基于ＣＥＬＴＳ的網(wǎng)絡(luò)課件資源共享系統(tǒng)的設(shè)計與實現(xiàn)

劉　睿　李振華　鄭琳川

摘 要:要發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)教育的優(yōu)勢,就必須有豐富的網(wǎng)絡(luò)教育資源支持。但是傳統(tǒng)的網(wǎng)絡(luò)教育資源建設(shè)方式并沒有使廣大擁有豐富教學(xué)經(jīng)驗和資源的一線教師參與進來,而且由于沒有遵循統(tǒng)一的規(guī)范,資源缺乏可共享性。本文介紹了一種基于CELTS的網(wǎng)絡(luò)課件資源共享系統(tǒng),該系統(tǒng)為普通教師參與網(wǎng)絡(luò)教育資源建設(shè)提供了平臺,并且遵循標準化的資源建設(shè)方式,提高了資源的可共享性。

關(guān)鍵詞:CELTS LOM XML 網(wǎng)絡(luò)課件 教育資源建設(shè)

中圖分類號:G250.73 文獻標識碼:B 文章編號:1673-8454(2009)13-0029-03

隨著教育信息化的逐步深入,網(wǎng)絡(luò)教育作為一種教學(xué)組織形式正越來越受到人們的重視。要發(fā)揮網(wǎng)絡(luò)教育有別于傳統(tǒng)教育的優(yōu)勢,就必須建設(shè)豐富的網(wǎng)絡(luò)教育資源。在網(wǎng)絡(luò)教育中,基于Web的網(wǎng)絡(luò)課件以其開放性、靈活性、交互性等特點成為居于主要地位的教育資源。然而,各學(xué)校、教育機構(gòu)雖然投入大量的精力進行網(wǎng)絡(luò)課件的開發(fā),但由于技術(shù)門檻的限制,一線授課教師一般不能直接參與到課件的制作中來,往往造成教師們擁有豐富的教學(xué)經(jīng)驗和優(yōu)秀的教學(xué)資源卻沒法融入到課件中或與人分享的局面。同時,由于沒有遵循統(tǒng)一的資源建設(shè)標準,限制了教學(xué)資源在網(wǎng)上的自由交換和共享,造成了很大的資源浪費。本文針對這一現(xiàn)狀,設(shè)計了一種網(wǎng)絡(luò)課件資源共享系統(tǒng),讓普通教師參與到網(wǎng)絡(luò)教育資源建設(shè)的隊伍中來,并實現(xiàn)教育資源在更大范圍內(nèi)的共享。

一、CELTS的概念

我國從2001年開始啟動了教育信息化技術(shù)標準研究項目。在教育部科技司的領(lǐng)導(dǎo)下,成立了中國教育信息化技術(shù)標準委員會(Chinese e-Learning Technology Standardization Committee,簡稱“標委會”)。該項目以實現(xiàn)資源共享、支持系統(tǒng)互操作、保障網(wǎng)絡(luò)教育服務(wù)質(zhì)量為目標,通過跟蹤國際標準研究工作和引進相關(guān)國際標準,并根據(jù)我國教育的實際情況修訂與創(chuàng)建各項標準,最終形成具有中國特色的教育信息化技術(shù)標準體系(Chinese e-Learning Technology Standards,簡稱CELTS)。

CELTS中與教育資源建設(shè)相關(guān)的規(guī)范有四個,分別是《學(xué)習(xí)對象元數(shù)據(jù)規(guī)范》(CELTS-3)、《教育資源建設(shè)技術(shù)規(guī)范》(CELTS-41)、《基礎(chǔ)教育教學(xué)資源元數(shù)據(jù)規(guī)范》(CELTS-42)和《內(nèi)容包裝信息模型規(guī)范》(CELTS-9)。

其中,CELTS-3對學(xué)習(xí)對象元數(shù)據(jù)(Learning Object Metadata,簡稱LOM)進行了規(guī)范。學(xué)習(xí)對象包含了所有用于學(xué)習(xí)和教學(xué)的數(shù)字化或非數(shù)字化的實體。元數(shù)據(jù)即用來描述數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)。LOM通過定義一個統(tǒng)一的結(jié)構(gòu)對學(xué)習(xí)對象進行描述,以增強學(xué)習(xí)對象描述的互操作性。在該規(guī)范中,學(xué)習(xí)對象的結(jié)構(gòu)由9類基本特征構(gòu)成,包括通用、生存期、元-元數(shù)據(jù)、技術(shù)、教育、權(quán)利、關(guān)系、評注和分類。

CELTS-41以LOM為核心,它是CELTS-3在具體應(yīng)用領(lǐng)域的擴展,其側(cè)重點在于統(tǒng)一資源開發(fā)者的開發(fā)行為、開發(fā)資源的制作要求、管理系統(tǒng)的功能要求等,并針對不同教育資源的特性,增加了擴展數(shù)據(jù)元素。資源的統(tǒng)一特征由LOM描述,資源的特性則由擴展數(shù)據(jù)元素分為九種類型,分別是媒體素材、試題、試卷、課件、文獻資料、案例、常見問題解答、資源目錄索引和網(wǎng)絡(luò)課程。CELTS-41為教育資源的多種表現(xiàn)形式、多種加工處理方式提供了可能,為實現(xiàn)自擴充、開放的教育資源庫提供了可能。

CELTS-42的應(yīng)用領(lǐng)域則更為具體,它面向基礎(chǔ)教育的資源建設(shè),因此擴展的內(nèi)容緊密圍繞基礎(chǔ)教育和課程。

《內(nèi)容包裝信息模型規(guī)范》(CELT-9)定義了一種能夠用來交換學(xué)習(xí)內(nèi)容的標準數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu),它將學(xué)習(xí)資源定義為一系列獨立單元的集合,這些單元可以被拷貝、傳輸、購買、執(zhí)行和使用,并且可以合并成更大的學(xué)習(xí)單元。CELTS內(nèi)容包裝規(guī)范為學(xué)校和開發(fā)商制作學(xué)習(xí)資源提供標準數(shù)據(jù)綁定的基礎(chǔ),從而使學(xué)習(xí)資源可以在不同的創(chuàng)作工具、學(xué)習(xí)管理系統(tǒng)和運行環(huán)境之間相互交換和使用。

二、基于CELTS的網(wǎng)絡(luò)課件資源共享系統(tǒng)的設(shè)計

1.系統(tǒng)的基本框架設(shè)計

本系統(tǒng)由兩個子系統(tǒng)組成:基于Windows平臺的客戶端軟件網(wǎng)絡(luò)課件資源包生成系統(tǒng)和基于瀏覽器B/S模式的網(wǎng)絡(luò)課件資源包管理系統(tǒng)。系統(tǒng)設(shè)計如圖1所示。

2.網(wǎng)絡(luò)課件資源包生成系統(tǒng)

網(wǎng)絡(luò)課件資源包生成系統(tǒng)主要用于實現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)課件資源包的本地生成與管理,它包括資源包的創(chuàng)建,課件資源的瀏覽、添加、刪除、修改以及包交換文件的生成與上傳功能。

資源包的創(chuàng)建模塊是系統(tǒng)的核心部分,它實現(xiàn)了資源包的生成。創(chuàng)建的課件資源包是以一門課程為單位的,也就是說,當用戶進行創(chuàng)建操作時,系統(tǒng)將生成關(guān)于一門課的元數(shù)據(jù)信息和組織結(jié)構(gòu)。除了CELTS-3所規(guī)定的核心元數(shù)據(jù)信息,其他內(nèi)容可以日后補充,以便于用戶分批次逐漸充實該門課程的教學(xué)資源。一個資源包的文件結(jié)構(gòu)包括一個用于描述該資源包元數(shù)據(jù)的XML文件和按照類別保存的媒體資源物理文件兩部分。對資源包元數(shù)據(jù)及其物理文件的各項操作通過對該資源包內(nèi)容清單文件的讀寫操作來實現(xiàn)。課件資源包以虛擬目錄的形式保存,通過課件資源包導(dǎo)出模塊,可以將課件資源包壓縮成單獨的一個文件,也就是包交換文件,以便于傳輸和共享。

3.網(wǎng)絡(luò)課件資源包管理系統(tǒng)

網(wǎng)絡(luò)課件資源包管理系統(tǒng)用于實現(xiàn)課件資源包的網(wǎng)絡(luò)管理與共享。資源包管理系統(tǒng)由系統(tǒng)設(shè)置、用戶管理、資源包審核、資源包管理、資源包發(fā)布、資源包檢索、數(shù)據(jù)備份和恢復(fù)七個模塊組成。用戶注冊之后通過瀏覽器將包生成系統(tǒng)導(dǎo)出的包交換文件上傳到服務(wù)器,在通過管理員的審核之后,包交換文件被轉(zhuǎn)移到分類文件目錄中,其元數(shù)據(jù)信息自動被記錄到數(shù)據(jù)庫中。管理員通過數(shù)據(jù)庫中的元數(shù)據(jù)信息對包交換文件進行修改、刪除、檢索、發(fā)布和備份等操作。

三、系統(tǒng)的XML綁定

XML,即可擴展標記語言(eXtensible Markup Language)。XML定義了結(jié)構(gòu)化描述信息的標準格式,使數(shù)據(jù)在不同平臺、不同系統(tǒng)之間可以使用不同的編程語言來實現(xiàn)互操作。它是為文檔交換所設(shè)計的,并以一種開放、自我描述方式定義數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)。在描述數(shù)據(jù)內(nèi)容的同時能突出對結(jié)構(gòu)的描述,從而體現(xiàn)出數(shù)據(jù)之間的關(guān)系。這樣所組織的數(shù)據(jù)對于應(yīng)用程序和用戶都是友好的、可操作的。應(yīng)用XML,人們可以在自己的領(lǐng)域內(nèi)自由地交換信息。

1.CELTS學(xué)習(xí)對象元數(shù)據(jù)(LOM)的XML綁定

所謂綁定是指用某種實現(xiàn)方法來表示抽象的概念模型。LOM模型本身是一個抽象的概念模型,它描述了一些數(shù)據(jù)以及它們之間的(嵌套)關(guān)系。對于這種層次型的數(shù)據(jù)模型,XML語言是一種較為適宜的綁定方式。

LOM模型將學(xué)習(xí)對象元數(shù)據(jù)分為9大類,45小類,共100多項,如果將LOM模型中的所有數(shù)據(jù)元素一一進行綁定,這樣生成的XML文件必然是十分龐大繁瑣的;另外,本系統(tǒng)將普通教師作為重要的資源建設(shè)人員,如果每條資源都要輸入繁多的元數(shù)據(jù)信息,不僅實用性不高,還會打擊教師的參與熱情,降低資源的開發(fā)效率。因此,本系統(tǒng)只選擇LOM核心集中的必須數(shù)據(jù)元素及其必要屬性作為XML綁定的對象。

2.網(wǎng)絡(luò)課件資源包結(jié)構(gòu)的XML綁定

我們將用戶生成的包含素材資源及其相關(guān)元數(shù)據(jù)信息的學(xué)習(xí)單元稱之為網(wǎng)絡(luò)課件資源包,它是課件資源傳輸與使用的基本單位。其結(jié)構(gòu)完全遵循《內(nèi)容包裝信息模型規(guī)范》(CELT-9)的規(guī)定,由兩類元素構(gòu)成:

(1)一個特定的描述包中內(nèi)容組織和資源的內(nèi)容清單文件;

(2)實際的物理文件(CELTS-3規(guī)定的9類資源)。

內(nèi)容清單文件可以分為以下部分:元數(shù)據(jù)部分、組織結(jié)構(gòu)部分、資源部分和子內(nèi)容清單。將每個部分作為XML文件的一個元素,最后用元素包裝起來,就完成了課件資源內(nèi)容清單的XML綁定。

嚴格遵循CELTS這一國家標準描述數(shù)據(jù)元素,并采用與平臺無關(guān)的XML技術(shù)對資源的元數(shù)據(jù)及其數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)進行綁定,這樣就達到了網(wǎng)絡(luò)課件資源包跨平臺共享的目的,也為下一步實現(xiàn)其在異構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)課件制作系統(tǒng)中的應(yīng)用提供了可能。

四、系統(tǒng)的實現(xiàn)

本系統(tǒng)基于.NET平臺實現(xiàn)。資源包生成系統(tǒng)采用了C#作為開發(fā)語言,而資源包管理系統(tǒng)使用ASP.NET開發(fā)完成。.NET平臺對XML有著廣泛的支持,對XML文件的讀寫操作通過DOM(文檔對象模型)即可實現(xiàn)。系統(tǒng)采用WinForms+WebForms的形式,即使用基于Windows的客戶端應(yīng)用程序?qū)崿F(xiàn)資源包的本地生成與處理,使用基于Web的應(yīng)用程序?qū)崿F(xiàn)資源包的匯聚與統(tǒng)一管理。這樣做的好處是,用戶可以利用客戶端軟件在非網(wǎng)絡(luò)環(huán)境下實現(xiàn)資源的整理與生成,最大程度上減少了對網(wǎng)絡(luò)條件的依賴;通過B/S模式的Web應(yīng)用程序,用戶可以利用Web瀏覽器在任何接入互聯(lián)網(wǎng)的條件下將生成的包交換文件上傳至服務(wù)器,管理員也隨時可以通過瀏覽器對上傳的包交換文件進行審核和管理。如圖2所示為資源包生成系統(tǒng)的主菜單以及課件資源包創(chuàng)建向?qū)Ы缑?。為避免?shù)據(jù)元素名對于普通教師來說過于抽象,每一條元數(shù)據(jù)信息都配有說明文字。

五、結(jié)束語

教育資源建設(shè)不僅僅是各教育主管部門和教育機構(gòu)的事情,而應(yīng)該是所有教育工作者共同的責(zé)任。本系統(tǒng)針對網(wǎng)絡(luò)教育資源建設(shè)的現(xiàn)狀,設(shè)計并實現(xiàn)了一種網(wǎng)絡(luò)課件資源共享系統(tǒng)。系統(tǒng)的設(shè)計目的是為廣大的一線教育工作者提供一個資源共享平臺,讓他們真正參與到教育資源建設(shè)中來。課件資源包的元數(shù)據(jù)與封裝方式完全遵循CELTS相關(guān)標準,這就保證了資源在異構(gòu)的網(wǎng)絡(luò)資源庫與網(wǎng)絡(luò)課件制作系統(tǒng)中實現(xiàn)共享,實現(xiàn)資源的最大化利用。隨著教育資源建設(shè)方式的不斷標準化、規(guī)范化,教育資源庫研究水平的不斷提高,教育資源在更大范圍內(nèi)的交流和共享必將實現(xiàn),我國教育資源建設(shè)也將邁向一個新的臺階。

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