薛存科

（寶雞職業(yè)技術(shù)學(xué)院，陜西寶雞 721000）

1 引言

隨著計算機技術(shù)飛速發(fā)展，數(shù)據(jù)存儲與傳輸技術(shù)得到了全面普及，使得人們對于信息的處理、加工、存儲技術(shù)得到了提升，同時也對數(shù)據(jù)資源的整合提出了新的要求[1-2]。正是由于數(shù)據(jù)資源的大幅度增加，數(shù)據(jù)資源整合系統(tǒng)應(yīng)運而生。目前，大部分高校均采用此系統(tǒng)實現(xiàn)對課程資源的高精度整合。將課程資源整合成數(shù)據(jù)資源的形式，可有效節(jié)約數(shù)據(jù)存儲空間，減少數(shù)據(jù)占有量，提高數(shù)據(jù)傳輸速度。以此為基礎(chǔ)的網(wǎng)絡(luò)課程教育平臺正如火如荼地發(fā)展著，并取得了相應(yīng)的效果。

在思想政治網(wǎng)絡(luò)教育不斷發(fā)展的過程中，也發(fā)現(xiàn)了許多以往不曾發(fā)現(xiàn)的問題，例如課程資源較為分散，資源種類劃分不明以及部分知識體系邊緣化的問題。為使網(wǎng)絡(luò)教學(xué)具有長遠的發(fā)展性，應(yīng)從不同的角度對網(wǎng)絡(luò)教學(xué)中的問題進行全面的分析，并得到合理的解決方案，因此很多學(xué)者都對資源整合進行了相關(guān)研究，例如，曹娃等人[3]研究了基于微信公眾平臺的高校課堂課程資源整合策略，以減少學(xué)生在資源獲取上的時間耗費和資源接收上的信息冗余，實現(xiàn)教育教學(xué)的優(yōu)化；印蔚蔚[4]為了充分利用現(xiàn)有的信息化技術(shù)，尋找數(shù)字資源與教學(xué)的整合點，研究了網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)平臺下數(shù)字媒體技術(shù)課程資源交互設(shè)計；劉秀玲等人[5]探索了中外教學(xué)資源整合下的國際化人才培養(yǎng)模式，進行了一定有益嘗試。目前很多學(xué)者對此進行研究，卻仍然存在資源整合問題頻出的現(xiàn)象。為此，在此次研究中，針對思想政治教育課程資源整合系統(tǒng)在使用中出現(xiàn)的問題，引用多媒體技術(shù)對其硬件結(jié)構(gòu)展開優(yōu)化，并以此構(gòu)建相應(yīng)的軟件環(huán)節(jié)，提升系統(tǒng)的使用效果。將計算機分布式網(wǎng)絡(luò)與多媒體技術(shù)有機結(jié)合，體現(xiàn)在課程資源整合系統(tǒng)中，是一項難度較大、技術(shù)展開較多的研究，對于課程整合系統(tǒng)未來的發(fā)展具有前瞻性與指導(dǎo)性，非常具有現(xiàn)實意義。因此，為保證此次研究具有科學(xué)有效的設(shè)計結(jié)果，在設(shè)計完成后將系統(tǒng)設(shè)計結(jié)果展開應(yīng)用測試，證實系統(tǒng)的可使用性，為后續(xù)的研究提供更加有力的技術(shù)支持。

2 思想政治教育課程資源整合系統(tǒng)硬件設(shè)計

在此次設(shè)計前，對目前使用的思想政治教育課程資源整合系統(tǒng)進行全面的考察，分析其使用過程中存在的不足，科學(xué)地預(yù)測其發(fā)展趨勢，為此次研究中設(shè)計的系統(tǒng)提供必需的背景資料與需求指導(dǎo)。根據(jù)上述分析結(jié)果，對原有的系統(tǒng)硬件框架展開優(yōu)化，具體優(yōu)化結(jié)果如圖1所示。

圖1 系統(tǒng)硬件框架優(yōu)化結(jié)果

根據(jù)上述設(shè)定的整合系統(tǒng)硬件框架設(shè)計結(jié)果為此次系統(tǒng)硬件的選型提供指導(dǎo)。針對課程整合系統(tǒng)的使用要求，在此次設(shè)計中將主要針對系統(tǒng)的核心控制器與信息處理芯片展開設(shè)計，具體選型過程如下。

2.1 中央控制器選型

針對此次研究中使用多媒體技術(shù)作為主要的系統(tǒng)優(yōu)化技術(shù)，為實現(xiàn)此技術(shù)的功能，對系統(tǒng)中央控制器展開適當(dāng)?shù)膬?yōu)化。傳統(tǒng)的中央控制器對多媒體文件的處理功能較差，采用此控制器無法實現(xiàn)此次研究的功能需求。因此，選用CYUSB3014 芯片作為此次設(shè)計系統(tǒng)的主控芯片，此芯片具有較高的集成性，是一種新型的外圍設(shè)備控制器。由于思想政治課程中的信息數(shù)據(jù)形式較為復(fù)雜，在此控制器中設(shè)定了可進行多次匹配、并行通用可編程的GPIF 型號接口，將其處理器與系統(tǒng)中的其他設(shè)備進行連接。

此次選用的中央控制芯片為高性能集成芯片，其引腳數(shù)目設(shè)定為32位，工作頻率控制在200MHz左右。此處理器可在多種操作系統(tǒng)中任意切換工作模式，當(dāng)系統(tǒng)為多用戶工作狀態(tài)時，此控制器為主控制器；當(dāng)系統(tǒng)為單一用戶工作狀態(tài)時，外部控制器轉(zhuǎn)換為主控制器。為實現(xiàn)上述設(shè)定功能，在此核心處理器外圍增加FPGA、CPLD、DSF等形式的外處理器，同時添加一個2G的存儲器用于儲存課程數(shù)據(jù)與代碼，這樣可有效提升系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)速度。根據(jù)上述設(shè)定內(nèi)容，將中央控制器的結(jié)構(gòu)設(shè)定如圖2所示。

圖2 中央控制器設(shè)計結(jié)果

將此中央控制器安裝到原有系統(tǒng)框架中，作為系統(tǒng)的主要控制硬件。同時，將系統(tǒng)中的其他設(shè)備與其進行連接，確保系統(tǒng)運行的穩(wěn)定性。

2.2 信息處理芯片選型

根據(jù)中央控制器的設(shè)定結(jié)果，選擇合適的信息處理芯片作為資源整合的依托。此次設(shè)計中使用的信息處理芯片為新型集成芯片，自帶信息存儲器，將此芯片與中央控制器進行有效連接，以實現(xiàn)此芯片的對應(yīng)功能。

此次研究中設(shè)計的資源整合系統(tǒng)通過USB3．0 接口為系統(tǒng)中設(shè)備的運行提供5V 的工作電壓。但由于系統(tǒng)中的設(shè)備眾多，此系統(tǒng)需要提供4 種不同的電源電壓，因此需要在系統(tǒng)中增加相應(yīng)的系統(tǒng)轉(zhuǎn)換芯片，將5V的電源電壓轉(zhuǎn)化為多種設(shè)備需要使用的電壓。根據(jù)上文中設(shè)計的中央控制器與硬件框架，選定TPS650243 芯片作為系統(tǒng)電源轉(zhuǎn)化芯片，在此芯片中安裝兩個通用的穩(wěn)壓器作為主要電源轉(zhuǎn)化設(shè)備，并將此芯片通過引腳與外圍設(shè)備相連接。

通過上述設(shè)計過程，對系統(tǒng)的硬件展開優(yōu)化，并將優(yōu)化結(jié)果安裝到系統(tǒng)硬件框架之中，作為系統(tǒng)軟件模塊開發(fā)基礎(chǔ)。

3 思想政治教育課程資源整合系統(tǒng)軟件設(shè)計

根據(jù)上述設(shè)定的整合系統(tǒng)硬件優(yōu)化結(jié)果，將此系統(tǒng)硬件框架作為軟件模塊開發(fā)平臺。在此次設(shè)計中針對部分軟件模塊展開設(shè)計并將其安裝到原有的系統(tǒng)軟件中，優(yōu)化后的系統(tǒng)軟件構(gòu)成如圖3所示。

圖3 思想政治教育課程資源整合系統(tǒng)軟件框架

根據(jù)上述設(shè)定的思想政治教育課程資源整合系統(tǒng)軟件框架，對系統(tǒng)中部分模塊展開優(yōu)化，發(fā)展多媒體技術(shù)提升系統(tǒng)基礎(chǔ)性能。

3.1 資源庫設(shè)計

由于思政課程資源中存在大量的多媒體形式數(shù)據(jù)，因此，在此次資源庫的設(shè)計中，需要對資源庫中的信息處理模式進行優(yōu)化，將其劃分為文本信息、音頻信息以及視頻信息。為提升信息劃分的有效性，采用數(shù)據(jù)挖掘中的ID3算法對采集到的課程資源數(shù)據(jù)進行處理。

為保障黃浦江下游臨時取水口水質(zhì)平穩(wěn)，根據(jù)調(diào)水方案，太浦河將按照150 m3/s流量向下游供水，根據(jù)多年降雨和太湖水位變化情況預(yù)測，如果不開展引江濟太應(yīng)急調(diào)度，加大從長江引水入湖力度，太湖水位將大幅度降低。如果同步開展引江濟太應(yīng)急調(diào)水，保持引水入湖流量100 m3/s，預(yù)計2011年1月16日，太湖水位將保持在2.86 m左右（略低于同期多年平均水位2.89m），可有效兼顧太湖安全越冬和上海市原水通水切換期間黃浦江臨時取水口水質(zhì)保障需求。

設(shè)定A表示課程資源訓(xùn)練集，n表示資源種類中的不同數(shù)值，且n具有不同的種類Bi，BiA表示A中Bi的集合形式，則通過此設(shè)定得到的資源種類劃分結(jié)果期望值通過公式可表示為：

在上式中，Info表示資源信息中的信息熵[6]，pi表示數(shù)據(jù)分類合理性概率，假設(shè)按照屬性O(shè)完成資源種類的劃分，則通過公式可將其表示為：

通過上述公式得到資源劃分后的信息增益[7]，將預(yù)定的信息需求與新需求展開分析，得到信息增益，完成數(shù)據(jù)劃分過程。通過公式可表示為：

使用上述公式，對資料庫中的數(shù)據(jù)進行處理，為后續(xù)的資源整合提供數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。

3.2 課程資源整合模塊設(shè)計

使用上文中設(shè)計的資料庫中存儲的課程資源，完成課程資源整合過程。此次資源整合過程將主要依托多媒體技術(shù)完成。根據(jù)多媒體文件的特點，選定通用語言運行環(huán)境，在此環(huán)境中完成應(yīng)用程序的加載過程，確定其執(zhí)行過程中不會出現(xiàn)失誤問題。

與此同時，將整合模塊中的資源整合驅(qū)動編程設(shè)定為與操作平臺編程形式相似的程序，使資源中的編程數(shù)據(jù)可與系統(tǒng)操作編程具有一定的差異，以便于日后系統(tǒng)維護工作的開展。此外，將整合模塊中的通用語言設(shè)定為多語言支持模式，降低資源整合過程中的局限性。在原有的整合模塊中添加DataSet與．NET Framework數(shù)據(jù)處理程序[8]，通過此程序?qū)Y源庫中的課程數(shù)據(jù)進行獨立訪問。將DataSet 與資料庫中的數(shù)據(jù)源進行獨立斷線連接，從資料庫中檢索出對應(yīng)資源的緩存，．NET Framework 可提升資源整合的操作速度，實現(xiàn)對課程資源快速的讀取與訪問。以此，實現(xiàn)此次研究中設(shè)計系統(tǒng)的基礎(chǔ)功能。

4 系統(tǒng)測試分析

4.1 系統(tǒng)測試平臺設(shè)計

通過研究可知，此系統(tǒng)的主要為學(xué)校師生提供對應(yīng)的資源整合服務(wù)，為保證系統(tǒng)使用中的安全性與穩(wěn)定性，將使用實驗室局域網(wǎng)作為系統(tǒng)的測試環(huán)境，并設(shè)定測試環(huán)境完成系統(tǒng)測試過程。根據(jù)系統(tǒng)設(shè)計結(jié)果，將系統(tǒng)測試平臺分為控制終端與客戶端兩部分進行設(shè)計，具體系統(tǒng)測試平臺參數(shù)如表1所示。

表1為本文硬件條件設(shè)定及軟件開發(fā)環(huán)境設(shè)定的相關(guān)參數(shù)，且為了保證實驗的可靠性，將本文的網(wǎng)絡(luò)環(huán)境設(shè)定為實驗室局域網(wǎng)，多臺高精度PC用戶機以及TCP/IP。采用上述內(nèi)容完成測試平臺的構(gòu)建過程，并將其作為此次文中設(shè)計系統(tǒng)與其他系統(tǒng)的依托，在此環(huán)境中完成文中設(shè)計系統(tǒng)與其他系統(tǒng)的系統(tǒng)測試與對比。

表1 系統(tǒng)測試環(huán)境

4.2 系統(tǒng)測試方案設(shè)計

此次系統(tǒng)測試共分為文中設(shè)計系統(tǒng)自我檢測以及對比測試兩部分。首先，對文中設(shè)計系統(tǒng)硬件的連接效果進行分析，確保系統(tǒng)硬件之間進行了有效的連接，通過測電筆檢測系統(tǒng)硬件中電流的流通性。通過系統(tǒng)硬件檢測可知文中設(shè)計系統(tǒng)硬件連接良好，可進行后續(xù)的系統(tǒng)功能性測試。

在系統(tǒng)功能性測試中，將對文中設(shè)計系統(tǒng)的數(shù)據(jù)承載力進行測試，在此測試中文中設(shè)計系統(tǒng)達到預(yù)定的數(shù)據(jù)承載力要求，可完成對比測試過程。

選擇目前使用的兩種教學(xué)資源整合系統(tǒng)與文中設(shè)計系統(tǒng)在上述設(shè)定的測試平臺中完成對某高校的思政教育課程資源整合工作，并選擇相應(yīng)的對比對象作為此次系統(tǒng)測試中的測試指標(biāo)。針對此次系統(tǒng)測試的目的與目前對于課程資源整合的要求以及用戶人群的需求，設(shè)定數(shù)據(jù)承載力、教學(xué)資源類別劃分結(jié)果以及單次整合工作響應(yīng)時間作為此次測試中的測試指標(biāo)。在系統(tǒng)測試的過程中，為提升測試結(jié)果的有效性，采用多次測試的形式，獲取測試結(jié)果，完成對文中設(shè)計系統(tǒng)的性能分析。

4.3 系統(tǒng)測試結(jié)果

使用上述設(shè)定的測試平臺與測試過程，得到系統(tǒng)測試結(jié)果如表2所示。

表2 系統(tǒng)數(shù)據(jù)承載力測試結(jié)果

通過上述設(shè)計結(jié)果可以看出文中設(shè)計系統(tǒng)的數(shù)據(jù)承載力遠高于目前使用的兩種資源整合系統(tǒng)。數(shù)據(jù)承載力是課程資源整合系統(tǒng)性能的重要基礎(chǔ)，因此，此指標(biāo)作為此次系統(tǒng)測試中的首個對比對象。通過對此指標(biāo)的測試可初步認識到文中設(shè)計系統(tǒng)的綜合性能高于目前使用的整合系統(tǒng)。當(dāng)數(shù)據(jù)量過大時，文中設(shè)計系統(tǒng)可進行平穩(wěn)的運行，其他兩種系統(tǒng)則出現(xiàn)系統(tǒng)崩塌的現(xiàn)象。由此可知，文中設(shè)計系統(tǒng)的此部分測試結(jié)果優(yōu)于其他兩種系統(tǒng)。

圖4 課程資源整合結(jié)果

通過上述系統(tǒng)測試結(jié)果可以看出，在對課程資源進行聚類與整合的過程中，文中設(shè)計系統(tǒng)的資源種類劃分結(jié)果優(yōu)于其他兩種整合系統(tǒng)。文中設(shè)計系統(tǒng)的資源種類劃分結(jié)果清晰合理，沒有出現(xiàn)種類重疊的問題。其他兩種整合系統(tǒng)的課程資源種類劃分結(jié)果呈現(xiàn)出部分重疊的問題，影響課程資源的整體整合效果。同時，在課程種類劃分的過程中，文中系統(tǒng)對于課程資源的種類劃分結(jié)果較為細致，其他兩種較為粗糙。根據(jù)上述測試結(jié)果可知，文中設(shè)計系統(tǒng)的課程資源整合結(jié)果更為有效。

在此測試指標(biāo)的對比中可明顯地看出，文中設(shè)計系統(tǒng)的資源整合響應(yīng)時間較短，其他兩種整合系統(tǒng)的整合響應(yīng)時間較長。在日常的使用中，整合速度過慢會影響系統(tǒng)的使用效果，同時，降低用戶的使用體驗。因此，通過此指標(biāo)可看出，文中設(shè)計系統(tǒng)的使用效果優(yōu)于其他兩種系統(tǒng)。在日常的工作中使用此系統(tǒng)充分地滿足用戶的需求。

圖5 課程資源整合響應(yīng)時間測試結(jié)果

將系統(tǒng)數(shù)據(jù)承載力測試結(jié)果、課程資源整合結(jié)果以及課程資源整合響應(yīng)時間測試結(jié)果整合分析可知，文中設(shè)計系統(tǒng)的使用效果優(yōu)于其他兩種整合系統(tǒng)。同時通過此測試結(jié)果也可體現(xiàn)出文中設(shè)計系統(tǒng)的使用效果普遍高于目前應(yīng)用系統(tǒng)，在日后的研究中可使用此系統(tǒng)作為主要的課程資源整合工具。

5 結(jié)束語

隨著高校教育體系的不斷完善，思想政治課程中涉及到的信息逐漸增加，為對其展開合理的規(guī)劃與處理，采用課程資源整合系統(tǒng)對其展開整合管理。思想政治課程資源整合系統(tǒng)的應(yīng)用對于已有的課程資源進行了有效的管理，提升了高校思政教育中的資源共享度，但由于研究時間與技術(shù)的限制，此系統(tǒng)在使用中還存在部分問題亟待解決，將資源處理問題作為后續(xù)研究中需要完善的重點工作。希望使用此次設(shè)計系統(tǒng)，為日后的課程發(fā)展提供良好的物質(zhì)支持。