黄河中下游数字环境考古研究

时间:2023-03-25 03:38:18 作者:Goya 综合材料 收藏本文 下载本文

【导语】“Goya”通过精心收集,向本站投稿了6篇黄河中下游数字环境考古研究,下面是小编整理后的黄河中下游数字环境考古研究,欢迎阅读分享,希望对大家有所帮助。

篇1:黄河中下游数字环境考古研究

黄河中下游数字环境考古研究

“数字地球”战略的提出与实施,为环境考古研究提供了思路和机会,以多学科交叉为主要特征的环境考古研究越来越倚重数字信息的.获取与应用,“数字环境考古”概念也顺应而出.黄河中下游作为中国新石器文化重要策源地,也是夏、商时期中国经济、政治与文化中心,长期以来受到考古与环境考古研究的高度重视.文章从黄河中下游数字环境考古的研究意义、研究方法以及需要关注的若干问题等方面进行讨论,试图叩响黄河中下游数字环境考古研究之大门,为今后数字环境考古研究的广泛与深度开展提供些许借鉴.

作 者:杨瑞霞 张震宇 鲁鹏 周昆叔 张瑞云 YANG Rui-xia ZHANG Zhen-yu LU Peng ZHOU Kun-shu ZHANG Rui-yun  作者单位:杨瑞霞,YANG Rui-xia(河南省科学院地理研究所,郑州,450052;华东师范大学地理系,上海,200062)

张震宇,鲁鹏,ZHANG Zhen-yu,LU Peng(河南省科学院地理研究所,郑州,450052)

周昆叔,ZHOU Kun-shu(中国科学院地质与地球物理研究所,北京,100029)

张瑞云,ZHANG Rui-yun(解放军信息工程大学测绘学院,郑州,450052)

刊 名:地域研究与开发  PKU CSSCI英文刊名:AREAL RESEARCH AND DEVELOPMENT 年,卷(期):2005 24(2) 分类号:X144 P208 关键词:环境考古   数字技术   黄河中下游  

篇2:黄河黑山峡大柳树松动岩体赋存环境研究

黄河黑山峡大柳树松动岩体赋存环境研究

大柳树地区地处青藏高原东北缘,位于分隔中国大陆东西与南北两大构造带的交汇部位,处在中卫-同博士学位论文心活动断裂带中的大柳树逆冲推覆构造带内.以大柳树为背景提出松动岩体的概念并对其进行研究,是岩体工程地质学的新现象和新问题.在深入认识松动岩体特征的基础上,以大柳树逆冲推覆构造带的结构和断裂活动性研究为重点,分析了大柳树地区大陆动力学环境,探讨了松动岩体的形成机制.主要研究成果如下:(1)利用大量新的勘探和试验资料,验证了<黄河黑山峡大柳树松动岩体工程地质研究>(韩文峰等,1993)一书中对松动岩体原有认识的正确性.采用平硐和地表调查、纵波和表面波波速测试以及资料分析,得出松动岩体平面上以大柳树坝址区为中心,沿大柳树逆冲推覆构造带分布,长度大于15 km,深度上基本包括了大柳树坝址区现有全部勘探工程揭露的岩体范围.(2)采用航卫片解译、地质填图、剖面测绘、电导率成像测试和已有物探资料的分析,查明了大柳树逆冲推覆构造带各主干断层在平面上的交切关系.明确提出夹于F3与F7断层之间的大柳树坝址所在的寒武系地层是一无根冲起的外来块体.F1断层南北两侧构造线的不一致是由于中卫一同心活动断裂带长期持续左旋错动的结果.大柳树逆冲推覆构造带可分为后缘、中部和前缘3个逆冲岩带,其演化模式是由南向北的逆冲发展过程,同时伴随着各大断裂不同程度的左旋走滑错动.(3)首次尝试测定了断层泥吸附气体组成.采用遥感影像解译、典型剖面研究、阶地与断层活动关系研究、石英颗粒表面结构分析和断层测年等方法,对断裂活动性、测年成果的可靠性和活断层工程意义进行了研究.按照<水利水电工程地质勘察规范>,大柳树逆冲推覆构造带中的主干断层和坝址区绝大多数次级断层均为活断层,且主干断层和次级断层具有整体活动效应,坝址存在工程抗断问题.同时,断层泥吸附气体、化学成分、矿物成分、粒度组成及分维值特征均与断层活动年代之间密切相关.(4)广泛收集资料分析了大柳树地区的大陆动力学环境.认为岩石圈上、下结构的协调与不协调关系具有普遍性,而且中卫-同心断裂带划分为北祁连与走廊过渡带的.分界较为合理.15万年以来,祁连山北缘的新构造垂直运动幅度总体上存在西强东弱的趋势,中卫-同心断裂带主要表现为水平运动.通过地震活动规律研究,认为晚更新世末期以来,大柳树地区曾经是多次大地震的极震区,区域地壳运动模式具有条状块体沿断裂带的滑移和一定时段内块体按一定方向旋转的双重或多重属性.(5)实际调查了新疆富蕴和陕西华县等现代强震区岩体破坏特征,并配合进行了振动试验和数值模拟手段.结果表明:松动岩体是在适宜的介质条件、强大的地震动力、有利的环境条件和表生加剧等因素综合作用下形成的,是特定地质环境演化的产物;地震动力是松动岩体形成的基本动力.

作 者:梁收运  作者单位:兰州大学资源环境学院,兰州,730000 刊 名:岩石力学与工程学报  ISTIC EI PKU英文刊名:CHINESE JOURNAL OF ROCK MECHANICS AND ENGINEERING 年,卷(期):2004 23(24) 分类号:O3 关键词:松动岩体   逆冲推覆构造带   断裂活动性   大陆动力学   地震动力  

篇3:怎样完善数字图书馆资源环境下的法制建设研究的思考论文

怎样完善数字图书馆资源环境下的法制建设研究的思考论文

随着社会的发展,我们国家已经完全步入了数字时代。也就是说不管什么行业的发展都与网络有了紧密的联系,因为信息化时代对于提高人们的工作效率有很大的帮助。网络时代用另一种说法来说就是大数据时代,这是一个全新的时代,它把人们的生活安排的更有条理,对于图书馆这样一个管理程序比较复杂的平台来说,对它进行数字化管理是再好不过的。因为图书馆的书籍比较多,这使得管理员在进行图书资源管理的时候就显得比较困难,这就体现了数字图书馆的优势,但是对于西部地区来说,他们的经济发展水平相对而言比较低,因此图书馆数字化进程就比较缓慢,而且在数字化管理的同时也存在一些问题,本文我们就将针对西部地区数字图书馆资源环境下的法制建设做出探讨:

互联网的普及给人们的生活带来了翻天覆地的变化,对于经济发展较为落后的西部地区更是如此,对西部地区的冲击体现在方方面,图书馆也是如此,信息化的到来使得图书馆的传统管理模式显得捉襟见肘。因为在大数据时代,图书馆将在图书资源的数据存储、数据管理、数据分析等方面都面临问题,各种复杂数据的处理也成为了数字化时代下图书馆发展的主旋律。那么如何更好帮助西部地区对图书馆资源进行数据化整合,解决数字化过程中遇到的法律纠纷,从而让它更好的满足读者的需求,这成了本文探讨的重点。

我们这里谈到的数字图书馆是将图书、文献资料整合成数字的形式,然后通过互联网成为一种供全世界读者阅读的图书馆。对于西部地区这个经济相对落后的地方来说,它的数字化普及面临争议。在网上开放图书馆也是受到网上的法律所保护的,图书资料从他们的出版到流通、使用与版权之间是不可分割的。那么数字图书馆也就一定会面临它的法律问题,这些法律问题包括知识产权问题和图书馆资源信息安全问题,怎么样去更好的对数字图书馆的知识产权去保护和维护网络图书馆的信息安全成为人们关注的重点。

一、图书馆面临的法律问题

对于数字图书馆来说,它所面临的法律问题其实主要就是包括知识产权和信息安全问题,以下是我们作出的探究:

1.在数字图书馆建设过程中引发的知识产权侵权问题

1.1馆藏资源数字化的法律性质

数字图书馆说的就是要把那些书籍资源通过数字化得形式来放到网上,从而让全世界的人可以通过互联网对知识有所了解,这从表面上来说是一种造福大众的表现,但从实质上抛析这又何尝不是对于出版书籍人的侵权行为呢?也就产生了这样的疑问,图书馆在将馆内的书籍资源数字化的过程中是不是一种对版权作品的不合法复制和侵权呢?他们在将图书馆内资源数字化的过程中到底有没有经过出版人的同意呢?这就使得数字图书馆的发展受到了阻碍。因此,图书馆在数字化的过程中必须要考虑到面临的这些问题,他们在开展工作的过程中可以首先把那些年代久远的出版日期失效的书籍进行整合,然后对其他的书籍可以在取得相应的法律文件后加以处理,这有利于数字图书馆的法制建设。

1.2数字图书馆在网络传输中的侵权问题。

数字和网络技术的发展给图书馆带来了前所未有的变革,它让图书馆的很多文化资源可以在网上被很好的传播,从而让更多的人可以对知识的海洋有一个全面而快速的了解,这无疑提高了图书馆资源的利用效率,也让馆内的资源可以被更多人看到,做到了真正的资源共享。但是图书馆在通过网络传播文化的同时,虽然图书馆已经获得了对图书的所有权,但是它并没有把图书资源分享到网络上的权利,它必须重视数字图书馆建设的过程中网络侵权问题,一般而言,超文本链接不会被人们认为侵权,但对于跳过主页直接引导读者到某个分页的深度连接和采用加框手段的超链接被视为侵权。这种行为被人们所质疑。

2.在数字图书馆建设过程中的信息安全问题个人隐私保障等问题

2.1企业的秘密问题

一般来说,图书馆蕴藏丰富的图书资源,它是包括很多方面的,也包括企业管理的相关书籍。一个企业要想保持很好的竞争力它就必须保护好自己的企业技术资源,而数字图书馆的开放使得企业的资源可以在被网上查到,这对于企业的管理发展是有害处的,很容易让竞争企业发现漏洞从而一跃而起。

2.2个人隐私保护问题

把图书馆的资源整理成数字化形式放在网上以后,使得我们国家的文化可以被世界人分享。但是不得不说,它在分享资源的.同时也侵犯了我们的个人隐私权。登录过网上图书馆的人的信息就会轻易被别人查到,这侵害了我们的个人隐私。

二、促进我国数字图书馆的法制建设的相关措施

1.应明确数字图书馆的法律地位

由于网络技术的发展尚不完善,数字图书馆就会面临很多的问题,它对于图书馆资源的数字化整合受到诸多争议,版权问题得不到解决。因此,为了促进我们国家对于数字图书馆的法制建设,我们必须要尽快确立对于数字图书馆管理的法律法规,明确数字图书馆的法律地位,因为随着网络的发展,数字图书馆已经成为社会上文化资源传播的重要手段,也是图书馆资源共享的一个重要平台,这就要求我们国家必须对图书馆的法律地位进行重新界定,从而不断完善数字图书馆的法制建设。

2.应明确数字图书馆作为保存人类文化遗产的重要机构的地位

我们国家的文化资源是相当丰富的,但是仅仅通过书籍的形式流传很容易被人们所毁损,而数字图书馆的出现刚好弥补了这一点。因此,我们国家管理文化的人必须认识到数字图书馆对于保存人类文化遗产的重要性,从而对数字图书馆加以管理,同时也应该成立专门的管理机构进行管理,制定相关的法律条文来进行管理,去保证这些文化遗产可以被永久流传,这也是加强数字图书馆法制建设的表现。

3.对于破坏数字图书馆网络环境的人进行严惩

互联网的发展也就造就了一批新的犯罪分子“网络高手”,他们故意侵害图书馆文化资源的传播与共享,是十分可耻的,因此必须确立明确的法律条文对这一部分违法犯罪分子进行惩罚,从而减少网络罪犯的出现。这样也可以改善我国数字图书馆的法制建设环境,这对于维护西部地区的发展也是十分有利的。

三、结语

数字图书馆是一个很好的文化传播的平台。它对于资源的共享是十分有利的,因此我们必须尽快改善数字图书馆的法制建设,从而保证数字图书馆的顺利开放。

篇4:数字媒体环境下vr技术与广告学教学模式创新研究论文

摘要:随着数字化时代的全面到来,现代广告业发展更加迅速。作为一门应用性非常强的综合性学科,广告学专业备受关注,在培养现代广告专业人才的教学过程中,传统的机械式教学模式很难满足当今社会经济发展对广告专业人才的需要,所以需要不断进行教学理念创新,培养更多的应用型现代化广告复合型人才。本文对数字媒体环境下虚拟现实技术与广告学教学模式创新课题进行了全面分析和解读,提出了具体的优化对策,以期为相关学术研究和实践提供借鉴和参考。

关键词:数字媒体;虚拟现实技术;广告学教学;创新模式;对策

随着互联网+教育理念的深入推行,高校都在不断引入计算机网络等新技术来推动现代化教学改革和实践,从而全面培养更多的复合型人才,为社会更好地服务。当前虚拟现实技术在教育行业中的研究和应用越来越广泛,通过营造逼真的教学情境,使学生增强学习体验,增进教学互动,从而提高教学效果。如何在数字媒体环境下将虚拟现实技术与广告学教学进行有机结合,进而打造系统、科学、丰富的教学体系,是当前摆在广告学教师面前的重要研究课题。探究虚拟现实技术与广告学教学模式创新体系,是顺应时代发展和教学体系改革的必经之路,具有重要的现实意义。

1数字媒体环境下虚拟现实技术基本内容概述

随着素质教育改革的深入推进,现代化教学充分强调学生的自主性和能动性,注重教学互动,从而提高学生自主创新能力和实践能力,进而全面提升教学效果和学生的综合素质。随着计算机网络技术的发展,大数据时代全面来临,各种新技术、新方法的不断涌现,给教育机构带来了很大的发展空间,营造了良好的教学氛围。虚拟现实技术就是基于计算机软件和硬件技术为支撑而打造的模拟真实环境的技术。

虚拟现实技术,简称为VR技术,是一种新型的现代化综合信息技术,通过采用以计算机技术为核心的现代化高科技技术进而为体验者营造集视觉、听觉、触觉为一体的虚拟教学情境,使用户在虚拟情境中增进理解,加深体验,获得更多的融入感、交互性和自主性。当前很多专业性实践性很强的学科已经逐渐引入虚拟现实技术,将其带入教学课堂,从而使知识内容变得更加丰富、立体,打造一种全新的教学互动模式。

2当前广告学教学现状及存在的问题

近年来广告业不断发展和崛起,伴随数字媒体时代的全面来临,越来越深刻地影响着人们的生活,挑战公众的审美。如何培养新时代现代化复合型广告专业人才,是当前广告学专业人才培养遇到的重大难题。目前广告业的快速发展进一步推动广告专业教育的发展,但是广告教学专业体系和教学实践等环节还存在很多问题,广告学人才培养方式亟需创新。主要问题有:

2.1教学理论与社会发展需求没有有效衔接。

广告立足于现实且为现实服务,所以广告学专业教学要培养更多的应用型人才。当前广告学专业教学理论与实践应用存在一些脱节,广告学的教学没有将最新的资源和地方特色融入教学中,导致教学效果不佳。

2.2实践教学开展不足。

受到传统的教学理念和教学模式的影响,广告学教师在教学過程中还是注重理论教学,希望学生掌握更多的广告学基础知识,从而增强知识储备。但是广告学本身是一门非常注重实践的学科,学生的操作水平和实践能力与理论知识储备同等重要。受到教学理念束缚,加上现有的教学资源和设备有限,所以不能全面结合数字化新媒体技术开展广告专业实践,仅仅通过参加广告设计大赛等团体活动来吸引学生不断进行实践和创新,显然与教学目标相背离。

2.3课程内容安排不科学

当前阶段,我国大部分院校的在进行广告课程的教授阶段,主要依照教师自身的教学经验以及知识体系结构,实现对教学内容的安排以及教授工作。在教学过程中,教师一般对于学生的学习能力以及知识理解能力不加重视,导致教师的课程教学效率不高。此外,由于广告学涉及的内容比较多,因此广告学课程教授阶段,需要不断的融入其他方面的知识。然而,在现实的教学过程中,部分教师为了减少自身的工作强度,对于额外的知识不加讲解,不利于学生对于该广告知识的学习。如果学生长期在广告学课程中重复听到一样的知识内容,则易于降低课程知识的学习效率。

2.4课程设计内容不系统

由于广告学专业是一门实践性较强的基础课程,同时也是社会近年来出现一种新型课程。所以,为了提高广告学专业的教学效率,需要高等院校科学、合理的学生广告学专业的课程系统,以便于学生能够从单一化到多样化,从简单到复杂的形式完成广告学专业课程的学习。但是,存在部分高等院校对于广告学专业课程的设计工作不重视,教学进度制定的不够合理。另外,当前市面上存在的教学素材内容水平差异较大,教师能够借鉴的素材较少,致使教师在教课时只能根据自身的教学经验教学,不利于学生系统化、全面化的实现广告专业课程的学习。

篇5:数字媒体环境下vr技术与广告学教学模式创新研究论文

随着广告业的不断发展和进步,数字媒体时代也在逐渐改变着公众的生活方式和审美,所以对于广告学教学而言,必须要立足现实,以学生为主体,通过运用现代化技术和手段,提高广告学专业学生的实践能力、创新意识。虚拟现实技术与广告学教学模式可以进行有效融合,从而打造现代化教学理论与实践体系,进而培养更多的适应时代发展需求的综合型广告学人才。具体措施有:

3.1构建广告学专业教学新体系

在对广告行业进行全面分析和调研的基础上,引入虚拟现实技术,结合当前的学校实际和广告学专业教学现状,明确广告学专业培养目标,设置更加全面系统科学的广告学专业教学体系,以专业课程为主导,辅助课程为延伸,基于数字化新媒体技术下的虚拟现实技术为依托的现代化教学新体系。通过打造新体系,进而选准切入点,恰当引入虚拟现实技术,提高教学目标的科学性、体系的完整性。

3.2加强理论教学

结合广告学课程的特点、学生的实际情况和教学资源配置情况,在明确教学目标和方法的基础上,通过引入虚拟现实技术,探索双向交流、案例教学、教学讨论、多媒体教学等多种方法,从而引导学生主动思考,在三维虚拟情境中更好地理解和掌握基础知识,夯实基础功底。

3.3加强实践教学,提高教学内容的丰富性

在进行传统的核心基础课程开发教学的基础上,增设更多的课内课外实践教学课堂。一方面通过引入虚拟现实技术,打造丰富的室外采风课堂,培养学生敏锐的洞察力和团队合作意识;另一方面通过开展行业调研,充分研究广告学的发展趋势和方向,开设更多的广告学专题讨论,指导学生运用虚拟现实技术,结合所需的知识和行业发展趋势开展创新设计,提高创新思维意识。此外还可以成立广告协会、创办广告设计大赛等方式,引导学生引入立体交互教學和虚拟现实技术,更好地提高独立创作与设计能力,实现知识向实践的良好过度和转化。

3.4注重师资力量

一般来说,教师的综合素质水平直接影响学生广告学专业课程的学习效率。为了能够更加高效的完成广告学专业课程的教授工作,需要不断加强广告学专业的`教师专业素质水平。通过对教师进行考核,对于考核不达标的教师,应当为其设置专业的培训课程,加强教师的专业能力。同时,也可以不断的从社会中吸引优秀的教育人才,扩充院校的教学师资力量。同时,院校应当注意对院校原有的优秀教师的保留工作,让优秀的教师为年轻的教师提供相应的教学经验,实现高等院校的师资优化以及改革。

3.5创新教学模式

因为当前阶段,我国存在大部分高校在进行广告学专业教学工作阶段,常常处于一种较为封闭的状态。例如,课程的教学模式过于单一化,教师不能够为学生提供良好的学习氛围,不利于学生加强其广告学知识的学习兴趣。为改变这一现象,需要高等院校在加强实践教学工作的同时,不断的对传统教学模式进行创新,加强学生与广告企业之间的联系,让学生参与其中的运作,提高学生的综合实力。另外,教师可以通过网络的形式学习最新的教学理论以及技术,实现教学模式的多样性。

4结束语

总之数字媒体环境下虚拟现实技术引入广告学教学,需要找准切入点,充分结合学生需求和市场发展前景,创新教学模式、内容和方法,从而全面提高广告学专业学生的综合素质和专业水平,为未来广告行业的发展壮大提供强大的人才支撑。

参考文献:

[1] 张莹. 新媒体环境下广告学教学的创新策略探讨[J]. 陕西教育(高教), 2016, (12): 42-44.

[2] 熊蕾. 新媒体环境下广告教学模式探讨[J]. 新闻前哨, 2015, (05): 74-76.

[3] 陈谦, 刘芳. 论数字传播时代的高校广告专业教育创新[J]. 东南传播, 2013, (09): 144-147.

[4] 张蓓. 广告学课程互动教学模式研究[J]. 教育与教学研究, 2012, (02): 85-87+119.

[5] 崔磊, 舒咏平. 新媒介环境下广告学专业实践能力培养目标与途径初探[J]. 广告大观(理论版), 2010, (05): 93-96.

篇6:浅谈SOA环境下数字教育资源协同共享框架及实现研究的术论论文

浅谈SOA环境下数字教育资源协同共享框架及实现研究的术论论文

【论文关键词】SOA Web服务 数字教育资源 一站式 协同

【论文摘 要】充分利用网络共享优质教育资源,是当前教育数字化深入发展需要解决的关键问题之一。本文对分布式数字教育资源协同的需求进行了分析,提出了SOA环境下数字教育资源协同共享框架模型(MERSCA),论述了系统的主要架构和关键技术实现。希望在对现有各资源站点改动最小的基础上解决资源的共享和增值应用问题,创新数字教育资源公共服务模式,提高资源的利用效率。

一、引言

数字教育通过实现教育从环境、资源到应用的数字化,使现实校园环境凭借信息系统在时间和空间上得到延伸[1]。SOA(Service Oriented Architecture,面向服务架构)是为解决分布式互联网环境下的资源共享和重用而提出的一种新型软件系统架构,它允许不同系统能够进行无缝通信和异构资源共享。

传统的网络教育资源使用模式降低了远程教育系统中的资源通用性能力,造成了大量资源浪费。建设开放共享的数字教育公共服务体系是国家实施现代远程教育工程的核心组成部分,也是《国家中长期科学和技术发展规划纲要(2006-2020年)》的重要主题[2]。SOA(面向服务架构)为数字教育服务体系建设提供了最佳支持,为构建开放的数字教育公共服务支撑平台,建立新型的面向数字教育的公共服务机制,国家支持实施了“数字化学习港与终身学习社会的建设与示范”、“数字教育公共服务示范工程”等多项重大项目,目前已经初步建立了“奥鹏”、“弘成”和“知金”三个覆盖全国的网络教育公共服务体系[3]。

在分布式教育资源服务的集成应用中,信息的交互、共享和数据的安全访问是关键内容[4]。设计一个全局的资源协同和访问框架来屏蔽资源平台差异,实现分布式资源的共享,以支持优质教育资源增值应用,构建开放和便捷的资源整合服务,成为SOA环境下教育资源数字化建设需要解决的首要问题。

本文在对分布式环境下数字教育资源协同的需求进行分析的基础上,设计了SOA环境下数字教育资源协同共享框架模型(MERSCA, Model of E-learning Resources Sharing andCoordination Architecture),然后从协同数字教育资源一站式访问和数字教育资源服务基于序关系的协同两个方面讨论了MERSCA实现的关键技术。实践研究表明,MERSCA模型是分布式数字教育资源协同共享系统建构中一种可行和实用的方案。

二、分布式数字教育资源协同需求分析

数字教育要达到的重要目标是信息共享和应用集成,需要经过一个长期的建设和完善过程[5],涵盖资源建设、资源集成、知识处理、平台接入和运行、质量监控和资源评价等多个方面,所以在建设之初就应融入基于全局观点、具有可扩展性和新技术兼容等多个方面的考量。

SOA环境下数字教育资源协同共享框架及实现涉及资源协同的可扩展性、资源访问的便捷性、用户身份的管理以及认证、授权、加密等多项技术,框架的整体设计应满足以下目标:

(1)灵活性

数字教育服务架构通过通用性的服务接口调用来实现资源的跨域整合,个体原子服务独立于实现平台,具有松耦合、可扩展等特点,它们往往在不同时期由不同厂商开发,设计方法和开发技术也有所不同,各自拥有独立的用户认证体系,也因此导致了目前各个系统的用户数据分散,不能统一管理,难以共享数据的现状[6]。数字教育资源一站式协同架构需要从整体上灵活地鉴别用户,为这些多类型的安全服务提供基于整体访问的跨域安全集成,提供统一访问入口,从而提高优质资源整合的敏捷性。

(2)信任迁移

面向服务的思想使得资源应用逐渐趋向于分布式和相互合作的形式,用户的身份和授权也不再局限于某一特定的信任域。当资源来源于多个安全域,为保证资源交互活动安全,每次访问都需要对用户进行身份和权限准入确认,降低了资源使用效率[7]。因此需要一种信任迁移机制,能够提供一个整体的、运行时身份验证尽可能少的安全信息共享方案。资源访问主体只需要在某个安全域中进行一次身份认证,就可以访问其被授权的当前安全域其他资源或被当前安全域信任的其他域中的资源,不必通过多次身份验证操作来获得授权。

(3)可伸缩

模型应当能够提供开放式体系结构,实现可扩展的安全访问机制,框架应当将信息系统所面对的教育企业或机构从整体应用的角度统一对待,保持通过增加资源使服务价值产生线性增长的能力。当有新的应用需要部署或增加时,不需要对应用程序本身进行大量修改,通过考量安全方案规划技术发展因素,使新的安全技术和规范可以很方便地融入[8]。

三、数字教育资源一站式协同

架构模型(MERSCA)

SOA环境下数字教育资源协同共享框架模型结构如图1所示。MERSCA采用层次结构建模方法,从数字教育资源服务中协同资源一站式访问与基于序关系的动态协同两个核心技术构建资源的安全整合,把握用户对于教学设计逻辑和资源访问等个性化需求,在进行异构数字教育资源协同架构规划中兼顾目前和未来的发展。MERSCA模型从下至上分为资源管理层、通信层、资源组合层、资源协同层和应用层。

(1)资源管理层

我国教育数字化建设中的一个重要组成部分就是网络教育资源开发。为促进网络教育资源建设,国家投入了大量的.人力、物力和财力,目前已经建立起了媒体素材、在线题库、网络课件、网上教学案例、网络课程等多种类型的数字教育资源[9]。

在MERSCA中,资源管理层从分布式的优质教育资源中提取类型资源共性,参照已定义好的统一接口标准,将资源属性对应于标准属性用XML格式字符串描述出来,形成统一的资源描述规范和服务接口。同时通过WSDL协议描述数字教育资源的服务,实现标准的接口绑定和异构资源的服务封装,并进行注册和功能分类的集中管理,在对现有各资源站点改动最小的基础上解决资源的共享和增值应用问题。资源管理层为通信层和资源服务组合层提供了资源的预处理功能,通过服务接口对外提供教育资源服务。

(2)通信层

通信层使用基于XML的SOAP协议(Simple Object Access Protocol,简单对象访问协议)对教育资源交互信息进行描述。应用程序之间基于SOAP进行相互沟通时,不需要知道彼此是在哪一种操作平台上操作或是各自如何实现等细节信息。SOAP代表了一套资源如何呈现与延伸的共享规则,它是一个独立的信息,可以独自运作在不同的操作系统上面,并可以使用各种不同的通讯方式来传输,例如SMTP、MIME,或是HTTP等。

无论基于.net技术开发的教育资源系统,还是应用java技术开发的教育资源系统,通过SOAP协议,系统之间能够相互进行沟通和资源共享,资源系统之间的平台架构和实现细节是彼此透明的。

(3)教育资源服务组合层

资源组合层基于BPEL4WS业务流,在Web服务组合引擎所提供的质量控制、消息路由、信息管理、事务管理和流程管理等功能的支持下进行资源服务集成。通过可视化编排方式,资源组合层将不同的教育资源原子服务依据教学设计者设定的逻辑组合在一起,屏蔽底层信息基础设施的变迁,合理地安排这些服务的运行顺序,以形成大粒度的、具有内部流程逻辑的教育资源整合,充分发挥优质教育资源服务的潜力,形成“1+1>2”的服务资源集成增值效果。

BPEL4WS基于XML Schema、XPath及XSLT等规范,提供了一套标准化语法对业务流程所绑定的Web服务交互特性及控制逻辑进行描述。通过对业务流程中教育服务资源的交互行为建模,BPEL4WS以可视化和有序的方式协调它们之间的交互活动达成教育资源服务的组合应用目标。

(4)教育资源协同层

异构数字教育资源服务的协同应用过程涉及处于不同计算域下的多个资源提供者,当用户访问分布式的多域数字教育资源时,就会涉及安全边界跨越问题,需要登陆不同系统,接受多次安全身份验证,安全与访问效率都无法得到保证。

安全声明标记语言SAML是信息标准化促进组织(OASIS)为产生和交换使用者认证而制定的一项标准规范,它基于XML架构在不同的在线应用场景中决定请求者、请求内容以及是否有授权提出需求等,同时为交易的双方提供交换授权和确认的机制,达到可转移的信任。安全协同层基于SAML实现用户在多个资源提供者之间身份和安全信息的迁移,通过数字加密和签名技术保证系统消息之间的保密性。用户只需在网络中主动地进行一次身份认证登陆,不需再次登陆就能够在达成信任关系的成员单位之间无缝地访问授权资源。资源安全协同层所采用的一站式访问形式减少了认证次数,同时也降低了用户访问资源时的时间成本。

(5)应用层

应用层是系统功能和使用者交互的接口,提供安全管理入口、资源展示、资源新闻发布、知识宣传等功能。E-learning学习信息门户是应用层信息资源集成界面与终端使用者之间进行信息交互的桥梁,它通过一站式服务为学习者提供分布式数字教育资源集成服务中的核心业务。学习者通过信息门户模块进入学习环境,依据自身的需要和意愿选择合适的学习资源,来完成通过多个安全域中的分布式资源整合而形成的系列课程学习。

四、MERSCA模型的关键技术实现

依托国家“十一五”科技支撑计划课题“数字教育公共服务示范工程”,MERSCA模型已在实践应用环境中得到成功实施。MERSCA通过分布式的数字教育资源服务整合来凝聚分布于网络中的各种教育资源,实现了教育资源的共享和协同,并提供安全方便的资源访问模式。MERSCA的成功实施依赖于协同数字教育资源一站式访问和资源服务基于序关系的协同两个关键技术。

1.协同教育资源的一站式访问

协同资源一站式访问技术通过使用SAML安全信牌确保可移植的信任迁移,在分布式的教育资源提供者之间共享用户身份验证信息和授权信息,同时又保证资源提供者对资源的控制权。SAML安全信牌由身份认证权威生成,它的生命周期也由身份认证权威来管理。完整的一站式访问安全认证实现过程如图2所示,主要由六个步骤组成:

(1)学习者向身份认证权威的SOAP安全Agent提交身份验证信息,请求确认身份的合法性;

(2)在确认学习者身份为合法后,身份认证权威为学习者创建含有SAML合法性判决标识文件的安全信牌,并将该信牌返回给学习者;

(3)学习者在教学设计业务流程逻辑的引导下,通过点击目标资源地址的URL来试图访问某个协同学习资源,同时将合法性标识文件作为URL的一部分发送给资源站点,然后被重新定向到资源提供者;

(4)学习资源提供者的SOAP安全Agent收到步骤(3)传递来的信息,从合法性标识文件中解析出身份认证权威的地址信息,然后向身份认证权威的SOAP安全Agent发送包含合法性标识文件的SAML请求;

(5)身份认证权威的SOAP安全Agent收到SAML请求后,从请求中包含的合法性引用信息找到相关认证,然后将认证信息封装在SOAP包中,以SAML响应方式传送给资源提供者;

(6)资源提供者的SOAP安全Agent检查学习者安全信牌信息,如果检查成功则将学习者重新定向到数字学习资源所在的URL,并将所需资源发送到学习者浏览器,否则将拒绝用户访问。

在步骤(2)~(6)中,由于在重定位URL后附有与学习者认证相关的安全信息,可采用签名和加密的方式来保障认证信息的机密性和完整性。为确保发送方和接收方身份的真实性,步骤(4)和(5)中资源提供者和身份认证权威需要进行双向认证,它们在传输身份声明的过程中对学习者是透明的。

协同资源一站式访问的实现让学习者在访问不同的服务资源时避免身份重复认证,节省了学习者的学习时间,提高了系统资源的服务效率。

2. 资源服务基于序关系的协同

资源服务基于序关系的协同技术将分布式环境下的教育资源服务看作独立的功能模块,通过BPEL4WS(Web服务业务流程执行语言)流程活动绑定这些资源模块,通过结构化业务流程活动来定义资源服务活动之间基于序的逻辑关系,实现数字教育资源协同,组成大粒度增值应用服务。BPEL4WS流程引擎为业务流程所绑定的资源提供了控制与管理支持。教育资源设计者可以方便地依据教学设计思想采取可视化的方式编排资源协同关系,更方便地适应学习者的个性化学习需求。

图3展示了一个基于BPEL4WS的简易资源协同实例,BPEL4WS业务该流程通过三个基本活动分别绑定了由不同提供者提供的“C语言基本知识和测试服务”、“C语言高阶知识服务”和“C语言基本知识巩固服务” 分布式资源,基于教学设计序逻辑组成“C语言知识集成服务”组合服务。当E-learning学习门户接收到学习者的服务请求时,组合服务资源主要协同过程描述如下:

(1)流程“Receive”协同服务接口接收开始信息启动业务流程,启动一个资源协同实例;

(2)“C语言基本知识和测试服务”通过基础知识服务接口为学习者提供C语言基础知识学习资源,通过测试接口对学习者进行知识测试;

(3)“C语言基本知识和测试服务”将测试结果得分提交给BPEL4WS学习流程;

(4)BPEL4WS流程对学习者的学习绩效进行逻辑判决;

(5)当学习者得分小于60时,学习流程引导学习者进入“知识巩固服务”,进行知识巩固;当学习者得分大于60时,学习流程将引导学习者进行高阶知识学习;

(6)学习者知识学习结束,学习流程通过“Reply”协同服务输出接口发送终止信息终止业务流程,结束学习过程。

五、结论与展望

屏蔽资源平台差异、构建便捷的一站式数字教育资源整合服务是开放环境下数字教育服务建设需要解决的核心问题之一。本文提出了一种面向SOA环境的数字教育资源一站式协同架构模型MERSCA,MERSCA采用分层结构,通过对数字教育资源的服务包装,实现了资源的共享和可重用;通过基于SAML的安全信息共享技术,实现了一站式访问;通过BPEL4WS绑定,实现数字教育资源基于教学设计思想的增值协同。MERSCA具有良好的扩展性、集成性以及与平台无关等特点,适用于数字教育资源跨部门协同应用中的信息共享和资源整合。模型的实现过程证明,该方案具有可行性和实用性。这些特点在笔者参与的国家科技支撑计划课题“数字教育公共服务示范工程”实践应用中得到了证明。未来的工作将主要集中在业务流程级别安全性的设计与实现方面,以便提供一个更完善的数字教育资源集成服务安全体系。

参考文献:

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