首页 -> 2006年第11期
基于ＸＭＬ技术的可重用学习对象开发
作者：杨艳霞
性的网络课程的解决方案｡
一､学习对象技术的有关概念
学习对象是一种可重用的教学资源构件,其广义的定义是“任何具有重用特性并用来支持学习的数字化资源”｡由学习对象的定义可知:学习对象的核心特性是重用性,即能在不同环境下为不同系统重复使用｡为实现可重用,学习对象还应具有以下主要特性:(1)自足内聚,一个自给自足的学习对象应具有教学内容的完整性,可以单独完成自己的教学功能,而无需过多地求助于其他教学资源或学习对象;(2)可聚合,指多个粒度较小的学习对象可被聚合而重组成更大层次的学习对象,如教学模块､网络课程等,大粒度的学习对象可自由拆分;(3)可共享易搜索,实现重用的前提条件是学习对象容易被系统检索并被不同系统共享｡
学习对象技术借鉴了计算机科学的面向对象思想,将教学内容的实际物理资源与其逻辑显示结构分开,实际的物理资源存在于文件夹或数据库中,供内容开发者任意多次调用｡逻辑组织结构采用开放的标准规范统一的文档格式描述,并利用数据操纵来实现对内容节点的增加､删除､更新｡同时采用元数据描述机制说明教学资源的相关信息,实现学习对象的搜索｡最后将物理资源､逻辑结构说明文档､元数据描述文档以一定方式封装成模块,形成可重用学习对象｡基于学习对象构建的网络课程不仅具有重用性,还具有一定的适应性和可扩展性,可实现个性化的教学策略｡
二､学习对象的制作规范——SCORM可共享内容对象参考模型
有效地使用学习对象,其关键之一就在于利用标准化的学习对象元数据和内容包装信息对教育资源进行一定的组合与封装｡1997年由美国白宫的科技办公室与国防部共同推动的“高级分布式学习先导计划”提出的SCORM标准集合了网络教育技术标准之大成,成为学习对象技术应用的一个重要框架｡标准中的CAM模型定义了如何确认和描述学习对象,提供了把学习资源组合成学习对象,多个学习对象整合成课程的一部分或一个课程的公共方法｡
1.SCORM内容聚合模型组件
SCORM内容聚合模型描述了学习对象模块内部的逻辑构成,其组件依次为:素材(Assets)､可共享内容对象(SCOs)以及内容组织(Content Organization)｡(1)基本素材(Assets)｡基本素材是指呈现在网络客户端的文字､图片､声音等,一般而言,一个单独的基本素材不具有完整的教学作用｡(2)可共享内容对象(SCOs)｡可共享内容对象是一个或多个基本素材的集合,它对外表现为一个细粒度､低等级的学习资源,具有重用性｡例如:一个可共享内容对象可以用在不同的学习体验中来执行不同的课,多个可共享内容对象可以整合成更加高端的教学和培训单元｡(3)内容聚合(Content Organization)｡内容聚合体(Content Aggregation)是依据定义好的内容结构(Content Structure)把学习资源(SCO､Asset)聚合成教学单元,如课程､章､节,形成一次学习经历｡
2.SCORM内容包装信息模型
(1)内容包组成｡一个学习对象对应一个内容包,其中包含两个组件:清单文件描述包中的内容组织结构和相关教学资源,必须定义在内容包的根目录中,实际物理文件组成内容包｡(2)清单文件组成｡清单文件名为imsmanifest.xml,是学习对象逻辑组织结构的说明文档,由以下四个主要部分组成:①Meta-data,内容包元数据,用来描述整个内容包,提供了内容包的自搜索和自发现的功能｡②Organizations,一个包含了教学资源的组织或内容结构的单位,描述内容包中内容的组织方式,给出包中内容的层次及顺序,它可以包含一个或多个Organization,Organization下可包含一个或多个Sco､Asset｡③Resources,在内容包中定义的学习资源集合｡④(sub)Manifest(s),嵌套的子清单｡
3.SCORM内容包制作
将imsmanifest.xml文件和包含该文件引用的XML支持文件以及各级子目录中包含的实际物理文件打包成.zip压缩文件,就形成一个SCORM内容包｡它包含以下文档:一个置于顶层目录的清单文件､一系列教学资源文件､元数据文件,还有一系列XML控制文档,加载到ADL组织的官方网站测试平台后可以发布运行｡
三､使用XML技术实现标准化可重用学习对象
学习对象技术和XML是紧密结合的,XML语言由于具有良好的扩展性和结构化的数据形式,成为学习对象相关标准的最好表示语言,各相关标准都制定了XML绑定子规范｡
1.应用XML语言创建内容清单文档
由前述可知,一个学习对象信息模型是一个对象层次结构,具体而言,一个学习对象可以包含若干知识点,一个知识点又可包含子知识点,XML语言的嵌套结构可以很方便地描述这种层次关系｡因此,使用XML语言编写内容清单文件可以很好地说明学习对象的逻辑结构｡同时,XML文档是计算机可读的,这就意味着,可以用程序来实现从数据库中存储的信息中产生格式化XML文档,也可以用程序来实现读取XML文档和为不同的对象分配正确的属性值,因此内容清单的编写可通过编程自动实现｡
为了使内容清单中的XML语法和嵌套(分层)树结构能正确使用,必须保证XML数据格式规范而且有效,XML Schema描述了XML文档的结构和对它所包含的内容的限制的约束机制｡采用XML语法的XML Schema功能强大,使用灵活,它提供对多种数据类型的支持,并可以利用简单数据类型和复杂类型来构造自己的复杂数据类型,利用面向对象方法中数据类型和结构继承机制来生成可复用代码段,因而可在不同的群体之间共享相同的数据或模型｡基于此,某个学习对象内容包中组件的元素数据模型可以在其他的内容包中被重用｡
2.应用XML查询语言Xquery实现页面内容的可重用
XML的数据模型提供一种统一的方法浏览文档为主或数据为主的信息,同时,XML查询语言提供一种统一的方法来搜索､提取､操作或以别的方式处理信息｡Xquery是W3C推荐的XML数据库查询语言标准,由表达式组成,表达式可以组合成更大的表达式｡表达式中对节点的定位是采用Xpath语法,通过使用Xquery除可以实现查询外,还可构建和转换XML文档｡Xquery语法为多个文档联合查询作了优化,使用Xquery可以在多个XML源文档中获取所需的元素或节点集合,并将其组合成一个新的XML文档｡因此,学习对象的页面内容用XML语言编写,通过Xquery可实现页面内容子元素的重用,大大提高了可重用的粒度｡
3.应用DOM编程实现学习对象的聚合
学习对象技术的核心思想是利用可重用的学习对象构建网络课程,那么如何将多个学习对象聚合成一门课程?大粒度的学习对象可记录一门课程,小粒度的学习对象记录一节课甚至是一个知识点｡由于采用SCORM标准,不同粒度的学习对象其内容清单的格式都是一样的,高层级的内容清单可以嵌套子内容清单,通过对多个子内容清单合并,可以实现多个小粒度学习对象的聚合｡DOM是一个结构化文档编程接口,它定义了XML文档的逻辑结构以及访问和操纵的方法,XML文档中的元素就是DOM树中的节点对象｡在处理DOM时,需要读入整个XML文档,然后在内存中创建DOM树,生成DOM树上的每个Node对象｡由于DOM树提供了复杂的逻辑结构和许多接口,它作为一个整体保存在内存中,可以同时对上下文或前后关联点进行操作,增加文档的任何部分｡因此,通过java编程调用DOM相关接口,可以在高层级内容清单文档中增加､修改､删除､移动学习对象节点,实现多个学习对象的聚合和大粒度学习对象的拆分｡
另外,与HTML语言相比,XML将数据结构与表示方法分离,XML源文档提供数据内容,可扩展样式语言XSL中的XSL转换(XSL-Transformation,XSLT),负责将XML源文档转换成HTML文档或其他XML符号集｡它由一系列模板组成,每个模板就是一种规则,实现从一个输出产生另一个输出,将同一个XML源文档与不同的XSLT样式表关联,可以使其呈现不同的外观,从呈现方式上实现学习对象的重用｡
学习对象技术的应用涉及到网络教学设计理论､SCORM标准和XML技术等领域｡需要说明的是,应用学习对象技术制作网络课程时,SCORM标准的采用并不是必须的,但是建立在开放标准基础上的SCORM内容聚合模型,不仅可以解决学习对象跨平台共享和互操作问题,还可以使内容制作与内容管理分离,使开发者更多地关注有效的学习策略｡同时,XML技术的应用解决了网络教学资源重复建设的问题,将SCORM标准和XML技术结合进行网络课程的开发,有利于提高网络课程的质量,将会满足教育产业界不断扩大的教育和培训需求,强有力地促进网络教育技术的发展｡
(参考文献本刊略)
(责任编辑 张茂林)