虛擬學(xué)具標(biāo)準(zhǔn)研制與設(shè)計(jì)開發(fā)

雷云鶴， 郁曉華， 吳永和， 祝智庭

（1.上海市普陀區(qū)現(xiàn)代教育技術(shù)中心，上海 200062；2.華東師范大學(xué)教育信息技術(shù)學(xué)系，上海 200062；3.上海數(shù)字化教育裝備研究中心，上海 200062）

0 引 言

我國電子課本與電子書包技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的研制是由華東師范大學(xué)牽頭，并有業(yè)內(nèi)企業(yè)、出版社、示范學(xué)校等共同參與的.在我國教育信息化發(fā)展過程中，電子書包實(shí)驗(yàn)與應(yīng)用被寄予越來越多的期待.虛擬學(xué)具為電子書包提供了不可缺少的學(xué)習(xí)工具支持.因而隨著電子書包的深化應(yīng)用，虛擬學(xué)具將發(fā)揮不可替代的作用.當(dāng)前應(yīng)用中采用的松散式或套件式的學(xué)具架構(gòu)并不能應(yīng)對電子書包對學(xué)習(xí)工具的訴求.電子書包中虛擬學(xué)具應(yīng)根據(jù)不同學(xué)習(xí)目標(biāo)、內(nèi)容、個體特征、學(xué)習(xí)方式和情境實(shí)現(xiàn)分級配置.同時，電子書包的構(gòu)建將表現(xiàn)出基于學(xué)科邏輯、任務(wù)目標(biāo)、認(rèn)知活動和用戶特點(diǎn)的有機(jī)關(guān)聯(lián)體系［1］.

1 虛擬學(xué)具及其標(biāo)準(zhǔn)

1.1 虛擬學(xué)具的涵義

虛擬學(xué)具的提法是近兩年才出現(xiàn)的，其內(nèi)涵處于不斷深化的階段.與實(shí)體學(xué)具不同的是，虛擬學(xué)具不存在物化的承載體.雖然人們當(dāng)前更偏好于實(shí)體學(xué)具，但隨著信息技術(shù)在教育應(yīng)用中的日臻成熟，虛擬學(xué)具完全有可能走上與實(shí)體學(xué)具對等的位置［2］.祝智庭教授（2011）認(rèn)為，虛擬學(xué)具主要包括兩類：一種是將傳統(tǒng)物理性的學(xué)習(xí)工具以數(shù)字化、虛擬化的形式呈現(xiàn)，比如電子詞典、虛擬直尺等；另一種是結(jié)合認(rèn)知科學(xué)和學(xué)習(xí)理論的研究成果而設(shè)計(jì)的用以支持學(xué)習(xí)活動優(yōu)化的新興工具，如概念圖工具、群件工具等［1］.為理清虛擬學(xué)具的內(nèi)涵特征，進(jìn)而發(fā)掘它對電子書包研究與實(shí)踐的實(shí)際意義，本文嘗試從教育教學(xué)、認(rèn)知理論和娛樂游戲的視角提煉虛擬學(xué)具的本質(zhì)特征和涵義演變（圖1所示），以進(jìn)一步發(fā)揮其實(shí)效價值.

圖1 虛擬學(xué)具概念的演變Fig.1 The evolution of concept of virtual learning tools

從教育應(yīng)用視角看，虛擬學(xué)具繼承了傳統(tǒng)教具與學(xué)具在教學(xué)活動中發(fā)揮的作用，但其最大的差異在于“數(shù)字化”.傳統(tǒng)的教具和學(xué)具是看得見、摸得著的實(shí)體工具，而虛擬學(xué)具則是應(yīng)用于數(shù)字化學(xué)習(xí)環(huán)境中的，看得見、卻摸不著的數(shù)字化軟件工具.

結(jié)合認(rèn)知科學(xué)和學(xué)習(xí)理論而設(shè)計(jì)的新興工具啟示我們（如目前用的比較多的概念圖工具、群件工具和通訊工具等）：虛擬學(xué)具的開發(fā)和設(shè)計(jì)應(yīng)該更多地考慮學(xué)生的認(rèn)知特征，盡量減少師生使用虛擬學(xué)具時的外部認(rèn)知負(fù)荷，從而為內(nèi)部認(rèn)知負(fù)荷和關(guān)聯(lián)認(rèn)知負(fù)荷留出充足的空間.虛擬學(xué)具要實(shí)現(xiàn)滿足教學(xué)需求的目標(biāo)，就要實(shí)現(xiàn)“教學(xué)化”的轉(zhuǎn)變.

從樂趣的視角看，虛擬學(xué)具繼承了玩具的特性.一般來說，玩具的開發(fā)是為了實(shí)現(xiàn)用戶友好、愉悅的娛樂體驗(yàn)，因此設(shè)計(jì)要盡可能做到人性化、樂趣化.虛擬學(xué)具開發(fā)應(yīng)秉承同樣的愿景，期望學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)過程中迅速掌握基本操作技能，輔助真正的學(xué)習(xí)任務(wù).因此虛擬學(xué)具的概念中蘊(yùn)含著玩具開發(fā)中樂趣的理念.

廣義上講，虛擬學(xué)具是指在信息化環(huán)境中，為完成特定的學(xué)習(xí)活動，用以支撐學(xué)生學(xué)習(xí)的工具軟件、平臺、虛擬實(shí)驗(yàn)室等的總稱.研究數(shù)字化環(huán)境中的虛擬學(xué)具時，還需要考慮到教師端與學(xué)生端的耦合情況.因此從狹義上講，虛擬學(xué)具包含教師端虛擬學(xué)具和學(xué)生端虛擬學(xué)具，兩者在整個系統(tǒng)中形成耦合與對應(yīng)的關(guān)系［1］.

1.2 虛擬學(xué)具標(biāo)準(zhǔn)框架

虛擬學(xué)具標(biāo)準(zhǔn)是解決電子書包系統(tǒng)中的學(xué)習(xí)工具互操作問題.它主要由虛擬學(xué)具分類規(guī)范、虛擬學(xué)具描述規(guī)范、虛擬學(xué)具裝配規(guī)范、虛擬學(xué)具聚合規(guī)范和虛擬學(xué)具測評規(guī)范等五個標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范組成［3］.五個標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范之間的關(guān)系如圖2所示：虛擬學(xué)具描述標(biāo)準(zhǔn)是最基礎(chǔ)內(nèi)容；學(xué)具分類標(biāo)準(zhǔn)為學(xué)具描述標(biāo)準(zhǔn)、學(xué)具配置標(biāo)準(zhǔn)、學(xué)具測評標(biāo)準(zhǔn)提供參考；測評規(guī)范建立在分類規(guī)范和聚合規(guī)范的基礎(chǔ)上，并用以指導(dǎo)描述規(guī)范和配置規(guī)范；配置規(guī)范是該系列標(biāo)準(zhǔn)的更接近于實(shí)踐應(yīng)用層面的標(biāo)準(zhǔn)，以實(shí)踐指南的形式指導(dǎo)虛擬學(xué)具的配置.

圖2 虛擬學(xué)具標(biāo)準(zhǔn)框架關(guān)系圖Fig.2 Framework of standards of virtual learning tools

虛擬學(xué)具標(biāo)準(zhǔn)涉及的利益相關(guān)者有教育管理者、教育者、學(xué)習(xí)者以及技術(shù)開發(fā)者.本系列標(biāo)準(zhǔn)的目的是為學(xué)習(xí)者和教育者選擇適當(dāng)?shù)膶W(xué)具提供類別參考；為技術(shù)開發(fā)者的學(xué)具開發(fā)提供更直接明確的參照標(biāo)準(zhǔn)；輔助管理者、教育者和學(xué)習(xí)者完成包括核心、可選、擴(kuò)展學(xué)具在內(nèi)的不同學(xué)具的配置.在實(shí)際指導(dǎo)意義與對應(yīng)關(guān)系方面，分類規(guī)范、描述規(guī)范、測評規(guī)范主要用于學(xué)具的選擇；配置規(guī)范、測評規(guī)范和聚合規(guī)范共同指導(dǎo)學(xué)具的開發(fā)；配置規(guī)范和聚合規(guī)范指導(dǎo)虛擬學(xué)具的應(yīng)用.

1.3 研制原則

電子書包中虛擬學(xué)具標(biāo)準(zhǔn)的研制遵循實(shí)用性、引領(lǐng)性和協(xié)調(diào)性的原則，力求研制一套有效、實(shí)用的標(biāo)準(zhǔn)體系，能對教育行業(yè)、軟件行業(yè)、出版行業(yè)等起到引領(lǐng)性作用，促進(jìn)電子書包與電子課本的研究和發(fā)展.

第一，實(shí)用性原則.虛擬學(xué)具標(biāo)準(zhǔn)的預(yù)期使用者包括教育者和學(xué)習(xí)者、教育主管部門領(lǐng)導(dǎo)及相關(guān)工作人員，虛擬學(xué)具提供商及相關(guān)從業(yè)人員，第三方測試認(rèn)證服務(wù)機(jī)構(gòu)、監(jiān)理機(jī)構(gòu)及行業(yè)協(xié)會組織等.因此，標(biāo)準(zhǔn)的研制始終堅(jiān)持從最終用戶的需求出發(fā)，以服務(wù)于最終用戶為目標(biāo).研制思路自始至終秉承著實(shí)用、適用的理念.

第二，引領(lǐng)性原則.虛擬學(xué)具是電子書包系統(tǒng)中的一個新事物，對于大多研究者、潛在用戶來說都是一個比較陌生的概念.從涵義界定來看，虛擬學(xué)具也并不是一個空洞的概念，而是建立在大量學(xué)習(xí)工具研究基礎(chǔ)之上的.本文希望相關(guān)研究在不斷優(yōu)化虛擬學(xué)具研究范圍的同時，更注重對今后在虛擬學(xué)具開發(fā)、應(yīng)用方面起到導(dǎo)向和引領(lǐng)的作用.

第三，協(xié)調(diào)性原則.本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范是在協(xié)調(diào)行業(yè)專家、多家軟件公司、教育工作者等人員意見的基礎(chǔ)上進(jìn)行開發(fā)的.從最初的原型開發(fā)，到研究過程中的個別訪談、問卷形式征求意見，再到一系列的研討會，我們都廣泛所取吸納各方單位和代表人員的意見，不斷進(jìn)行修正，并力求在相關(guān)參與企業(yè)、專家之間通過協(xié)商合作達(dá)成一致.

2 虛擬學(xué)具分類標(biāo)準(zhǔn)研制

虛擬學(xué)具分類標(biāo)準(zhǔn)主要服務(wù)于電子書包系統(tǒng)中虛擬學(xué)具的選擇與定位.該標(biāo)準(zhǔn)的作用有三：一是為開發(fā)者提供教育教學(xué)行業(yè)應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)，通過分類維度的說明與應(yīng)用解析，對開發(fā)者的行為產(chǎn)生導(dǎo)向作用；二是為教育管理者或教師提供虛擬學(xué)具范疇，有助于他們更快速便捷地查找、獲取和使用適當(dāng)?shù)奶摂M學(xué)具，實(shí)現(xiàn)電子書包系統(tǒng)環(huán)境下虛擬學(xué)具的互操作；三是有助于虛擬學(xué)具開發(fā)整體局勢的均衡，并促進(jìn)虛擬學(xué)具的開發(fā)走向多樣化、專門化和微型化.

2.1 研制路線與過程

虛擬學(xué)具分類標(biāo)準(zhǔn)的研制主要表現(xiàn)為基于設(shè)計(jì)的研究路線，研究過程具有累次迭代的特征.虛擬學(xué)具分類標(biāo)準(zhǔn)主要經(jīng)過三個階段的迭代和優(yōu)化：第一階段主要是分類維度理論原型的抽取；第二階段通過基地學(xué)校調(diào)研、專家訪談等大量研究后對分類維度進(jìn)行優(yōu)化；第三階段通過反復(fù)調(diào)研與溝通，對維度進(jìn)行微調(diào)，并開發(fā)設(shè)計(jì)了一套虛擬學(xué)具的編碼方法.

2.1.1 第一階段：分類維度的理論抽取

研究初期，通過對 Webtools4U2Use，Collegeathome，Web 2.0in Education，數(shù)字化布魯姆，尼爾森在線的社會媒體等不同學(xué)習(xí)工具分類的研究，分析了國內(nèi)外不同的工具分類側(cè)重點(diǎn)及對本研究的指導(dǎo)意義.結(jié)合我國教育教學(xué)的實(shí)際情況，本研究在考察當(dāng)前學(xué)習(xí)工具分類情況的基礎(chǔ)上，抽取并確定了學(xué)習(xí)任務(wù)、認(rèn)知水平、學(xué)習(xí)偏好、功能、學(xué)科領(lǐng)域、學(xué)段、教學(xué)事件、學(xué)習(xí)場景等維度，如表1所示.

根據(jù)這一階段的研究結(jié)果，專題小組編制了相應(yīng)的調(diào)查表，并對在相關(guān)教育單位、企業(yè)公司中進(jìn)行了初步調(diào)查，征詢了標(biāo)準(zhǔn)組成員單位對虛擬學(xué)具標(biāo)準(zhǔn)理論框架的初步意見.

本研究中的問卷調(diào)查不強(qiáng)調(diào)量化研究，而是旨在對教育人員、企業(yè)等進(jìn)行調(diào)研，收集虛擬學(xué)具標(biāo)準(zhǔn)組各成員單位及個人的意見，通過協(xié)商交流，最終達(dá)成一致.研究者同時針對本次問卷調(diào)研的問題選取了部分教師進(jìn)行個別訪談與交流，發(fā)現(xiàn)問卷未能有效完成的主要原因是：調(diào)查對象對問卷中各分類項(xiàng)的涵義不能準(zhǔn)確理解.通過分析，我們發(fā)現(xiàn)當(dāng)前確定的分類維度存在以下問題：

·分類維度的實(shí)用性不足.

·各維度的涵義不明確，模棱兩可.

·學(xué)習(xí)任務(wù)和功能兩個維度分類項(xiàng)中部分子項(xiàng)重疊，有冗余之嫌.

·學(xué)科領(lǐng)域的劃分過于細(xì)致.目前市面上存在的虛擬學(xué)具基本都是可用于兩個以上學(xué)科的，很少有單獨(dú)用于一個學(xué)科的學(xué)具.

2.1.2 第二階段：分類“實(shí)用”化

在第一階段對相關(guān)企業(yè)公司、專家、中小學(xué)一線教師進(jìn)行調(diào)研的過程中，我們發(fā)現(xiàn)初步構(gòu)建的維度存在一定的問題，因?yàn)楸狙芯恐饕窃诰C合梳理其他相關(guān)研究的基礎(chǔ)上形成的，這些分類研究與本研究的服務(wù)對象不同、期望價值不同，因此不具有絕對的引用價值.本階段從初始階段提煉出“實(shí)用”的重要性，并強(qiáng)調(diào)“實(shí)用”對于標(biāo)準(zhǔn)研究的實(shí)踐價值.鑒于第一階段中分類維度的理論意義大于實(shí)踐意義，其“實(shí)用性”不足造成了標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)一步制定進(jìn)程中的難題.因此，通過咨詢專家及相關(guān)企業(yè)、一線教師，我們總結(jié)得出以下幾個問題：

（1）從用戶（教育管理者、教師和學(xué)生等）的立場看，使用虛擬學(xué)具時最迫切的需求是什么？最關(guān)心的是什么？

（2）國外的學(xué)習(xí)工具分類辦法是否直接適用于電子書包中虛擬學(xué)具的分類？

（3）虛擬學(xué)具分類的最終目的是什么？

顯然，對這三個問題的解答直接關(guān)系著所制定標(biāo)準(zhǔn)的可用性、有效性和實(shí)用性.因此，在第二階段的研究中，將著力于解決上述三個問題，并借此優(yōu)化虛擬學(xué)具分類維度框架.對上述三個問題的大致思考如下.

（1）作為用戶，在使用虛擬學(xué)具時，首先關(guān)心的是虛擬學(xué)具能夠?qū)崿F(xiàn)什么功能，接著會考慮是否能夠解決當(dāng)前的問題，完成自己的任務(wù).

（2）當(dāng)前國內(nèi)電子書包的研究主要還是針對基礎(chǔ)教育的課堂教學(xué)進(jìn)行的，而國外學(xué)習(xí)網(wǎng)站如C4LPT和Webtools4U2Use中的分類信息大多是根據(jù)成人學(xué)習(xí)者或工作中常用的學(xué)習(xí)工具進(jìn)行收集的.因此虛擬學(xué)具的使用不能完全借鑒國外知名網(wǎng)站的學(xué)習(xí)工具分類法.

（3）虛擬學(xué)具分類是為了電子書包系統(tǒng)中虛擬學(xué)具的配置，為教育者和學(xué)習(xí)者使用最恰當(dāng)?shù)奶摂M學(xué)具支持教與學(xué)活動提供參考.

在此基礎(chǔ)上，我們對分類維度進(jìn)行了精簡、精細(xì)和通俗化處理，舍棄了認(rèn)知水平、學(xué)習(xí)偏好、教學(xué)事件等維度，并將功能與任務(wù)兩個維度進(jìn)行了合并處理，最終將原來八維度的分類修改為五類（見表2），并確定了詞匯表.

2.1.3 第三階段：再次優(yōu)化與編碼方法的制定

在回答第二階段中第3個問題的同時，為了能夠進(jìn)一步規(guī)范虛擬學(xué)具的發(fā)展與應(yīng)用，本研究參考《中國圖書館圖書分類法》中對于圖書的編碼格式，嘗試開發(fā)了一套虛擬學(xué)具編碼辦法，希望能夠?qū)㈦娮訒械奶摂M學(xué)具進(jìn)行有序、規(guī)范化處理.該編碼為了能夠保證經(jīng)過規(guī)定程序認(rèn)定的虛擬學(xué)具具有唯一的ID號，我們將所有的經(jīng)認(rèn)定的虛擬學(xué)具將被放置在一個類似于圖書館的“虛擬學(xué)具館”中，這樣學(xué)習(xí)者、教育者和管理者可以通過簡便的查找辦法獲取與需求匹配的虛擬學(xué)具.

表2 虛擬學(xué)具分類維度（二）Tab.2 Dimensions of classification of virtual learning tools（No.2）

2.2 分類詞匯表

根據(jù)上述對虛擬學(xué)具五個維度的分類，包括功能、學(xué)科、學(xué)段、使用對象、技術(shù)粒度等.我們分別開發(fā)了相應(yīng)的詞匯表.這五個詞匯表的開發(fā)是在參考了大量相關(guān)文獻(xiàn)和研究，并深入調(diào)查了一線教師和課堂的實(shí)際情況后，最終歸納形成的.

功能詞匯表.由于任何虛擬工具的功能都不是孤立存在的，因此在確定功能詞匯表時僅考慮主要應(yīng)用功能，而忽略其他次要功能.主要功能與次要功能的區(qū)分主要考慮軟件工具開發(fā)者的開發(fā)目的.

學(xué)科詞匯表.本研究的重點(diǎn)是服務(wù)于電子書包中的虛擬學(xué)具配置，最終使用對象主要是在基礎(chǔ)教育領(lǐng)域，包括幼兒園、小學(xué)、初中、高中等.因此學(xué)科詞匯表綜合參考《九年義務(wù)教育全日制小學(xué)、初級中學(xué)課程方案（試行）（1992年）》和《普通高中課程方案（實(shí)驗(yàn)）（2003年）》，將這兩個課程方案中相同學(xué)科（如語文與語文）項(xiàng)進(jìn)行了合并，對不同學(xué)段的相似課程（如思想品德與思想政治）作為單獨(dú)的科目分別列入詞匯表，而不進(jìn)行合并處理（即合并相同項(xiàng)，區(qū)分相似性）.

學(xué)段詞匯表.本研究主要以基礎(chǔ)教育階段中的電子書包應(yīng)用為主，因此在綜合考慮學(xué)生的身心發(fā)展和年齡特征、認(rèn)知水平、各學(xué)科的教學(xué)需要，以及教學(xué)管理等因素的基礎(chǔ)上，將學(xué)段劃分為六個階段：幼兒段、小學(xué)低年級段（1—2年級）、小學(xué)中年級段（3—4年級）、小學(xué)高年級段（5—6年級）、初中段（7—9年級）、高中段.

使用對象詞匯表.根據(jù)使用對象的不同，可以劃分為教師用虛擬學(xué)具、學(xué)生用虛擬學(xué)具、師生用虛擬學(xué)具、教師主控型虛擬學(xué)具.

技術(shù)粒度詞匯表.根據(jù)虛擬學(xué)具技術(shù)粒度的不同，可將虛擬學(xué)具分為系統(tǒng)平臺、課件、插件等.系統(tǒng)平臺類虛擬學(xué)具具有獨(dú)立完整的平臺功能.課件是指細(xì)化到知識點(diǎn)粒度的教學(xué)應(yīng)用課件，插件類虛擬學(xué)具是采用插件的結(jié)構(gòu)，在系統(tǒng)平臺上安裝一系列小的功能結(jié)構(gòu)，通過接口向外部提供自己的服務(wù).

2.3 虛擬學(xué)具編碼方法

虛擬學(xué)具的編碼主要從利于用戶查找和檢索的角度出發(fā)，采用中文大寫字母A—Z與阿拉伯?dāng)?shù)字相結(jié)合的方式對學(xué)具進(jìn)行分段式編碼.學(xué)具的編碼取值包括六部分內(nèi)容，分別為功能、學(xué)科、學(xué)段、使用對象、序號.其中第一段為功能，第二段為學(xué)科，第三段為學(xué)段，第四段為使用對象，第五段為同種類型學(xué)具的序號.下面是一個實(shí)例：該虛擬學(xué)具的在“虛擬學(xué)具館”中的ID號為“029.B.1.S.0000”，圖3對編碼值各部分內(nèi)容進(jìn)行了說明.

圖3 虛擬學(xué)具編碼實(shí)例示意圖Fig.3 An example of coding of virtual learning tools

功能分為通用、概念圖、網(wǎng)站制作、文稿演示、時間表制作、動畫卡通、繪圖工具、瀏覽跟蹤、照片娛樂、調(diào)查投票、討論工具、媒體剪輯、圖表圖示、地圖工具、音樂工具、電子書工具、文檔處理、思維訓(xùn)練、合作工具、屏幕共享、替身制作、測驗(yàn)游戲、視頻剪輯、流媒體制作、可視化搜索、評估工具、建模工具、網(wǎng)頁裁剪、遠(yuǎn)程監(jiān)控指導(dǎo)、語音文字轉(zhuǎn)化、數(shù)據(jù)可視化等等，分別用0、1、2、3、4……28、29、30數(shù)字表示.

學(xué)科是通用、語文、數(shù)學(xué)、自然、社會、音樂、美術(shù)、體育、思想品德、思想政治、英語、俄語、日語、物理、化學(xué)、生物、歷史、地理、勞動技術(shù)、藝術(shù)、音樂、美術(shù)、體育與健康、技術(shù)（通用技術(shù)和信息技術(shù)）、研究性學(xué)習(xí)、社會實(shí)踐等等，分別用A、B、C、D……Y表示.

學(xué)段分為通用、幼兒段、小學(xué)低年級段（1—2年級）、小學(xué)中年級段（3—4年級）、小學(xué)高年級段（5—6年級）、初中段（7—9年級）、高中段，分別用G、K、A、B、C、J、H 表示.

使用對象為教師用、學(xué)生用、教師主控、師生共用，分別用T、S、B、G表示.

序號采用特殊的編碼方法.該編碼中包含了公司名稱、申報日期等信息.通過加密計(jì)算并轉(zhuǎn)化成序號的表示代碼.該序號使用MD5加密算法（Message－Digest Algorithm5）.

3 虛擬學(xué)具描述標(biāo)準(zhǔn)研制

虛擬學(xué)具描述標(biāo)準(zhǔn)主要服務(wù)于電子書包系統(tǒng)中虛擬學(xué)具的開發(fā)與選擇.虛擬學(xué)具描述標(biāo)準(zhǔn)對基本屬性進(jìn)行描述，對開發(fā)起到基礎(chǔ)的規(guī)范作用.學(xué)具開發(fā)者在提供虛擬學(xué)具時，可按照描述標(biāo)準(zhǔn)對開發(fā)的虛擬學(xué)具進(jìn)行基本的元數(shù)據(jù)描述，方便電子書包系統(tǒng)中虛擬學(xué)具的后期裝配.對于教育管理者和教育者來說，虛擬學(xué)具經(jīng)過規(guī)范化描述，能夠?yàn)樗麄兲峁┲庇^、完整的虛擬學(xué)具基本信息，也就提高了虛擬學(xué)具的選擇和應(yīng)用的便捷性.

虛擬學(xué)具描述標(biāo)準(zhǔn)的核心在于對虛擬學(xué)具元數(shù)據(jù)的描述，其中包含基本信息描述、拓展信息部分和個性化信息加載.對應(yīng)在虛擬學(xué)具元數(shù)據(jù)中，表現(xiàn)為基本層次、學(xué)習(xí)層次和擴(kuò)展層次三部分.虛擬學(xué)具描述標(biāo)準(zhǔn)的研制本著“繼承”的原則，充分吸收學(xué)習(xí)對象元數(shù)據(jù)描述中的研制思路和內(nèi)容結(jié)構(gòu).

3.1 第一階段：元數(shù)據(jù)的理論映射

本研究在對虛擬學(xué)具元數(shù)據(jù)進(jìn)行定義時，完成了從學(xué)習(xí)對象元數(shù)據(jù)到虛擬學(xué)具元數(shù)據(jù)的映射關(guān)系.考慮到虛擬學(xué)具本身自有的特征，在進(jìn)行虛擬學(xué)具元數(shù)據(jù)描述時，我們直接繼承和引用了CELTS LOM中的通用、生存期、權(quán)利、技術(shù)等項(xiàng)［4］，舍棄了其他項(xiàng).

由于在虛擬學(xué)具標(biāo)準(zhǔn)中，術(shù)語“通用”已經(jīng)用來表示支持兩種或兩種以上不同功能、學(xué)科等的學(xué)習(xí)工具.所以在元數(shù)據(jù)描述中，我們使用術(shù)語“工具概述”來代替CELTS LOM中的“通用”.在生存期、權(quán)利和技術(shù)方面，虛擬學(xué)具元數(shù)據(jù)與學(xué)習(xí)對象元數(shù)據(jù)不存在差異，因此可以直接引用學(xué)習(xí)對象元數(shù)據(jù)中的描述.

由于虛擬學(xué)具的分類在虛擬學(xué)具的應(yīng)用中發(fā)揮著至關(guān)重要的作用，因此在元數(shù)據(jù)描述中，應(yīng)該強(qiáng)調(diào)“分類”項(xiàng).但是虛擬學(xué)具元數(shù)據(jù)描述中的“分類”不同于學(xué)習(xí)對象元數(shù)據(jù)中的“分類”，應(yīng)該拓寬其內(nèi)涵.研究直接引用虛擬學(xué)具分類標(biāo)準(zhǔn)中的分類維度和詞匯表.

3.2 第二階段：從“實(shí)用”角度細(xì)化描述

在完成了從學(xué)習(xí)對象元數(shù)據(jù)到虛擬學(xué)具元數(shù)據(jù)的理論映射以后，沿著“實(shí)用”的思路，我們將虛擬學(xué)具三個層面分別確定為基本層次、學(xué)習(xí)層次和擴(kuò)展層次.基本層次包含虛擬學(xué)具元數(shù)據(jù)的基本信息描述，涉及工具概述、生存期、權(quán)利和技術(shù)等方面.學(xué)習(xí)層次的確定主要是根據(jù)虛擬學(xué)具分類標(biāo)準(zhǔn)中的分類維度和詞匯表來確定的，主要是為了支持?jǐn)?shù)字化環(huán)境中的學(xué)習(xí)與教學(xué).擴(kuò)展層次包含工具形態(tài)、數(shù)字環(huán)境支撐和個性化設(shè)置等方面，即為了滿足學(xué)習(xí)者和教學(xué)者個性化的需求而進(jìn)行擴(kuò)展的性能和功能描述.虛擬學(xué)具元數(shù)據(jù)的基本數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)如圖4所示.

圖4 虛擬學(xué)具元數(shù)據(jù)描述概覽Fig.4 An overview of metadata of virtual learning tools

3.2 第三階段：元數(shù)據(jù)概念模型

基于上述理論模型我們編制了虛擬學(xué)具元數(shù)據(jù)分類項(xiàng)調(diào)查問卷，并發(fā)放調(diào)查問卷，回收反饋結(jié)果，同時進(jìn)行個別化訪談.根據(jù)反饋意見我們修正了虛擬學(xué)具元數(shù)據(jù)模型的原型結(jié)構(gòu)，最終確定的虛擬學(xué)具概念模型包含十二個基本概念，分別為工具概述、權(quán)利、技術(shù)、生存期、功能、學(xué)科、學(xué)段、使用對象、技術(shù)粒度、評述、個性設(shè)置、數(shù)字環(huán)境支撐等.

如圖5所示，虛擬學(xué)具描述概念模型是基本層次包含虛擬學(xué)具基本的信息數(shù)據(jù)，包括名稱、權(quán)利、技術(shù)、生存期等，通過這一層次對虛擬學(xué)具的基本配置信息進(jìn)行描述；學(xué)習(xí)層次包含教學(xué)與學(xué)習(xí)服務(wù)的支持屬性描述，如服務(wù)功能、適用范圍、適用評注等，可滿足虛擬學(xué)具互動教學(xué)和按需關(guān)聯(lián)設(shè)置方面的需要；擴(kuò)展層次涉及個性化設(shè)置、數(shù)字環(huán)境支撐等個性化屬性特征，用以滿足更高級的個性化服務(wù)的需求.

圖5 虛擬學(xué)具描述概念模型Fig.5 Conceptual model of description of virtual learning tools

4 其他標(biāo)準(zhǔn)研制思路

4.1 虛擬學(xué)具測評標(biāo)準(zhǔn)

虛擬學(xué)具的測評標(biāo)準(zhǔn)主要分析虛擬學(xué)具在測評過程中需要考慮的因素.通過第三方測評機(jī)構(gòu)，對提交的虛擬學(xué)具進(jìn)行基本信息、學(xué)習(xí)服務(wù)支持等方面的評測，決定其是否可以進(jìn)入虛擬學(xué)具的備選庫.虛擬學(xué)具的測評標(biāo)準(zhǔn)僅提供測評的主要內(nèi)容項(xiàng)，具體的測評權(quán)重和測評結(jié)果將根據(jù)實(shí)際情況決定，所以虛擬學(xué)具測評標(biāo)準(zhǔn)中各指標(biāo)項(xiàng)的權(quán)重不在本研究范圍之內(nèi).

4.2 虛擬學(xué)具聚合標(biāo)準(zhǔn)

虛擬學(xué)具聚合標(biāo)準(zhǔn)的最終用戶是虛擬學(xué)具的開發(fā)者和教育管理者.虛擬學(xué)具應(yīng)當(dāng)聚合或整合到電子書包系統(tǒng)中.由于不同的虛擬學(xué)具開發(fā)者在軟件開發(fā)過程中遵循著不同的技術(shù)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)，因此當(dāng)在裝配到電子書包系統(tǒng)中時，就要制定統(tǒng)一的標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，規(guī)定虛擬學(xué)具與電子書包系統(tǒng)的聚合方式.聚合主要解決的是電子書包系統(tǒng)平臺與虛擬學(xué)具之間的調(diào)用和整合問題，同時提供虛擬學(xué)具之間的調(diào)用服務(wù).聚合規(guī)范旨在為電子書包系統(tǒng)建立第三方信用機(jī)制，但僅限于提供基本的信用機(jī)制和信任傳遞的服務(wù)，建立關(guān)聯(lián)的兩個虛擬學(xué)具之間調(diào)用時應(yīng)遵循的編碼規(guī)則、通信機(jī)制和技術(shù)細(xì)節(jié)等不在本規(guī)范的研究范圍之內(nèi).

4.3 虛擬學(xué)具配置標(biāo)準(zhǔn)

電子書包中虛擬學(xué)具采用靈活的三級配置模式，遵循“核心—可選—擴(kuò)展”的模式，即核心學(xué)具集、可選學(xué)具集和擴(kuò)展學(xué)具集.三級配置模式能夠在保證基本學(xué)習(xí)需求的同時，為教育者和受教育者更好地完成教學(xué)與學(xué)習(xí)活動提供一定的自主空間，教師可以根據(jù)不同的教學(xué)活動、不同學(xué)生的學(xué)習(xí)特征靈活地配置虛擬學(xué)具集.如圖6所示，核心學(xué)具集適宜所有相同學(xué)段、相同學(xué)科的教學(xué)和學(xué)習(xí)活動，支持學(xué)段與學(xué)科層面的配置；可選學(xué)具集的配置因?qū)W習(xí)活動的不同而不同，即支持學(xué)習(xí)活動層面上的學(xué)具配置；擴(kuò)展學(xué)具集配置因?qū)W習(xí)者不同而異，配置時充分考慮學(xué)習(xí)者的個性化特征.

圖6 虛擬學(xué)具三級配置圖Fig.6 The configuration of virtual learning tools

5 總結(jié)與展望

如今的軟件產(chǎn)品和學(xué)習(xí)工具種類繁多，質(zhì)量參差不齊；要將其引入電子書包系統(tǒng)，并應(yīng)用于教學(xué)領(lǐng)域時，應(yīng)當(dāng)遵循一定的技術(shù)規(guī)范，實(shí)現(xiàn)工具與數(shù)字環(huán)境的整合與融合.虛擬學(xué)具系列標(biāo)準(zhǔn)能夠指導(dǎo)教師、學(xué)生、管理者、開發(fā)者在虛擬學(xué)具的開發(fā)、選擇、配置和應(yīng)用上更加有序，有效，高效.

本研究中虛擬學(xué)具標(biāo)準(zhǔn)草稿的征詢意見范圍相對較小，局限于有限的軟件公司技術(shù)人員、專家和基礎(chǔ)教育一線教師.此外，標(biāo)準(zhǔn)草稿的后期實(shí)證和迭代優(yōu)化環(huán)節(jié)相對薄弱，有待進(jìn)一步強(qiáng)化.我們期待在后續(xù)的研究中，繼續(xù)完成對分類和描述標(biāo)準(zhǔn)的理論模型的多次迭代優(yōu)化，保證標(biāo)準(zhǔn)的科學(xué)性和先進(jìn)性，并完成對其余三個標(biāo)準(zhǔn)的研制與開發(fā)；廣泛聽取基礎(chǔ)教育管理者和一線教師的意見，以最終服務(wù)于用戶為導(dǎo)向，促進(jìn)虛擬學(xué)具標(biāo)準(zhǔn)的可持續(xù)應(yīng)用與發(fā)展；與技術(shù)開發(fā)人員協(xié)商合作，引領(lǐng)學(xué)具開發(fā)向著有利于電子書包應(yīng)用的方向發(fā)展.

在電子書包的實(shí)際意義從“虛”的減負(fù)向“實(shí)”的學(xué)習(xí)方式變革轉(zhuǎn)化的過程中，數(shù)字資源內(nèi)容和數(shù)字化軟件工具是重要的橋梁.虛擬學(xué)具作為數(shù)字化學(xué)習(xí)環(huán)境必需的學(xué)習(xí)工具，在電子書包中也將發(fā)揮重要作用.

［1］ 祝智庭，郁曉華.電子書包系統(tǒng)及其功能建模［J］.電化教育研究，2011（4）：27－34.

［2］ 郁曉華.幼兒多觸控虛擬學(xué)具的研究與設(shè)計(jì)［J］.中國電化教育，.2011（1）：133－137.

［3］ 郁曉華，雷云鶴，祝智庭，吳永和.變革理念下虛擬學(xué)具標(biāo)準(zhǔn)研制現(xiàn)狀梳理與體系框架.現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育研究，2013（2）：68－75.

［4］ CELTSC.學(xué)習(xí)對象元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)［DB／OL］.［2012－12－19］.http：／／www.celtsc.edu.cn／.