过教育网能够实现网络信息传达，为浏览者提供了一个高效、准确的网络信息传达平台，并且为管理人员提供了一个有效管理信息的平台。

3）准确性：浏览者通过教育网网站能够准确的获取有关培训和考试信息，能及时了解最新的培训考试信息，让用户能及时准确的获取有价值的信息。

4）实用性：新版教育网的设计按照用户操作习惯和浏览习惯，实现功能及界面的友好、易用，方便学习者进行直观的操作和管理，保证浏览者能够快速方便的查询浏览。增加多处的用户交互模块，让网站更具实用性[6]。

5）合理性：在整个系统的设计规划中选择先进的设计结构，在通信网络、资源管理、系统应用和网络管理上采用良好的分层管理设计，使网络的结构清晰明确，便于使用、维护和管理。

6）可扩展性：在教育网整个系统开发搭建的同时，考虑到以后功能扩展和升级，开发式预留扩展接口以及预留数据扩展字段。为后期升级扩展做相应准备[7]。

3.2 网站栏目规划

教育网的门户主站栏目根据具体需求设置。初步栏目规划如图4所示，资讯中心功能模块如图5所示，教育资源功能模块如图6所示。

图5 资讯中心Fig.5 Information centre

图6 教育资源Fig.6 Educational resources

4 结论

笔者根据有关教育信息化建技术的相关标准、产品和实际数据，研究了基于Web的教育信息化平台建设与架构，该平台采用模块化组件构造，具有良好的开放性、可扩展性，可以根据需求不断进行调整、组合、开拓新功能。平台由基础支撑平台、基础应用平台、应用访问平台构成。基础支撑平台包括硬件支撑环境和软件支撑环境，为各类应用系统构建提供了统一的整合集成平台模型。

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