课件内容共享技术规范评析及其实现1

南通SEO，南通网络营销南通热线课件内容共享技术规范评析及其实现1申瑞民2杨存东3申丽萍4（上海交通大学计算机科学与工程系上海[e-mail]）[摘要]本文主要深入分析并比较了以IMS规范为代表的几个与课件内容有关的国际规范。在此基础上着重探讨了课件内容共享和重用需要解决的关键技术，最后结合已有的课件制作工具，实现一个课件内容共享工具，验证了我们了课件内容的包装和共享思想。[关键词]课件课件内容SCORMIMSAnalysisofLearningContentShareingTechniqueAndItsImplementation[abstract]ThispapermainlyanalyzesandcomparesseveralinternationalSpecificationsoncousewarecontent,especiallyIMSContentPackagingSpecification.Onthebaseofthis,wedeeplydiscussonkeytechniquesonthesharingandreusingofcoursewarecontents.Atlast,wedevelopatoolforcoursewarecontentsharing,whichverifiesourideaofcoursewarecontentpackagingandsharing.[keywords]coursewarecoursewarecontentSCORMIMS1.引言远程教育以网络技术为支撑，具有时空自由、资源共享、系统开放，便于协作等优点。各国在发展远程教育时深刻认识到，学习资源的共享性和复用性对网络教育的实用性和经济性具有决定性意义。目前，虽然网络技术已经为教育资源的低水平上的自治与共享提供了基本技术条件，但是允许教育资源在课程知识和教学管理水平进行交换的标准却没有很好的认定，妨碍了教学资源的大范围共享与交流。本文主要探讨比较国际上与课件内容相关的标准，提出我们的见解，并开发了一个程序进行验证。1．1课件定义课件是指远程教育中教学使用的由一系列知识点组成的实施相对完整教学的辅助教学软件。以课件为主的课件库是网络教学的前提和基础，是学习者获取网上教育资源向主要媒1本文为自然科学基金项目”智能化、标准化、开放式的远程学习模型研究”资助项目2申瑞民，男，上海交通大学计算机科学与工程系，博导。研究方向：CSCW，数据挖掘，远程教育3杨存东，男，上海交通大学计算机科学与工程系，硕士。研究方向：XML技术，中间件技术。4申丽萍，女，上海交通大学计算机科学与工程系，助教。南通SEO，南通网络营销南通热线介。一门优秀的课件应该能够自成体系，又能独立使用。所谓自成体系是指某学科中的网络课件要涵盖所有内容领域，不能有遗漏；所谓能够独立使用，是指网络课件的设计，要以知识点为单位，对每一个知识点，要设计适合本教学单元需要的网络课件，它可以独立用于教学。这就要求课件资源组件化，使其成为自我包含，有一定逻辑意义，能够脱离上下文独立使用的单元。1．2课件内容现状目前，许多学校已经建立了课件资源素材库，并制作了众多课件。但还处于各自为政阶段，低水平重复开发现象难以避免。一方面，网上课件的交流很少，无法达到共享的目的；另一方面，现有课件因缺乏统一的格式和结构，难于适应将来网络教学的共享资源的基本要求。不同系统使用不同的文档格式，各自开发独立的课件管理系统，系统之间无法进行交流，即便在系统内部，内容及课件的更新也不容易。结果是现有网络课件质量良莠不齐，难于更新、扩展和交流。开发一门课件是一件极其费力费时的工作。现在构造一门课件的方法是从零开始，即选一本教材，将其内容分别制作成多媒体材料，然后组合成一课件。这种方法一方面缺乏科学的指导，另一方面不能充分利用已有的网络课件资源，博取众长，为我所用。未来的教师不应该是课件内容的制作者，更重要的是课件内容的搜索者，组装者。例如，同样一门课件，完全可以借鉴引用别人优秀的部分，进行组装，达到课件内容的共享，大大节省人力和才力。要想在最大程度上利用已有课件资源，避免重复开发，达到课件内容共享。首先，必须有一个有效地描述和组织已有课件资源的方法，即建立一个课件资源描述框架，使课件具有通用的描述文件和结构，遵循特定的课件框架结构；其次，对于课件内容，应该有一个通用简单易用的描述和包装方法，使其能够做为一个逻辑单元独立使用；最后，应有一个实现课件框架和内容包装的运行环境，即开发出相应的应用软件，实现课件资源共享和重用。国际上已经许多组织正进行这几个方面的研究工作，并取得巨大的成绩。我们国家也正在着手这方面的工作。2与课件内容共享相关的标准或规范为了课件内容共享和重用，国际上已经建立了相关标准和组织，如：IEEE、SCORM、IMS等。下面我们就详细介绍并比较一下上面三个组织制订的课件内容共享方面的标准或规范：2．1P1484标准LTSC是远程教育规范的一个基准，在此基础上，其他国际组织相继开发了一系列基于Internet的云成教育标准。如元数据LOM等。在IEEELTSC（IEEELearningTechnologyStandardsCommittee的主持下，若干个工作小组正在开展网络远程教育技术标准的制订和修订工作，将形成IEEEP1484标准。现在P1484已经为基于构件的教学技术系统建立了一个复杂的总体构架的参考模型。围绕该模型，将制订出一系列规范，其中与课程及应用相关的标准有：P1484.10课件语言互换规范、P1484.6课程编列规范、P1484.17内容包装规范。各规范的主要研究内容和目标分别为：P1484.10主要制订基于计算机的课件标准格式，通过该格式课件内容可以从一种著作系统方便地转换为另一种系统中。P1484.6主要是指定一门规范的语言和支撑环境以管理学习技术系统的活动进程。P1484.17的研究内容主要是描述用以在基于Internet学习内容间的互操作性的数据结构以及学习内容的包装。这些学习内容可能来自不同的作者、出版商、以及相应的学习内容开发商。典型的学习内容是系列组件的集合，这些组件可以被拷贝、传输、购买、执行和使用的独立单元。这些单元可以组合成大更大的单元。规范不会致力于描述可以移植的内容、但会为内容包装描述一个可以移植的方法。研究目标是定义一个标准的数据结构，用来交换学习内容。包的格式不仅允南通SEO，南通网络营销南通热线许媒体组件（文本、图像、音频、视频）的编辑，而且支持元数据、属性和支持材料的通用包装即一个独立传输单元中所有的一切。但目前这一系列规范都没有制订出来。2．2SCORM(TheSharableContentObjectReferenceModel)SCORM是美国联邦政府下的组织ADL（AdvancedDistributedLearningInitiative）制订的一份规范。它主要提供了一套基于现有的教育标准的实现准则和例子，为国防部提供了远程教育的实现及应用指南，在美国的军队各兵种之间可以共享、重用。该文档主要集中讨论以下两个主题:内容聚集模型CAM（ContentAggregationModel）和运行环境（Run-timeEnvironment）2．2．1SCORM内容聚集模型SCORM内容聚集模型的目的是为制作学习内容提供一个通用的包装方法。学习内容可以是已有的、可重用的、可共享的及互操作的学习资源。SCORMCAM详细定义了学习内容如何被识别和描述、集成为一门课件或课件的一部分，以及在知识库或者LMS（LearningManagementSystem）之间移动。SCORMCAM详细说明了实现前两个过程的技术方法，并期望很快完成实现最后过程的机制。模型包含了内容结构格式(CAF)和元数据的规格说明。2．2．2SCORM运行环境SCORM运行环境的目的是在基于学习内容的共享学习对象(SCO)和学习管理系统(LMS)之间提供一种互操作方法。SCORM的要求是不论创作学习内容的工具是什么，学习内容必须是可以在多个LMS之间可互操作的。为了使这成为可能，运行环境必须具有：一个通用的创作内容的方法、一个通用内容与其他LMS通讯的方法、在LMS和内容执行期间交换预定义的数据元素。SCORM运行环境的这三个组件在该文裆中被分别定义为Launch、API和数据模型。SCORM规范的具体组织和内容如图(1)。2．3IMS（InstructionalManagementSystemGlobalLearningConsortium）公开发布的IMS元数据规范是IEEE一系列规范中第一个定义基于Internet的教学体系的。IMSGlobalLearningConsortium主要制定课件内容在线发布的一些框架，包括存放和使用教学内容、教学进度跟踪、学生程度报告、交换学生记录等。IMS已经发布了一系列的的教育规范有：Metadata、ContentPackaging、Enterprise、Question&Test等等。每一个规范由三部分组成：信息模型、XML捆绑规范以及最优实践指南。其中元数据规范是其他规范的基础。IMSContentPackagingSpecifications描述的是远程教育管理系统的数据结构，目的是为了实现内容的数据交换。它不限定文档中的具体内容和文件格式，而是将着眼点放在文档管理结构上，并提出实现这种结构的系统方法。IMSContentPackagingSpecifications用XML定义了一个标准格式，这个标准格式描述出一个远程教育系统的基本结构，由于它是用XML定义的，因此有很好的扩展性。图（2）是IMS定义的内容结构的数据结构：SCORMSECTION2:ContentAggregationModelSECTION3:Run-TimeEnvironment2.2Meta-dataDictionary(fromIEEE)2.3ContentStructureFormat(derivedfromAICC)(ExternalRef)Meta-dataXMLBindingBestPractice(fromIMS)3.2Launch,3.3CommunicationAPI(fromAICC)3.4DataModel(fromAICC)图（1）SCORM内容结构南通SEO，南通网络营销南通热线图（2）IMS内容数据结构IMS规定课件中必须有一个名为”imsmanifest.xml”的XML文件，此文件详细定义了课件中内容的元数据、编排、以及内容的来源。IMSContentPackagingSpecifications的核心就是对imsmanifest.xml中所使用的内容进行了详细的界定。从上图中可知，imsmanifest.xml文件中有一个根元素manifest，是该文件的起始点，也是文件中的关键元素，在这个元素下面有以下几个子元素metadata、Organizations、Resouces。其中metadata是manifest的原数据描述，包括课件名、描述、关键词、引用的大纲版本等信息；Organizations是课件的详细组织结构，描述内容的层次及先后次序，其中每一个item代表课件中的一个部分;Resouces是课件内容所涉及到的文档资源描述，是Organizations中的item所指向的具体文档。2．4分析和比较P1484是由IEEE下LTSC制订的，具有很高的权威性。从其系统体系结构来看，其规范远景是完美的。但因IEEE机构的庞大和臃肿，制订规范周期，长远远落后于企业，导致许多规范没有制订出来，或者等制定出来，已经不适应当前技术和要求。另一方面，其规范大都面面俱到，比较庞大，难于完全实现，所以，许多规范是企业制定规范的参考，如IMS和SCORM的元数据规范就是建立在IEEE的元数据规范基础之上的。IMSContentPackaging规范简单实用，易于实现，紧跟当