第八讲 标准化的学习内容管理系统v1.0

标准化的学习内容管理系统研究2002年11月提纲一、背景和研究目的二、学习内容管理系统－LCMS的研究三、LCMS的设计和原型系统实现四、总结与展望一、背景和研究目标国内外网络教育发展现状•国外1998年以来，e-Learning在世界范围内得到飞速发展。•国内出现还不到3年的时间，在国家政策大力支持下，e-Learning技术首先被应用于高校。对学习资源共享的迫切需求现状学校甲学校乙按照专业以课件为粒度资源重复开发严重复变函数傅立叶变换信号处理傅立叶变换信号处理傅立叶变换复变函数傅立叶变换前景素材级共享、课件级共享提高资源可重用性傅立叶变换复变函数课件级共享学校乙学校甲信号处理信号处理复变函数素材级共享学习内容管理系统－LCMS•LCMS是能够创建、存储、管理和发布以学习对象形式存在的个性化学习内容的网络教育应用系统。•LCMS是新一代可共享、互操作的在线教育模式，是网络教育发展的产物。FromIDCWhitePaper•LCMS是目前网络教育发展研究的焦点LCMS研究目标从基于可重用学习对象的学习内容描述信息模型研究入手，结合已有的网络教育技术标准，研究一个支持标准化学习内容的开发、支持学习对象的存储和管理、支持个性化学习内容动态发布的网络教育应用系统，即LCMS，并且设计开发出其原型系统，从而促进网络教育资源的有效组织、管理与共享，以及网络教育系统间的交流。二、学习内容管理系统研究LCMS＝LMS＋CMSLCMS系统架构SkillAnalysisLearner&ContentManagementIndustryStds,APIs,XMLCollaborationTestingVirtualClassroomIntegrationHR/ERPCompetencyManagementLearningObjectRepositoryLearningManagementUserAuthorsLMSLCMSLearnersLearningContentCreateExitingcontentNewcontentCustomcontentLCMS基本构件学习对象库内容制作工具管理系统动态发布系统LCMS研究重点1、相关网络教育技术标准研究2、可重用学习对象技术3、学习内容的标准化描述4、可重用、可共享的学习内容组织与制作5、基于XML的学习对象存储和管理6、学习内容的动态发布7、LCMS与其他应用系统的集成1、相关网络教育技术标准研究•LTSC的学习对象元数据标准•IMS的内容包装规范•ADL的可共享对象参考模型•W3C的扩展标记语言LTSC的学习对象元数据标准•LTSC－LearningTechnologyStandardsCommittee，是IEEE下属的一个专门制定标准的工作小组，其主要工作是制定技术标准、推荐实用、软件使用指南、技术和设计方法•LOM标准的重点是定位、管理和评价知识对象所需的一套最小属性，旨在为学习者或教育者等对学习对象的查找、评估、获取和使用提供支持，同时也支持学习对象的共享和互换。IMS的内容包装规范•IMS－InstructionalManagementSystem，是EDUCOM组织的一个部分，IMS是一个包含有教育、商务和政府部门的全球性的联盟。•内容包装规范旨在为学习内容定义一个标准的数据结构，并且绑定足够的描述信息，以便于学习资源的快速检索、有效的共享和交换。ADL的可共享对象参考模型•ADL－AdvancedDistributedLearning，美国国防部于1997年启动，旨在为美国联邦政府各个部门、企业、教育和培训机构之间实现协作，为模块化在线教育内容和有关的工具创建业务/市场。•SCORM是在已有的网络教育技术标准基础上建立的特定模型，其目的是为了解决课程如何从一个平台转移到另一个平台，如何创建可供不同课程共享的可重用构件，以及快速准确地查找课程素材。W3C的扩展标记语言•W3C－WorldWideWebConsortium，致力于开发在Internet上支持资源共享和系统互操作的多种标准。•XML－eXtensibleMarkupLanguage，是面向数据的文本标记语言，它实现了数据、结构和显示的分离，使得它具有良好的数据存储格式、可扩展性、高度结构化、便于网络传输。2、可重用学习对象技术可重用学习对象（RLO）使学习资源的共享和重用成为可能，是可以使教学设计者创建各种粒度大小的、能在不同的学习情景下多次重用的电子化教学构件。这种可重用的、易组合的教学构件不同于传统的学习内容，它能使用户在不同时间、不同地点发现并重用，而且多个学习对象可相互重新组合，大粒度的学习对象可自由拆分成小粒度的学习对象。3、学习内容的标准化描述1.基于XML的元数据描述技术2.学习内容标准化转换4、学习内容的动态组织与制作将学习内容的物理资源与其逻辑显示结构分开，实际的物理资源存于文件夹或数据库，可供内容开发者任意多次调用，而逻辑组织结构是动态的，可任意增加/删除对象节点，任意更新对象节点对应的学习内容。内容动态组织信息模型单元作业计算机网络课件课件信息2.1分层次原理体系结构参考资料第二章物理层2.2网络原理体系结构2.3TCP/IP与OSI比较第一章概述1、计算机网络的发展2、协议与体系结构学习对象内容清单元数据信息物理资源（实际内容、媒体、评估、协作等）组织结构信息资源信息子内容清单5、学习对象存储和管理学习对象的存储采用半结构化的XML数据存储机制，针对此有三种解决方案：-将XML数据通过一定的映射关系存储到传统的关系型数据库里；-将XML文档映射成一个对象，存储在面向对象的数据库里；-直接存储于XML数据库，如SoftwareAG公司推出的Tamino数据库。6、学习内容的动态发布在学习者学习状态、评估信息、兴趣爱好或者用户的检索请求等的基础上，动态发布满足需求的学习内容，实现自适应的、个性化的学习，同时可将学习内容发布成多种形式。本文研究的是将学习对象发布成HTML格式，用户可直接通过IE浏览。7、LCMS与其他系统的应用集成三、LCMS的设计及原型系统实现系统总体设计思想•多层体系模型•采用开放通用的标准规范，XML作为系统间信息交互的手段；•遵循网络教育技术标准•采用可重用学习对象思想LCMS系统多层体系结构、HR等其他应用系统用户用户层服务层应用层数据层关键技术•多层开发体系技术•构件技术•Java技术•XML技术•LMX技术•EAI应用集成技术原型系统体系架构原型系统功能结构学习内容管理系统内容制作系统内容管理系统内容发布系统学习对象存储版本与权限控制学习内容的检索描述信息显示和转换内容编辑功能内容制作功能描述信息生成功能素材管理功能组织节点的增删改内容动态组织功能描述信息格式化显示自动套用设计模板内容动态发布功能内容制作系统LCMS中设计了一个功能全面、使用方便的标准化内容制作系统。此系统具有所见即所得的编辑功能，可以使没有编程经验（不熟悉XML、HTML及其他网络技术）的制作者快速组织素材而生成基于学习对象的、标准的学习内容，并且提供了与学习对象库的接口。内容制作系统技术功能特色•系统技术特色–采用Java技术，可运行于多种平台–采用XML解析技术–遵循网络教育技术标准–学习内容组织技术符合IMS内容包装规范•系统功能特色–提供所见即所得（WYSWYG）的编辑功能–提供学习内容素材到组织节点间的鼠标拖放操作–提供自动生成学习对象元数据描述功能–提供树状组织结构节点的修改、增加和删除功能内容制作系统主界面节点信息元数据描述内容素材编辑区内容素材添加和删除列表内容树状结构编辑区内容素材列表内容管理系统内容管理系统主要针对学习对象库的管理，其基本功能包括：–学习对象存储–版本与权限控制–学习内容的智能检索–描述信息的格式化显示–描述信息的中英文转换–数据库数据的集成学习对象的存储系统中将学习内容和其描述信息分开存储，描述信息基于面向对象技术，采用SoftwareAG公司推出的Tamino数据库来存储，而实际内容本身以文件形式存于文件服务器，学习内容与其描述信息的对应通过给予唯一的ID来解决。这样不仅提高了数据存储和管理效率，而且有益于学习对象的共享和重用。（1）描述信息的存储itemtitle=course1itemtitle=introduction1/itemtitle=unit1itemtitle=content1/itemtitle=content2//itemitemtitle=summary1//itemcourseunit1summary1introduction1content1Content2DTDTaminoXMLSchemaReadDTDORXMLSchemaintoTaminoSchemaEditorMarkcheckboxesfor(text)indexingSaveXMLSchemawithacollectionnameStoreXMLdocumentusingURLwithcommandprocessinnamedcollection（2）实际学习内容的存储学习内容的存储是在CELTSC发布的“教育资源建设技术规范”的基础上，采用资源粒度大小和素材类型的分类原则，将学习内容存储于text、picture、audio、video、animation、unit、courseware、course文件夹内。学习内容的智能检索系统根据用户的检索要求，返回所有满足要求的学习内容描述信息的XML，用户通过查看XML文档来决定所需的学习资源，而不是直接查看资源。检索少量元数据域值标题关键字版本终端用户类型搜索请求回复完整的XML记录文件?xmlversion=1.0?lomgeneralcatalogentrycatlogueLTSCtest/catlogueentrylangstring2000.000001/langstring/entry/catlogentrycontributecentity...学习内容的智能检索用户用户接口检索服务描述信息库学习资源库学习对象库表示层业务层数据层内容动态发布系统本系统结合了学习对象元数据和内容包装规范思想，提供了在检索结果基础上的内容动态组织，提供了丰富的设计模板和强大的导航机制，使用户可以动态发布基于Web的所需的学习内容，供学习者自主学习。系统设计方案：-采用内容动态发布向导的策略，在JSP、XML解析技术和JavaBeans组件的基础上开发内容发布系统；-采用内嵌于Web的Java小应用程序，其设计思想与内容制作系统类似。四、总结与展望总结•深入研究了网络教育技术标准及学习内容的组织、存储、管理和重用技术等关键技术；•提出了以可重用学习对象库为核心、以XML为信息的传输手段、以相关网络教育技术标准为基础、以XML、Java和JSP技术为支撑的学习内容管理系统的总体设计方案；•实现了LCMS原型系统，验证了本论文的研究思路，并且全面促进了网络教育资源的有效组织、管理与共享，以及网络教育系统间的交流。展望随着网络教育的发展，将对学习内容管理系统提出新的要求。在本论文基础上，不断跟踪标准的更新、技术的发展，进一步研究网络教育技术标准以及系统相关技术，研究系统间应用集成，为人们所急切呼吁的资源实现共享、系统实现互操作、学习实现自适应等打下了坚实的基础，并且为实现网络教育的最终解决方案提供理论上和技术实现上的支持。