一种基于知识点划分的中学网络学习资源库组织结构的设计和实现_崇思教学论

时间:2019-06-30  栏目:理论教育  点击:13 次

一种基于知识点划分的中学网络学习资源库组织结构的设计和实现_崇思教学论

一种基于知识点划分的中学网络学习资源库组织结构的设计和实现

王肖莲

[摘 要] 近年来中学校园信息化过程中的硬件建设已经日趋完善,网络学习已成为研究和应用的热点之一。但是目前的中学网络学习系统在实际应用中暴露出系统资源库组织结构不合理、缺乏灵活性,以及信息孤岛等问题。本文提出一种基于知识点划分的网络学习资源库组织和管理模式,阐述了该模式的关键技术和实现。

[关键词] 网络学习 资源库组织结构 SCORM

1.引言(www.guayunfan.com)

网络学习使用计算机技术和网络技术,为使用者提供了开放的学习环境和丰富的学习资源。中学的网络学习往往是基于资源的学习,资源的组织方式直接关系到学生网络学习的每个阶段。目前的中学网络学习资源库往往过于依赖某种教材,缺乏灵活性,各个学校的资源库不能进行数据共享和交互等问题。

中学网络学习系统中,学习内容的组织形式直接关系到网络学习的有效性。内容组织既要保持传统课程知识组织结构,又要实现一定的灵活性。同时资源库的建设需要标准化,以实现不同系统间的互操作,避免信息孤岛的出现。如何构建正确、丰富、多元、合理的学科资源库,是实现高效的网络学习的基础。本文设计和实现了一种基于知识点的学习资源组织和管理方式,为中学网络学习系统实现资源有效分类和管理提供支持。

2.资源库组织模型

中学网络学习资源主要由课程资源构成,课程资源的表现形式可以是文本、图像、声音等文件。本文提出一种基于目标的知识点划分方法组织资源库,资源库由知识体系和学习资源构成。知识体系的基本单元是知识点,资源库中存放所有课程的相关学习资源,包括课程目标、课程子目标、知识点、课件、习题等。教学目标以及教学课件、习题等资源通过知识点构成相互关联。该模型摆脱了传统中学网络学习资源库对教材的依赖性,可以根据知识点对学习内容进行重新编排和组织。如图1所示。

该模型在逻辑上分为三层:课程目标层、知识点层、课程资源层。在该模型中课程目标是总目标,是整个知识体系的根节点,课程按照章节划分为课程子目标;实现课程子目标需要掌握与之对应的知识点,由于知识体系的内容不仅存在横向的关联性,还存在纵向的交叉性,本系统设计是通过知识点的关联来达到整个知识体系结构的完整和紧密结合。知识点层上是资源库的学习资源,例如课件或习题。这样使整个课程的体系更加清晰,以便于学生从整体上把握知识结构。

由于一个课程子目标中可能包含若干个知识点,知识点之间有复杂的关系。可以通过有向图来描述:如图2所示:在某一节的学习内容中有A、B、C、D、E、F、G、H、I 9个知识点,知识点之间有学习的先后顺序,即知识点的前驱和后继,在学习E知识点之前必须先完成知识点A和B,而在学习知识点D和I之前又必须完成知识点E。通过最短路径的算法可以得到以下知识点序列:(A,B,C,E,D,F,G,H,I),然后将其存储到数据库中。这样,系统资源库中的数据表中仅需要前驱、后继项就可以对有序序列间各知识点的先后关系进行表示了。知识点的前驱和后继的设定可以根据教学或教材的需求灵活设定。

图1 资源库构建模型

Fig.1 Construction Model of Resource Library

图2 知识点优先关系有向图

Fig.2 Priority Digraph On Knowledge Points Relationship

学生在使用基于该模型的网络学习过程中通过课程目标和知识点关联,一方面便于从全局上把握一门课程的知识结构,另一方面通过对各子目标中知识点的逐一学习,进而达到把握整个目标的目的。学生对于学习资源的访问通过知识点的链接来实现,每个知识点可以有多个支持本知识点的学习内容和其他辅助教学文件。所有知识点对应的学习内容及其辅助教学文件则构成了课程资源层。

3.关键技术

可共享内容对象参考模型(Sharable Content Object Reference Model,简称SCORM)是由美国白宫科技办公室与国防部在1997年制定的。SCORM标准主要基于XML和API技术,它提出了一种标准方法来定义和存取关于学习对象的信息,能较好地解决使学习资源从一个平台迁移到另一个平台,创建不同学习资源共享的可重用构件等问题,达到教学资源共享的目的。现在SCORM标准已经成为了国内外网络教育产业广泛推广的技术标准,也是目前网络课程制作中最具有权威的标准[1]。

SCORM标准主要由两种规范组成[2]:内容聚合模型(Content Aggregation Model,简称CAM)和运行时环境(Run-time Environment,简称RTE)。SCORM内容模型描述了学习内容的组成,同时也说明了组成学习单元的可重用学习资源的最小粒度。SCORM内容模型主要由以下几部分所组成:微单元(Assert)、可共享内容对象(SCO)、内容组织(Content Organization)和内容聚合(Content Aggregation)。

4.资源库实现

SCORM标准的元数据支持对上文提出的资源库组织模型的实现。可以根据需求使用元数据对资源进行描述,从而灵活的组织学习资源。一个内容模型的物理形式是内容包。如图3所示。一个内容包包含了一门课程所有资源,包括课件资源、题库资源等。以知识点作为内容聚合的最小单位SCO,一个SCO可以包含若干个Assert。这里的Asserts可以是由文本、图像、声音以及任何可以用Web方式呈现给学习者的物理文件。内容组织是对SCO的一种有效的组织方式。内容组织的结构与资源库的构建模型相对应,它是基于课程目标划分的。内容包包括元数据(Meta-data)、内容组织(Organizations)、资源(Resource)和物理文件。内容包的清单文件使用XML语言对以上资源进行描述。

图3 内容包组织结构

Fig.3 Structiure of Content Package Organization

SCORM内容模型的组织通过内容包的包装来呈现。内容包的制作主要由两部分组成:(1)一个清单文件(imsmanifest.xml),该文件描述了内容包的资源、资源的组织结构以及资源映射。(2)一些课程资源的物理文件。

以下是清单文件对一门课程中某个知识点课件资源的元数据描述(元数据描述解释见附录):

[1]<metadata>

[2]<imsmd:lom>

......

[82] <imsmd:identifier>ch20091201</imsmd:identifier>

[83]   <imsmd:name>chapter1-1</imsmd:identifier>

[84]   <imsmd:next>

[85]    <imsmd:value>ch20091202</imsmd:value>

[86]   </imsmd:next>

[87]   <imsmd:previous>

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

[89]   </imsmd:previous>

[90]   <imsmd:parent>

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

[92]   </imsmd:parent>

[93]   <imsmd:lever>

[94]    <imsmd:value>easy</imsmd:value>

[95]   </imsmd:lever>

[96]   <imsmd:visible>

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

[98]   </imsmd:visible>

[99]   <imsmd:necessity>

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

[101]   </imsmd:necessity>

......

[188]  </imsmd:lom>

[189] </metadata>

5.结束语

中学网络学习系统所要存储的资源将会越来越多,如何高效存储,管理和组织好这些数据是本文阐述的主要内容。本文提供了实现资源库组织模型的关键技术和主要实现,为创建科学、合理的中学网络学习系统提供参考和依据。

参考文献

[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.

附录:

注:本系统对知识点的元数据描述是在原来SCORM定义的9个元数据描述属性的基础上增加了6个属性,见表1所示,灰色为增加的属性:

表1 知识点的元数据描述

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