（教育技术学专业论文）基于元数据的视频案例管理系统的研究与设计.pdf

摘要 随着信息技术的发展，网络时代的到来给我们带来更多的学习机会。 然而在信息爆炸的今天，信息孤岛问题始终困扰着我们。由于资源建设所 采用的技术手段不同、数据存储结构上的差异等原因，使得各个系统之间 难以实现资源数据的互通。为了解决上述问题，世界各国的标准制定组织 制定了一系列元数据资源标准，其中比较有代表性的标准有s c o r m 标准 和根据中国教育资源特点编写的c e l t s 标准。 尽管应用标准能够解决数据异构问题，从而保障教育资源的共享，但 是如何利用资源进行有效的学习就不仅仅是技术的问题了。 因此本文提出对基于元数据的视频案例管理系统进行研究与设计，其 意义在于以下两个方面： 其一，依据元数据标准开发，解决资源共享与海量数据查询的效率问 题，提高教育资源管理水平； 其二，教师不但要注重积累自己在实际教学情境中所获得的实践经验， 还要积极汲取其他教师的教学经验。教师可以通过案例学习获得难以用占 语描述的隐性知识，促进教师专业发展。 本系统以s c o r m 标准为依据，把学习对象元数据模型( l o m ) 实例 化，并详细阐述了元数据抽取、系统的设计与开发过程。本论文的主要内 容包括： 1 对元数据和元数据标准的研究 本文提出抽取元数据应遵循科学性、适应性、针对性的原则。利用德 尔菲法对2 6 名来自各个学校的一线教师做了两轮问卷调查，并结合一线教师对 案例元数据的意见，抽取了一套针对本系统案例资源的元数据。 2 对视频案例的研究 本文对视频案例的特点做了阐述，并依据鲍建生教授提出的制作方法制作视 频案例，为资源库提供资源。 3 结构化数据与菲结构化数据的管理 依据基于规则的x m l 绑定技术( c e l t s 4 ) 规则，实现数据到x m l 编码绑定。从而利用元数据和x m l 技术提高资源的检索效率和共享度， 解决数据异构和非结构化数据的表示与访问。 最终，完成的系统应具有良好的互通性、可扩展性和稳定性，应是易 于操作的。 关键字元数据信息孤岛视频案例管理系统 a b s t r a c t w i t ht h ed e v e l o p m e n to fi n f o r m a t i o nt e c h n o l o g y i n t e r n e tb r i n g su st h e o p p o r t u n i t yt ol e a r nm o r e n o wi n f o r r n a t i o ni s l a n di sap r o b l e mt h a ta l w a y s t r o u b l e su s b e c a u s eo fm a n yr e a s o n ss u c ha sd i f f e r e n tt e c h n o l o g i e s d i f f e r e n t s a v i n gw a y s ，e t c ，t h ei n t e r o p e r a b i l i t yb e t w e e nd i f f e r e n ts y s t e m ss e e m sn o ts o w e l l ，i no r d e rt or e s o l v et h ep r o b l e m sa b o v e ，t h ew o r l d ss t a n d a r d s e t t i n g o r g a n i z a t i o n sm a d eas e r i e so fm e t a d a t as t a n d a r d s ，f o re x a m p l e ，s c o r ma n d c e l t sw h i c hh a sb e e nm a d eb yc h i n a d e s p i t et h ea p p l i c a t i o no fm e t a d a t as t a n d a r d sc a ns o l v et h ep r o b l e mo f h e t e r o g e n e o u sd a t a ，t h e r e b ys h a r i n gt h ee d u c a t i o n a lr e s o u r c e s h o w e v e r ，t h e s t u d yo nh o wt ou s ee d u c a t i o n a lr e s o u r c e se f f e c t i v e l yi sn o tj u s tat e c h n i c a l p r o b l e m t h e r e f o r et h i s p a p e r ，i sa b o u ts t u d yo nt h eh y p e r t e x t v i d e oc a s e s m a n a g e m e n ts y s t e mb a s e do nm e t a d a t a ，a n di t ss i g n i f i c a n c ea r ei n t w o a s p e c t s ： f i r s t ，m e t a d a t as t a n d a r d ss o l v et h es h a r i n go fr e s o u r c e sa n dt h ee f f i c i e n c y o fm a s s i v ed a t aq u e r y ，i m p r o v et h ee d u c a t i o n a lr e s o u r c e sm a n a g e m e n t s e c o n d ，t e a c h e r ss h o u l dn o to n l yf o c u so nt e a c h i n g ，b u ta l s os h o u l dl e a r n f r o mt h ee x p e r i e n c eo fo t h e rt e a c h e r s t e a c h e r sc a nl e a r nm o r ek n o w l e d g e ， w h i c hi sd i f f i c u l tt of i n dw o r d st od e s c r i b e ，t op r o m o t et e a c h e rp r o f e s s i o n a l d e v e l o p m e n t t h i ss y s t e mi sb a s e do ns c o r ms t a n d a r da n dl e a r n i n go b je c td a t a ( l o m ) ， a n de x p l a n a t i o no fm e t a d a t a e x t r a c t i o n ，s y s t e md e s i g na n dd e v e l o p m e n t p r o c e s s i nt h i sp a p e r ，t h em a i nc o n t e n t si n c l u d e ： 1 r e s e a r c ho nr e c t a d a t aa n ds t a n d a r d s t h i sp a p e rp r e s e n t sd a t ac o l l e c t i o ns h o u l df o l l o ws c i e n t i f i c ，a d a p t a b i l i t y ， a n dt a r g e t e dp r i n c i p l e s a f t e rd o i n gt w ot e r m so fq u e s t i o n n a i r eo nu s i n gt h e d e l p h im e t h o df a c i n gt o2 6f r o n tl i n et e a c h e r sw h oc o m ef r o md i f f e r e n t s c h o o l s c o m b i n i n gt h eo p i n i o nt h a tc o m ef r o mt h ef r o n t1 i n et e a c h e r so nt h e m e t a d a t aw h i c hd e s c r i b et h ec a s eo ft e a c h i n g ，b r i n gf o r w a r das u i to f m e t a d a t a w h i c hd e s c r i b et h ec a s eo ft e a c h i n g 2 r e s e a r c ho nh y p e r t e x t v i d e oc a s e s i nt h i sp a p e r ，t h ec h a r a c t e r i s t i c so fah y p e r t e x t v i d e oc a s e sw a sd e s c r i b e d ， a n di na c c o r d a n c ew i t ht h em e t h o dp r o d u c e db yp r o f e s s o rb a oj i a n s h e n g ， m a k eh y p e r t e x t v i d e oc a s e st od a t a b a s e 3 m a n a g e m e n to fs t r u c t u r e dd a t aa n du n s t r u c t u r e dd a t a m a k i n gar e l a t i o nb e t w e e nd a t aa n dx m l d o c u m e n tb y ( ( c e l t s 一4 i t 1 1 i i i i m p r o v es e a r c he f f i c i e n c ya n ds h a r el e v e la n ds o l v eh e t e r o g e n e o u sd a t aa n du n h e t e r o g e n e o u sd a t a ss t o r i n ga n dv i s i t i n gb ym e t a d a t aa n dx m lt e c h n o l o g y u l t i m a t e l y ，t h es y s t e ms h o u l dh a v eag o o di n t e r o p e r a b i l i t y ，s c a l a b i l i t y ， s t a b i l i t y ，a n ds h o u l db ee a s yt oo p e r a t e k e y w o r d sm e t a d a t a i n f o r m a t i o ni s l a n d h y p e r t e x t - v i d e o c a s e sm a n a g e m e n ts y s t e m 首都师范大学位论文原创性声明 本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究 工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含任何其他个人或 集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体， 均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。 学位论文作者签名：训淼 刚朝：) 口。7 年6 月，印 首都师范大学位论文授权使用声明 本人完全了解首都师范大学有关保留、使用学位论文的规定，学校有权保留 学位论文并向国家主管部门或其指定机构送交论文的电子版和纸质版。有权将学 位论文用于非赢利目的的少量复制并允讷：论文进入学校图书馆被查阅。有权将学 位论文的内容编入有关数据库进行检索。有权将学位论文的标题和摘要汇编出 版。保密的学位论文在解密后适用本规定。 学位论文作者签名 叫淼 几期：勘。 年6 月同 第一章引占 第一章引言 1 1 研究背景 本课题来源于首都师范大学教育技术系申请的国家“十五”重点课题 一一“教育信息化的理论与实践模式”的子课题“面向信息化的教师专业 发展”。 随着首都基础教育信息化的发展进程，目前首都全部中小学都具备了 校园网和相应的信息化教学设备。2 0 0 4 年4 月，北京市教育大会上首次提 出首都教育的概念，并提出首都教育发展战略：“到2 0 1 0 年北京在全国率 先基本实现教育现代化”【1 1 。2 0 0 5 年由教育部管理信息中心与北京大学教 育学院教育技术系共同实施了一次全国性教育信息化调查，调查对象包括 普通中小学和大专院校，调查对象分布2 7 个省市、自治区。问卷数据显 示，有7 3 1 的学校有专门的学校领导负责信息化建设；7 6 - 3 的学校设立 专门的部门负责信息化建设；8 6 的教师能够使用信息技术：认为教学中 使用信息技术对学习有帮助的学生超过5 8 i2 1 。随着教育信息化的发展， 提升信息技术环境下的教与学质量，让技术支持有效地学习就成为了教育 技术领域的研究焦点与热点问题。在这样的背景下，首都师范大学教育技 术系于2 0 0 4 年9 月开发了教学案例库知识管理系统( t c k m s ) ，但在试运 行过程中发现了一些问题。于是针对这些问题，在2 0 0 5 2 0 0 6 年项目组对 该系统进行升级和重新部署，在原有系统的基础上设计了一个多层的、结 构良好易于集成的、部署灵活的和安全的分布式案例学习系统【3 l 。但这也 就面临一个新的问题：信息孤岛问题。形成信息孤岛的原因是由于采用各 种相互独立的网络系统和应用系统，在部分提高了效率的同时，这些系统 的相互独立性也为整体管理设置了障碍，它们缺乏一个统一的界面，没有 相互连接的信息渠道，数据通常都被封存在不同数据库、主机、文件服务 器上，数据之间缺少应有的关联性。这样孤立的信息对使用者以及决策者 的支持都不好【4 1 。 第一章引占 另一方面，信息化社会在给我们带来共享信息方便的同时也带柬了 信息爆炸问题。信息的膨胀速度是平均每1 2 1 8 个月就会扩展一倍妒i 。而 对于我们来说这些信息中有一些是没有价值的，因此如何能够快速有效地 提取到我们需要的信息是信息爆炸问题带来的另一个课题。 因此，开发一个便于我们快速提取有效信息的案例管理系统是有必要 的；同时考虑到为了避免信息孤岛问题，使用元数据标准，从而解决基本 数据结构上的差异使得各个资源库系统之i _ 白j 难以实现资源数据互通的问 题。 1 2 研究意义 1 2 1 元数据标准保证系统互通性，避免资源重复建设 我们通常所说的资源建设的浪费主要是指重复的资源建设和动念生 成性资源的忽视这两个方面，即一方面是硬件设施重复投资、软件平台的 重复丌发、课件资源缺乏建设以及服务体系有待规范【6 】：另一方面是我们 对大量庄课章中生成的资源视而不见。就荫者而占。从我国目前教育资源 建设的现状来看，造成重复建设的一个重要原冈就是基本数据结构上的差 异使得各个资源库系统之间难以实现资源数据的互通1 7 1 。为了解决这个问 题，全世界很多国家都已相继投入到数字学习相关技术规范、标准的研究 与建立，元数据就是在这样的背景下发展起来的。归根结底制定元数据 标准的目的在于使平台与内容具有重用性( r e u s a b i l i t y ) 、可访问性 ( a c c e s s i b i l i t y ) 、持久性( d u r a b i l i t y ) 、互操作性( i n t e r o p e r a b i i i t y ) 、弹性 ( a d a p t a b i l i t y ) 、经济性( a f f o r d a b i l i t y ) - l 可管理性( m a n a g e a b i l i t y ) 1 8 l 。 1 2 2 促进教师专业发展 早在2 0 世纪7 0 年代中期美国就提出教师专业化口号，“以提高公共 教育质量，推动教学成为真证的专业” 9 1 。美国教师专业发展，要求教师 具有相应的教学实际能力，积极参与教学目的与教学内容设计，扩大教师 自主权。促使课章教学合理化。 第一章q i 言 英国在上世纪9 0 年代的主流教育思想认为ij o ：每一个学校的体验对 未来教师都是一个合适的模式；师范生只有从试教和观察别人的体验中理 解并得到成为有能力教师的全面必要知识。学习教学的过程被认为是纯实 践和体验的过程。尽管此观点忽略了教师的主动发展和主体意识但是， 采取观察研究他人教学案例的方式确实更容易实现隐性知识的传递和共 享，为教师学习其他教师那些具有极强个性特点的隐性知识和难以表达描 述的教学经验提供了一种简单方便的途径。 目前，教师专业化发展已经成为国际教师教育改革的发展趋势，受到 许多国家的重视。随着教师专业发展研究的深入，上世纪8 0 年代以来， 教师知识成为教师教育研究领域关注重点。教师知识的研究揭示了教师专 业发展的具体内容和方式。尽管对教师知识这一概念尚无共识，学界将教 师知识划分为学科取向的“内容知识”和实践取向的“默会知识”l 。支 持“内容知识”学说的学者认为教师知识包括学科知识和将学科知识加工 转化为学生能够理解的学科教学法知识，具有理论性、系统性、严密性、 客观性的特点。“内容知识”是教师通过有意识的学习内化而成、可以明 确表述的外显性知识。这一观点与美国在上世纪7 0 年代提出的教师专业 化口号基本吻合。而另一种支持“默会知识”学说的观点则认为，教师拥 有的知识是独特的，具有实践性、情境性、模糊性、个人性的特点，而且 常常难以用语言柬表达。“默会知识”是在教师个人经验上构建起来的， 是不能明确表述的内隐性知识。它不产生于已有的知识体系上，而是在个 人实践中“经过与环境的对话与交流，在不断反思的基础上逐渐生成，是 教师个人所拥有的独特性知识，具有较强的情境性与针对性。】”而这一 观点又印证了9 0 年代英国教育主流思想。 由此可见，教师的“内容知识”是教师专业的基本保障，而“默会知 识”是教师则形成应对各种复杂情境的策略与方法。两者构成教师专业发 展相辅相成的必要元素。通过上述分析得知“内容知识”是可以表述的外 显知识，可以通过学习外在已有的知识体系获得，而“默会知识”的获取 则需要基于实践、情境和反思。 教育案例，是指对教育实践中发生的一个包含有疑难情境或某些决策 第一帝哼i 言 行为的真实描述。它通过一段引人入胜的生动故事，向大家提供具体的背 景、人物、场合、事件与后果，引发人们反思。在形式上，案例可以是学 生学习的有趣故事，也可以是教育实践中遇到的突发事件或困惑的记录， 还可以是师生交往的曲折经历l 幢l 。从上述的定义中不难发现案例学习的几 个关键词：真实、情境、反恩。这些案例学习的特点也恰恰正是获取“默 会知识”的关键。通过上述分析，教师不但要注重积累自己在实际教学情 境中所获得的实践经验，还要通过对案例的学习进行课堂研究，积极汲取 其他教师的教学经验，使其他教师的相关经验为己所用，以期增长自身的 教学实际能力，加速实现教师专业发展的进程。 第二章关键技术和理论基础 第二章关键技术和理论基础 2 1元数据 2 1 1 元数据的定义 在n e tf r a m e w o r k 开发人员技术指南中对于元数据的描述是：元 数据是一种二进制信息，用以对存储在公共语言运行库可移植可执行文件 ( p e ) 文件或存储在内存中的程序进行描述【1 3 1 。目前元数据最常见的英文解 释是“d a t aa b o u td a t a ”，另外还有“d a t aw h i c hd e s c r i b e sa t t r i b u t e so fa r e s o u r c e ”、“i n f o r m a t i o na b o u td a t a ”等。对元数据的解释现有多种定义。 a s h r a f i 认为元数据是数据库管理领域的概念，是关于数据组织的数据。 b r e t h e r t o n 认为元数据是对数据的描述，以及对数据集中数据项的解释， 它能提高数据的利用价值。s h e l l e g 认为元数据是一种机制，用来说明数据 集成其他形式的信息存在的描述。c c w 2 0 0 4 年中国国产商业智能软件应 用研究报告中给出的元数据定义是：描述数据仓库内数据的结构和建立方 法的数据。本文采用美国联邦地理数据委员会( f g d c ) 和国际标准化组织 ( i s o ) 地球信息委员会( i s o t c 2 1 1 ) 的定义：元数据是关于数据内容、质量、 条件以及其他特征的数据1 1 4 1 5 】f l 6 1 【1 7 j 【4 】。 目前国际上元数据标准有很多，比较有代表性的有适用于网络资源的 d u b l i n 核心元数据标准、s c o r m 标准、文献资料领域的m a r c 、人文科 学领域的t e ih e a d e r 、社会科学数据集i c p s rs g m lc o d e b o o k 、博物馆与 艺术作品的c i m i 、政府信息的g i l s 、地理空间信息领域的f g d c c s d g m 、 档案库与资源集合e a d 、连续图像m p e g 7 ，以及中国的中国网络教育技 术标准( c e l t s ) ，等f 1s 1 。 尽管对于元数据的定义不统一，但分析以上我们可以看出元数据应用 的共同点 4 】： ( 1 ) 元数据以非特定语言的方式描述在代码中定义的每一类型和成 第一二章关键技术和理论摹础 员； ( 2 ) 元数据是“关于数据的数据”，目的在于资源共享： ( 3 ) 元数据的存储形式为格式化的文本和关系型数据库表； ( 4 ) 元数据为各种形态的信息资源集合提供了规范、普遍适用的描 述方法和快速的检索； ( 5 ) 元数据的实施步骤一般包括内容标准选定、元数据抽取与收集、 元数据文件库的建立、元数据文件，库与数据库关系的链接，以及用户操 作工具( 客户端) 的开发。 2 1 2 元数据内容 都柏林核心元数据( d c ) 是形成较早影响较大的元数据标准之一。1 9 9 7 年1 0 月在芬兰赫尔辛基举行的第五次系列研讨会上，明确了d c 的1 5 个 元数据项，并分为三类：资源内容描述类、知识产权描述类、外部属性描 述类。 可共享内容对象参考模型( s c o r m ) 是美国联邦政府下的组织 a d l ( a d v a n c e dd i s t r i b u t e dl e a r n i n gi n i t i a t i v e l 制订的一份规范。s c o r m 2 0 0 4 的开发参考利用了已有的一些规范和标准，并进行适当的改编、综合， 形成了更为完整、更容易执行的s c o r m 模型。这些标准主要来源于a i c c 、 l t s c 、i m s 等国际标准化组织的相关技术标准，如a i c c 的数据模型、 i e e e 的元数据字典、i m s 的内容包装。不同于d c 标准体系，s c o r m 元 数据信息模型不仅包含信息资源的著录或描述，还包括信息资源的评价。 2 0 0 2 年我国全国信息技术标准化技术委员会教育技术分技术委员会参 考国际元数据标准，根据我国教育实际情况制定各项标准，终形成具有我 国特色的网络教育技术标准体系c e l t s 。其中学习对象元数据：信息模 型规范( c e l t s 3 ) 是针对教育资源对象的元数据规范。教育资源建设技 术规范基本结构图如下”1 ： ( 1 ) 必须的数据元素( l o m 核心集) 第一二章关键技术和理论基础 这类数据元素与学习对象元数据规范( l o m ) 中的必须数据元素一致。 它是任何类型的资源都必须具备的属性标注。开发者应严格遵循。 ( 2 ) 扩展的数据元素( 分类属性) 分类扩展集根据每类资源各自的特点，提供了资源的分类属性。 其中，案例类集合了案例内容组织属性。 ( 3 ) 可选的数据元素 这类数据元素与学习对象元数据规范( l o m ) 中的可选的数据元素一 致，在对资源进行属性标注时可根据用户需求和开发者自身的工作过程作 为参考属性有选择的使用，如果本规范没有推荐的属性取值，要求与学习 对象元数据规范( l o m ) 的取值相一致。 值得注意的是，在不同领域元数据标准会有所不同，甚至在同一领域由于 不同目的也可能需要不同的元数据描述。也就是说不能绝对追求元数据的 标准化程度，而是需要视需求而定。 2 1 3 元数据作用 元数据的基本目标在于以下6 方面【2 0 】： ( 1 ) 可访问性( a c c e s s i b i l i t y ) ：远程查询和访问教学成分并将它们传递 到许多其他地方的能力； ( 2 ) 适应性( a d a p t a b i l i t y ) ：可随学习者之经验，而调整其学习内容，达 成适应性的学习； ( 3 ) 可承受性( a f f o r d a b i l i t y ) ：在教学中通过减少时间和成本来提高效 率和生产率的能力； ( 4 ) 持久性( d u r a b i l i t y ) ：系统软件版本升级后无需高费用的重新设计、 重新配置或重新编码的能力： ( 5 ) 互操作( i n t e r o p e r a b i l i t y ) ：在不同硬件、操作系统、网络浏览器中 操作： 重用性( r e u s a b i l i t y ) ：将内容组件整合到多种应用和情境中的能力。 第一二章关键技术和理论基础 2 1 4 标准体系 国外影响较大的元数据标准制定组织有：a i c c 航空产业计算机辅助 训练委员会、i m s 全球学习联盟、美国联邦政府下的组织a d l 、i e e e 电 子电机工程师协会、i s o 国际标准组织、d c m i 都柏林核心诠释数据组织， 等，贡献了d c 、s c o r m 等元数据标准。 元数据标准的制定是一个漫长而严谨的过程，如图2 2 所示，以 s c o r m 元数据标准为例，说明元数据标准制定组织制定元数据标准的几 个步骤2 1 】“： p t p l m s 图2 - 1 元数据标准制定过程示意图( t h e a d ls t o r y ：a d i s c u s s i o n o n t h e p r o c e s sa n dr e a s o nf o rt h es c o r m p r e s e n t a t i o nb yp h i l i pd o d d s ， h t t p ：w w w a d l n e t o r g a d l d o c s p r e s e n t a t i o n s 伊v w dv i d e 0 2r e v p p t ) ( 1 ) 研究需求阶段 标准始于使用者需求，并通过研究组织的讨论辩正，探讨可能的方案。 例如p r o m e t e u s ( p r o m o t i n gm u l t i m e d i ai ne d u c a t i o na n dt r a i n i n gi n 4 第一二章关键技术和理论基础 e u r o p e a ns o c i e t y ) 、c l e o 计划( c u s t o m i z e dl e a r n i n ge x p e r i e n c eo n l i n e p r o j e c t ) 以及各大学、各公司、各种联盟( c o n s o r t i a ) 的先导研究计划都是扮 演这样的功能。 ( 2 ) 规范发展阶段 当一项使用需求逐渐清晰，且共识度越高时，就必须将细节的规格编 写成一份规范，以供进一步应用与执行，或推动各国与联盟的合作，例如 a i c c 、i m s 、和欧洲的a r i a d n e ( a s s o c i a t i o no fr e m o t ei n s t r u c t i o n a l a u t h o r i n ga n dd i s t r i b u t i o nn e t w o r k sf o re u r o p e ) 都是这种组织的代表。 ( 3 ) 验证试行阶段 把规范付诸发展、测试、应用等，观察规范什么地方行得通，什么地 方行不通，细节和使用者反应。例如a d l 共同实验室就扮演规范测试、 应用的工作，而a d ls c o r mp l u g f e s t s 每年召开2 次聚会汇集使用者的意 见。 ( 4 ) 正式标准阶段 完成验证试行，粗略评估规范的完整性和可行性，再进入正式的标准 组织，通过严谨公开的程序，考量广泛或全球的可适用性，由标准组织投 票正式审核标准草案。如果批准，先前所酝酿出来的规范内容就成为正式 获得认证的标准。” 表2 1 对3 种重要的元数据标准：都柏林核心元数据、s c o r m 元数 据、c e l t s 对象元数据作了一个比较： 表2 - 13 种元数据标准体系中元数据信息模型比较 都柏林核心s c o r m 元数c e l t s 对象 元数据据信息模型元数据信息 模型 整体描述识别符 ；五兰 标题 第一二章关键拄术和理论基础 描述 关键词 冱吉 覆盖范围 组织结构 聚合水平 来源 生命周期日期 角色( 著者、 出版者、合作 者) 元元数据 技术格式 教育对象类型 权限 关联 注解 分类 其中，根据s c o r m 标准的元数据信息模型【2 嚣，各元素类解释如下： 第一类，整体描述g e n e r a l 。这一类用来描述资源的整体信息。 第二类，生命周期l i f e c y c l e 。这一类用来标识资源的更新过程。 第三类，元元数据m e t a m e t a d a t a 。这一类用来记录元数据本身的信息。 第四类，技术t e c h n i c a l 。这一类用来说明所需要的技术和资源的特征信息。 第五类，教育e d u c a t i o n a l 。这一类用来描述教育方面的信息，如交互方式、 学习资源的类型等。 第六类，权限r i g h t s 。这类用来描述知识产权信息以及使用资源条件。 第七类，关联r e l a t i o n 。这一类用来描述资源和其他目标资源的联系。 第八类，注解a n n o t a t i o n 。这一类用来记录使用资源后产生的评论或备注 1 6 第二章关键技术和理论摹础 的信息，如评论人等。 第九类，分类c l a s s i f i c a t i o n 。这一类用来描述资源和某一特殊分类系统的 关系信息。 参考c e l t s 学习对象元数据规范定义的9 类元数据元素2 3 1 ，不难 看出中国的c e l t s 标准与s c o r m 标准都参考了l o m 基本框架，均由9 个同样的类组成，这9 类定义明确，相互独立。 ll 囱囱国囱囱臣 塾固 兀 兀 数 i - j 据 图2 2s c o r m 元数据信息模型中9 类描述信息 本研究即以此模型为依据设计问卷。通过德尔菲问卷征求专家意见，旨在 选择出适合于定义和描述教学案例的一套元数据，使得教学案例在进行入库、检 索等操作时更加方便快捷、准确。 2 2x m l 技术 2 2 1x m l 简介 可扩展标记语言( x m l ) 是一种应用于互联网上交换数据的标准，具 有简单灵活的文件格式【2 6 】【”1 。x m l 是从s g m l 中简化修改出来，被设计 用来描述数据及如何存放数据的。x m l 具有良好的可扩展性，作为数据载 体广泛应用于各领域。其主要有以下几方面应用： ( 1 )作为文档型应用，x s l t 将x m l 解析后，结合x s l t 中的 h t m l 标签，成为h t m l 呈现在浏览器上； ( 2 )作为微型数据库，利用x m l a p i ( j a v a d o m 等) 对x m l 进行存取查询； ( 3 )作为通讯数据，利用x m l 传递数据； 第二章关键技术和理论基础 ( 4 )作为一些应用程序的配置信息数据，如j 2 e e 配置w e b 服 务器时的w e b x m l ，等。 应用x m l 不仅能在不同系统中交换信息，还可以实现遵循不同教育 资源元数据规范的数据信息相互转换，在学习对象元数据标准和内容包装 标准中被普遍使用。 x m l 的特点有【2 4 】【25 】【1 9 】： ( 1 ) 开放的国际化标准 x m l 平台独立，可以在不同计算机系统和平台中交换信息； x m l 格式简单易读，通过x m l 解度可以方便做到异构系统的通信。 这里给出一个具体的x m l 文档示例： 1 0 0 0 0 1 , l o h ns e n 这个x m l 文档描述保存了一个用户信息，其中包括用户i d 、用户姓 名等。不仅如此，基于文本的x m l 文档还有易于扩充的特点。 ( 2 ) 数据和形式的分离 x m l 的作用是描述和存储数据，当数据以x m l 格式存储时，该数据 可以根据需要由不同形式表现出来。比如可以转换成h t m l ，也可以转换 成x s l 文件。 ( 3 ) 利于非结构化数据的存储与描述 除了关系数据库善于处理的数字、字符等结构化数据之外，现实中还 有多种类型的非结构化数据，如视频、音频、图象、工具等。利用x m l 第二章关键技术和理论摹础 可以将许多非结构化数据进行结构化描述；同时对于层次式结构的l o m 模型，用x m l 表示也很适合。 2 2 2 基于规则的x m l 编码绑定 c e l t s 体系包括2 9 个子项目，其中基于规则的x m l 绑定技术 ( c e l t s 一4 ) 标准主要依据i e e e l 4 8 4 1 4 2 d 1 ：“学习技术的指导草案一 一基于规则的x m l 绑定技术”为基础制定。该标准描述了数据模型基于 规则的x m l 编码绑定技术，对如何生成和产生x m l ，消费和解释数据、 基本数据类型的表示、字符表示的编码、对例外和扩展的处理等都提出了 实现的规则及规则的依据2 8 】【3 8 1 0 9 | 。 依据基于规则的x m l 绑定技术( c e l t s 4 ) ，将数据绑定到x m l 的规则如下【2 8 】： 规则l ：对于i s o i e c1 1 4 0 4 符号中的任何数据元素，除规则2 中说 明以外，把标识符映射到x m l 标号。匹配的x m l 标号界定了数据元素的 值的边界。x m l 标号的嵌套代表了数据元素的结构。对于数组和顺序集合， ( 1 ) 取集合标识符的名称为x m l 标号的名称，来表示该集合：( 2 ) 用重复的 x m l 标号来表示其中的单个数据元素，这些x m l 标号通过集合的标识符 减去后缀“l i s t ”或“b u c k e t ”产生，它不是元素的索引值。 规则2 ：把所有的多语言字符串这种数据类型映射到： 规则2 a ：多语言字符串数据类型的“语种”元素在父x m l 元素中设 置x m l ：l a n g 属性： 规则2 b ：“字符串”元素设置父标识的内容。 规则3 ：把下面的x m l 标号( 通配符号) x x x 标准一转化为下列x m l 标号( 通配符号) ： d l t sx x x 标准 产生的所有数据都应该是结构良好的x m l 。 第一二章关键技术和理论肇础 2 3 视频案例 本文引言中阐述，进行课堂教学研究是教师专业发展的必经之路，而 进行课堂研究的基本途径有现场观察、录象分析、以及案例研究。三种研 究方法各有利弊【2 9 】： 现场观察可以实际体会到课堂气氛，并且有时间可以假想自己作为当 事者预测下一步活动，并且对于课堂教学的感受不依赖于录象等工具、是 真实客观的。但是有易被现场气氛影响、缺少反思空间、受自身水平经验 制约等不足。 录象分析可以不受时间限制，可以多次观看等优势，但是有不易把握 课堂焦点、难以解释录象上某些事件深层原因、缺少专家观点等不足。 案例研究的优势则是焦点突出，综合专家和教师双方观点，研究成分 较高。但是也有因为将课堂过程简化而丢失信息、当案例是文本形式呈现 时有不直观、不能感受课堂气氛、难以对案例进行再加工等不足。 当案例经过文本+ 课堂录象这一简单组合形成“线形视频案例1 2 9 ”以 后，我们考虑产生这样一种更方便支持教师学习的视频案例格式： ( 1 ) 快速提取，便于以非线形方式掌握案例； ( 2 ) 面对大量结构复杂的文件，整体和部分可以有效混合观看； ( 3 ) 视频与文本的紧密联合。 所以，从用户角度来看，这样的视频案例更像是一种软件界面，而不 仅仅是提供超链接的工具，例如嵌入视频的p p t 之类。 基于以上一些希望。鲍建生教授( 苏州大学) 提出另外一种视频案例， 即超媒体视频案例。本研究中的视频案例即是指这样的案例。 2 0 第二章关键技术和理论基础 图2 - 3 视频、超媒体与多媒体的关系( 鲍建生，2 0 0 3 ) 关于视频案例的研究除了在我国除鲍建生教授主持的项目之外，尚未 见其他相关文献与报告。 第三章案例兀数据的制定 第三章案例元数据的制定 3 1 制定元数据的依据与原则 m e t a d a t a 开发应用经验表明，很难有一个统一的m e t a d a t a 格式来满足 所有领域的数据描述需要；即使在同一个领域，也可能为了不同目的而需 要不同的但可相互转换的m e t a d a t a 格式30 1 。因此依据单一一套元数据标准 体系来满足不同领域、不同地域、不同用户人群的需求，能实现被普遍接 受和遵循的做法是不现实和不科学的。 目前国际上在多个不同领域都制定出了相应的元数据标准，来突出各 自领域的特点。在同一领域中的不同元数据标准尽管包含的4 类元数据各 有不同( 描述性元数据i n t e l l e c t u a lm e t a d a t a 一一用来描述、发现和鉴别数 字化信息对象，主要描述信息资源的主题和内容特征；结构性元数据 s t r u c t u r a lm e t a d a t a 一一描述数字还信息资源的内部结构；存取控制性元数 据a c c e s sc o n t r o lm e t a d a t a 一一用来描述数字化信息资源能够被利用的基 本条件和期限，以及这些资源的知识产权特征和使用权限；评价性元数据 c r i t i c a lm e t a d a t a 一一描述和管理数据在信息评价体系中的位置1 ) ，但是 在同一领域中元数据格式应争取“标准化”，以便于在特定领域中被普遍 遵循。 此外，元数据标准具备简洁、灵活、易于操作等特点【3 2 1 【4 1 ，因此一个 成功的元数据标准应该可以满足该领域不同用户团体的不同需求。这就意 味着这个元数据标准定义的某一个或某几个元数据不是对所有用户都是 有意义的。有不同需求的用户应依据元数据标准抽取出符合自己目标的元 数据。 参照以上分析，在建立元数据信息时应注意到以下原则： 1 适用性原则 适用性原则要求元数据的制定应是由用户实际需求而产生，并选择适 第三章案例数据的制定 当的元数据标准作为模板，筛选出恰当的元数据信息。 2 针对性原则 针对性原则要求元数据信息是针对特定用户的特定需求的，不必一味 追求元数据信息延伸的广度，只要符合需求，能够达到目标即可。 3 科学性原则4 】 科学性原则要求对信息数据进行编码处理应严格执行数据交换的以 有标准和协议。对记录中的元素及其属性说明的描述语言及语法结构应保 持一致。依据相应领域的元数据标准制定元数据。 3 2 元数据信息的制定 参照本章3 1 节中的原则，进行案例元数据的制定首先要选定合适的 元数据标准。在现代远程教育资源建设技术规范中将教育资源建设的 含义分为4 个层次3 3 】： ( 1 ) 素材类教学资源建设； ( 2 ) 网络课程建设； ( 3 ) 资源建设的评价； ( 4 ) 教育资源管理系统的开发。 其中素材类教学资源建设主要包括：媒体素材、试题、文献资料、课 件、案例、常见问题解答和资源目录索引6 大类。案例是对现实生活中的 某一具体现象的描述，是“描述一个发生在一个真实教育情景中的、蕴藏 一定教育道理、能够启发人思考的、具有一定典型性的教育故事。可能也 必须包含一个或多个教育疑难问题或矛盾冲突，并且有不同的解决办法。” 【3 4 】，可见案例属于教育资源的一种，适用于l o m 模型。 另一方面，a d l 希望通过教育资源再用与共享机制的建立，缩短资源 开发时间、瀛少开发成本、促使资源在各学习平台间自由流动。a d l 估计 课程内容若能达到上述功能，约可减少5 0 8 0 的课程开发黄用。因此 第三章案例无数据的制定 a d l 集合教材开发商、使用者、i m s 、a i c c 、i e e e 等标准推动单位，研 定出一套技术指引，即s c o r m ( s h a r a b l ec o u r s eo b j e c tr e f e r e n c em o d e l ) 标准【2 。可见s c o r m 标准的目的是在于确保教育资源的可重复使用、可 共享、有持久性，是“为了满足对网络化学习内容的高水平要求而设计的” 3 卯。 在这里作者依据s c o r m 标准，从中抽取了与描述教学案例有相关性 的元数据，然后采取德尔菲问卷调查法和访谈研究