遠程教育(數(shù)據(jù)庫)

時間：2022-12-06 16:30:01 | 來源：信息時代

時間：2022-12-06 16:30:01 來源：信息時代

    遠程教育 : 通過有效的數(shù)字化學習方式,提高學習效率并降低學習成本,最后達到隨時隨地、終身、主動學習目的的一種教育方式。
1873年,Anna Ticknor為了向婦女提供接受高等教育的機會,借助郵件寄送方式,將學習資料分送到學習者家中,因此而出現(xiàn)了最早的遠程教育。發(fā)展至今,遠程教育中使用的學習資料已經(jīng)由紙質(zhì)方式轉(zhuǎn)變?yōu)槎嗝襟w電子方式,傳遞資料則由傳統(tǒng)的郵寄方式發(fā)展為網(wǎng)絡(luò)傳遞;而學習者也由弱勢婦女擴展到各年齡、各層面的知識渴求者。隨著計算機網(wǎng)絡(luò)和通信技術(shù)的進步,遠程教育的概念已不限于距離的擴展,更重要的是借助不同于傳統(tǒng)的教學和學習方式,來滿足人們隨時隨地學習的要求。學校教育也得以跨出校門,將知識傳播給世界上任何想求知的學習者,實現(xiàn)平衡教育資源的目的。
1.遠程教育的優(yōu)勢
(1)無時空限制:傳統(tǒng)的學校教學方式,受人力和物力及成本的限制,只能在特定時間和特定空間進行一對多的課堂教學。遠距離教學通過課程的數(shù)字化,將上課內(nèi)容以電子檔案的形式存儲、傳輸并展現(xiàn)出來,因而學習者可不受時間和空間的約束,任何時間、任何地點,都能通過網(wǎng)絡(luò)進行學習。
(2)個性化學習:傳統(tǒng)教學方式多以教師課堂集體授課,學習行為受限于地點和時間,且教學行為難以重復,更無法兼顧個別學習者的學習要求,導致學習效果的差異。為了克服這些缺點所造成的高成本與低效率的學習狀況,遠程教育借助于個性化的教學設(shè)計,讓學習者根據(jù)個人的能力,自動調(diào)配課程和學習進度,得以根據(jù)個體的學習特性進行個性化的學習。
借助于計算機和網(wǎng)絡(luò),現(xiàn)今的“資料” 已演化為“信息”,通過網(wǎng)絡(luò)傳播,使知識的積累幾乎成等比速度地發(fā)展著。現(xiàn)今競爭力的衡量,不再把正確、快速的資料存取作為單一指標,而更強調(diào)能否有效地利用倍增的知識單元快速產(chǎn)生新的知識,并進而獲取發(fā)展的機會。因此,資料的存取和提供知識的數(shù)據(jù)庫成為至關(guān)重要的因素。
2. 遠程教育資源
隨著多媒體文檔格式的推出,遠程教育這種新型學習模式,對于學習資源設(shè)計多樣化的迫切需求得以實現(xiàn)。通過制作多媒體文檔,可以讓學習者更容易地理解課程內(nèi)容,并且增加了互動性。早期的網(wǎng)絡(luò)學習資源大多采用HTML(hyper text markup language)語言及其他網(wǎng)頁制作技術(shù),如Flash、DHTML等。上述格式由于缺乏足夠的規(guī)范性和可擴充性,使其他課程制作者難以通過有效的搜尋機制,找到可以利用的資料,造成學習資源共享的困難。每位資源制作者并不一定基于同一種作業(yè)平臺、使用同一種技術(shù)來制作數(shù)字化資源,彼此間由于界面或資料的整合問題而無法共享花費了大量時間和精力制作的網(wǎng)絡(luò)資源。
為此,世界上有很多標準化(學術(shù))組織都在致力于基于網(wǎng)絡(luò)的教育資源的標準化研究,并起草了一些相應規(guī)范,其中影響較大的有: IMS的學習資源元數(shù)據(jù)規(guī)范(learning resource metadata specification,LRMS),學習技術(shù)標準委員會(learning technology standards committee,IEEE LTSC)的學習對象元數(shù)據(jù)模型(learning object metadata,LOM)、都柏林核心詮釋數(shù)據(jù)組織(Dublin core metadata initiative,DCMI)的都柏林詮釋數(shù)據(jù)核心集(the Dublin core metadata element set,Dublin Core)等。
最早的E-Learning標準化組織是AICC(aviation industry computer-based training committee),成立于1988年。AICC制訂的若干標準(AICC Guidelines and Recommendations,AGRs)被眾多網(wǎng)上學習供應商所采用,成為重要的指標。其中的AGR-010,又稱為CMI(computer-managed instruction),用于解決學習課件內(nèi)容與不同學習管理系統(tǒng)(learning management system,LMS)的互操作問題。
IMS(instructional management system)是美國高等教育協(xié)會的非盈利機構(gòu)EDUCOM(即現(xiàn)在的EDUCAUSE)下的一個項目組,從1997年起就致力于研究基于市場的在線學習開放標準。1998年,IMS和歐洲遠程教育多媒體制作與銷售網(wǎng)聯(lián)盟(association of remote instructional authoring and distribution networks for Europe,ARIADNE)聯(lián)合向IEEE提交了關(guān)于教育資源的元數(shù)據(jù)規(guī)范和建議,這個建議就是目前IEEE LOM規(guī)范的前身。
LTSC是IEEE下的一個標準化組織,專門對教育軟件、教育資源、教育信息系統(tǒng)的開發(fā)、管理和維護制訂規(guī)范。LOM規(guī)范的第一個草稿發(fā)布于1998年3月,2002年6月成為IEEE的正式標準。LOM主要針對學習對象(learning object)定義了九個方面的數(shù)據(jù)標準。
此外,歐洲有ARIADNE和LMML(learning material markup language)。1996年,歐洲數(shù)國大學組成ARIADNE聯(lián)盟,希望通過E-Learning的方式幫助專業(yè)人員進修。這套標準考慮到歐洲文化背景,強調(diào)多語言與多文化的包容性; 支持IEEE LTSC與IMS標準,參考LOM卻較LOM更精簡。LMML則是德國Passau大學為了配合自己的知識管理系統(tǒng)和網(wǎng)絡(luò)教材管理體系所制定的標準,適用范圍包括大學教育和職業(yè)訓練的教材。由于LMML是基于XML語言的,對不同應用領(lǐng)域具有相當大的延伸性。它主要著重于對教材內(nèi)容的描述,較少涉及平臺內(nèi)容。
制訂上述標準的目的是提高數(shù)字教材的可重用性,使教學資源在不同的LMS中能達到相同的教學效果。但由于眾多的標準之間仍缺乏整合,標準的對應和互通問題仍然存在。因此,由美國國防部與白宮科技會聯(lián)合推動的ADL計劃(advanced distributed learning initiative)特別強調(diào)不再推出一個新的標準,而將重點放在整合現(xiàn)有的E-Learning規(guī)范上。
2000年1月,ADL發(fā)布“共享式內(nèi)容對象參考模型” (sharable content object reference model,SCORM)1.1版本,至今的最新版本是2006年5月發(fā)布的SCORM 2004 3^rd Ed.。
國內(nèi)的遠程教育近年來發(fā)展迅速,高等教育、基礎(chǔ)教育、成人教育等各教育領(lǐng)域都已形成多種媒體資源共存的新格局。大力發(fā)展現(xiàn)代遠程教育,對于促進我國教育的普及和建立終身學習體系,實現(xiàn)教育的跨越式發(fā)展,具有重大的現(xiàn)實意義。
2000年11月,教育部組織國內(nèi)8所高校有關(guān)專家開展網(wǎng)絡(luò)教育技術(shù)標準的研制工作,并成立了教育部教育信息化技術(shù)標準委員會(CELTSC)。委員會提出了一個比較完整的中國現(xiàn)代遠程教育技術(shù)標準體系結(jié)構(gòu),并且產(chǎn)生了11項規(guī)范,于2002年2月發(fā)布,作為部頒試用標準,不僅作為現(xiàn)代遠程教育系統(tǒng)開發(fā)的基本技術(shù)規(guī)范,也作為在網(wǎng)絡(luò)條件下開發(fā)其他各種教學應用系統(tǒng)的參考規(guī)范。11項規(guī)范包括: 系統(tǒng)架構(gòu)與參考模型規(guī)范、術(shù)語規(guī)范、學習對象元數(shù)據(jù)規(guī)范、內(nèi)容包裝規(guī)范、練習/測試互操作規(guī)范、學習者模型規(guī)范、學生身份標識規(guī)范、學歷定義規(guī)范、平臺與媒體標準引用規(guī)范、計算機教學管理規(guī)范、教育資源建設(shè)技術(shù)規(guī)范。
總體而言,SCORM模式已被國內(nèi)外E-Learning產(chǎn)業(yè)公認為全球數(shù)字學習發(fā)展共同遵循的方向。
3. SCORM參考模型
共享式內(nèi)容對象參考模型。SCORM具有下列特征:①可獲取性(accessibility)。學習者可在任何時間、任何地點,通過網(wǎng)絡(luò)獲取所需的學習資源; ②跨平臺性(interoperability)。學習資源可以在不同的學習平臺上運行; ③耐久性(durability)。技術(shù)更新時,不需重新開發(fā)或修改應用程序和學習資源; ④可重用性(reusability)。在不同的應用環(huán)境下,學習資源可以重復使用。
在SCORM標準中,學習資源的設(shè)計被分為三部分,分別為:
(1)內(nèi)容聚合模型(content aggregation model,CAM)。共享與重用是SCORM標準中最重要的一環(huán)。為了實現(xiàn)內(nèi)容元件的重用,必須制定一套內(nèi)容元件的表示方式和包裝格式。內(nèi)容聚合模型的設(shè)計即以此為目的,由三個部分組成,分別為: 內(nèi)容模型(content model)、元數(shù)據(jù)(metadata)和內(nèi)容包裝(content package),定義了內(nèi)容元件的層次與關(guān)系、九大類元數(shù)據(jù)和一個固定、統(tǒng)一的包裝格式,以在跨平臺環(huán)境下實現(xiàn)共用與交換。在內(nèi)容模型中,定義了五個層次的內(nèi)容元件:①素材(asset),構(gòu)成內(nèi)容對象的最基本單位,如文字、圖像、聲音、影像及其他可在網(wǎng)絡(luò)上傳輸?shù)臄?shù)據(jù);②可共享內(nèi)容對象(sharable content object,SCO),一個或多個素材的集合,至少具有一個學習目標。SCO可與API通信,因此可以被學習管理系統(tǒng)追蹤,是可追蹤元件中等級最小的元件; ③學習活動(learning activities),一個學習活動可以為學習者提供一個學習資源; 活動還可以包含若干子活動,并允許任意層嵌套; 含有子活動的活動稱為簇(clusters),不含子活動的活動稱為葉子活動; ④內(nèi)容組織(content organization),以樹狀圖的形式描述學習活動的組織結(jié)構(gòu),詳細反映所有活動的彼此關(guān)聯(lián),及葉子活動與學習資源之間的關(guān)聯(lián); ⑤內(nèi)容聚合(content aggregation,CA),指教學者根據(jù)教學設(shè)計理念,將一些內(nèi)容對象和素材進行結(jié)構(gòu)化的組織和編排,形成一個具有邏輯順序并呈現(xiàn)特定架構(gòu)的整體,可達到特定的教學目標。
舉例說明各類內(nèi)容元件。如果在一個Html文檔中放置一張Jpeg格式的圖片,這個Jpeg文檔即為一個“素材”(asset); 由于素材無法與SCORM運行環(huán)境的API相互通信,因而必須在Html文檔中加入一些Java Script腳本代碼,使其能和運行環(huán)境通信,這個Html文檔就成為一個可共享內(nèi)容對象(SCO);多個SCO根據(jù)設(shè)定的順序和規(guī)則形成集合,并包裝在教學活動(learning activities)里; 然后將多個教學活動組成整個課程的內(nèi)容組織(content organization),表示為樹狀圖的形式; 而包含試題文檔的內(nèi)容聚合(content aggregation),則將內(nèi)容組織與所有的實體資源做一個統(tǒng)一的整合,形成一個課程級的學習資源。實際運作時,以imsmanifest.xml來表示一個內(nèi)容聚合。
借助于這些內(nèi)容元件的標準化,教學者可容易地交換資源,達到共用效果。當教學資源的數(shù)量很大或分散在不同的數(shù)據(jù)庫中時,為了節(jié)省尋找資源的時間,元數(shù)據(jù)(metadata)的建立與提供是十分重要的。以下為SCORM中定義的九大類元數(shù)據(jù): ①總體信息(general),關(guān)于內(nèi)容元件整體情況的信息,如標題、描述、關(guān)鍵字、結(jié)構(gòu)、語言和課程范圍等;②生命周期(lifecycle),關(guān)于內(nèi)容元件生命周期的描述,例如,教材版本、教材狀態(tài)(草案、最終版本等)、教材提供者、提供日期等;③輔助信息(metametadata),九大類元數(shù)據(jù)以外的輔助信息,如所包含的目錄、需參考的xml schema等; ④技術(shù)信息(technical),關(guān)于內(nèi)容元件的技術(shù)信息,如文檔格式、容量、位置、需要支持的作業(yè)系統(tǒng)或瀏覽器類型、支持軟件的版本等;⑤教育信息(educational),關(guān)于內(nèi)容元件在教育方面的信息,如教學類型(主動或被動)、教學互動程度、語意程度、教材難度、教學時間、教學對象年齡、教學資源類型等; ⑥權(quán)利信息(right),關(guān)于學習資源權(quán)利的信息,如是否付費、是否有版權(quán)等: ⑦關(guān)系信息(relation),資源之間的關(guān)系,如關(guān)系類型、目錄等; ⑧注記信息(snnotation),資源的注記記錄,如注記日期、補充描述等;⑨分級信息(classification),關(guān)于資源分級的信息,如教材目的、教材范圍分類等。
內(nèi)容包裝的目的是提供一套標準的包裝格式,使資源制作工具可依此包裝出一套標準化的課程資源,存儲在資源庫中,供不同的LMS讀取。
包裝后的課程資源是一個 PIF(package interchange file)文件和若干重要的描述文檔。PIF文件是包含所有課程內(nèi)容的壓縮文檔,任何符合SCORM標準的LMS平臺都可以根據(jù)描述文件解讀、使用這些課程資源。
SCORM內(nèi)容包裝使用規(guī)定的描述文件名,包括: coursename.html: 讀取課程的主要文檔;coursename.xml: 記錄課程的總體信息元數(shù)據(jù);imsmanifest.xml:記錄課程的內(nèi)容組織信息、學習資源的位置信息、學習資源的讀取順序、其他相關(guān)的元數(shù)據(jù)信息(見圖1)。

圖1 SCORM的內(nèi)容包裝: imsmanifest.xml

(2)實時運行環(huán)境(run-time environment,RTE):SCORM的目的是學習資源可以在不同的學習管理系統(tǒng)中重復使用和具有互操作性。要使這些成為可能,必須有公共的方法啟動學習資源,公共的機制使學習資源和LMS進行交流,并要有預定義的語言和詞匯形成這種交流的基礎(chǔ)。實時運行環(huán)境從三個方面提供了這種公共機制: 運行啟動機制(launch)、應用程序編程接口(APIs)和數(shù)據(jù)模型(data model)。
就整體框架而言,SCORM將平臺環(huán)境分為服務器端(server)和用戶端(client)。學習者在用戶端通過瀏覽器進行學習,要求學習者輸入登錄賬號和密碼以確認身份。
Launch機制的功能是讓LMS依照特定條件啟動學習資源。LMS可以根據(jù)內(nèi)容包裝中定義的順序,或按照學習者的指示,或依照學習者的學習狀況來啟動學習資源。比如,當學習者通過課程A的預測啟動課程A,否則啟動課程B。
SCORM RTE定義了八個API,來支持學習平臺和學習資源之間的數(shù)據(jù)通信,分別處理SCO的啟動和結(jié)束、學習者信息的獲取和存儲、傳輸錯誤的處理等。
RTE的數(shù)據(jù)模型則定義了LMS與SCO之間傳遞數(shù)據(jù)的格式,如教材版本、學習者瀏覽時間、學習者進入學習資源的時間、離開學習資源的時間、回應狀態(tài)、識別碼、學習狀態(tài)等數(shù)據(jù)的格式。
在SCO中,含有java script的程序會利用API和數(shù)據(jù)模型與學習管理系統(tǒng)進行互動通信。在整個學習過程中,學習者的每個學習活動將通過雙向的數(shù)據(jù)傳送,被詳實地記錄在服務器端。而教學活動編序引擎(sequence engine),則依照設(shè)定的教學活動順序和規(guī)則來進行課程內(nèi)容的安排。
(3)編序和導航(sequencing and navigation,SN):借助SCORM的內(nèi)容聚合模型和運行環(huán)境,實現(xiàn)了課程資源在不同學習平臺上的共用。除此之外,若能使不同的學習者在學習時,可利用同樣的學習資源生成不同的學習順序,將是對遠程教育學習效果的一種提升。
SCORM的SN部分定義了編序和導航的相關(guān)規(guī)范。所謂“編序”,就是對內(nèi)容元件的發(fā)送次序進行排列,而且能夠允許SCO傳遞導航請求,為學習者提供導航控制能力。
SN提供一組不同的編序規(guī)則,教學者能夠依據(jù)不同條件制定不同的教學活動順序。例如,當學習者進入某個學習內(nèi)容時,可以依照自己的程度決定是否可以跳過此內(nèi)容,進入下一內(nèi)容的學習。如此彈性的學習順序使個性化教學得以進入遠程教育。所謂個性化教學,是指學習者能根據(jù)個人的學習需要來組織課程、配置測驗,使系統(tǒng)能夠判斷出學習者的不同學習要求、風格和進展,進而提供不同的導覽網(wǎng)頁、導覽教材,達到縮短學習時間,增進學習的目的。
運行環(huán)境中的活動編序引擎(sequence engine)負責服務器與用戶端APIs的通信部分。當SE接收到要求后,編序規(guī)則(sequence rules)即被啟動,并根據(jù)學習者的學習行為選擇與安排下一個學習內(nèi)容。在學習過程中,學習者的學習狀態(tài)會不斷改變,因此必須與學習管理系統(tǒng)隨時交換信息。