基础教育资源库建设

心诚则灵 · 发表于 2004-9-9 03:06:23

【戴晓东】新课标与资源库建设漫谈之7-教学资源库工程化开发
戴晓东	浏览次数： <SCRIPT src="http://www.online-edu.org/cgi-bin/newarticle/count.cgi?id=759;class=46"> <script> 复制代码 193

[摘要] 教学资源库是信息化教育的基础设施，教学资源库只有实行工程化的产品开发模式才能保证其规模和质量。本文讨论了教学资源库的工程化开发模式及开发过程中的质量保证。 　　[关键词] 教学资源库  工程化开发 　　教学资源库是信息化教学的基础设施。教学资源库只有在规模、质量和服务上得到保证，才能担负起为课程改革和“信息技术与课程整合”实践创造基础条件的使命。为此，教学资源库的开发应该实行工程化的产品开发模式，使教学资源库产品化。所谓产品，除了必须具有明确的使用功能外，还必须有可靠的产品标准和稳定的产品质量。 　　教学资源库的开发，与一般的软件开发有很多相同点，比如产品都以数据形态产出、产品的功能设计都是面向特定的用户需求、产品的使用功能都通过软件的技术功能实现、产品开发的流程都要经过需求分析、系统设计、开发测试环节等。但更多的是不同点，比如资源库产品的规模一般都很大，往往由大量不同形式、不同使用功能的数据和软件构成，并且按照一定的结构形成数据库甚至知识库；比如资源库产品是内容与技术的统一体，内容及其呈现形式也是实现产品功能的重要基础，并且内容的选材和技术表现形式都包含某种教学逻辑，等等。 　　教学资源库工程化开发的核心是产品标准化。所谓产品标准化概括地可以分为内容标准化、技术标准化、工艺标准化、开发流程标准化和岗位职责标准化。此外工程化开发模式还需要一支结构合理、有一定规模的产品开发队伍。内容标准化本身就是一个很值得专门探讨的大课题，这里只重点地讨论工程化的产品开发流程。 　　教学资源库产品的开发流程主要包括设计（包括教学设计、交互设计）、实施（即资源的教学加工，包括技术处理、多媒体设计制作、软件开发）和验收（包括产品合成、测试、审核等）三个阶段。 　　1. 设计 　　设计包括教学设计和交互设计，其本质是从内容、形式、功能等方面明确产品的开发目标。 　　教学设计主要地包括分析和设计两个环节。分析包括学习者特性分析、教学内容分析和学习需要分析；设计包括教学目标设计、教学媒体选择、教学方法设计。分析和设计两个环节密不可分，分析是设计的基础，分析的过程已经渗透着某些设计活动；而设计的过程不断产生反馈，促使再分析和深入分析。作为资源开发的教学设计，除了总结一般性的教学规律外，直接目标是获得以下结果，即需要哪些资源，资源的媒体形式和资源应该具有的教学功能。 　　所谓交互设计，是指采用恰当的多媒体技术、建模技术、网络技术等计算机技术，以特定的内容呈现形式和交互形式来实现资源（尤其是动画课件类资源）的教学功能。交互设计和教学设计也是紧密相承的两个环节，教学设计是交互设计的基础，但交互设计绝不仅是教学设计的技术实现（尽管交互设计更多地是从技术的角度进行），更重要的以技术提升资源的教学功能甚至创造新的教学功能（必要的时候，需要根据交互设计重新优化教学设计）。 　　教学资源开发难是普遍的共识，最主要的原因就在于教学资源是内容与技术的统一体，需要既熟悉先进的教育理念，又有丰富的教学实践经验，又掌握多媒体技术、计算机技术的人员来进行设计，但实际上具备上述三种本领的人才凤毛麟角，所以可行地是使用具有前两项能力的人员进行教学设计，使用具有后一项能力的人员进行交互设计；而且，前者必须了解并初步掌握信息技术、具备“信息技术与课程整合”的实践经验，后者必须具备一定的教育技术，最好同时具有一定的教学经验。同时，二者简单地组合是不够的，必须建立充分的交流、沟通机制和氛围，取长补短、共同创新。 　　2. 实施 　　实施即资源的教学加工，其本质是按照设计要求产出合格的产品。 　　教学加工包括资源标引属性层面的加工、资源表现层面的浅层加工、资源表现层面的深度加工、资源交互层面的加工、资源组织层面的加工、资源教学示范层面的加工（关于资源教学加工的阐述请参阅另一篇文章“资源库建设方向-环境工具与方法”）。不同类型的资源需要采用不同的加工模式、经历不同的加工流程。教学加工的目的是实现资源的设计目标，经过“教学加工”的教学资源，不仅具有多媒体资料的属性，更具有“承载先进教学思想的教学和学习工具”的工具属性。 　　教学加工的过程中，需要落实相应的技术标准（包括多媒体设计制作规范、程序开发制作规范等）和工艺标准（包括图形图像处理规范、音视频处理规范、文字编辑规范、网页编辑规范等）。 　　3. 验收 　　验收包括产品合成、产品测试、产品审核等环节，其本质是评价产品质量。 　　质量保证工作应该贯穿整个产品开发过程。完备的内容标准、技术标准、工艺标准，严谨的开发流程都是保证产品质量的基础，此外严格的质量管理制度也是必要并且必需的。但这里想指出的是，除了以上因素，在产品（尤其是教育资源这样的创造性产品）开发中，人的因素至关重要。如何建立满足岗位要求的开发队伍，如何处理好开发过程中创新思想的充分沟通是保证教育资源产品开发质量的重要课题。前面提到，教育资源的开发需要具备不同领域特长的开发人员充分交流、共同创新，只有良好的沟通机制和氛围才能完成1+1>2的创造性劳动。 　　教学资源产品的质量评价，包括内容、形式、技术等诸要素，但最核心的是它是否达到了产品的设计目标、是否满足了用户的使用需求。这是两个层次的评价，第一层次是相对于产品设计目标的，一般地说达到了产品设计目标的产品就是合格产品；第二个层次是相对于用户需求的。合格的产品不一定都能满足用户需求、让用户满意，也就是说有可能产品的设计目标就没有达到用户需求。对于教育资源产品来说，主要的用户是教师和学生，用户的个性需求相对多样，要达到第二层次也远比一般的产品困难，所以教学资源库产品工程化开发的目标是在设计环节努力追求第二层次，在实施和验收环节保证达到第一层次。     　　教育资源产品是教育技术应用的产物，而教育资源产品的开发，是建立在对教育的理解和认识的基础上的。素质教育是教育的理想目标，课程改革、教育信息化、信息技术与课程整合，都是在追求这个目标进程中的探索和实践，因此，教育资源产品的设计和开发人员，必须对这些领域进行长期的跟踪和必要的研究，只有这样才能保证产品的可持续发展。</

心诚则灵 · 发表于 2004-9-9 03:29:41

【庄秀丽】资源库的互操作框架
在线教育资讯网庄秀丽	浏览次数： <SCRIPT src="http://www.online-edu.org/cgi-bin/newarticle/count.cgi?id=487;class=35"> <script> 复制代码 1168

　　1 引言　　因特网上教育教学资源遍及全球、异常丰富，但面对来自传统资源的数字化处理、不同厂商不同结构资源库、因特网上教育门户网站、网校、学科资源站点、以及数字图书馆等这些资源相对集中、结构各异、分散存储的教育教学资源，需要进行科学的组织管理，才能优化基于网络的教育教学资源服务。目前，无论是宏观上“校校通”工程、新一轮基础教育课程改革的推进和实施，还是具体的校园网的建设、城域教育信息网的建设、以及信息技术与学科整合的探索等等，都迫切需要有着丰富题材、形式多样、基于合理的开放的共享的组织体系管理的教育教学资源，因此，如何充分利用网络环境来科学组织管理教育教学资源、实现不同资源库管理系统之间的互操作、提供高效优质的教育教学信息资源服务已经成为教育信息化发展进程中人们关注的焦点。　　2 国内外研究现状　　有关教育资源库管理系统互操作的研究探索现状可以从三个方面来阐述，一是在资源元数据定义上的探索研究，二是在其它相关管理系统互操作方面探索研究，三是在资源库管理系统本身互操作上的探索研究。　　2.1 资源元数据　　资源元数据的规范和定义是进行资源库管理系统互操作研究的基础。　　目前，国内外关于教育资源元数据标准化的研究很多，国外的研究有IMS的Learning Resource Metadata（学习资源元数据规范），IEEE LTSC（Learning Technology Standards Committee，学习技术标准委员会）的LOM（Learning Object Metadata：学习对象元数据模型）、OCLE（Online Computer Library Center）Dublin Core的Dublin Core元数据标准，等等；国内的研究有教育信息化技术标准委员会CELTSC （Chinese e-Learning Technology 　　Standardization Committee）的学习对象元数据规范CELTS_3，教育资源建设技术规范CELTS_41，基础教育资源元数据规范CELTS_42，等等。其中“教育资源建设技术规范（CELTS_41）”是我国CELTS标准体系中专门针对教育资源建设，在重点参考国际LOM模型的基础上，提出的非常具体的资源属性标准，是具有很强的实践指导意义的行业专用标准。“教育资源建设技术规范（CELTS_41）”对资源属性的界定主要包括必须数据元素（LOM核心集）、可选数据元素（通用可选集）、分类数据元素（分类扩展集），其中必须数据元素与学习对象元数据规范（LOM）中的必须数据元素是一致的，它是任何类型的资源都必须具备的属性标注；可选数据元素是从学习对象元数据规范（LOM）的可选数据元素中抽取出了与教育资源密切相关、并对各类教育资源都适用的属性集合；分类数据元素的分类扩展是根据九类资源（媒体素材、试题、试卷、课件、文献资料、案例、常见问题解答、资源目录索引和网络课程）各自的特点，从LOM模型的可选集中选取与某类资源密切相关的属性，并补充了一些基本的、必要的特殊资源分类属性。这些研究定位于对资源的描述（元数据）层次的研究成果，为资源库管理系统互操作规范的研究和制定奠定了基础。　　2.2 SIF规范与EMIF规范的制定与实施　　２.２.１SIF规范制定与实施　　SIF是针对基础教育领域教育软件间的互操作，于1997年开始，由美国80多家教育软件公司和社会团体发起的学校管理软件互操作规范的制定活动，并将最终的解决方案命名为SIF（Schools Interoperability Framework），即学校互操作框架。　　SIF的体系结构是一种分布式联网系统，建立在代理程序和一个称为ZIS(Zone Integration Server 区域集成服务器)的中间层服务器基础上。每个应用程序软件都创建代理程序，它们充当应用程序与ZIS之间的接口。代理程序之间并不直接通信，而是通过ZIS间接通信，ZIS是框架中所有代理程序的集成点。SIF的关键是一种SIF报文接发协议所使用并描述所有对象的公共XML数据词汇。该词汇中最重要的两个部分是：描述交互协议的报文和报文发送的对象。ZIS理解SIF报文规范中所描述的所有报文，代理程序使用报文执行提供数据、预约事件、发布事件、请求数据以及响应请求。目前在美国校园有很多软件平台都遵循ZIS规范，实现校园内数据共享。　　２.２.２EMIF规范　　EMIF规范是CELTS技术规范体系中《教育管理信息系统互操作规范（CELTS_40）》的简称。该规范在对SIF规范进行了深入研究的基础上，参考了SIF体系结构与报文规范，建立了我国教育管理信息系统互操作框架（EMIF），并引用了《教育管理信息化标准》的第一部分（学校管理信息标准）作为EMIF的数据规范部分。2002年10月，教育部发布了《教育管理信息系统互操作规范（CELTS_40）》的征求意见稿。《教育管理信息系统互操作规范》是为了使不同的教育管理信息系统之间能够交换和使用彼此的信息而制定的教育管理信息系统的技术规范。　　EMIF规范主要由三个部分组成：EMIF的体系结构，EMIF报文规范，EMIF数据规范。EMIF数据规范是最基本的规范，它是EMIF报文规范的基础，是对EMIS系统导出的数据模式进行的规定。而EMIF报文规范则是建立在EMIF数据规范之上，通过报文将数据包装起来，而报文则包含了报文发送者、发送时间、发送地点等内容，报文规范对11类报文的数据模型进行了定义。EMIF体系结构则描述了构成整个互操作框架的各类组件，组件各自的功能以及互操作的实现模式。EMIF框架的最终建立必须以框架内各组件对报文规范和数据规范的遵守为前提 ZIS规范和EMIF规范的制定与实施，为资源库管理系统互操作规范的制定积累丰富的经验，提供了非常有价值的信息。　　2.3 资源库互操作实际探索　　对资源库互操作本身的探索早在2000年CELTS_41规范刚开始制定的时候，北京师范大学现代化教育技术研究所就密切关注和吸收CELTS_41的阶段性研究成果，与北京校际通信息技术有限公司进行全权合作，并运用计算机软件前沿发展技术，积极从事资源库管理系统互操作平台的研究和开发工作，从理论和技术上分别总结提出和实现了基于内容层次的不同资源库资源内容互操作、基于元数据层次的资源库互操作和基于资源服务提供商松散偶合的资源互操作。该资源库互操作系统平台已经在广东和深圳的资源建设中得到成功实施，并获得专家好评。其中基于资源内容的资源互操作，目前已经成功互操作合作的厂商资源库有校际通公司本身前一代资源库管理系统，国之源资源库、石家庄陆军学院资源库等。基于元数据层资源互操作已经实现将深圳市电教馆、宝安区电教馆资源库等通过建立深圳区域资源元数据服务中心成功进行了互操作，实现了数据共享和互操作。　　在国外虽然将资源库管理系统的互操作做为标准规范进行制定的工作还没有正式进行，但也有很多组织结构联合厂商进行相关平台的开发研究工作。例如英国JISC（The Joint Information Systems Committee）所发起的DNER（Distributed National Electronic Resource）计划，旨在建立一个国家级的分布式的数字资源环境，DNER计划的一个重要组成部分就是有关不同资源库管理系统之间的互操作的研究和实现。目前有关DNER的研究仍在进行中。　　综上所述，教育资源库系统互操作框架的建立有极其重大的现实意义，也具有相当程度的可行性。无论是在基础资源元数据的探索研究上，还是在其它相关系统互操作的探索实施上以及对资源库本身互操作的探索行动，都为资源库管理系统互操作规范的制定奠定了可性的基础。　　3 教育资源库管理系统互操作框架的描述　　教育资源库管理系统互操作框架（Interoperability Framework of Educational Resource Management System，简称IFRM），是针对不同教育资源库管理系统之间的互操作问题提出的一个解决方案，该方案以制定规范的形式详细阐释和定义了不同资源库管理系统之间进行互操作的体系结构规范、接口规范、数据规范。IFRM的制定和实施，构建了不同教育资源库管理系统进行互操作的框架标准，为最大限度内实现数据共享提供了保证。　　3.1 IFRM的体系结构　　IFRM采用的是一种层状分布互联的体系结构，它的核心部分是通过区域资源服务中心（Zone Integration Server Center，简称ZISC）将一个区域内的各个教育资源库管理系统关联起来。ZISC作为区域资源服务中心，一方面为各个资源库站点提供注册服务并管理维护注册信息，另一方面实现对各个注册站点资源库元数据信息的汇集与同步管理。　　举一个典型事例，在一个地区教委，IFRM使得不同厂商开发的资源库管理系统彼此相连。这些不同厂商开发的资源库管理系统，有的直接安装在地区教委的信息资源中心，有的直接安装在本地区各所学校，无论是安装在教委的还是安装在学校的资源库系统都要到本地区的ZISC去注册，然后ZISC会及时获取并同步安装在不同资源站点的资源库元数据信息。　　正是通过ZISC使得由不同厂家开发、安装在不同地点的资源库在逻辑上成为一个相关联的整体，同时不同区域的ZISC之间又可以通过更上一层的ZISC实现彼此间的互操作，从而构建了一种层状分布互联的资源库互操作体系结构，如图1所示：

　　根据IFRM分层互联体系结构可以看出，IFRM构建是一个开放性的资源库互操作模型。由一个ZISC实现一个区域内的资源库系统互操作。IFRM的各个区域ZISC也可以通过更上一层ZISC进行互操作，实现区域间数据的交换。经过这样的扩展，IFRM的范围可以小到学校，大到省市、甚至国家，只要遵循IFRM的规定，都可以成为框架的一部分，实现网络内各个资源库管理系统资源数据的共享与互操作。　　3.2 IFRM的互操作机制　　IFRM将ZISC作为其实现基于元数据信息的资源库互操作的核心，同时根据实际对基于资源内容实体批量互换的需求，IFRM还定义了基于资源内容层资源库的互操作（图1中虚线所示）模式，另外为了更好地促进资源运营建设，IFRM还定义了基于资源站点服务提供商注册信息的松散偶合的资源库的互操作模式。依据IFRM实现互操作对单个资源库管理系统聚合粒度要求的不同，可以将IFRM所定义的资源库互操作模式依次分为三个层次，分别为：　　基于资源内容层的互操作；　　基于元数据层的互操作；　　基于资源服务商松散偶合层的互操作；　　第一层次基于资源内容层的互操作，就是不同资源库管理系统之间资源记录的批量互换。基于内容层的互操作是一种逻辑结构简单、较为机械的一种资源数据互换模式。IFRM通过定义包含资源数据的XML文档结构、资源库内容导出接口、资源库内容导入接口来实现。只需要导出资源内容的资源库管理系统实现导出接口，并将其库中的资源内容导出生成符合规范的XML文档，另一需要导入资源内容的资源库管理系统将该XML数据文档作为输入项，通过导入接口将XML中的资源数据导入到本地资源库管理系统中。这种模式在资源库管理系统需要批量扩容时常被用到。　　第二层次基于元数据层的互操作模式是通过建构ZISC来实现不同资源管理系统间的互操作。ZISC维护了一个资源站点注册中心，并根据资源库注册信息来同步不同资源库的元数据信息，其同步类别包括初始化同步和刷新同步两大类。基于元数据信息的互操作在规范的定义中包括了对站点注册接口及其代理功能的定义、元数据同步接口及其控制代理功能的定义、以及为终端用户提供基于元数据信息的应用接口及其代理功能的定义。资源站点注册代理主要负责为不同资源库管理系统提供注册功能，并对注册信息提供浏览查询修改删除的功能；元数据同步控制代理负责对元数据同步策略和同步过程的管理；基于元数据的应用代理主要是为终端用户提供基于元数据信息的检索查询等应用功能。基于元数据层的资源互操作对实现区域资源的共享建设有着重要的指导和规范意义。　　第三层次基于资源服务提供商松散偶合的资源库互操作是通过采用类似Web Service技术规范构建一个通用教育资源描述、发现、集成中心（Universal Description, Discovery, and Integration，UDDI），为所有想发布资源内容信息的资源库厂商、资源内容服务提供商提供以及终端用户提供一个完全基于互联网络分布存放的松散偶合的资源互操作模式。IFRM规范定义中包括了UDDI站点注册接口及其代理功能的定义、实现资源库松散偶合互操作的Web服务接口的定义、以及为终端用户提供服务的应用接口及其代理功能的定义。其中UDDI注册代理负责不同资源库厂商、资源内容服务提供商进行注册并对注册信息进行管理；应用代理根据Web服务接口的定义内容负责面向终端用户提供具体的应用服务。在第三层次松散偶合的互操作模式中，在UDDI中心并不集中维护不同资源库元数据信息或资源内容信息，而只维护不同资源站点的注册信息，但是这些注册信息中必须包括各个资源库所实现的规范中定义的Web服务接口函数的发布的URI地址信息。第三层次资源库互操作模式为实现完全基于互联网络更宽泛的资源共享提供了很好的思路、方案以及互操作规范指导。

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