（计算机应用技术专业论文）教学资源素材库结构设计研究.pdf

a b s t r a c t a s a n i m p o r t a n t c o m p o n e n t p a r t o f t h e m o d e r n d i s t a n c e e d u c a t i o n p r o j e c t , b u i l t i n t h e m a t e r i a l l i b r a r y o f e d u c a t i o n r e s o u r c e s i s o r g a n i z e d a n d t h e f o r m o f n a t i o n a l f u n d a m e n t a lt h e c o n t e n t o f t h i s l i b r a r y , o r g a n i z e d a c c o r d i n g t o s u b j e c t , f a c i l i t y . s p e c i a l t ya n d p r o f e s s i o n , c a n b e c l a s s i f i e d b y f u n c t i o n i n t o m i n i - c o u r s e w a r e m a t e r i a l , e x a m p l e m a t e r i a l , e x a m i n a t i o n m a t e r i a l a n d m e d i a m a t e r i a l . i t i s a v e r y l a r g e a n d c o m p l i c a t e d p r o j e c t t o b u i l d a m a t e r i a l l i b r a r y o f e d u c a t i o n r e s o u r c e s , w h i c h w o u l d i n v o l v e a l o t o f t h e o r e t i c a l a n d t e c h n i c a l p r o b l e m s . m a i n l y , t h i s t h e s i s m a k e s s o m e p r e l i m i n a r y s t u d y a n d d i s c u s s i o n o n t h e s t r u c t u r e d e s i g n o f t h e m a t e r i a l l i b r a r y . t h e p a p e r f i r s t l y d i s c u s s e s t h e l i b r a r y s i m p o r t a n t r o l e i n t h e m o d e r n d i s t a n c e e d u c a t i o n a n d i t s r e l a t i o n s h i p w i t h t h e e d u c a t i o n n e t w o r k r e s o u r c e s . i t a l s o s h o w s u s t h e n e c e s s i t y o f b u i l d i n g t h e l i b r a r y b y s t u d y i n g t h e p a s t a n d t h e f u t u r e a b o u t t h e d e v e l o p m e n t o f t h e n e t w o r k c o u r s e w a r e , a n d s o m e t h i n g c o n c e r n i n g h o w t o m a k e u p t h e c o n t e n t o f t h e m a t e r i a l l i b r a r y s e c o n d l y , a n a l y z i n g t h e s t r u c t u r e o f t h e m a t e r i a l l i b r a r y o f e d u c a t i o n r e s o u r c e s , t h e t h e s i s g i v e s t o t h e m a t e r i a l l i b r a r y a n i d e a o f b u i l d i n g a f r a m e w o r k m o d e l w i t h a t h r e e - l a y e r s y s t e m w h i c h c o n t a i n s m a n a g e m e n t l a y e r , i n q u i r y l a y e r a n d a p p l i c a t i o n l a y e r f r o m b o t t o m t o t o p . a m o n g t h e t h r e e l a y e r s , t h e t h e s i s d o e s s o m e f u r t h e r a n a l y s i s e s p e c i a l l y t o t h e l i b r a r y s t r u c t u r e o f t h e m a n a g e m e n t l a y e r . e v e n t u a l l y , o n t h e b a s i s o f c a r e f u l l y s t u d y i n g o n t h e d i s t a n c e d a t a b a s e a c c e s s t e c h n o l o g y s u c h a s c g i , a p i , i d c , a s p , j d b c a n d t r s , t h e t h e s i s d e s i g n s t h e s c h e m e o f w h i c h t o b u i l d t h e p l a t f o r m o f t h e n e t w o r k m a t e r i a l l i b r a r y u t i l i z i n g t r s f o r r d b m s g a t e w a y . o n a c c o u n t o f t h e n e c e s s i t y f o r b u i l d i n g t h e l a r g e l i b r a r y t o a c h i e v e s u c c e s s f u l m a n a g e m e n t , i n q u i r y a n d a p p l i c a t i o n a b o u t d a t a , b y t h e m e a n s o f i n t e g r a t i n g t r s i n f o r m a t i o n m a n a g e m e n t s y s t e m a n d r d b m s , w e c a n m a k e e f f i c i e n t , s a f e , r e l i a b l e i s s u e s a n d v a l u e - i n c r e a s e d u t i l i z a t i o n s o f m a s s i v e s t r u c t u r a l i z e d a n d u n s t r u c t u r a l i z e d d a t a b e i n g s t o r e d i n r d b m s k e y w o r d s : e d u c a t i o n r e s o u r c e s , d i s t a n c e e d u c a t i o n , m a t e r i a l l i b r a r y , n e t w o r k c o u r s e w a r e , f r a m e w o r k p a t t e r n , s c h e m e m 遏; 硕士学位 论文 u s t e e s t h e s i s 第 1 章综 述 1 . 1 本文研究的目 标及背景 信息通信技术的发展， 计算机网络技术的日 趋成熟以及i n t e r n e t 的迅速 兴起，这一切都为远程教育的发展带来了新的机遇，注入了新的活力。基于 网络的远程教学与传统的远程教学相比，具有交互性、时效性、全球性、共 享性、个别性、协作化等特点和优势，特别是在教育由“ 应试教育” 向 “ 素质 教育”转变，由“ 学校教育”向 “ 自 我教育” 、 “ 终身教育”发展的今天，开 展网络远程教学， 加速教育技术手段现代化是社会发展的必然趋势。 现代远程教育是利用网络技术和多媒体技术等现代信息技术手段开展起 来的新型教育形式，发展现代远程教育是扩大教育规模、提高教育质量、增 强办学效益、 建立终身教育体系、 办好大教育的重大战略措施。 中共中央国 务院关于全面推进素质教育的决定和教育部制定的 面向2 1 世纪教育振兴 行动计划 都把实施现代远程教育工程作为一项十分重要和紧迫的任务， 给予 了高度重视。 为促进现代远程教育的开展，教育部组织实施 现代远程教育工程 。发 展现代远程教育，网络建设是基础，资源建设是核心，教学应用是目的，管 理服务是保证。而素材库建设则是资源建设中的重点建设项目之一。本文将 就教育资源素材库的结构设计作一初步的研究和探讨。 1 . 2 素材库建设面临的问题 素材库建设是一个十分庞大的工程， 涉及到许多理论及技术问题， 其中素 材库的组织结构是迫切需要解决的问题之一。本文着重研究素材库的结构模 型。在建设素材库时，需要考虑以下三个因素: 1 、素材库管理教学素材库是一个海量知识库，必须进行科学的管理， 它决定了素材库中素材的质量和数量。 管理内容包括原始素材的收集、 编辑、 属性设置、入库、替换、删除、备份等。 z 、素材库查询素材库的内容应该能以摘要或其他摘录形式在网页上显 示，便于通过因特网进行查询、浏览以及下载。 3 、素材库使用可以从素材库中方便地提取素材，进行素材重组，利用 娜 : 硕士学位论文 m a s t e r s t h e s i s 课件写作工具生成新的网络课件，并可在网上发布。 通过研究当前网络教育资源建设情况，我们就如何在因特网上建设素材 库，如何进行查询、提取素材、重组素材、发布网络课件等一系列相关技术 做一个初步的探讨，并提出一个有较强实用性的结构模型。 1 . 3 本文结构及主要工作 为阐明笔者观点，本文采用如下顺序结构: i 、明确本文所要研究的目 标，介绍相关背景资料; z 、 探讨远程教育概念及其发展现状，引出素材库概念; 3 、讨论网络教育资源特点和建设目 标，说明素材库建设的重要性; 4 、讨论网络课件的发展现状， 探讨素材库建设的内容; 5 、重点探讨素材库的结构设计，并提出一个有较强实用性的结构模型。 这一部分是本文的重点，也是本文的主旨。 本文所做的主要工作有: 1 、 探讨了素材库建设的内容; 2 、提出了一个素材库结构模型; 3 、设计了一个素材库建设方案。 、 邑、 硕士学位论文 m a s t e r s t h e s i s 第2 章素材库在远程教育中的 地位与作用 随着知识经济的到来，经济结构将发生深刻的变化。知识的生产率将日 益成为一个国家、一个行业竞争的决定性因素。而知识的生产率又取决于对 知识的开发和传播，包括研究、教育和培训等等。 现代远程教育是随着计算 机网络技术和多媒体技术等新的信息技术的发展而产生的一种新型教育方 式，是传播信息、知识、构筑知识经济时代人们终身学习体系的重要教育教 学手段。 现代远程教育需要拥有丰富的网络课件，而课件制作离不开教学素材。 因此，教学素材库是现代远程教育中不可缺少的重要的组成部分，建设教学 素材库是发展现代远程教育的重要前提之一。 本章将通过分析远程教育的发展过程说明素材库在现代远程教育中的重 要地位与作用。 2 . 1远 程教 育的 定 义lu 国内目前较全面的关于远程教育( d i s t a n c e e d u c a t i o n ) 的定义是:施教 者通过多种传播手段向受教者传递知识信息，连接教与学的过程。它的主要 特征包括: 1 、 教学过程中师生在时间与空间上处于相对分离状态; 2 、 机构使用多种媒体传送预制的教学内容; 3 、 教师行为与角色发生重大变化; 4 、学生自主学习; 5 、存在人工设计的回馈、评价与互动机制。 网络教育，即在网上建立教育平台，学员通过网络进行学习的一种全新 教育方式。在国外被称作 e - l e a r n i n g ，即电子化学习;在国内，则被习惯地 称作 “ 现代远程教育” 厂可、 冬 督: 石 贞 士学二 论文 m 4 s 1 f r 、 1 -1 s 2 . 2远程教育的发展 在2 0 世纪早期和中期， 远程教育技术 ( 如收音机和电视) 的特征是单向 传输。这一时期远程教育技术主要用于从老师到学生的信息传递，这种传递 模式没能起到学生之间沟通的作用，仅实现了师生之间有限的交流。第一代 传输技术还受到时间的限制 ( 例如学生们收听收音机和收看电视节目的时间 是预先安排好的) 。 第二代技术出现在6 0 年代， 大大改进了第一代技术对时间的依赖性。 录 像机和有线电 视的出现，使远程教育课程传播部分不受时间限制，将录制好 的课程内容的录像带发给学生，使他们可以 随时观看。然而，在别的方面， 这一代远程教育技术主要是一种单向广播的同步讲授式教学，教师与学生之 间缺乏实时的交流，反馈迟缓，很难达到最优的教学效果。 9 0 年代中后期，先进的计算机技术、通讯技术和网络技术的迅猛发展， 信息高速公路的逐渐建成，出现了基于 i n t e r n e t上的远程教学模式。这种 i n t e r n e t 上的教育应用主要是基于网页的教学方式，学生通过学习网页上的 教学、进行测试训练以及向远方的学友提问、交流等进行学习。然而，由于 i n t e r n e t 的发展还不够完善，特别是用户端带宽的限制，目前还主要是一些 数据信息和简单的多媒体信息的传输，使一些对网络要求较高的教学难以实 现。它常适用于异步讲授、个别化学习、非实时交互学习等学习模式。 现有的电视网络主要是以单向传输为主，而计算机网络则是双向网络， 这两套系统的综合使用就是 t v 和 p c 相结合的远程教学模式。在该模式下常 采用如下教学策略:用计算机网络 ( 用 i s d n 或局域网)实现远程课件 ( 基于 w e b 的讲稿) 的浏览与学习， 进行数据的上行传输以及对远程教学系统的权限 控制;用有线电视网络进行视音频教育信息的双向或单向传输，可实现师生 的实时交流。但是，同时使用两套系统进行工作，终究会带来诸多不便，这 种教学系统结构和教学模式是现代网络技术发展的一个过渡阶段。 现代基于双向h f c有线电视网络的远程教学模式的产生是有线电视网络 技术蓬勃发展的结果。双向 h f c系统是利用光缆与同轴电缆的混合网络作为 传输通道进入普通用户家庭的一种信息传输系统， 它在原有的c a t v 基础上进 一氰 硕士学位论文 u a sr e a s i i f l s i 行改造， 采用多种国际 先进技术，如m p e g - 2 视音频编码压缩技术、 d v b - c 传输技术以 及 6 4 q m a 信号调制技术等，使有线网 络的各方面性能，如带宽资 源、 传输指标、 视音频效果等，都比以前模拟的网络大为提高。 基于双向h f c 系统的远程教育可以综合原有的多种远程教育系统的全部教育功能和特性， 其系统结构更加简单， 用户操作更为方便，能支持多种教学模式下的教学过 程;同时，该系统的扩展是提供完全的工 n t e r n e t 接入，使因特网上更多更丰 富的信息资源能得到更好的利用和开发。 2 . 3 国内外远程教育发展现状 一、远程教育在中国 远程教育在中国的发展经历了三代:第一代是函授教育。这一方式为我 国培养了很多人才; 第二代是8 0 年兴起的广播电 视教育。 这种远程教学模式， 具有传播信息 量大、速度快、不受空间限制，一位老师可以同时向成千上万的学生传授知 识， 有利于扩大教学规模。 在现代教育发展史中， 由于中国人口众多， 平均文 化层次较低，需要获得教育者多，而电视的普及面广、开路电视信号传播范 围大的特性正好解决了这一难题。远程电视函授教学、规模庞大的电视大学 为我国培养了数以百万计的优秀人刁 。我国的这一远程教育方式和中央电视 大学在世界上享有盛名，而由于社会经济和教育发展的特殊国情决定着在今 后相对较长的一段时期内，这种普通电视教学的方式还将继续在远程教育中 发挥巨大的作用。 9 0 年代，随着信息和网络技术的发展，我国产生了以信息和网络技术为 基础的现代远程教育，目前己经有了一定的发展。在高等教育领域，继 1 9 9 8 年教育部批准清华大学等6 所高等院校开展网络大学试点工作之后，1 9 9 9 年 又有3 0 所高等院校被批准开展网上远程教育， 进行专科和本科学位学历教育 和开设研究生课程。 在基础教育领域， 全国已有近 3 0 0 0 所中小学组建了校园 卿 bbl 1 1g mister s thes15 网，上万所学校组建了网络化电子教室。为适应信息化社会的要求，教育部 提出，要在 1 0 年的时间里全面、 逐步普及信息技术必修课;要用5 -1 0 年的 时间，使全国9 0 %左右的独立建制的中小学校能够联网，使每一名中小学师 生都能共享网上教育资源。目前发展比较迅速的是中小学网校，据统计全国 已 有近 2 0 0 所中小学网校，它以 提供学校课程同步教育和中小学生课外补习 为主。 二、 海外远程教育 1 、 美国: 美国是当今世界 远程教育规模最大的国家。 美国 政府在其下一 代 i n t e r n e t 研究计划中提出口号: “ 把 工 n t e r n e t 接入每一个学校” ，使每一 个学生都能够在网络环境下学习。为此，美国政府将投入5 1 0 亿美元的巨额 预算用于实施一项称之为 “ 美国教育行动”的宏伟计划，实施该计划的目的 是为了达到以下三个目标:( 1 ) 让每一位 8 岁的儿童都能阅读，每一位 1 2 岁的儿童都能上i n t e r n e t 网;( 2 ) 使每一位1 8 岁的青年都能受到高等教育; ( 3 ) 使每一位成年美国人都能进行终身学习。目前， 全美4 4 %的高等学校向 社会提供各种远程教育， 接受教育的学生约占全日 制在校生的3 2 。此外， 还有2 1 %的高校计划在今后3 年内开展远程教育。 2 、英国:2 0 0 0年 2月，英国高等教育基金理事会拟订了一个 “ e - u n i v e r s i t y ( 网上大学) 计划， 提出要整合英国各大学的力量， 建立一所网 上大学，向全世界提供远程教育。英国政府将为此投入5 0 0 0 万英镑，目的是 占据至少 2 5 %的海外英语国家的教育市场，并在 2 0 0 5年前吸引超过 7 5 0 0 0 名海外远程学员。 3 、亚洲:从1 9 9 5 年开始，日本就把 i n t e r n e t 引进了学校，日本全国现 有2 3 个地区正在开展远程授课活动; 1 9 9 8 年底， 马来西亚第一所网上大学敦 萨拉正式开学授课。 香港于2 0 0 0 年6 月由香港理工大学和香港电讯合作组成 联营公司， 创办香港首间网上大学，定名为香港网上学府 ( t h e h o n g k o n g c y b e r u ) ，开办硕士课程。 9 月该校己开学，开设三个硕士课程， 包括专业会 计、电子商贸和项目管理。 :彝 : 石 贞 士学位论文 v o丁 r r s r ! i f s i s 2 . 4 实施 “ 现代远程教育工程”的主要内 容 中国 政府非常重视远程教育。1 9 9 9 年颁布了教育振兴行动计划，内容包 括有六个工程， 其中一个就是现代远程教育工程， 这个项目有四个组成部分: ( 1 ) 提高中国教育科研网( c e r n e t ) 国家主干网速率。 在教育部的归口管 理下，利用国家光纤基础设施，建设连接中国教育和科研计算机网8大地区 网络中心和主节点的高速(大于等于1 5 5 m ) c e r n e t国家主干网。 ( 2 ) 建设c e r n e t中高速地区网。 以国家投资为主，与地方投资相结合， 利用国家光纤基础设施和卫星信道， 建设通达全国中心城市6 0 所高校的中高 速( 大于等于3 4 m ) c e r n e t 地 区网。利用国家投资和地方投资，支持贫困地区 中小学利用各种方式与c e r n e t 联网，建立现代化教育环境。 ( 3 ) 建立卫星视频广播与c e r n e t 相结合的远程教育系统。 对现有的 1 个 c 波段卫星视频广播设备进行更新改造，支持中央广播电视大学与c e r n e t以 l o m - v l o o m 速率联网，支持广播电 视大学各地的办学点与c e r n e t 联网，为建 设卫星视频广播和c e r n e t 相结合的交互式远程教育系统提供保证。 ( 4 ) 建设现代远程教育信息资源。改变目前低水平的课件开发制作模式， 发挥政府宏观调控作用， 利用各类学校教育资源的优势， 运用市场运作机制， 开发高质量的、符合素质教育要求的现代网络教育课件。现代远程教育资源 建设的主要内容是:建立覆盖面广、功能齐全的资源库。资源库包括中央远 程教育资源信息中心和学科门类资源库、地区资源中心及学校资源库。中央 远程教育资源信息中心是全国现代远程教育资源信息枢纽，负责管理所有资 源库的资源信息，指导各信息资源库的业务工作。它有符合与现代远程教育 信息管理相协调的要求， 适应多媒体信息高速下载。 学科门类资源库分工学、 法学、 经济学等1 1 个学科门类建设的数字化教学素材库或称之为积件库， 包 括存储综合性的先进音像教材、多媒体软件。现代远程教育资源包括网上课 程、教学软件、数字化卫星电视教学片、学科门类教育资源、教育资源信息 等， 当然文字教材仍是最基本的。 其中网上课程还要有网络教学环境来支持。 到2 0 0 1 年， 将开发一批网络版的教学软件，编制一批数字化卫星电视教 学片，建设一批网上课程，构建若干个专业的网上系列专业课程，初步建立 暑 硕士学位 论文 9 4 s t h r s t b e s i s 教育信息中心和学科门类资源库。通过试点， 探索现代远程高等教育信息资 源开发的模式和运行机制。 到2 0 1 0 年， 基本建成各类高等远程教育所需要的 远程教育教学和课程体系。 2 . 5 素材库建设在远程教育中的地位与作用 发展现代远程教育， 网络建设是基础， 资源建设是核心。其中资源建设的 重要组成部分之一就是素材库建设。素材库建设是根据国家教育信息化建设 和开展远程教育的实际需要提出的，并作为国家基础性设施来组织建设，是 现代远程教育的基础性工程。 教学素材建设可以集中建设大量的优秀教学资源，为网络课件开发和教 师备课提供丰富、优质的教学素材，避免大量重复性劳动，提高现代远程教 育资源建设的效率，加快建设进程，降低建设成本。教学素材库是一个具有 科学性、实用性、方便性的大型知识库，服务于网络课程建设，同时也可服 务于我国的科技与经济建设。 硕士学位论又 % i i s t e r s t h e s i s 遏一 第3 章现代远程教育资源建设中的 素材库建设 目前，在国内的远程教育的建设中大多侧重在远程教育网本身的建设， 缺乏对基于教育资源内 容的规模组织与建设。关于资源建设的重要性可以形 象地打个比喻:我们经常把硬件比作一条高速公路，信息高速公路。高速公 路修得好不好是个前提， 但关键的还是这条公路上有没有车， 车上有没有货， 货好不好，这也就是我们说的资源。我们把资源看作是远程教育的核心。这 包括几方面的内容: 一是网络课程的建设。网络课程建设包括两大类内容:一是现有 c a i 课 件改造升级;二是新开发一批网络课程。网络课程建设与素材库建设是密切 相关的。 二是素材库的建设。 中国很大， 我们不应该在全国只用一个课程来学习。 教育应该是多样化的。 现代教育理念体现的是建构主义学习理论的思想， 即: 现代教育应以学生为主体，以发现知识、创造知识和运用知识为目的，以个 j性化教育为主，以素质教育、终身教育为目标。建立素材库一方面可以把媒 体的众多内容组织到一个资料库里，教师通过一个很友好的课件工具，在这 个库里寻找自己 所需的教学资源，组成自己的电子教案，也可以把自己的教 学经验融合到这个教案中，体现了教学的个性化风格。另一方面，由于素材 库是个多样化的库，它即适合本科生的教学，也适合研究生的教学，还可以 适合专科生的教学，因此，各个学校可以根据不同的需要，采取不同的教学 方案，教师采取不同的教学方法，这样就形成了一个多样化的局面，就能更 好地满足学生的个性化需求。 3 . 1 网络教育资源的特点 现代网络信息技术使资源高度分散，同时高度共享。网上教育资源具有 如上特点: i 、大信息量 网络就像大海，网上的知识信息的规模是自 主学习的基础。良好的知识 ;颤 硕士学位论又 k i a si i . r 、 ; f i f s( s 引擎是网上快速学习的动力。 z 、分布式结构 知识将按照不同的学科，不同的分类， 不同的目的，分布于不同的地方， 由不同的作者制作。这说明知识接受者与传播者的平等地位，可以互换，形 成以学为中心的资源结构。 3 、共享 现代教育的一个重要性在于其平等性， 教育资源的开放共享将使得网络上 所有用户都能拥有平等学习与受教育的学习空间。 4 、表现形式多样化 多媒体技术的发展可以使我们的信息丰富多彩， 知识信息不再是枯燥乏味 的说教，现在更多的是视觉与听觉的艺术感受。知识的趣味性、可读性成为 网络知识信息的重要表现趋势。 5 、自生长 实际上网络最近几年尤其是互联网上的信息资源急剧膨胀， 就是自 生长的 特点。如果在远程教育网内建设良 好的知识体系的主干网，随着网络用户的 增加，知识体系最终将形成数字神经网络式的立体网状结构，并不断更新生 长。 6 、交互可控 人们只需通过自己的电脑就可以与网上的课件交互操作， 控制有关参数模 拟真实的世界。 7 、交流 让人们产生天涯若比邻的感觉。现代网络技术缩短了人与人之间的距离， 学习知识的过程将成为人与人交流的过程。 通过网络形成网上学习交流空i, , 并且最大限度地减少不能面对面的交流造成的影响。 8 、即时性 电子邮件是网上信息快速传输的典型反映， 人们在网上寻求帮助不需要太 长的等待。同时，由于传输的快捷，网上信息资源的更新可以处于动态的变 化中，不再需要像工业化生产中由于载体的批量v行所造成的信息滞后、内 容更新缓慢的现象。 / ”，、 :彝: 硕 士学位论文 、 以s t e r s t h e si s 3 . 2 教育资泥建设内容及建设目 标 现代远程教育工程资源建设主要包括网络课程建设、素材库建设、教学 支撑软件建设、远程教学实验试点、现代远程教育信息网站建设、远程教育 工作者培训、 现代远程教育研究和法规建设等内容。 现代远程教育资源建设的目 标是:开发出风格多样、内容丰富，全国大 部分地区可以共享的网上教育资源;建立较为完善的教学、指导、服务、管 理体系:形成一支现代远程教育教学、技术和管理队伍;制定比较完善的现 代远程教育政策、法规和管理办法:建立起适应信息化社会的教学模式。 3 . 3 素材库建设与教育资源建设的关系 教育资源建设是现代远程教育工程的核心，而素材库建设则是资源建设 的重要内容之一，是其中的基础。教学素材库是一个具有科学性、实用性、 方便性的大型知识库，它服务于网络课程建设，同时也可服务于我国的科技 与经济建设。 如果说教育资源是一个大型仓库， 教学素材库就是其中的物资。 没有物资的仓库就成了一个空架子， 没有了内容，也就没有任何意义。因此， 素材库建设与教育资源建设的关系是非常密切、不可分割的，素材库建设是 教育资源建设的基础，是十分重要的。 硕士学位 论又 u s f f r % 【 : c , 卜 第4 章素材库建设 教学素材库是网络教育资源的基础，建设素材库对发展现代远程教育具 有十分重要的意义。素材库的建立可以保证素材内容的概念、定义、 解释 等的科学性、一致性、权威性。素材库的作用是产生c a i 课件，它为c a i 课 件的多样性提供了 丰富的素材基础。 c a i 课件在现代教育中所起的作用是十分 显著的，下面我们对c a i 课件的发展现状作简要介绍。 4 . 1 计算机辅助教学 ( c a i ) 课件的发展过程 一、c a i 的发展现状 回顾c a i 的发展历程， 从 2 0 世纪 5 0 年代起， c a i 的进程已经经历了三个 阶段: 1 , 7 0 年代以前， 教学软件多为b a s i c 语言 程序， 基本上属于题库型软件。 做的方法非常简单，把课本练习册上的习题照搬上去就可以了，只是存贮容 量比练习册大。这样的教育软件功能虽和练习册无异，但由于把内容与一种 新颖的载体结合起来， 使不少人感到新鲜和好奇， 但随着电脑的逐步普及和 新鲜感的消失，这种软件就慢慢失去了吸引力。 2 , 8 0 年代， 教学软件多用高级编程语言按教学原理的方法编写，一个教 学软件运行相当于一堂课，课件的名称开始流行。这个时期的课件中，开始 运用多媒体技术及多媒体创作平台，但不是十分普遍。 第二代教育软件图文并茂、声像俱全，具有可视性和趣味性。这种软件 能听到青蛙入水的 “ 扑通”声，看到蜡抖变成青蛙的形象化过程，使情景教 学落到实处，解决了老师用一支粉笔一张嘴说不清楚道理的难题。可以说， 第二代教学软件的出现开始引发教育领域的一场革命，电脑正式作为教学的 辅助工具登上讲台。但是，第二代教学软件在展示其优势的同时，也在教学 中逐步暴露出了不足之处，这就是老师没有主动权，被软件牵着鼻子走。上 什么课怎样上课全是软件预先设计好的，老师既无法更改又无法重组，不能 发挥自己的特长。同时，学生也只有作为软件的 “ 看客” ，不能动手操作也不 能参与，这种把学生作为单纯的知识接受容器来设计的软件是有悖于素质教 一暮 硕士学位论文 m a s t e r s t i e i s 育的思想的。 3 、进入9 0 年代后，多媒体技术广泛应用，各种多媒体创作平台大量推 广应用，课件创作效率大大提高，创作队伍日益壮大，各种多媒体教学课件 大量涌现， c a i 广泛进入教学领域。 第三代教学软件强调发挥教师的教学主动 性和学生的积极参与性，主张给教师提供教学 “ 组件”而不是提供成品。在 内容上，每个部分都设计了几套方案供教师和学生选择:在功能上，强调交 互性，并且通过 “ 课件编辑器”来实现教学内容重组。教师可以根据自己的 特长选择教学内容，或重组或下载，还可以利用系统提供的自 制课件平台将 各种素材合成创造出自己的课件。这就是说，第三代课件在结构方面，开始 从过去的固定的封闭的不可修改的特定课件向可拆卸、重组、再编辑的所谓 积件发展。 第三代教学软件做活了，教师用它可以灵活地组织教学，学生用它可以 灵活地选择学习，与 “ 教无定法，学无定法”的规律相适应，是推进素质教 育的现代化的教学辅助工具。 二 、 c a i 课件发展方向 近年来，我国c a i 系统的设计与开发有了长足的进步，出现了大量形式 内容各异的教学软件。但随着现代教育学理论的不断发展以及计算机软硬件 技术日新月异的飞速变化，纵观目前的研究发展情况，现有的 c a i教学软件 还存在以下几个问 题: .课件内容重复开发，且开发周期长，开发成本高，升级维护困难大， 开销也大; .课件和移植性和兼容性差，依赖于具体的课件管理器和课件执行系 统; .不能很好地体现教师与学生、学生与学生之间的协作教学关系。 为了改变这种现状，网络课件标准化将是今后 c a i发展的方向。课件的 标准化标志着课件开发技术的成熟，标志着课件具有通用性和质量上的可行 性。采用标准化课件有以下好处: . 降低教育成本。采用标准化课件可以有助于鼓励大型的计算机软件 公司开发课件，减少了国家的资金投入; . 避免重复研制。采用标准化课件可以使得课件与远程教学管理系统 具有独立性，即任何符合标准的课件可以在所有支持标准的远程教 、 爵 石 贞 士学位论文 % i i i t e r s t e e s i s 学管理系统中运行。 . 易于对教学活动中的教务信息进行详细的管理。一般地，课件的标 准对学生与课件之间，课件与远程教学管理系统之间所传递的信息 的内容、格式、 处理方法等都有详细、严格的规定， 根据这些信息， 易于对教学活动中的教务信息进行管理，也易于对课件本身进行管 理 。 目 前国 外许多机构已 制定 或正在制定用于远程教学的 标准c r 8 ， 如a i c c , i m s , a d l , i e e e / l t s c 等，下面对这些作一些简单的介绍。 1 、a i c c ( a v i a t i o n i n d u s t r y c b t ( c o m p u t e r - b a s e d t r a i n i n g ) c o m m i t t e e ) 是一国际性组织，其主要目 标是制定 c b t课件及相关技术的标准。a i c c 定义了课件所运行的硬件平台推荐标准，所使用的系统平台标准，课件中所 使用的音频、 视频等标准， 课件的界面标准等，另外a i c c 还定义了一个非常 重要的标准，即课件和远程教学管理系统之间交互的标准等。该标准保证了 课件对于远程教学管理系统的独立性，即一个远程教学管理系统可以管理不 同的课件开发商提供的课件:一个课件也可以在不同的远程教学管理系统中 执行。 2 , i e e e / l t s c ( i e e e l e a r n i n g t e c h n o l o g y s t a n d a r d s c o m m i t t e e )是 i e e e 的一个下属委员会，是负责制定用于计算机教育与培训的软件、工具、 技术、 设计方法等标准和准则的组织。 i e e e / l t s c 和a i c c 有合作关系， a i c c 已向i e e e / l t s c 提交c m 工 一0 0 1 规范文档 ( a i c c 标准中最重要的规范文档， 即善于课件和教学管理系统交互部分的标准) ，希望能成为 工 e e e 标准。 3 , i m s ( i n s t r u c t i o n a l m a n a g e m e n t s y s t e m s )是一个有6 0 0 多成员的国 际性组织于是 1 9 9 4年 1 1 月开始的项目，主要制定和计算机教育与培训相关 的标准和准则。工 m s 制定的标准要比a i c c 标准广，工 m s 通过提供一个适配器， 使凡是符合a i c c 标准的课件都可以在符合i m s 标准的系统中运行; 反之， 符 合i m s 标准的课件不一定能在符合a i c c 标准的教学管理系统中运行。 4 , a d l ( a d v a n c e d d i s t r i b u t e d l e a r n i n g )是美国国防部和白宫 o s t p ( o f f i c e o f s c i e n c e a n d t e c h n o l o g y p o l i c y ) 于1 9 9 7 年开始的一个项目。 其目的是加速联机教育的标准化，以减少政府部门、军队等在培训方面的费 用。 a d l 通过工 e e e / l t s c 和a i c c 有合作关系，目 前标准尚在制定之中。 ， .，、 :氰 硕士学位 论文 m a s t e r si h e s i s 4 . 2 素材库建设的目 的和意义 多媒体课件的发展反映了信息技术在教育领域中应用的进步，随着多媒 体技术和网络技术的广泛应用，各种网络 c a i 课件大量涌现，其中不乏优秀 作品，但同时也出现了 大量的重复性劳动，并且由于地理位置过于分散不便 于管理和使用。素材库建设就是为了集中现有的优秀课件，改变目 前低水平 的课件开发制作模式，发挥政府宏观调控作用，利用各类学校教育资源的优 势，运用市场运作机制，开发高质量的、符合素质教育要求的网络课件，并 对其进行有效地组织和管理，使其更好地服务于教学，为网络课件开发和教 师备课提供丰富、 优质的教学素材。因此，网络教育素材库建设具有十分重 要的意义。 4 . 3 素 材库建设内 容52 教学素材库的内容要按学科、专业和行业进行组织。教学素材库的内 容 按照素材的表现形式，可分为微小课件素材库、媒体素材库、案例素材库和 试题素材库等。 i 、微小课件素材包括以下各种表达形式 名词、概念类;符号类;原理、定理、定律类;表达式类;人名类;例 题类等知识模块。 例如物理学中的牛顿定理、 虎克定律等属于此类。 2 、案例素材 病例;法学案例;工商管理案例;理、工、农、林的模型、设计、实验 等案例;历史资料类;典型应用类;重大发现和发明类;著名人物类。 例如， 工商管理案例一般为中国企业 ( 含外商投资企业)的案例。其内容包括工商 管理学科的各个领域，如市场营销、经营战略、财务管理、人力资源管理、 运作管理等。 3 、试题库素材 试题、练习题、思考题类、答疑问题。 4 、媒体素材应包括以下内容 图形类;动画类;音频类;视频类;文本类。各种标准符号如国旗、国 徽等属于图形类素材，动画类包括各种手语、体语等素材。 一娜 b ji 士学位论文 、 ) 、 % f f r s 丁 目 f si s 一一 第5章素材库结构设计 一个合理有效的教学资源库应该包括基本微小课件、案例、试题和媒体 等素材资源，可以使广大教师在共享资源的同时能方便地制作出具有个性化 的网络课件，以适应教学的需要。本章就如何构建一个教学素材库系统展开 讨论，并提出一个有较强可行性的结构模型。 5 .1 教学素材库结构模型 建立教学素材库是一个庞大的系统工程，整个系统地理位置分布广泛， 覆盖面广，因此系统构架应考虑其独立性、可行性以及易扩展性。鉴于此种 考虑，建立如下结构模型 ( 见图 1): 作为模型设计，将整个流程分为一个三层结构，自 底向上分别为: . 管理层 . 查询层 . 应用层 管理层负责底层数据库的日常管理，只有具有相应权限的用户才 一 能进行 这级操作。 查询层是查询结果的网页动态生成层。这一层的实现方案非常重要，它 的效率高低直接决定了整个系统质量的好坏 应用层实际上是教师利用课件生成系统，发挥创新能力， 制作出适合教 学需要的具有个性化的新课件，因此课件生成系统应具有易操作性和易修改 j性。另外，课件发布之类的问题应由生成系统来解决。 5 . 1 . 1 教学素材库的 管理层 该层具有负责素材的入库， 制定标准， 替换， 删除， 属性设置， 制作备份等 相关管理功能。由于教学素材库的不断更新、扩充，所以需要临时存储上载 来的各种教学资源， 我们称之为后备资源库 ( 如图 i 所示) 。教学素材库管理 层还有一个重要的功能，即鉴定后备资源，以决定是否进入相应的教学素材 库，如果不能入库，还要进行相关的处理。这个功能相当重要，它决定了素 材库中素材的质量和数量，以及素材库的刷新率和访问次数。 一暮 硕士学位论文 m a s t e r s t h e s i s 浏览器 网络课件生成系统 教师机 素材库应用层 教学素材库查询系统 we b服务器 素材库查询层 图5 . 1 教学素材库结构 5 . 1 . 2 教学素材库的 查询层 查询层的功能是将教学素材库的内容以摘要或其他摘录形式在网页上显 示， 让教师可以通过互联网进行查询、浏览以及下载。当然在这一层中还涉及 到计费管理和安全性管理。 b pi 士学位 论文 i i s i f r i ! g si s 5 . 1 . 3 教学t材库的 应用层 教师机为整个体系中的主动角色，它通过互联网从素材库中取出素材到 本地，即下载到机器上。依靠本地机上的课件生成系统，将这些素材或其他 素材重新组合，构成新的网络课件，然后发布到互联网上，学生就可以通过 浏览器来浏览这个由生成系统生成的网 络课件了。在登录到教学素材库查询 时，需要登记登录者的身份和密码，因为用户信息将被核对，用于计费以 及 安全权限管理等。 5 . 2 教学素材库管理层的构架 5 . 2 . 1教学素材库结构 教学素材库应当包括各个学科的内容，向教师提供大量知识点和教育素 材，并将所涉及的知识的产生背景、产生条件、发展过程及使用方式等分门 别类，以各种媒体形式，以多种展示方式组织、存储、管理，便于使用者查 询、下载、应用等。教学素材库可分为微小课件素材库、媒体素材库、案例 素材库以及试题素材库等。教师通过互联网可以浏览教学素材库，对