元數(shù)據(jù)標準在網(wǎng)絡多媒體教學素材庫設計中的應用

1、中文論文題目: 元數(shù)據(jù)標準在網(wǎng)絡多媒體教學素材庫設計中的應用英文論文題目: 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)范素材格式和標準標記語言四個方面論述了元數(shù)據(jù)標準在網(wǎng)絡多媒體教學素材庫設計中的應用，并著重從入庫規(guī)則和素材描述的規(guī)范化兩個方面討論了設計方案。在入庫規(guī)則方面，詳細論述了對入庫編碼生成的智能化設計和實現(xiàn)。在規(guī)范化素材描述方面，討論了基于學習對象元數(shù)據(jù)描述和現(xiàn)代遠程教育資源建設技術(shù)規(guī)范

2、的素材分層描述。關鍵詞： 多媒體教學素材庫 元數(shù)據(jù)標準 現(xiàn)代遠程教育資源建設技術(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)標準在網(wǎng)絡多媒體教學素材庫設計中的應用application of metadata standard in designing a web-based instructional multimedia resource system王傳華 魏樹權(quán) 盧潔 劉超（中國農(nóng)業(yè)大學 信息與電氣工程學院 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)范素材格式和標準標記語言四個方面論述了元數(shù)據(jù)標準在網(wǎng)絡多媒體教學素材庫設計中的應用，并著

5、重從入庫規(guī)則和素材描述的規(guī)范化兩個方面討論了設計方案。在入庫規(guī)則方面，詳細論述了對入庫編碼生成的智能化設計和實現(xiàn)。在規(guī)范化素材描述方面，討論了基于學習對象元數(shù)據(jù)描述和現(xiàn)代遠程教育資源建設技術(shù)規(guī)范的素材分層描述。關鍵詞：多媒體教學素材庫 元數(shù)據(jù)標準 現(xiàn)代遠程教育資源建設技術(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 引言中國農(nóng)業(yè)大學承擔著國家教育部新世紀高等教育教學改革工程項目現(xiàn)代教育技術(shù)系統(tǒng)建設及運行機制的研究與實踐。作為該項目研究的內(nèi)容之一，學校先后分兩批設定16門課程的多媒體教學素材庫建設項目，同時建立網(wǎng)絡多媒體教學素材庫管理平臺。本文就網(wǎng)絡多媒體教學素材庫管理平

8、臺建設中元數(shù)據(jù)標準的應用進行了論述。為了有效地管理多媒體素材庫以實現(xiàn)教育資源的共享，應通過相應的標準對資源進行規(guī)范化，并且進行統(tǒng)一的組織，以提高資源的利用率。面對容量巨大、無法進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)、評估和選擇等。元數(shù)據(jù)規(guī)范提供了一個定義元素的結(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 多媒體教學素材庫的功能多媒體教學素材庫的主要功能為：個人素材庫功能、公共素材庫功能、素材管理功能、素材查詢功能。(1)

9、 個人素材庫功能：為了方便教師對自己所教課程的素材進行管理和使用，為教師設計了個人素材庫功能。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)對這些素材進行增加、刪除和下載。(2) 公共素材庫功能：是所有個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航模塊，以我國高等學校專業(yè)目錄的編碼為基礎，對素材進行不同級別的分類，用戶可以根據(jù)導航模塊定位到自己所需的素材。l 素材庫支持簡單檢索和高級檢索功能。(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、識別用戶身份并分

10、類設定用戶權(quán)限或禁止用戶登陸。l 素材管理功能：系統(tǒng)管理員可對素材進行增加、刪除、修改、檢索、備份等操作。3 多媒體教學素材庫建設方案ltsc(learning technology standards committee) 是ieee(institute of electrical and electronics engineers) 成立的一個專門研究教育軟件、教育資源、教育信息系統(tǒng)開發(fā)管理和維護規(guī)范的標準化組織，該組織所提出的lom（learning object metadata）是當前最重要的關于網(wǎng)絡教育資源的數(shù)據(jù)模型。我國遠程教育技術(shù)標準委員會參照ieee的lom模型進行了本土化工

11、作，制定了現(xiàn)代遠程教育資源建設技術(shù)規(guī)范（以下簡稱技術(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)范是一個較為寬泛的標準，它從三個角度進行規(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，需要對素材標注那些屬性，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)以及遠程教育工程的教學支持平臺所具備的一些基本功能。在參照國家技術(shù)規(guī)范和lom的基礎上，我們采用核心集，可選集、特定擴展集和任意擴展集對素

12、材庫內(nèi)的資源進行描述。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)定性和可擴充性，按照國家教育委員會1997年頒布的普通高等學校本科專業(yè)目錄的編碼為基礎，對素材進行分類。實現(xiàn)如下邏輯樹結(jié)構(gòu)：教師分類國家分類教務處分類具體素材樹根樹根：編碼為0，標識為樹型結(jié)構(gòu)的源。 國家分類：直接隸屬于樹根的第二層編碼，采用國家分類編碼。教務處分類：隸屬于國家編碼的第三層編碼，教務處編碼規(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。本項目采用國家標準編碼（6

13、位）+教務處編碼（6位）+用戶自定義編碼（位數(shù)不定）來定義素材的編碼，可以對素材進行分類管理并可以根據(jù)某些特定情況進行素材分類的擴展。前6位的學科（專業(yè)）編碼采用國家標準編碼，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位采用學校教務處統(tǒng)一制定的課程編碼。最后幾位由教師自定義，長度由教師自定，教師可以根據(jù)教材之間內(nèi)容和結(jié)構(gòu)的差異，來組織本學科的素材，從而增加了素材庫的靈活性。包含國家和教務處分類的目錄樹是由素材庫管理員依據(jù)國家編碼和教務處編碼在系統(tǒng)中建立的，教師只有權(quán)對自己所授課程進行分類編碼。教師在對課程的章節(jié)進行編碼時，不需

14、要關心上一級編碼的具體內(nèi)容，只需點擊系統(tǒng)自動建立的目錄結(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)容對教師來說是完全透明的，這樣設計極大的方便了教師進行操作。例如：農(nóng)學學科植物生產(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，是國家標準編碼。030229為

15、第二層編碼，是教務處制定的課程編碼，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（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原理（02）第一節(jié) 園藝植物的營養(yǎng)生長（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 （090101） 根據(jù)如上所述設計出可擴展的分類目錄結(jié)構(gòu)表（level表）字段名字段代號數(shù)據(jù)類型備注idcidint系統(tǒng)自動標號，主鍵本級目錄編碼lcodechar目錄中文名稱ncataloguechar顯示名稱上級目錄編碼suplcodechar父目錄編碼當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)建人標識usernamechar用戶注冊名目錄介紹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)定了需要標注的屬性。這些屬性中既包含可與lom中的元素相對應的屬性，也包含lom模型規(guī)定以外的關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)實現(xiàn)互操作的基礎，是網(wǎng)絡教育資源最基本的描述信息。利用這些基本信息，可以方便的對資源進行分類、查詢和定位。在素材庫建設中，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)范的基礎上制定的。這些核心元素為：lom的元素相應素材屬性通用/標題素材id通用/描述素材介紹通用/關鍵字素材關鍵詞通用/語言素材語言生存期/貢獻者/實體 當生存期/貢獻者/角色=“作者素材編著者生存期/貢獻者/實體 當生存期/貢獻者/角色=“發(fā)行者”素材發(fā)布者注冊名生存期/貢獻者/日期素材編寫時間（年） 素材編寫時間（月）技術(shù)/格式數(shù)據(jù)格式分類/分類單元/條目 當分類/目的=“學科”學科（專業(yè)）（2）lom中的可選數(shù)據(jù)元素構(gòu)成了可選集，它是對核心集的擴展。本文采用的可選集中的元素是技術(shù)規(guī)范中所規(guī)定的素材應標注的屬性。適用于所有類型素材的lom中的可選元素為：lom的元

18、素相應素材屬性教育/環(huán)境適用對象關系/資源 當關系/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的元素相應音頻素材屬性技術(shù)/持續(xù)時間播放時間分類/分類單元/條目 當分類/目的=“教學目標”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)。為了解決這個問題技術(shù)規(guī)范中對特定資源的擴展數(shù)據(jù)元素組成了學習資源的特定擴展集，它在lom標準的基礎上進行相應擴展，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，增強了靈活性和描述能力。（4）在素材庫建設的過程中，綜合考慮到用戶使用和系統(tǒng)管理的需求后，本

19、文又在技術(shù)規(guī)范的基礎上作了相應的擴展，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，對素材的內(nèi)容進行相應的調(diào)整。通過歸類各類素材的屬性集合，發(fā)現(xiàn)所有素材有相當一部分特性是相同的，依據(jù)數(shù)據(jù)庫設計原理，設計了記錄素材共性的數(shù)據(jù)表與記錄各類素材個性特征的數(shù)據(jù)表。3.3 規(guī)范素材格式為了滿足存儲和網(wǎng)絡傳輸?shù)囊?，根?jù)技術(shù)規(guī)范與實際應用情況對教師提交素材的格式要加以規(guī)定。對上傳的不符合規(guī)定的素材，要編寫相應的程序進行轉(zhuǎn)化。上傳素材采用當前大量使用的音頻、視頻格式，如音頻采用wav、mp3、midi；視頻采用rm、mpg格式。3.4 標準標記語言在素材庫管理平臺的實現(xiàn)過程中，應用xml作為信息交換的基礎。對學習資源進行綁定是利用xml來實現(xiàn)的，資源描述信息都是以