元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)在網(wǎng)絡(luò)多媒體教學(xué)素材庫設(shè)計(jì)中的應(yīng)用

1、中文論文題目: 元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)在網(wǎng)絡(luò)多媒體教學(xué)素材庫設(shè)計(jì)中的應(yīng)用英文論文題目: application of metadata standard in designing a web-based instructional multimedia resource system摘要： 本文從定義入庫規(guī)則，規(guī)范化素材描述，規(guī)范素材格式和標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)記語言四個(gè)方面論述了元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)在網(wǎng)絡(luò)多媒體教學(xué)素材庫設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，并著重從入庫規(guī)則和素材描述的規(guī)范化兩個(gè)方面討論了設(shè)計(jì)方案。在入庫規(guī)則方面，詳細(xì)論述了對(duì)入庫編碼生成的智能化設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。在規(guī)范化素材描述方面，討論了基于學(xué)習(xí)對(duì)象元數(shù)據(jù)描述和現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育資源建設(shè)技術(shù)規(guī)范

2、的素材分層描述。關(guān)鍵詞： 多媒體教學(xué)素材庫 元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn) 現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育資源建設(shè)技術(shù)規(guī)范abstract： this paper discusses how to build a web-based instructional multimedia resource system based on metadata standards from four aspects: the rule of storing resource to database, standardization of data description, standardization of resource data fo

3、rmat, and markup language. this paper focuses on the design of intellectualized creation of code when storing data to database and layered description of resource data based on the combine of the ieee lom and the distance learning technology standard. keywords： web-based instructional multimedia res

4、ource system metadata standards the distance learning technology standard元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)在網(wǎng)絡(luò)多媒體教學(xué)素材庫設(shè)計(jì)中的應(yīng)用application of metadata standard in designing a web-based instructional multimedia resource system王傳華 魏樹權(quán) 盧潔 劉超（中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué) 信息與電氣工程學(xué)院 北京 100094）摘要：本文從定義入庫規(guī)則，規(guī)范化素材描述，規(guī)范素材格式和標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)記語言四個(gè)方面論述了元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)在網(wǎng)絡(luò)多媒體教學(xué)素材庫設(shè)計(jì)中的應(yīng)用，并著

5、重從入庫規(guī)則和素材描述的規(guī)范化兩個(gè)方面討論了設(shè)計(jì)方案。在入庫規(guī)則方面，詳細(xì)論述了對(duì)入庫編碼生成的智能化設(shè)計(jì)和實(shí)現(xiàn)。在規(guī)范化素材描述方面，討論了基于學(xué)習(xí)對(duì)象元數(shù)據(jù)描述和現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育資源建設(shè)技術(shù)規(guī)范的素材分層描述。關(guān)鍵詞：多媒體教學(xué)素材庫 元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn) 現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育資源建設(shè)技術(shù)規(guī)范abstract： this paper discusses how to build a web-based instructional multimedia resource system based on metadata standards from four aspects: the rule of storin

6、g resource to database, standardization of data description, standardization of resource data format, and markup language. this paper focuses on the design of intellectualized creation of code when storing data to database and layered description of resource data based on the combine of the ieee lom

7、 and the distance learning technology standard. keywords： web-based instructional multimedia resource system metadata standards the distance learning technology standard1 引言中國(guó)農(nóng)業(yè)大學(xué)承擔(dān)著國(guó)家教育部新世紀(jì)高等教育教學(xué)改革工程項(xiàng)目現(xiàn)代教育技術(shù)系統(tǒng)建設(shè)及運(yùn)行機(jī)制的研究與實(shí)踐。作為該項(xiàng)目研究的內(nèi)容之一，學(xué)校先后分兩批設(shè)定16門課程的多媒體教學(xué)素材庫建設(shè)項(xiàng)目，同時(shí)建立網(wǎng)絡(luò)多媒體教學(xué)素材庫管理平臺(tái)。本文就網(wǎng)絡(luò)多媒體教學(xué)素材庫管理平

8、臺(tái)建設(shè)中元數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)的應(yīng)用進(jìn)行了論述。為了有效地管理多媒體素材庫以實(shí)現(xiàn)教育資源的共享，應(yīng)通過相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)對(duì)資源進(jìn)行規(guī)范化，并且進(jìn)行統(tǒng)一的組織，以提高資源的利用率。面對(duì)容量巨大、無法進(jìn)行人工管理的信息資源，一般采用元數(shù)據(jù)（metadata）來描述。元數(shù)據(jù)也被稱為是關(guān)于數(shù)據(jù)的數(shù)據(jù)，是專門用來描述數(shù)據(jù)的特征和屬性的，它能用來支持電子資源的定位、發(fā)現(xiàn)、評(píng)估和選擇等。元數(shù)據(jù)規(guī)范提供了一個(gè)定義元素的結(jié)構(gòu)，它可以根據(jù)元素的使用和表現(xiàn)要求來對(duì)資源提供描述和分類，使得尋找和使用資源的過程更有效。2 多媒體教學(xué)素材庫的功能多媒體教學(xué)素材庫的主要功能為：個(gè)人素材庫功能、公共素材庫功能、素材管理功能、素材查詢功能。(1)

9、 個(gè)人素材庫功能：為了方便教師對(duì)自己所教課程的素材進(jìn)行管理和使用，為教師設(shè)計(jì)了個(gè)人素材庫功能。它為教師提供了一扇“窗口”，通過這扇“窗口”，教師可以瀏覽所有由他本人上傳的素材，并有權(quán)對(duì)這些素材進(jìn)行增加、刪除和下載。(2) 公共素材庫功能：是所有個(gè)人素材庫中的素材的集合，公共素材庫中的素材可供所有用戶進(jìn)行檢索、瀏覽和下載。(3) 素材查詢功能：l 素材庫中建立了樹形列表導(dǎo)航模塊，以我國(guó)高等學(xué)校專業(yè)目錄的編碼為基礎(chǔ)，對(duì)素材進(jìn)行不同級(jí)別的分類，用戶可以根據(jù)導(dǎo)航模塊定位到自己所需的素材。l 素材庫支持簡(jiǎn)單檢索和高級(jí)檢索功能。(4） 管理功能：l 用戶管理功能：系統(tǒng)管理員使用此功能確定、識(shí)別用戶身份并分

10、類設(shè)定用戶權(quán)限或禁止用戶登陸。l 素材管理功能：系統(tǒng)管理員可對(duì)素材進(jìn)行增加、刪除、修改、檢索、備份等操作。3 多媒體教學(xué)素材庫建設(shè)方案ltsc(learning technology standards committee) 是ieee(institute of electrical and electronics engineers) 成立的一個(gè)專門研究教育軟件、教育資源、教育信息系統(tǒng)開發(fā)管理和維護(hù)規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)化組織，該組織所提出的lom（learning object metadata）是當(dāng)前最重要的關(guān)于網(wǎng)絡(luò)教育資源的數(shù)據(jù)模型。我國(guó)遠(yuǎn)程教育技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)參照ieee的lom模型進(jìn)行了本土化工

11、作，制定了現(xiàn)代遠(yuǎn)程教育資源建設(shè)技術(shù)規(guī)范（以下簡(jiǎn)稱技術(shù)規(guī)范），提出了教育資源元數(shù)據(jù)的描述框架。技術(shù)規(guī)范是一個(gè)較為寬泛的標(biāo)準(zhǔn)，它從三個(gè)角度進(jìn)行規(guī)定：一是從資源的技術(shù)開發(fā)角度，提出一些最低的技術(shù)要求；二是從使用用戶角度，為方便的使用這些素材，需要對(duì)素材標(biāo)注那些屬性，并從可操作性的角度，規(guī)范了屬性的數(shù)據(jù)類型及編寫類型。這部分參考了ieee的lom模型，從制作素材的簡(jiǎn)便性，使用素材的方便性角度上選取了一些最為普通的元素；三是從管理者的角度，提出了管理這些素材的管理系統(tǒng)以及遠(yuǎn)程教育工程的教學(xué)支持平臺(tái)所具備的一些基本功能。在參照國(guó)家技術(shù)規(guī)范和lom的基礎(chǔ)上，我們采用核心集，可選集、特定擴(kuò)展集和任意擴(kuò)展集對(duì)素

12、材庫內(nèi)的資源進(jìn)行描述。3.1 定義入庫編碼規(guī)則為了保證素材庫內(nèi)的編碼的唯一性，穩(wěn)定性和可擴(kuò)充性，按照國(guó)家教育委員會(huì)1997年頒布的普通高等學(xué)校本科專業(yè)目錄的編碼為基礎(chǔ)，對(duì)素材進(jìn)行分類。實(shí)現(xiàn)如下邏輯樹結(jié)構(gòu)：教師分類國(guó)家分類教務(wù)處分類具體素材樹根樹根：編碼為0，標(biāo)識(shí)為樹型結(jié)構(gòu)的源。 國(guó)家分類：直接隸屬于樹根的第二層編碼，采用國(guó)家分類編碼。教務(wù)處分類：隸屬于國(guó)家編碼的第三層編碼，教務(wù)處編碼規(guī)定某位教師的某門課程編碼。教師分類：為第四層編碼，教師分類規(guī)定了各章節(jié)的編碼，教師分類編碼構(gòu)架出基本的課結(jié)構(gòu)。具體素材：為第五層編碼，是最底層的用戶分類.素材的編碼=上一層編碼|素材名。本項(xiàng)目采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)編碼（6

13、位）+教務(wù)處編碼（6位）+用戶自定義編碼（位數(shù)不定）來定義素材的編碼，可以對(duì)素材進(jìn)行分類管理并可以根據(jù)某些特定情況進(jìn)行素材分類的擴(kuò)展。前6位的學(xué)科（專業(yè)）編碼采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)編碼，這樣既符合技術(shù)規(guī)范的規(guī)定，有利于素材的共享又避免了素材庫內(nèi)的編碼沖突。為了防止專業(yè)內(nèi)不同課程的編碼沖突，中間6位采用學(xué)校教務(wù)處統(tǒng)一制定的課程編碼。最后幾位由教師自定義，長(zhǎng)度由教師自定，教師可以根據(jù)教材之間內(nèi)容和結(jié)構(gòu)的差異，來組織本學(xué)科的素材，從而增加了素材庫的靈活性。包含國(guó)家和教務(wù)處分類的目錄樹是由素材庫管理員依據(jù)國(guó)家編碼和教務(wù)處編碼在系統(tǒng)中建立的，教師只有權(quán)對(duì)自己所授課程進(jìn)行分類編碼。教師在對(duì)課程的章節(jié)進(jìn)行編碼時(shí)，不需

14、要關(guān)心上一級(jí)編碼的具體內(nèi)容，只需點(diǎn)擊系統(tǒng)自動(dòng)建立的目錄結(jié)構(gòu)樹，選中上一層目錄，填寫本層目錄的具體信息，新建的目錄編碼即可由系統(tǒng)自動(dòng)生成。教師上傳素材的方法與建立新目錄類似，所不同的是系統(tǒng)生成素材的編碼是由上層目錄編碼+素材名所構(gòu)成，上層目錄編碼和素材名中間用|隔開。在生成編碼的全過程中，生成編碼的方法和編碼具體內(nèi)容對(duì)教師來說是完全透明的，這樣設(shè)計(jì)極大的方便了教師進(jìn)行操作。例如：農(nóng)學(xué)學(xué)科植物生產(chǎn)類園藝專業(yè)“園藝概論”課程的第二章第一節(jié)第一小節(jié)的編碼為090102030229020101，第一小節(jié)的素材編碼為第一小節(jié)編碼+“|”+素材名。其中090102為第一層編碼，是國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)編碼。030229為

15、第二層編碼，是教務(wù)處制定的課程編碼，020101為教師根據(jù)教材章節(jié)結(jié)構(gòu)定義的編碼。如下圖所示： 農(nóng)學(xué)（09）植物生產(chǎn)類（0901）園藝（090102）園藝概論（030229）第二章園藝植物的生物學(xué)原理（02）第一節(jié) 園藝植物的營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)（01）小節(jié)一 種子和幼苗（01）玫瑰幼苗圖片（01）水產(chǎn)類(0907)農(nóng)學(xué) （090101） 根據(jù)如上所述設(shè)計(jì)出可擴(kuò)展的分類目錄結(jié)構(gòu)表（level表）字段名字段代號(hào)數(shù)據(jù)類型備注idcidint系統(tǒng)自動(dòng)標(biāo)號(hào)，主鍵本級(jí)目錄編碼lcodechar目錄中文名稱ncataloguechar顯示名稱上級(jí)目錄編碼suplcodechar父目錄編碼當(dāng)前目錄是否為最底層目錄ifb

16、ottomchar素材只能加在最底層目錄目錄創(chuàng)建人標(biāo)識(shí)usernamechar用戶注冊(cè)名目錄介紹introductionchar3.2 規(guī)范化素材描述根據(jù)技術(shù)規(guī)范，素材可以分為五大類：圖形/圖像素材，文本素材，動(dòng)畫素材，視頻素材，音頻素材。技術(shù)規(guī)范為每類素材規(guī)定了需要標(biāo)注的屬性。這些屬性中既包含可與lom中的元素相對(duì)應(yīng)的屬性，也包含lom模型規(guī)定以外的關(guān)于各類素材特有的技術(shù)屬性。 （1）素材資源的核心集是由lom中的必須元素構(gòu)成的。核心集是教育資源元數(shù)據(jù)實(shí)現(xiàn)互操作的基礎(chǔ)，是網(wǎng)絡(luò)教育資源最基本的描述信息。利用這些基本信息，可以方便的對(duì)資源進(jìn)行分類、查詢和定位。在素材庫建設(shè)中，我們采用的核心集是根

17、據(jù)lom規(guī)范并參考技術(shù)規(guī)范的基礎(chǔ)上制定的。這些核心元素為：lom的元素相應(yīng)素材屬性通用/標(biāo)題素材id通用/描述素材介紹通用/關(guān)鍵字素材關(guān)鍵詞通用/語言素材語言生存期/貢獻(xiàn)者/實(shí)體 當(dāng)生存期/貢獻(xiàn)者/角色=“作者素材編著者生存期/貢獻(xiàn)者/實(shí)體 當(dāng)生存期/貢獻(xiàn)者/角色=“發(fā)行者”素材發(fā)布者注冊(cè)名生存期/貢獻(xiàn)者/日期素材編寫時(shí)間（年） 素材編寫時(shí)間（月）技術(shù)/格式數(shù)據(jù)格式分類/分類單元/條目 當(dāng)分類/目的=“學(xué)科”學(xué)科（專業(yè)）（2）lom中的可選數(shù)據(jù)元素構(gòu)成了可選集，它是對(duì)核心集的擴(kuò)展。本文采用的可選集中的元素是技術(shù)規(guī)范中所規(guī)定的素材應(yīng)標(biāo)注的屬性。適用于所有類型素材的lom中的可選元素為：lom的元

18、素相應(yīng)素材屬性教育/環(huán)境適用對(duì)象關(guān)系/資源 當(dāng)關(guān)系/類型=isbasedon.來源技術(shù)/大小數(shù)據(jù)量不同類別素材特有的lom可選元素（以音頻素材為例）為：lom的元素相應(yīng)音頻素材屬性技術(shù)/持續(xù)時(shí)間播放時(shí)間分類/分類單元/條目 當(dāng)分類/目的=“教學(xué)目標(biāo)”情感類型（3）由于每類素材都有其特有的技術(shù)屬性，例如音頻素材的聲道數(shù)。為了解決這個(gè)問題技術(shù)規(guī)范中對(duì)特定資源的擴(kuò)展數(shù)據(jù)元素組成了學(xué)習(xí)資源的特定擴(kuò)展集，它在lom標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上進(jìn)行相應(yīng)擴(kuò)展，解決了某些特定的資源需要特定的元數(shù)據(jù)來描述的問題，增強(qiáng)了靈活性和描述能力。（4）在素材庫建設(shè)的過程中，綜合考慮到用戶使用和系統(tǒng)管理的需求后，本文又在技術(shù)規(guī)范的基礎(chǔ)上作

19、了相應(yīng)的擴(kuò)展，為素材添加了一些特定的描述信息，這些描述信息構(gòu)成了素材的任意擴(kuò)展集。例如，在素材的屬性中我們添加了素材被訪問次數(shù)這項(xiàng)屬性，通過訪問次數(shù)教師可以清楚的了解到素材使用的情況，對(duì)素材的內(nèi)容進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)整。通過歸類各類素材的屬性集合，發(fā)現(xiàn)所有素材有相當(dāng)一部分特性是相同的，依據(jù)數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)原理，設(shè)計(jì)了記錄素材共性的數(shù)據(jù)表與記錄各類素材個(gè)性特征的數(shù)據(jù)表。3.3 規(guī)范素材格式為了滿足存儲(chǔ)和網(wǎng)絡(luò)傳輸?shù)囊螅鶕?jù)技術(shù)規(guī)范與實(shí)際應(yīng)用情況對(duì)教師提交素材的格式要加以規(guī)定。對(duì)上傳的不符合規(guī)定的素材，要編寫相應(yīng)的程序進(jìn)行轉(zhuǎn)化。上傳素材采用當(dāng)前大量使用的音頻、視頻格式，如音頻采用wav、mp3、midi；視頻采用rm、mpg格式。3.4 標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)記語言在素材庫管理平臺(tái)的實(shí)現(xiàn)過程中，應(yīng)用xml作為信息交換的基礎(chǔ)。對(duì)學(xué)習(xí)資源進(jìn)行綁定是利用xml來實(shí)現(xiàn)的，資源描述信息都是以x