一種基于知識(shí)點(diǎn)劃分的中學(xué)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)資源庫組織結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)_崇思教學(xué)論

一種基于知識(shí)點(diǎn)劃分的中學(xué)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)資源庫組織結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)

王肖蓮

［摘　要］　近年來中學(xué)校園信息化過程中的硬件建設(shè)已經(jīng)日趨完善，網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)已成為研究和應(yīng)用的熱點(diǎn)之一。但是目前的中學(xué)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)系統(tǒng)在實(shí)際應(yīng)用中暴露出系統(tǒng)資源庫組織結(jié)構(gòu)不合理、缺乏靈活性，以及信息孤島等問題。本文提出一種基于知識(shí)點(diǎn)劃分的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)資源庫組織和管理模式，闡述了該模式的關(guān)鍵技術(shù)和實(shí)現(xiàn)。

［關(guān)鍵詞］　網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)　資源庫組織結(jié)構(gòu)　SCORM

1.引言(123shoppingwar.com)

網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)使用計(jì)算機(jī)技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，為使用者提供了開放的學(xué)習(xí)環(huán)境和豐富的學(xué)習(xí)資源。中學(xué)的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)往往是基于資源的學(xué)習(xí)，資源的組織方式直接關(guān)系到學(xué)生網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)的每個(gè)階段。目前的中學(xué)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)資源庫往往過于依賴某種教材，缺乏靈活性，各個(gè)學(xué)校的資源庫不能進(jìn)行數(shù)據(jù)共享和交互等問題。

中學(xué)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)系統(tǒng)中，學(xué)習(xí)內(nèi)容的組織形式直接關(guān)系到網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)的有效性。內(nèi)容組織既要保持傳統(tǒng)課程知識(shí)組織結(jié)構(gòu)，又要實(shí)現(xiàn)一定的靈活性。同時(shí)資源庫的建設(shè)需要標(biāo)準(zhǔn)化，以實(shí)現(xiàn)不同系統(tǒng)間的互操作，避免信息孤島的出現(xiàn)。如何構(gòu)建正確、豐富、多元、合理的學(xué)科資源庫，是實(shí)現(xiàn)高效的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)的基礎(chǔ)。本文設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)了一種基于知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)資源組織和管理方式，為中學(xué)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)資源有效分類和管理提供支持。

2.資源庫組織模型

中學(xué)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)資源主要由課程資源構(gòu)成，課程資源的表現(xiàn)形式可以是文本、圖像、聲音等文件。本文提出一種基于目標(biāo)的知識(shí)點(diǎn)劃分方法組織資源庫，資源庫由知識(shí)體系和學(xué)習(xí)資源構(gòu)成。知識(shí)體系的基本單元是知識(shí)點(diǎn)，資源庫中存放所有課程的相關(guān)學(xué)習(xí)資源，包括課程目標(biāo)、課程子目標(biāo)、知識(shí)點(diǎn)、課件、習(xí)題等。教學(xué)目標(biāo)以及教學(xué)課件、習(xí)題等資源通過知識(shí)點(diǎn)構(gòu)成相互關(guān)聯(lián)。該模型擺脫了傳統(tǒng)中學(xué)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)資源庫對教材的依賴性，可以根據(jù)知識(shí)點(diǎn)對學(xué)習(xí)內(nèi)容進(jìn)行重新編排和組織。如圖1所示。

該模型在邏輯上分為三層：課程目標(biāo)層、知識(shí)點(diǎn)層、課程資源層。在該模型中課程目標(biāo)是總目標(biāo)，是整個(gè)知識(shí)體系的根節(jié)點(diǎn)，課程按照章節(jié)劃分為課程子目標(biāo)；實(shí)現(xiàn)課程子目標(biāo)需要掌握與之對應(yīng)的知識(shí)點(diǎn)，由于知識(shí)體系的內(nèi)容不僅存在橫向的關(guān)聯(lián)性，還存在縱向的交叉性，本系統(tǒng)設(shè)計(jì)是通過知識(shí)點(diǎn)的關(guān)聯(lián)來達(dá)到整個(gè)知識(shí)體系結(jié)構(gòu)的完整和緊密結(jié)合。知識(shí)點(diǎn)層上是資源庫的學(xué)習(xí)資源，例如課件或習(xí)題。這樣使整個(gè)課程的體系更加清晰，以便于學(xué)生從整體上把握知識(shí)結(jié)構(gòu)。

由于一個(gè)課程子目標(biāo)中可能包含若干個(gè)知識(shí)點(diǎn)，知識(shí)點(diǎn)之間有復(fù)雜的關(guān)系。可以通過有向圖來描述：如圖2所示：在某一節(jié)的學(xué)習(xí)內(nèi)容中有A、B、C、D、E、F、G、H、I　9個(gè)知識(shí)點(diǎn)，知識(shí)點(diǎn)之間有學(xué)習(xí)的先后順序，即知識(shí)點(diǎn)的前驅(qū)和后繼，在學(xué)習(xí)E知識(shí)點(diǎn)之前必須先完成知識(shí)點(diǎn)A和B，而在學(xué)習(xí)知識(shí)點(diǎn)D和I之前又必須完成知識(shí)點(diǎn)E。通過最短路徑的算法可以得到以下知識(shí)點(diǎn)序列：（A，B，C，E，D，F(xiàn)，G，H，I），然后將其存儲(chǔ)到數(shù)據(jù)庫中。這樣，系統(tǒng)資源庫中的數(shù)據(jù)表中僅需要前驅(qū)、后繼項(xiàng)就可以對有序序列間各知識(shí)點(diǎn)的先后關(guān)系進(jìn)行表示了。知識(shí)點(diǎn)的前驅(qū)和后繼的設(shè)定可以根據(jù)教學(xué)或教材的需求靈活設(shè)定。

圖1　資源庫構(gòu)建模型

Fig.1 Construction Model of Resource Library

圖2　知識(shí)點(diǎn)優(yōu)先關(guān)系有向圖

Fig.2 Priority Digraph On Knowledge Points Relationship

學(xué)生在使用基于該模型的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)過程中通過課程目標(biāo)和知識(shí)點(diǎn)關(guān)聯(lián)，一方面便于從全局上把握一門課程的知識(shí)結(jié)構(gòu)，另一方面通過對各子目標(biāo)中知識(shí)點(diǎn)的逐一學(xué)習(xí)，進(jìn)而達(dá)到把握整個(gè)目標(biāo)的目的。學(xué)生對于學(xué)習(xí)資源的訪問通過知識(shí)點(diǎn)的鏈接來實(shí)現(xiàn)，每個(gè)知識(shí)點(diǎn)可以有多個(gè)支持本知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)內(nèi)容和其他輔助教學(xué)文件。所有知識(shí)點(diǎn)對應(yīng)的學(xué)習(xí)內(nèi)容及其輔助教學(xué)文件則構(gòu)成了課程資源層。

3.關(guān)鍵技術(shù)

可共享內(nèi)容對象參考模型（Sharable Content Object Reference Model，簡稱SCORM）是由美國白宮科技辦公室與國防部在1997年制定的。SCORM標(biāo)準(zhǔn)主要基于XML和API技術(shù)，它提出了一種標(biāo)準(zhǔn)方法來定義和存取關(guān)于學(xué)習(xí)對象的信息，能較好地解決使學(xué)習(xí)資源從一個(gè)平臺(tái)遷移到另一個(gè)平臺(tái)，創(chuàng)建不同學(xué)習(xí)資源共享的可重用構(gòu)件等問題，達(dá)到教學(xué)資源共享的目的?，F(xiàn)在SCORM標(biāo)準(zhǔn)已經(jīng)成為了國內(nèi)外網(wǎng)絡(luò)教育產(chǎn)業(yè)廣泛推廣的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，也是目前網(wǎng)絡(luò)課程制作中最具有權(quán)威的標(biāo)準(zhǔn)［1］。

SCORM標(biāo)準(zhǔn)主要由兩種規(guī)范組成［2］：內(nèi)容聚合模型（Content Aggregation Model，簡稱CAM）和運(yùn)行時(shí)環(huán)境（Run－time Environment，簡稱RTE）。SCORM內(nèi)容模型描述了學(xué)習(xí)內(nèi)容的組成，同時(shí)也說明了組成學(xué)習(xí)單元的可重用學(xué)習(xí)資源的最小粒度。SCORM內(nèi)容模型主要由以下幾部分所組成：微單元（Assert）、可共享內(nèi)容對象（SCO）、內(nèi)容組織（Content Organization）和內(nèi)容聚合（Content Aggregation）。

4.資源庫實(shí)現(xiàn)

SCORM標(biāo)準(zhǔn)的元數(shù)據(jù)支持對上文提出的資源庫組織模型的實(shí)現(xiàn)?？梢愿鶕?jù)需求使用元數(shù)據(jù)對資源進(jìn)行描述，從而靈活的組織學(xué)習(xí)資源。一個(gè)內(nèi)容模型的物理形式是內(nèi)容包。如圖3所示。一個(gè)內(nèi)容包包含了一門課程所有資源，包括課件資源、題庫資源等。以知識(shí)點(diǎn)作為內(nèi)容聚合的最小單位SCO，一個(gè)SCO可以包含若干個(gè)Assert。這里的Asserts可以是由文本、圖像、聲音以及任何可以用Web方式呈現(xiàn)給學(xué)習(xí)者的物理文件。內(nèi)容組織是對SCO的一種有效的組織方式。內(nèi)容組織的結(jié)構(gòu)與資源庫的構(gòu)建模型相對應(yīng)，它是基于課程目標(biāo)劃分的。內(nèi)容包包括元數(shù)據(jù)（Meta－data）、內(nèi)容組織（Organizations）、資源（Resource）和物理文件。內(nèi)容包的清單文件使用XML語言對以上資源進(jìn)行描述。

圖3　內(nèi)容包組織結(jié)構(gòu)

Fig.3 Structiure of Content Package Organization

SCORM內(nèi)容模型的組織通過內(nèi)容包的包裝來呈現(xiàn)。內(nèi)容包的制作主要由兩部分組成：（1）一個(gè)清單文件（imsmanifest.xml），該文件描述了內(nèi)容包的資源、資源的組織結(jié)構(gòu)以及資源映射。（2）一些課程資源的物理文件。

以下是清單文件對一門課程中某個(gè)知識(shí)點(diǎn)課件資源的元數(shù)據(jù)描述（元數(shù)據(jù)描述解釋見附錄）：

［1］＜metadata＞

［2］＜imsmd：lom＞

......

［82］?。糹msmd：identifier＞ch20091201＜/imsmd：identifier＞

［83］　　?。糹msmd：name＞chapter1－1＜/imsmd：identifier＞

［84］　　　＜imsmd：next＞

［85］　　　?。糹msmd：value＞ch20091202＜/imsmd：value＞

［86］　　?。?imsmd：next＞

［87］　　?。糹msmd：previous＞

［88］　　　　＜imsmd：value＞null＜/imsmd：value＞

［89］　　?。?imsmd：previous＞

［90］　　　＜imsmd：parent＞

［91］　　　?。糹msmd：value＞null＜/imsmd：value＞

［92］　　　＜/imsmd：parent＞

［93］　　?。糹msmd：lever＞

［94］　　　?。糹msmd：value＞easy＜/imsmd：value＞

［95］　　　＜/imsmd：lever＞

［96］　　?。糹msmd：visible＞

［97］　　　　＜imsmd：value＞true＜/imsmd：value＞

［98］　　?。?imsmd：visible＞

［99］　　?。糹msmd：necessity＞

［100］　　　　＜imsmd：value＞important＜/imsmd：value＞

［101］　　?。?imsmd：necessity＞

......

［188］　?。?imsmd：lom＞

［189］　＜/metadata＞

5.結(jié)束語

中學(xué)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)系統(tǒng)所要存儲(chǔ)的資源將會(huì)越來越多，如何高效存儲(chǔ)，管理和組織好這些數(shù)據(jù)是本文闡述的主要內(nèi)容。本文提供了實(shí)現(xiàn)資源庫組織模型的關(guān)鍵技術(shù)和主要實(shí)現(xiàn)，為創(chuàng)建科學(xué)、合理的中學(xué)網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)系統(tǒng)提供參考和依據(jù)。

參考文獻(xiàn)

［1］Advanced Distributed Learning Initiative Sharable Content Object Reference Model（SCORMTM）Version 1.2，The SCORM Overview，http://www.adlnet.gov/scorm/

［2］ADL Technical Team.Shamble Content Object Reference Model（SCOr，M）2004 2rid Ediuon2004.

附錄：

注：本系統(tǒng)對知識(shí)點(diǎn)的元數(shù)據(jù)描述是在原來SCORM定義的9個(gè)元數(shù)據(jù)描述屬性的基礎(chǔ)上增加了6個(gè)屬性，見表1所示，灰色為增加的屬性：

表1　知識(shí)點(diǎn)的元數(shù)據(jù)描述