基于Drupal的E-learning平臺構(gòu)建與開發(fā)

何鳴皋，尤偉光

（云南大學(xué) 現(xiàn)代教育技術(shù)中心，云南 昆明650091）

一、E-learning的平臺建設(shè)和開發(fā)現(xiàn)狀

目前學(xué)校部署E-learning平臺一般有以下幾種常見模式，這幾種模式均有各自的優(yōu)勢，但也存在各自的問題。

1.購買商業(yè)版的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺

流行的商業(yè)E-learning平臺有Blackboard[1]等。購買商業(yè)版的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，可以讓學(xué)?？焖佾@取和使用網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，縮短學(xué)校構(gòu)建E-learning平臺和投入應(yīng)用的周期，并享受軟件供應(yīng)商的相關(guān)服務(wù)。

但是隨著教學(xué)應(yīng)用的不斷深入，如果需要對現(xiàn)有功能進(jìn)行調(diào)整和改進(jìn)，就存在無法對商業(yè)軟件直接進(jìn)行修改的問題，即使軟件供應(yīng)商能夠提供修改服務(wù)，其響應(yīng)時(shí)間往往較長，而且商業(yè)軟件高昂的采購費(fèi)用和升級維護(hù)費(fèi)用也是學(xué)校沉重的財(cái)務(wù)負(fù)擔(dān)。

2.采用開源的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺

目前流行的開源E-learning平臺有Moodle和Sakai[2]等，采用成熟的開源網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，雖然部署的技術(shù)門檻比采購商業(yè)軟件要高，但為學(xué)校節(jié)省了大量的經(jīng)費(fèi)開支，還能夠與開源社區(qū)和其它采用該平臺的學(xué)校共享資源和經(jīng)驗(yàn)。

但是，學(xué)校無論引進(jìn)哪一個(gè)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺，實(shí)質(zhì)都是引入了該平臺已經(jīng)定型的教學(xué)設(shè)計(jì)和應(yīng)用流程，很可能與學(xué)校自身的實(shí)際情況和應(yīng)用需求存在偏差，導(dǎo)致在進(jìn)行應(yīng)用培訓(xùn)和投入實(shí)際教學(xué)的過程中難以被教師和學(xué)生接受，而且還可能會增加無謂的培訓(xùn)和系統(tǒng)管理工作量，最終反而降低了教學(xué)效率和管理效率，甚至造成學(xué)校的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)應(yīng)用半途而廢。

3.自主開發(fā)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺

自主開發(fā)E-learning平臺，可以讓學(xué)校完全根據(jù)自身情況設(shè)計(jì)和開發(fā)滿足自身需求的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)系統(tǒng)，然而由于E-learning系統(tǒng)的復(fù)雜性，從零開始開發(fā)一套Elearning平臺會耗費(fèi)大量的人力和時(shí)間，在技術(shù)人員人力十分有限的學(xué)校難以實(shí)施。

4.外包開發(fā)網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺

學(xué)校根據(jù)自身需求設(shè)計(jì)E-learning功能，交由專業(yè)的軟件開發(fā)公司進(jìn)行平臺開發(fā)，從而實(shí)現(xiàn)按需定制開發(fā)，比直接購買成套的E-learning平臺更加切合學(xué)校的實(shí)際需求，并且學(xué)校也無需投入開發(fā)人力。

但是外包定制開發(fā)需要學(xué)校與軟件開發(fā)公司長期合作，也需要學(xué)校長期投入大量的資金。另外學(xué)校與外包公司開發(fā)人員的溝通成本也不可忽視，缺乏有效的溝通會導(dǎo)致外包公司開發(fā)的產(chǎn)品不能完全滿足學(xué)校的需要,而且外包公司的響應(yīng)速度也會決定E-learning在應(yīng)用過程中出現(xiàn)的問題是否得到及時(shí)的處理。

5.基于開源平臺二次開發(fā)

由于學(xué)校的開發(fā)人力有限，因此基于Moodle和Sakai等開源E-learning平臺進(jìn)行二次開發(fā)是較為可行的方案，可以讓學(xué)校充分利用開源E-learning平臺的現(xiàn)成功能，大幅度縮短E-learning平臺部署和投入應(yīng)用的周期，還可以讓有開發(fā)能力的學(xué)校根據(jù)自身需求對開源E-learning平臺進(jìn)行修改和二次開發(fā)。然而由于開源E-learning平臺的基礎(chǔ)架構(gòu)已經(jīng)定型，二次開發(fā)大多只局限于功能微調(diào)或是開發(fā)附加的功能模塊，很難改動平臺的主體設(shè)計(jì)和現(xiàn)有流程結(jié)構(gòu)。[3]此外，開源Elearning平臺是在不斷更新和升級的，在某一版本上深入進(jìn)行修改和長時(shí)間使用，將使二次開發(fā)的版本成為該平臺的一個(gè)分支（branch），從而難以再獲取官方版本的更新和升級。

綜上所述，學(xué)校要進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)教學(xué)深入應(yīng)用的最佳方案是根據(jù)學(xué)校自身情況分析教學(xué)和管理需求，設(shè)計(jì)符合實(shí)際情況和滿足實(shí)際需求的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)流程和功能，定制開發(fā)E-learning平臺。特別是“面對信息超載和知識碎片化兩大挑戰(zhàn)，新建構(gòu)主義認(rèn)為知識體系是由感性認(rèn)識、理性認(rèn)識和聯(lián)想三者構(gòu)成的一個(gè)類似榕樹的結(jié)構(gòu)。教育是一個(gè)知識‘嫁接’過程，學(xué)會‘自嫁接’是網(wǎng)絡(luò)時(shí)代學(xué)習(xí)者的首要任務(wù)”。[4]然而對于學(xué)校而言，要實(shí)現(xiàn)“按需定制開發(fā)E-learning平臺”這一目的，需要綜合考慮資金、開發(fā)人力、開發(fā)周期、功能需求以及開發(fā)的可持續(xù)性等諸多因素，條件不同的學(xué)校需要根據(jù)自身情況對這些因素進(jìn)行平衡和決策。因此，很有必要找到一種普遍適合于有一定開發(fā)能力的學(xué)校的折中開發(fā)方案，使學(xué)校既能根據(jù)自身需求定制開發(fā)E-learning平臺，又能最大限度地減少資金和開發(fā)人員投入，從而實(shí)現(xiàn)高效率和可控的自主開發(fā)。

二、Drupal適宜E-learning開發(fā)的原因分析

Drupal[5]是一個(gè)用PHP語言開發(fā)的，在互聯(lián)網(wǎng)上被眾多網(wǎng)站所采用的CMS（ContentManagementSystem）[6]。開源的Drupal平臺包含功能強(qiáng)大的CMS核心組件，并且已有一些現(xiàn)成的E-learning相關(guān)模塊，更重要的是Dru pal還提供了一整套用于開發(fā)Web應(yīng)用的API（ApplicationProgrammingInterface），因此基于Drupal進(jìn)行網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺構(gòu)建和開發(fā)，適合有一定自主開發(fā)能力，并希望能夠按本校實(shí)際需求定制開發(fā)的學(xué)校。作為沒有條件或不想過多投入開發(fā)人力的學(xué)校，也可以利用Drupal的基礎(chǔ)架構(gòu)和現(xiàn)有的E-learning相關(guān)模塊，快速構(gòu)建一個(gè)Elearning平臺。

總體而言，基于Drupal的網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺具有以下優(yōu)勢和特點(diǎn)：

1.成熟穩(wěn)定的CMS架構(gòu)

Drupal的基礎(chǔ)組件包含了構(gòu)成CMS的所有核心功能，如用戶管理、角色權(quán)限、內(nèi)容節(jié)點(diǎn)（node）發(fā)布等等，這些核心組件同樣是構(gòu)成E-learning平臺的基礎(chǔ)。

2.豐富的功能模塊

Drupal的擴(kuò)展模塊（module）種類繁多，包括博客、電子商務(wù)、即時(shí)通訊、視頻媒體、E-learning等等，用戶可以根據(jù)自己的應(yīng)用需求選擇其中的模塊進(jìn)行自由組合和定制，從而獲得一套滿足自身需求的CMS。[7]

3.開源平臺

Drupal是用GNUGPL 協(xié)議發(fā)布的自由軟件，同其它開源的E-learning平臺一樣，用戶可以獲得其完整的源代碼并進(jìn)行二次開發(fā)。[8]

4.按需定制開發(fā)

學(xué)校在應(yīng)用成套的E-learning平臺過程中，往往會遇到以下兩個(gè)問題：

（1）功能需求問題

系統(tǒng)中的功能不能滿足需求，需要在平臺框架內(nèi)開發(fā)新的功能模塊。這種情況只要了解開源平臺的結(jié)構(gòu)和模塊實(shí)現(xiàn)，并擁有開發(fā)能力，就可以在原系統(tǒng)上進(jìn)行二次開發(fā)。

（2）教學(xué)流程問題

現(xiàn)有E-learning平臺的應(yīng)用流程或整體架構(gòu)與學(xué)校實(shí)際情況和需求差距較大，需要對系統(tǒng)主體結(jié)構(gòu)進(jìn)行大的調(diào)整和修改。 由于E-learning系統(tǒng)不同于網(wǎng)站、博客、資源平臺等通用性較強(qiáng)的CMS系統(tǒng)，而是更接近于MIS（managementinformationsystem），與實(shí)際應(yīng)用需求高度相關(guān)，因此，使用DrupalAPI進(jìn)行E-learning的應(yīng)用開發(fā)，可以讓學(xué)校對于開源平臺的二次開發(fā)不再局限于修改和打補(bǔ)丁，而是能夠根據(jù)自身需求設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)完整的功能流程。

5.快速開發(fā)

基于Drupal進(jìn)行E-learning開發(fā)的高效性體現(xiàn)在三個(gè)方面：

（1）DrupalAPI

Drupal是一套面向?qū)ο螅∣O）的WebAPI，Drupal本身的核心組件和模塊都是使用DrupalAPI開發(fā)而來。DrupalAPI的意義在于：

1）函數(shù)封裝

DrupalAPI封裝了PHP語言對數(shù)據(jù)庫、文件、圖片等數(shù)據(jù)的底層操作，提高了開發(fā)效率，并且避免了開發(fā)者自己實(shí)現(xiàn)底層操作可能造成的安全漏洞。

2）內(nèi)部數(shù)據(jù)

DrupalAPI能夠快速調(diào)用Drupal系統(tǒng)內(nèi)部全局變量和用戶數(shù)據(jù)，與手工進(jìn)行SQL查詢相比，大幅度提高了開發(fā)效率。

3）權(quán)限掛鉤

通過DrupalAPI的權(quán)限掛鉤（hook）將模塊開發(fā)限制在Drupal的用戶權(quán)限框架內(nèi)，開發(fā)者不用自己實(shí)現(xiàn)權(quán)限控制，從而提高功能模塊的安全性。

4）界面主題接口

提供了完整的界面主題（theme）接口，將模塊業(yè)務(wù)與界面分離，使開發(fā)者可以快速開發(fā)出與系統(tǒng)界面風(fēng)格完全一致的模塊。

（2）模塊調(diào)用

Drupal可以在模塊中靈活調(diào)用其它模塊已經(jīng)實(shí)現(xiàn)的功能。模塊的相互調(diào)用最大限度地避免了重復(fù)開發(fā)，提高了開發(fā)效率。

（3）模塊開源

Drupal的模塊也是開源的，可以參照與所需功能基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)相近的模塊進(jìn)行二次開發(fā)，也可以直接對模塊進(jìn)行修改。

6.模板和展示

通過Drupal的站點(diǎn)（Sites）功能，教師可以靈活地進(jìn)行模板和主題定制，將自己的網(wǎng)絡(luò)課程整體對外展示，適用于精品課程網(wǎng)站、開放課程、教學(xué)成果評比等。

三、基于Drupal的E-learning平臺的體系結(jié)構(gòu)（見圖1）

圖1 基于Drupal的E-learning系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

1.操作系統(tǒng)

Drupal需要PHP運(yùn)行環(huán)境和MySQL數(shù)據(jù)庫，可以使用Apache、nginx等httpd服務(wù)，因此可以在Windows操作系統(tǒng)中運(yùn)行，但首選的運(yùn)行環(huán)境應(yīng)該是原生的LAMP（Linux+Apache+MySQL+PHP）環(huán)境。在后臺數(shù)據(jù)處理中可以使用Linux中的Perl語言及其DBI（Database Interface）數(shù)據(jù)庫接口模塊編寫腳本，直接操作數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)，從而大幅度提高E-learning平臺的開發(fā)和維護(hù)管理效率。

2.基礎(chǔ)的CMS平臺

Drupal的核心組件包含了構(gòu)建一套CMS的所必需的基礎(chǔ)元素，直接基于這些核心組件開發(fā)E-learning應(yīng)用模塊，可以避免重復(fù)勞動，提高開發(fā)效率。

（1）用戶（user）

提供了可定制的用戶個(gè)人信息的字段，例如Elearning平臺中必要的學(xué)生姓名、性別、學(xué)號、學(xué)院、專業(yè)、年級、培養(yǎng)層次等個(gè)人信息字段都可以直接定義，不需要開發(fā)者自己實(shí)現(xiàn)。

（2）角色（role）

實(shí)現(xiàn)角色群組劃分以及不同角色對模塊的訪問權(quán)限，例如學(xué)生、教師、教研室主任、系統(tǒng)管理員等角色。

（3）內(nèi)容節(jié)點(diǎn)（node）

在Drupal中，核心組件已經(jīng)包括了內(nèi)容發(fā)布功能，而且用戶發(fā)布的所有內(nèi)容都以節(jié)點(diǎn)（node）的形式保存，通過Drupal的大綱（book）模塊，節(jié)點(diǎn)可以與其它節(jié)點(diǎn)以大綱的形式關(guān)聯(lián)，成為其它節(jié)點(diǎn)的子節(jié)點(diǎn)或父節(jié)點(diǎn)。

3.面向E-learning應(yīng)用的模塊組合

Drupal現(xiàn)有的一些功能模塊可以直接用于組建Elearning系統(tǒng)以及學(xué)習(xí)社區(qū)，模塊的靈活應(yīng)用和組合可以避免類似功能的重復(fù)開發(fā)。

（1）評論（comment）

評論模塊可以讓用戶對node中的內(nèi)容發(fā)表評論，從而實(shí)現(xiàn)了最基本的交互討論。

（2）搜索（search）

搜索模塊讓用戶搜索現(xiàn)有的所有節(jié)點(diǎn)內(nèi)容，實(shí)現(xiàn)對E-learning平臺的資源檢索。

（3）測驗(yàn)（quiz）

測驗(yàn)?zāi)K是一個(gè)功能完整的在線測試和問答模塊，可以讓教師創(chuàng)建課程練習(xí)或考試，試題可以是單選、多選、判斷、問答等多種題型，并且提供學(xué)生答題情況和成績的統(tǒng)計(jì)報(bào)表。

（4）投票（poll）

投票模塊可以讓教師發(fā)起一個(gè)問卷，收集學(xué)生對某一問題的看法。

（5）論壇（forum）

論壇模塊可以讓教師建立課程或主題的論壇，構(gòu)建網(wǎng)上學(xué)習(xí)社區(qū)。

（6）博客（blog）

博客模塊可以讓教師建立自己的個(gè)人博客，學(xué)生可以通過評論博客文章與教師及其他學(xué)生交互。[9]

（7）站內(nèi)短信（privatemsg）

短信模塊可以實(shí)現(xiàn)師生以及生生間的點(diǎn)對點(diǎn)信息交互。

（8）實(shí)時(shí)聊天（drupalchat）

實(shí)時(shí)聊天模塊提供了Drupal系統(tǒng)內(nèi)的即時(shí)信息（IM）交互功能，教師和學(xué)生在線時(shí)可以進(jìn)行在線答疑和交流。

（9）文件上傳（upload）

上傳模塊提供了穩(wěn)定、統(tǒng)一的文件上傳接口，可以嵌入到節(jié)點(diǎn)發(fā)布的表單內(nèi)，實(shí)現(xiàn)教師的課件或資料上傳以及學(xué)生的作業(yè)提交。

（10）大綱（book）

大綱模塊可以將E-learning平臺內(nèi)的所有節(jié)點(diǎn)用樹狀的大綱串聯(lián)起來，網(wǎng)絡(luò)課程內(nèi)容可以按教科書的章節(jié)層層建立，與課程相關(guān)的教輔資料、練習(xí)、討論等內(nèi)容也能夠關(guān)聯(lián)到課程節(jié)點(diǎn)中，使網(wǎng)絡(luò)課程層次清晰，便于導(dǎo)航和訪問。

（11）所見即所得編輯器（wysiwygimagefield）

所見即所得編輯器讓教師能夠?qū)D片或Microsoft Word文件等帶有格式的內(nèi)容粘貼到E-learning系統(tǒng)中，便于在線創(chuàng)建和編輯課程內(nèi)容。

（12）在線課程（course）

在線課程模塊是專門為教師發(fā)布課程內(nèi)容而設(shè)計(jì)開發(fā)的模塊集合，直接能夠用于網(wǎng)絡(luò)課程的發(fā)布。

（13）媒體資源（media）

媒體資源模塊是一個(gè)基于樹狀目錄的資源庫，教師和學(xué)生可以共同分門別類地創(chuàng)建資源目錄并上傳多媒體資源，例如音頻、視頻、課件、參考資料等等。

四、使用DrupalAPI進(jìn)行E-learning應(yīng)用開發(fā)

采用DrupalAPI[10]進(jìn)行模塊開發(fā)比直接用PHP語言的底層函數(shù)進(jìn)行開發(fā)效率要高得多，因?yàn)镈rupalAPI已經(jīng)封裝了數(shù)據(jù)庫讀寫、表單提交、查詢搜索、數(shù)據(jù)表格、數(shù)據(jù)分頁、權(quán)限控制、界面格式化等幾乎所有組成Web應(yīng)用的要素。

1.E-learning開發(fā)中常用的DrupalAPI（見表1）

（1）表單（form）API

表單API封裝了text，checkbox，radiobox，textarea等表單元素，可以讓開發(fā)者快速構(gòu)建一個(gè)復(fù)雜的復(fù)合表單。

（2）數(shù)據(jù)庫（db）API

數(shù)據(jù)庫（db）API是DrupalAPI中最關(guān)鍵的接口之一，它封裝了PHP的數(shù)據(jù)庫操作函數(shù)，當(dāng)前（Drupal7）的DatabaseConditionAPI進(jìn)一步封裝了SQL語句，開發(fā)者只需指定所要操作的字段和相關(guān)數(shù)據(jù)就能對數(shù)據(jù)表進(jìn)行讀寫操作，極大地提高了開發(fā)效率。

（3）權(quán)限掛鉤（hook_permission）

權(quán)限掛鉤可供開發(fā)者定義模塊的多種權(quán)限，例如訪問、修改、管理等，這些權(quán)限又可以賦予不同的用戶角色，從而能夠構(gòu)建多層次的E-learning系統(tǒng)結(jié)構(gòu)。例如在線考試的試題庫，普通教師擁有試題錄入的權(quán)限，教研室主任擁有試題審核的權(quán)限等。

（4）全局變量（global）API

提供了快速調(diào)用系統(tǒng)內(nèi)部數(shù)據(jù)，例如用戶個(gè)人信息字段的接口，開發(fā)效率遠(yuǎn)高于手工編寫查詢數(shù)據(jù)庫表的代碼。

（5）分頁（pager）

分頁在Web界面開發(fā)中是一個(gè)繁雜的問題，需要將一個(gè)數(shù)據(jù)表中的所有數(shù)據(jù)以行列表格顯示，并自動分成若干頁，而且要有頁碼和導(dǎo)航條。Drupal的Pager API可以快速實(shí)現(xiàn)這一功能，開發(fā)者所要做的只是設(shè)定每頁顯示的記錄數(shù)而已。

（6）界面主題（theme）API

提供了系統(tǒng)內(nèi)所有數(shù)據(jù)的格式化顯示，使模塊的界面完全無縫嵌入到E-learning網(wǎng)站的總體界面風(fēng)格之中。

表1 E-learning開發(fā)常用的Drupal API列表

2.通用的Drupal模塊開發(fā)流程

（1）確定模塊名稱

在modules目錄下創(chuàng)建模塊目錄和文件，例如results_table。模塊名稱既是APIhook的前綴，也是數(shù)據(jù)庫中相關(guān)表的名稱或前綴。

（2）實(shí)現(xiàn)hook_help（）

主要是模塊的文字描述，使模塊出現(xiàn)在Drupal的模塊管理器中。

（3）實(shí)現(xiàn)hook_permission（）

定義了模塊的顯示、編輯、管理等權(quán)限，之后可以在Drupal的權(quán)限管理界面中設(shè)置哪些用戶群組（角色）擁有哪些權(quán)限。

（4）實(shí)現(xiàn)hook_menu（）

使模塊出現(xiàn)在Drupal的導(dǎo)航菜單中，也就是指定進(jìn)入模塊的入口鏈接，以及入口的回調(diào)函數(shù)（即主界面）。

（5）編寫主界面函數(shù)

首先指定所要顯示的數(shù)據(jù)表的列名和對結(jié)果進(jìn)行排序的列，并構(gòu)建查詢對象，然后在執(zhí)行查詢時(shí)指定表格每頁顯示的行數(shù)。最后將查詢結(jié)果保存到行數(shù)組中，并顯示結(jié)果和分頁。

（6）啟用模塊

在Drupal的模塊管理器中啟用模塊。

可以看出，Drupal API采用了簡潔的面向?qū)ο缶幊蹋∣OP）的架構(gòu)，僅需很少的代碼就實(shí)現(xiàn)了Web應(yīng)用開發(fā)中必需的數(shù)據(jù)庫查詢、分頁、表格、導(dǎo)航等操作和界面元素，有效提高了開發(fā)效率。

五、結(jié)語

使用基于Drupal的E-learning系統(tǒng)，可以讓學(xué)校在單純的E-learning應(yīng)用和復(fù)雜的二次開發(fā)之間找到一種折中方案。這種模式特別有利于E-learning環(huán)境中構(gòu)建教師應(yīng)用技術(shù)解決教學(xué)問題的知識平臺的形成，因?yàn)椤斑@種知識將要解決的問題（即信息技術(shù)整合于學(xué)科教學(xué)過程所遇到的問題），都屬于沒有確定的解決方案的‘劣性問題’（Wicked Problem）——它們的解決方案只能依賴于每位教師的認(rèn)知靈活性且在三種知識的結(jié)合與交叉中去尋找”。[11]因此，基于Drupal的E-learning平臺的開發(fā)和應(yīng)用前景十分廣闊。

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