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远程教育(数据库)

时间:2022-12-06 16:30:01 | 来源:信息时代

时间:2022-12-06 16:30:01 来源:信息时代

    远程教育 : 通过有效的数字化学习方式,提高学习效率并降低学习成本,最后达到随时随地、终身、主动学习目的的一种教育方式。
1873年,Anna Ticknor为了向妇女提供接受高等教育的机会,借助邮件寄送方式,将学习资料分送到学习者家中,因此而出现了最早的远程教育。发展至今,远程教育中使用的学习资料已经由纸质方式转变为多媒体电子方式,传递资料则由传统的邮寄方式发展为网络传递;而学习者也由弱势妇女扩展到各年龄、各层面的知识渴求者。随着计算机网络和通信技术的进步,远程教育的概念已不限于距离的扩展,更重要的是借助不同于传统的教学和学习方式,来满足人们随时随地学习的要求。学校教育也得以跨出校门,将知识传播给世界上任何想求知的学习者,实现平衡教育资源的目的。
1.远程教育的优势
(1)无时空限制:传统的学校教学方式,受人力和物力及成本的限制,只能在特定时间和特定空间进行一对多的课堂教学。远距离教学通过课程的数字化,将上课内容以电子档案的形式存储、传输并展现出来,因而学习者可不受时间和空间的约束,任何时间、任何地点,都能通过网络进行学习。
(2)个性化学习:传统教学方式多以教师课堂集体授课,学习行为受限于地点和时间,且教学行为难以重复,更无法兼顾个别学习者的学习要求,导致学习效果的差异。为了克服这些缺点所造成的高成本与低效率的学习状况,远程教育借助于个性化的教学设计,让学习者根据个人的能力,自动调配课程和学习进度,得以根据个体的学习特性进行个性化的学习。
借助于计算机和网络,现今的“资料” 已演化为“信息”,通过网络传播,使知识的积累几乎成等比速度地发展着。现今竞争力的衡量,不再把正确、快速的资料存取作为单一指标,而更强调能否有效地利用倍增的知识单元快速产生新的知识,并进而获取发展的机会。因此,资料的存取和提供知识的数据库成为至关重要的因素。
2. 远程教育资源
随着多媒体文档格式的推出,远程教育这种新型学习模式,对于学习资源设计多样化的迫切需求得以实现。通过制作多媒体文档,可以让学习者更容易地理解课程内容,并且增加了互动性。早期的网络学习资源大多采用HTML(hyper text markup language)语言及其他网页制作技术,如Flash、DHTML等。上述格式由于缺乏足够的规范性和可扩充性,使其他课程制作者难以通过有效的搜寻机制,找到可以利用的资料,造成学习资源共享的困难。每位资源制作者并不一定基于同一种作业平台、使用同一种技术来制作数字化资源,彼此间由于界面或资料的整合问题而无法共享花费了大量时间和精力制作的网络资源。
为此,世界上有很多标准化(学术)组织都在致力于基于网络的教育资源的标准化研究,并起草了一些相应规范,其中影响较大的有: IMS的学习资源元数据规范(learning resource metadata specification,LRMS),学习技术标准委员会(learning technology standards committee,IEEE LTSC)的学习对象元数据模型(learning object metadata,LOM)、都柏林核心诠释数据组织(Dublin core metadata initiative,DCMI)的都柏林诠释数据核心集(the Dublin core metadata element set,Dublin Core)等。
最早的E-Learning标准化组织是AICC(aviation industry computer-based training committee),成立于1988年。AICC制订的若干标准(AICC Guidelines and Recommendations,AGRs)被众多网上学习供应商所采用,成为重要的指标。其中的AGR-010,又称为CMI(computer-managed instruction),用于解决学习课件内容与不同学习管理系统(learning management system,LMS)的互操作问题。
IMS(instructional management system)是美国高等教育协会的非盈利机构EDUCOM(即现在的EDUCAUSE)下的一个项目组,从1997年起就致力于研究基于市场的在线学习开放标准。1998年,IMS和欧洲远程教育多媒体制作与销售网联盟(association of remote instructional authoring and distribution networks for Europe,ARIADNE)联合向IEEE提交了关于教育资源的元数据规范和建议,这个建议就是目前IEEE LOM规范的前身。
LTSC是IEEE下的一个标准化组织,专门对教育软件、教育资源、教育信息系统的开发、管理和维护制订规范。LOM规范的第一个草稿发布于1998年3月,2002年6月成为IEEE的正式标准。LOM主要针对学习对象(learning object)定义了九个方面的数据标准。
此外,欧洲有ARIADNE和LMML(learning material markup language)。1996年,欧洲数国大学组成ARIADNE联盟,希望通过E-Learning的方式帮助专业人员进修。这套标准考虑到欧洲文化背景,强调多语言与多文化的包容性; 支持IEEE LTSC与IMS标准,参考LOM却较LOM更精简。LMML则是德国Passau大学为了配合自己的知识管理系统和网络教材管理体系所制定的标准,适用范围包括大学教育和职业训练的教材。由于LMML是基于XML语言的,对不同应用领域具有相当大的延伸性。它主要着重于对教材内容的描述,较少涉及平台内容。
制订上述标准的目的是提高数字教材的可重用性,使教学资源在不同的LMS中能达到相同的教学效果。但由于众多的标准之间仍缺乏整合,标准的对应和互通问题仍然存在。因此,由美国国防部与白宫科技会联合推动的ADL计划(advanced distributed learning initiative)特别强调不再推出一个新的标准,而将重点放在整合现有的E-Learning规范上。
2000年1月,ADL发布“共享式内容对象参考模型” (sharable content object reference model,SCORM)1.1版本,至今的最新版本是2006年5月发布的SCORM 2004 3rd Ed.。
国内的远程教育近年来发展迅速,高等教育、基础教育、成人教育等各教育领域都已形成多种媒体资源共存的新格局。大力发展现代远程教育,对于促进我国教育的普及和建立终身学习体系,实现教育的跨越式发展,具有重大的现实意义。
2000年11月,教育部组织国内8所高校有关专家开展网络教育技术标准的研制工作,并成立了教育部教育信息化技术标准委员会(CELTSC)。委员会提出了一个比较完整的中国现代远程教育技术标准体系结构,并且产生了11项规范,于2002年2月发布,作为部颁试用标准,不仅作为现代远程教育系统开发的基本技术规范,也作为在网络条件下开发其他各种教学应用系统的参考规范。11项规范包括: 系统架构与参考模型规范、术语规范、学习对象元数据规范、内容包装规范、练习/测试互操作规范、学习者模型规范、学生身份标识规范、学历定义规范、平台与媒体标准引用规范、计算机教学管理规范、教育资源建设技术规范。
总体而言,SCORM模式已被国内外E-Learning产业公认为全球数字学习发展共同遵循的方向。
3. SCORM参考模型
共享式内容对象参考模型。SCORM具有下列特征:①可获取性(accessibility)。学习者可在任何时间、任何地点,通过网络获取所需的学习资源; ②跨平台性(interoperability)。学习资源可以在不同的学习平台上运行; ③耐久性(durability)。技术更新时,不需重新开发或修改应用程序和学习资源; ④可重用性(reusability)。在不同的应用环境下,学习资源可以重复使用。
在SCORM标准中,学习资源的设计被分为三部分,分别为:
(1)内容聚合模型(content aggregation model,CAM)。共享与重用是SCORM标准中最重要的一环。为了实现内容元件的重用,必须制定一套内容元件的表示方式和包装格式。内容聚合模型的设计即以此为目的,由三个部分组成,分别为: 内容模型(content model)、元数据(metadata)和内容包装(content package),定义了内容元件的层次与关系、九大类元数据和一个固定、统一的包装格式,以在跨平台环境下实现共用与交换。在内容模型中,定义了五个层次的内容元件:①素材(asset),构成内容对象的最基本单位,如文字、图像、声音、影像及其他可在网络上传输的数据;②可共享内容对象(sharable content object,SCO),一个或多个素材的集合,至少具有一个学习目标。SCO可与API通信,因此可以被学习管理系统追踪,是可追踪元件中等级最小的元件; ③学习活动(learning activities),一个学习活动可以为学习者提供一个学习资源; 活动还可以包含若干子活动,并允许任意层嵌套; 含有子活动的活动称为簇(clusters),不含子活动的活动称为叶子活动; ④内容组织(content organization),以树状图的形式描述学习活动的组织结构,详细反映所有活动的彼此关联,及叶子活动与学习资源之间的关联; ⑤内容聚合(content aggregation,CA),指教学者根据教学设计理念,将一些内容对象和素材进行结构化的组织和编排,形成一个具有逻辑顺序并呈现特定架构的整体,可达到特定的教学目标。
举例说明各类内容元件。如果在一个Html文档中放置一张Jpeg格式的图片,这个Jpeg文档即为一个“素材”(asset); 由于素材无法与SCORM运行环境的API相互通信,因而必须在Html文档中加入一些Java Script脚本代码,使其能和运行环境通信,这个Html文档就成为一个可共享内容对象(SCO);多个SCO根据设定的顺序和规则形成集合,并包装在教学活动(learning activities)里; 然后将多个教学活动组成整个课程的内容组织(content organization),表示为树状图的形式; 而包含试题文档的内容聚合(content aggregation),则将内容组织与所有的实体资源做一个统一的整合,形成一个课程级的学习资源。实际运作时,以imsmanifest.xml来表示一个内容聚合。
借助于这些内容元件的标准化,教学者可容易地交换资源,达到共用效果。当教学资源的数量很大或分散在不同的数据库中时,为了节省寻找资源的时间,元数据(metadata)的建立与提供是十分重要的。以下为SCORM中定义的九大类元数据: ①总体信息(general),关于内容元件整体情况的信息,如标题、描述、关键字、结构、语言和课程范围等;②生命周期(lifecycle),关于内容元件生命周期的描述,例如,教材版本、教材状态(草案、最终版本等)、教材提供者、提供日期等;③辅助信息(metametadata),九大类元数据以外的辅助信息,如所包含的目录、需参考的xml schema等; ④技术信息(technical),关于内容元件的技术信息,如文档格式、容量、位置、需要支持的作业系统或浏览器类型、支持软件的版本等;⑤教育信息(educational),关于内容元件在教育方面的信息,如教学类型(主动或被动)、教学互动程度、语意程度、教材难度、教学时间、教学对象年龄、教学资源类型等; ⑥权利信息(right),关于学习资源权利的信息,如是否付费、是否有版权等: ⑦关系信息(relation),资源之间的关系,如关系类型、目录等; ⑧注记信息(snnotation),资源的注记记录,如注记日期、补充描述等;⑨分级信息(classification),关于资源分级的信息,如教材目的、教材范围分类等。
内容包装的目的是提供一套标准的包装格式,使资源制作工具可依此包装出一套标准化的课程资源,存储在资源库中,供不同的LMS读取。
包装后的课程资源是一个 PIF(package interchange file)文件和若干重要的描述文档。PIF文件是包含所有课程内容的压缩文档,任何符合SCORM标准的LMS平台都可以根据描述文件解读、使用这些课程资源。
SCORM内容包装使用规定的描述文件名,包括: coursename.html: 读取课程的主要文档;coursename.xml: 记录课程的总体信息元数据;imsmanifest.xml:记录课程的内容组织信息、学习资源的位置信息、学习资源的读取顺序、其他相关的元数据信息(见图1)。


图1 SCORM的内容包装: imsmanifest.xml


(2)实时运行环境(run-time environment,RTE):SCORM的目的是学习资源可以在不同的学习管理系统中重复使用和具有互操作性。要使这些成为可能,必须有公共的方法启动学习资源,公共的机制使学习资源和LMS进行交流,并要有预定义的语言和词汇形成这种交流的基础。实时运行环境从三个方面提供了这种公共机制: 运行启动机制(launch)、应用程序编程接口(APIs)和数据模型(data model)。
就整体框架而言,SCORM将平台环境分为服务器端(server)和用户端(client)。学习者在用户端通过浏览器进行学习,要求学习者输入登录账号和密码以确认身份。
Launch机制的功能是让LMS依照特定条件启动学习资源。LMS可以根据内容包装中定义的顺序,或按照学习者的指示,或依照学习者的学习状况来启动学习资源。比如,当学习者通过课程A的预测启动课程A,否则启动课程B。
SCORM RTE定义了八个API,来支持学习平台和学习资源之间的数据通信,分别处理SCO的启动和结束、学习者信息的获取和存储、传输错误的处理等。
RTE的数据模型则定义了LMS与SCO之间传递数据的格式,如教材版本、学习者浏览时间、学习者进入学习资源的时间、离开学习资源的时间、回应状态、识别码、学习状态等数据的格式。
在SCO中,含有java script的程序会利用API和数据模型与学习管理系统进行互动通信。在整个学习过程中,学习者的每个学习活动将通过双向的数据传送,被详实地记录在服务器端。而教学活动编序引擎(sequence engine),则依照设定的教学活动顺序和规则来进行课程内容的安排。
(3)编序和导航(sequencing and navigation,SN):借助SCORM的内容聚合模型和运行环境,实现了课程资源在不同学习平台上的共用。除此之外,若能使不同的学习者在学习时,可利用同样的学习资源生成不同的学习顺序,将是对远程教育学习效果的一种提升。
SCORM的SN部分定义了编序和导航的相关规范。所谓“编序”,就是对内容元件的发送次序进行排列,而且能够允许SCO传递导航请求,为学习者提供导航控制能力。
SN提供一组不同的编序规则,教学者能够依据不同条件制定不同的教学活动顺序。例如,当学习者进入某个学习内容时,可以依照自己的程度决定是否可以跳过此内容,进入下一内容的学习。如此弹性的学习顺序使个性化教学得以进入远程教育。所谓个性化教学,是指学习者能根据个人的学习需要来组织课程、配置测验,使系统能够判断出学习者的不同学习要求、风格和进展,进而提供不同的导览网页、导览教材,达到缩短学习时间,增进学习的目的。
运行环境中的活动编序引擎(sequence engine)负责服务器与用户端APIs的通信部分。当SE接收到要求后,编序规则(sequence rules)即被启动,并根据学习者的学习行为选择与安排下一个学习内容。在学习过程中,学习者的学习状态会不断改变,因此必须与学习管理系统随时交换信息。

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