远程学习数据库(数据库)

时间：2022-12-07 16:30:02 | 来源：信息时代

时间：2022-12-07 16:30:02 来源：信息时代

    远程学习数据库 : 远程学习数据库构建远程教学环境下的存储机制。它配合随时随地学习的新需求,以及强调学习资源的可移植性(portability)、可重用性(reusability)和互通性(interoperability),进而影响数据存储系统的架构。
在数据库技术的发展中,由于数据处理需求的变化,数据的存储方式和结构也随之产生了变化。例如,由传统的数据库演变为数据仓库,这是因为数据处理的重点不再是追求高效率的联机处理,而是强调对海量数据的分析能力。以实体-关系模式配合规范化理论,企图降低整体数据重复而减少异常现象、并提高整体运行效率的传统数据库运作方式,已转变为数据仓库星状模式的存储架构,这种架构采用单一事实数据表(fact table)搭配维度表(dimension table)的维度存储方式,具备了快速深入各切面的能力,以满足支持决策分析的需求。
1.根据存储内容建立远程学习数据库
(1)学习者数据库:学习者数据库中不仅存储学习者个人基本信息,还应包括学习者在进行学习时的学习历程记录,即学习者所有学习经过的记录,包括: 学习课程、学习次数、学习时间、学习路径等。学习历程的记录是一种辅助教学者衡量学习者学习成效的有效方法,通过这种方法,可以了解学生在学习活动中的学习情况,并通过数据挖掘工具或数据立方体(data cube)予以分析,进一步反馈到课程设计中进行内容调整; 对于学习者自身,则可以根据这些学习记录,除了了解自己的学习情况外,还可作为学习的凭证,能够在任一个LMS上累积,而不至于因环境的变化而中断学习。
学习历程记录可以是历史数据库系统的一种。在这类数据库系统中,任何变动的时间点、内容都会被完全记录,形成新版本的数据,不会因更新而消失。它是一类与时间有关的时态数据库系统。
(2) 内容对象库(repository): 越来越多的E-learning产品开发者都认识到内容对象库存在的意义。对于自身产品只能通过无法掌控的搜寻引擎来让使用者发现其存在性,这样被动的等待形同于将产品置于网络孤岛之上,无法进行主动且有效的行销。另一方面,课程设计者也习惯于从网上寻找相关的内容对象,且不希望自己设计的学习资源被存放在查询不到的地方。因此,当内容对象库可以在网络上使数字化资源被存储、检索以及重复使用时,应将内容对象库列为重要的原始需求。美国Wisconsin的ADL学术协同实验室,在2004年曾提出一份针对内容对象库的问卷,综合问卷的结果,定义了内容对象库应包含的三种基本功能: ①元数据的管理(metadata management)。远程教育专家对于内容对象库系统能否有效且直接地组织元数据,有若干具体要求,如遵从特定的元数据标准(如LOM、dublin code)、提供编辑元数据的界面、自动产生元数据及根据主题给予索引等。内容对象库系统必须提供足够的工具和资源,以协助建立和管理符合特定标准的元数据,并在元数据汇总后帮助实现课程再利用的目标。②内容管理(content management)。内容对象库系统必须提供有效的界面和工具以便于课程内容的管理,包括: 内容对象的上传与下载;判断使用者的权限。对于未经认证的使用者,内容对象库系统应提供部分通信能力,例如查询或上传;发布数据变化的信息,向用户通报库内数据的变动;实现对内容对象库数据的安全管理; 提供与内容对象相关的版权信息,不论系统是否具备通过加密或其他技术在上传内容对象时执行版权的功能,至少要清楚地标出内容对象的版权状态,便于对知识产权等所有权进行有效管理。③互通性(interoperability)。不论在高度分布的查询系统或是在不同的学习管理系统中,通过内容对象库的跨平台(cross-platform)或开放原码(open-source)等方法,要求系统必须具有与不同标准通信的能力,接受并执行工作流程(workflow),以及提供不受限于内容对象版本的用户参考信息。即内容对象库通过发展、存储、管理、内容检索、内容传递等功能,使内容对象能在网络上被存储(store)、发现(discover)、和重用(reuse)。
2.根据学习形态建立远程学习数据库
理想的远程教学不仅应满足随时随地学习的要求,更重要的是要有能力模拟出传统教室教学的优点。合作式学习是传统教学中最常运用的、培养学生之间互动能力和沟通能力的学习形态。现以合作学习和移动学习分别代表传统与新兴的学习形态来研究远程学习数据库。
(1)合作学习与主动式数据库(active database):合作学习的原理是借助群体压力来激发与强化学习动机和学习效率。现有的计算机辅助学习系统与网络工具,例如聊天室等,提供远程教学模拟传统教室的同步沟通功能。但仍有一些合作学习的功能是一般网络工具无法提供的,如角色的自动衡量与给定。远程教学要达到较佳的合作学习需具备的功能可归纳为:①安排群体学习模式以及构建学习活动,包括定义出群体中的角色、各角色的受限学习活动以及角色间的互动规则。为了在远程教学系统中实现合作学习,定义角色是最基本和最重要的。助教角色可以提出新问题并做总结; 学习者的角色则是在所属组群中发表意见。②自动探测学习事件发生时应引发的议程,为了使议程自动化,系统必须具有探测事件进而触发相关动作的能力。探测事件是否发生需要设立主动机制来检查各种条件是否满足: 而相关动作则是给出反映程序间各种时序关系的信息。③查询学习历程,教师需要查询学生已经学过的内容和应该继续学习的内容,学习过程的记录和时序查询是必要的。
一般数据库系统都是被动式的,即除非用户下达指令,否则系统不会主动做出任何动作。所以合作学习所需要的学习活动自动处理是一般数据库所无法完成的,合作学习需要主动式数据库。使用者设定主动式数据库后,当所关注的事件发生时,就能依照设定的时序自动完成适当的工作。这当中有三个关键问题: 一为时间侦测; 二为规则处理; 三为执行模式。因为主动数据库被定义为“数据库系统加规则”,因此,不仅可支持一般数据库的SQL查询信息,且具有触发、报警、保护和版本控制等支持合作式学习活动所需的功能。
整个合作学习的架构包括用户程序、角色导向的活动服务器与主动式数据库。主动式数据库负责过滤信息以记录用户的活动行为,当主动式数据库将信息解释过后,用户端程序便能指定用户的角色并分派工作; 而角色导向的活动服务器将信息传递给主动式数据库来维护并支援每个用户角色。
(2)移动学习与数据库:由于计算机硬件技术的发展,移动设备的成熟使远程学习更具有动力,并推动了移动学习的发展。根据对于网络环境接入状态的不同,移动设备可以是一个动态的资源接收和传送站,也可以是以固定方式连接网络的固定资料站。由于移动设备在电力供应与存储空间方面有先天的局限,因此会造成数据库在查询最佳处理和课程规划的制定上与一般数据库有不同的考虑。①查询最优化,移动学习由于对存储空间和显示空间的考虑而在数据库系统中往往引入所谓“近似查询结果”和“概略性查询结果”的概念。“近似查询结果”只提供部分不完全的,但能满足一般使用者需求的查询结果,如学习者想要根据测试成绩查询补充教材时,数据库系统并不需要列出所有满足条件的学习资源,而仅列出每一大项中的代表项。此种做法并不会因未列出所有资源而造成学习者的不便,反而能使学习者不会因为资源太多出而迷失重点,同时也能达到节省移动设备能源的目的。而“与位置相关的查询”,是因为移动设备本身“移动”的特性,使同样的一个查询指令在不同位置可能会有不同的查询结果。如进行游戏式学习,学习者此时与当地主机连线查询,希望获得最近的资源站的位置,则查询的范围与结果将因为连线位置的不同而不同。②课程下载规则,因为移动学习环境不定,可能时而连线时而断线,为了避免学习过程因此而受到影响,应把要学习的资源先行下载到移动设备中。但由于移动设备存储空间的限制,因此,一次下载多少内容对象,下载哪些内容对象,学习完成后如何置换及如何更新管理系统,都是数据库应该考虑的问题。