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第1篇

關鍵詞： 數字電視 遠程教育 終身教育

引言

目前，教育部已批準一些高校開展現代遠程教育，這些高校基本上都是采取學校與電信部門聯合辦學方式進行的，這種基于電信網的單一模式不利于教育的規模化、大眾化，其他一些網站、網校的情況也差不多。從我國的具體情況看，有線電視網發展極為迅速，政府職能部門又正在加緊進行全國聯網，以現代有線電視寬帶網為主，結合其他網絡優勢開展現代遠程教育的前景十分可觀，其主要原因是現代有線電視寬帶網具有大容量、寬帶寬、高速度、低資費、可靠性強并能進入千家萬戶的特點與優勢，這是其他部門無法比擬的。特別是數字電視技術的日益普及和完善，非常適合于開展大規模的遠程網絡教育。

一、數字電視教育平臺的建設目標

科學整合與充分利用各級、各類教育部門豐富的教育資源和廣電系統的數字電視寬帶網絡資源，以全新的理念和先進的核心技術，擺脫教育的時空限制，滿足教育的個性化需求，使遠程教育的理想模式變為現實，構建完善的終身教育體系。

建成基于廣電數字傳輸網絡的多媒體數字傳輸平臺。通過該數字平臺，在網上傳輸國內外優秀的教育課件。通過該網絡平臺，將網上教學方式普及全國的上億有線電視用戶及各地的相關教育機構；在各地的相關教育機構可以實時交互學習，可以通過寬帶的網絡接入，點播著名學校的教學課件；在家里通過機頂盒用計算機或電視機可以實時、非實時學習；同時通過該寬帶網絡與國際Internet進行連接，從而充分利用網絡資源。

二、數字電視教育平臺框架

數字電視教育平臺的建設需要廣電系統和教育系統的密切配合，教育部門主要提供優質的教育資源，廣電部門主

要提供網絡和用戶資源，同時吸收國家相關科研院所及企業提供技術支持與合作經營，共同構筑一個現代遠程網絡終身教育平臺。

該平臺從國內著名教育部門內通過高速專線取得包括小學到大學的所有教學課件到省級的廣電中心機房內；在省廣電中心機房內，將課件加載到廣電的SDH傳輸網上，通過若干個專線，傳輸到各地市的廣電機房；在各地市廣電機房再通過本地多點分配系統，將傳輸到各地市的課件傳輸到各相關教育機構內，同時通過有線電視城域網（HFC網），將課件送到千家萬戶。

如圖1所示，數字電視教育平臺框架主要由四部分組成：

（一）信源

主要指信息的來源、課件的來源。將國內、外各種教學資源，分學科、分層次進行管理，或組織專家教授講課，進行網上直播，進行課件的制作。通過各種教育資源的整合，建立大的教學資源庫，力求達到能滿足各種不同層次人員的學習需求。教學資源庫一般由視頻服務器、磁盤陣列、課件數據庫、控制管理系統等系統組成。

（二）技術平臺

以有線數字電視系統為技術平臺，通過各地市的廣電中心機房，將教育信息資源傳送至各類教育機構及有線電視用戶，實現終端用戶自主收看、查詢和下載教學課件及數據信息。出于實際應用的需要，在各地市的廣電中心機房應設置容量比較大的鏡像服務器，以便于從本地服務器中取得課件數據。數字電視技術正日益成熟，通過與現代通信技術、計算機技術、網絡技術、多媒體技術結合，能建成一套既能發揮廣電自身優勢又能兼具各家所長的網絡教育新平臺。

（三）傳輸網絡

主要利用廣電數字傳輸網絡和互聯網共同搭建橋梁，溝通教學機構的教學內容與廣大渴望知識的受眾。廣電網絡具有全國最大的網絡和用戶群，帶寬資源也極為豐富，并即將實現全國大聯網。利用廣電網絡和數字電視等技術開展遠程教學，可以解決網絡教學的成本、規模、用戶接入、網絡帶寬等諸多方面的問題，為普及遠程教學和滿足人們的學習要求提供了一條物美價廉之路。但廣電網絡本身不具有Internet網絡出口，所以要和電信部門（具有網絡國際出口）合作。

網絡的互聯及互通關鍵是對相同標準的遵循，根據現有技術的開發性、成熟性和發展性，以及數字電視教育平臺的建設需要，建議采用TCP/IP協議來構建統一的網絡平臺。

（四）用戶終端

分兩種，一種是教學分站（各類各級學校），學習者可在各教學分站的課堂集中聽課，能使異地的師生如同身臨其境地開展雙向交互遠程教學；另一種是有線電視終端用戶，通過機頂盒用計算機或電視機學習，學習者可以自主選擇學習內容。

三、數字電視教育平臺的服務功能

（一）多節目電視廣播

數字電視系統允許在一個模擬電視頻道中傳輸多路電視節目。多節目電視廣播和下面的多路聲音廣播是單向的、非交互的，利用數字視音頻壓縮技術，提高頻率資源的利用率。這樣可以充分解決頻道資源的問題，原有的2―3個頻道可以擴大到12―30個頻道，很好地解決了為遠程教育提供電視頻道緊張的狀況，使專業遠程教育的開展變成可能。

（二）多路聲音廣播

在一個模擬電視頻道中可以傳送100路左右的立體聲廣播節目，這樣僅僅用語音開辦的教育節目的實施就簡單多了。

（三）準視頻點播（NVOD）

NVOD是在一個模擬電視頻道里以一定的時間間隔循環播放同一節目，學生可以在一設定的時間內從頭觀看這一電視節目。利用此系統我們可以把節目源存放在視頻服務器中，方便、靈活地進行節目編排。這樣學生可以不受時間的限制。

（四）節目相關的數據

將與節目有關的數據隨節目一起傳送。這種數據有兩類，一類是電子節目指南（EPG），隨時播出當天或多天的課程安排，以及播出時間表、指導教師、復習內容等相關內容，學生可在任意時刻進行瀏覽。電子節目指南幫助用戶方便快速地尋找自己感興趣的節目。另一類是與節目內容相關的數據，如與節目有關課文背景資料、作者簡介等。學生可根據自己的需要選出某些與節目有關的數據。

（五）數據廣播

將數據服務器中的大量數據循環地播出，其中可以對某些數據進行實時更新。這些數據可與電視節目無關，可以是課件、軟件、輔導資料、復習題、習題解答、游戲、圖片、各種網站上下載的信息、電子報紙等。用戶可以主動地從數字電視廣播信號中找到需要的信息。數據廣播是擴大業務范圍，增加服務收入的重要方面之一。

（六）交互式業務

利用有線數字電視回傳信道，實現用戶與電視中心和有線電視前端的交互操作，視頻點播（VOD）是交互業務的典型事例。也可以通過CM（Cable Modem）方式上網，使用電視或計算機在因特網上進行教學。

結語

在廣電網絡實現大整合、捆綁經營的今天，以現代有線電視寬帶網絡為主，結合其他網絡資源優勢，在現代遠程教育思想指導下，采用數字電視技術和現代信息技術中的最新成果，整合各種教育資源，創建一種大規模開展學歷和非學歷教育的全新遠程教育模式，這對加速構建我國終身教育體系和開發利用廣電網絡資源具有深遠的意義。

參考文獻：

［1］方德葵.虛擬大學――現代遠程教育理論與實踐［M］.中國廣播電視出版社，2003年.

［2］趙堅勇.數字電視技術［M］.西安電子科技大學出版社，2005年.

［3］趙永岐.網絡與電視應用研究［M］.科學出版社，2005年.

第2篇

作者：上超望 劉清堂 楊宗凱 趙呈領

【論文關鍵詞】SOA　Web服務　數字教育資源　一站式　協同

【論文摘 要】充分利用網絡共享優質教育資源，是當前教育數字化深入發展需要解決的關鍵問題之一。本文對分布式數字教育資源協同的需求進行了分析，提出了SOA環境下數字教育資源協同共享框架模型（MERSCA），論述了系統的主要架構和關鍵技術實現。希望在對現有各資源站點改動最小的基礎上解決資源的共享和增值應用問題，創新數字教育資源公共服務模式，提高資源的利用效率。

一、引言

數字教育通過實現教育從環境、資源到應用的數字化，使現實校園環境憑借信息系統在時間和空間上得到延伸[1]。SOA(Service Oriented Architecture，面向服務架構)是為解決分布式互聯網環境下的資源共享和重用而提出的一種新型軟件系統架構，它允許不同系統能夠進行無縫通信和異構資源共享。

傳統的網絡教育資源使用模式降低了遠程教育系統中的資源通用性能力，造成了大量資源浪費。建設開放共享的數字教育公共服務體系是國家實施現代遠程教育工程的核心組成部分，也是《國家中長期科學和技術發展規劃綱要（2006-2020年）》的重要主題[2]。SOA（面向服務架構）為數字教育服務體系建設提供了最佳支持，為構建開放的數字教育公共服務支撐平臺，建立新型的面向數字教育的公共服務機制，國家支持實施了“數字化學習港與終身學習社會的建設與示范”、“數字教育公共服務示范工程”等多項重大項目，目前已經初步建立了“奧鵬”、“弘成”和“知金”三個覆蓋全國的網絡教育公共服務體系[3]。

在分布式教育資源服務的集成應用中，信息的交互、共享和數據的安全訪問是關鍵內容[4]。設計一個全局的資源協同和訪問框架來屏蔽資源平臺差異，實現分布式資源的共享，以支持優質教育資源增值應用，構建開放和便捷的資源整合服務，成為SOA環境下教育資源數字化建設需要解決的首要問題。

本文在對分布式環境下數字教育資源協同的需求進行分析的基礎上，設計了SOA環境下數字教育資源協同共享框架模型（MERSCA， Model of E-learning Resources Sharing andCoordination Architecture），然后從協同數字教育資源一站式訪問和數字教育資源服務基于序關系的協同兩個方面討論了MERSCA實現的關鍵技術。實踐研究表明，MERSCA模型是分布式數字教育資源協同共享系統建構中一種可行和實用的方案。

二、分布式數字教育資源協同需求分析

數字教育要達到的重要目標是信息共享和應用集成，需要經過一個長期的建設和完善過程[5]，涵蓋資源建設、資源集成、知識處理、平臺接入和運行、質量監控和資源評價等多個方面，所以在建設之初就應融入基于全局觀點、具有可擴展性和新技術兼容等多個方面的考量。

SOA環境下數字教育資源協同共享框架及實現涉及資源協同的可擴展性、資源訪問的便捷性、用戶身份的管理以及認證、授權、加密等多項技術，框架的整體設計應滿足以下目標：

（1）靈活性

數字教育服務架構通過通用性的服務接口調用來實現資源的跨域整合，個體原子服務獨立于實現平臺，具有松耦合、可擴展等特點，它們往往在不同時期由不同廠商開發，設計方法和開發技術也有所不同，各自擁有獨立的用戶認證體系，也因此導致了目前各個系統的用戶數據分散，不能統一管理，難以共享數據的現狀[6]。數字教育資源一站式協同架構需要從整體上靈活地鑒別用戶，為這些多類型的安全服務提供基于整體訪問的跨域安全集成，提供統一訪問入口，從而提高優質資源整合的敏捷性。

（2）信任遷移

面向服務的思想使得資源應用逐漸趨向于分布式和相互合作的形式，用戶的身份和授權也不再局限于某一特定的信任域。當資源來源于多個安全域，為保證資源交互活動安全，每次訪問都需要對用戶進行身份和權限準入確認，降低了資源使用效率[7]。因此需要一種信任遷移機制，能夠提供一個整體的、運行時身份驗證盡可能少的安全信息共享方案。資源訪問主體只需要在某個安全域中進行一次身份認證，就可以訪問其被授權的當前安全域其他資源或被當前安全域信任的其他域中的資源，不必通過多次身份驗證操作來獲得授權。

（3）可伸縮

模型應當能夠提供開放式體系結構，實現可擴展的安全訪問機制，框架應當將信息系統所面對的教育企業或機構從整體應用的角度統一對待，保持通過增加資源使服務價值產生線性增長的能力。當有新的應用需要部署或增加時，不需要對應用程序本身進行大量修改，通過考量安全方案規劃技術發展因素，使新的安全技術和規范可以很方便地融入[8]。

三、數字教育資源一站式協同

架構模型（MERSCA）

SOA環境下數字教育資源協同共享框架模型結構如圖1所示。MERSCA采用層次結構建模方法，從數字教育資源服務中協同資源一站式訪問與基于序關系的動態協同兩個核心技術構建資源的安全整合，把握用戶對于教學設計邏輯和資源訪問等個性化需求，在進行異構數字教育資源協同架構規劃中兼顧目前和未來的發展。MERSCA模型從下至上分為資源管理層、通信層、資源組合層、資源協同層和應用層。

（1）資源管理層

我國教育數字化建設中的一個重要組成部分就是網絡教育資源開發。為促進網絡教育資源建設，國家投入了大量的人力、物力和財力，目前已經建立起了媒體素材、在線題庫、網絡課件、網上教學案例、網絡課程等多種類型的數字教育資源[9]。

在MERSCA中，資源管理層從分布式的優質教育資源中提取類型資源共性，參照已定義好的統一接口標準，將資源屬性對應于標準屬性用XML格式字符串描述出來，形成統一的資源描述規范和服務接口。同時通過WSDL協議描述數字教育資源的服務，實現標準的接口綁定和異構資源的服務封裝，并進行注冊和功能分類的集中管理，在對現有各資源站點改動最小的基礎上解決資源的共享和增值應用問題。資源管理層為通信層和資源服務組合層提供了資源的預處理功能，通過服務接口對外提供教育資源服務。

（2）通信層

通信層使用基于XML的SOAP協議（Simple Object Access Protocol，簡單對象訪問協議）對教育資源交互信息進行描述。應用程序之間基于SOAP進行相互溝通時，不需要知道彼此是在哪一種操作平臺上操作或是各自如何實現等細節信息。SOAP代表了一套資源如何呈現與延伸的共享規則，它是一個獨立的信息，可以獨自運作在不同的操作系統上面，并可以使用各種不同的通訊方式來傳輸，例如SMTP、MIME，或是HTTP等。

無論基于.net技術開發的教育資源系統，還是應用java技術開發的教育資源系統，通過SOAP協議，系統之間能夠相互進行溝通和資源共享，資源系統之間的平臺架構和實現細節是彼此透明的。

（3）教育資源服務組合層

資源組合層基于BPEL4WS業務流，在Web服務組合引擎所提供的質量控制、消息路由、信息管理、事務管理和流程管理等功能的支持下進行資源服務集成。通過可視化編排方式，資源組合層將不同的教育資源原子服務依據教學設計者設定的邏輯組合在一起，屏蔽底層信息基礎設施的變遷，合理地安排這些服務的運行順序，以形成大粒度的、具有內部流程邏輯的教育資源整合，充分發揮優質教育資源服務的潛力，形成“1+1>2”的服務資源集成增值效果。

BPEL4WS基于XML Schema、XPath及XSLT等規范，提供了一套標準化語法對業務流程所綁定的Web服務交互特性及控制邏輯進行描述。通過對業務流程中教育服務資源的交互行為建模，BPEL4WS以可視化和有序的方式協調它們之間的交互活動達成教育資源服務的組合應用目標。

（4）教育資源協同層

異構數字教育資源服務的協同應用過程涉及處于不同計算域下的多個資源提供者，當用戶訪問分布式的多域數字教育資源時，就會涉及安全邊界跨越問題，需要登陸不同系統，接受多次安全身份驗證，安全與訪問效率都無法得到保證。

安全聲明標記語言SAML是信息標準化促進組織（OASIS）為產生和交換使用者認證而制定的一項標準規范，它基于XML架構在不同的在線應用場景中決定請求者、請求內容以及是否有授權提出需求等，同時為交易的雙方提供交換授權和確認的機制，達到可轉移的信任。安全協同層基于SAML實現用戶在多個資源提供者之間身份和安全信息的遷移，通過數字加密和簽名技術保證系統消息之間的保密性。用戶只需在網絡中主動地進行一次身份認證登陸，不需再次登陸就能夠在達成信任關系的成員單位之間無縫地訪問授權資源。資源安全協同層所采用的一站式訪問形式減少了認證次數，同時也降低了用戶訪問資源時的時間成本。

（5）應用層

應用層是系統功能和使用者交互的接口，提供安全管理入口、資源展示、資源新聞、知識宣傳等功能。E-learning學習信息門戶是應用層信息資源集成界面與終端使用者之間進行信息交互的橋梁，它通過一站式服務為學習者提供分布式數字教育資源集成服務中的核心業務。學習者通過信息門戶模塊進入學習環境，依據自身的需要和意愿選擇合適的學習資源，來完成通過多個安全域中的分布式資源整合而形成的系列課程學習。

四、MERSCA模型的關鍵技術實現

依托國家“十一五”科技支撐計劃課題“數字教育公共服務示范工程”，MERSCA模型已在實踐應用環境中得到成功實施。MERSCA通過分布式的數字教育資源服務整合來凝聚分布于網絡中的各種教育資源，實現了教育資源的共享和協同，并提供安全方便的資源訪問模式。MERSCA的成功實施依賴于協同數字教育資源一站式訪問和資源服務基于序關系的協同兩個關鍵技術。

1．協同教育資源的一站式訪問

協同資源一站式訪問技術通過使用SAML安全信牌確保可移植的信任遷移，在分布式的教育資源提供者之間共享用戶身份驗證信息和授權信息，同時又保證資源提供者對資源的控制權。SAML安全信牌由身份認證權威生成，它的生命周期也由身份認證權威來管理。完整的一站式訪問安全認證實現過程如圖2所示，主要由六個步驟組成：

（1）學習者向身份認證權威的SOAP安全Agent提交身份驗證信息，請求確認身份的合法性；

（2）在確認學習者身份為合法后，身份認證權威為學習者創建含有SAML合法性判決標識文件的安全信牌，并將該信牌返回給學習者；

（3）學習者在教學設計業務流程邏輯的引導下，通過點擊目標資源地址的URL來試圖訪問某個協同學習資源，同時將合法性標識文件作為URL的一部分發送給資源站點，然后被重新定向到資源提供者；

（4）學習資源提供者的SOAP安全Agent收到步驟（3）傳遞來的信息，從合法性標識文件中解析出身份認證權威的地址信息，然后向身份認證權威的SOAP安全Agent發送包含合法性標識文件的SAML請求；

（5）身份認證權威的SOAP安全Agent收到SAML請求后，從請求中包含的合法性引用信息找到相關認證，然后將認證信息封裝在SOAP包中，以SAML響應方式傳送給資源提供者；

（6）資源提供者的SOAP安全Agent檢查學習者安全信牌信息，如果檢查成功則將學習者重新定向到數字學習資源所在的URL，并將所需資源發送到學習者瀏覽器，否則將拒絕用戶訪問。

在步驟（2）～（6）中，由于在重定位URL后附有與學習者認證相關的安全信息，可采用簽名和加密的方式來保障認證信息的機密性和完整性。為確保發送方和接收方身份的真實性，步驟（4）和（5）中資源提供者和身份認證權威需要進行雙向認證，它們在傳輸身份聲明的過程中對學習者是透明的。

協同資源一站式訪問的實現讓學習者在訪問不同的服務資源時避免身份重復認證，節省了學習者的學習時間，提高了系統資源的服務效率。

2. 資源服務基于序關系的協同

資源服務基于序關系的協同技術將分布式環境下的教育資源服務看作獨立的功能模塊，通過BPEL4WS（Web服務業務流程執行語言）流程活動綁定這些資源模塊，通過結構化業務流程活動來定義資源服務活動之間基于序的邏輯關系，實現數字教育資源協同，組成大粒度增值應用服務。BPEL4WS流程引擎為業務流程所綁定的資源提供了控制與管理支持。教育資源設計者可以方便地依據教學設計思想采取可視化的方式編排資源協同關系，更方便地適應學習者的個性化學習需求。

圖3展示了一個基于BPEL4WS的簡易資源協同實例，BPEL4WS業務該流程通過三個基本活動分別綁定了由不同提供者提供的“C語言基本知識和測試服務”、“C語言高階知識服務”和“C語言基本知識鞏固服務” 分布式資源，基于教學設計序邏輯組成“C語言知識集成服務”組合服務。當E-learning學習門戶接收到學習者的服務請求時，組合服務資源主要協同過程描述如下：

（1）流程“Receive”協同服務接口接收開始信息啟動業務流程，啟動一個資源協同實例；

（2）“C語言基本知識和測試服務”通過基礎知識服務接口為學習者提供C語言基礎知識學習資源，通過測試接口對學習者進行知識測試；

（3）“C語言基本知識和測試服務”將測試結果得分提交給BPEL4WS學習流程；

（4）BPEL4WS流程對學習者的學習績效進行邏輯判決；

（5）當學習者得分小于60時，學習流程引導學習者進入“知識鞏固服務”，進行知識鞏固；當學習者得分大于60時，學習流程將引導學習者進行高階知識學習；

（6）學習者知識學習結束，學習流程通過“Reply”協同服務輸出接口發送終止信息終止業務流程，結束學習過程。

五、結論與展望

屏蔽資源平臺差異、構建便捷的一站式數字教育資源整合服務是開放環境下數字教育服務建設需要解決的核心問題之一。本文提出了一種面向SOA環境的數字教育資源一站式協同架構模型MERSCA，MERSCA采用分層結構，通過對數字教育資源的服務包裝，實現了資源的共享和可重用；通過基于SAML的安全信息共享技術，實現了一站式訪問；通過BPEL4WS綁定，實現數字教育資源基于教學設計思想的增值協同。MERSCA具有良好的擴展性、集成性以及與平臺無關等特點，適用于數字教育資源跨部門協同應用中的信息共享和資源整合。模型的實現過程證明，該方案具有可行性和實用性。這些特點在筆者參與的國家科技支撐計劃課題“數字教育公共服務示范工程”實踐應用中得到了證明。未來的工作將主要集中在業務流程級別安全性的設計與實現方面，以便提供一個更完善的數字教育資源集成服務安全體系。

參考文獻

[1] 余勝泉. 從知識傳遞到認知建構、再到情境認知——三代移動學習的發展與展望[J]. 中國電化教育，2007，（6）：07-19.

[2] 馮琳，郝丹. 現代教育服務業與數字化學習港——第十五次“中國遠程教育學術圓桌”綜述[J]. 中國遠程教育，2007，（9）：05-17.

[3] 楊宗凱. 數字教育服務體系和環境的構建[J]. 中國遠程教育，2007，（10）：57-58.

[4] 鐘志賢，王覓，林安琪. 論遠程學習者的資源管理[J]. 遠程教育雜志，2008，（6）：48-52.

[5] 羅勇為. 基于生態學視角的基礎教育信息化可持續發展研究[J].中國遠程教育，2010，（6）：22-26.

[6] Shang Chao wang，Liu Qing tang，etc.Requirement Driven Learning Management Architecture Based on BPEL [J].Journal of DongHua University，2010，(02): 263- 267.

[7] 楊宏宇，孫宇超，姜德全. 基于SAML和PMI的授權管理模型[J].吉林大學學報，2008，（6）：1321-1325.

第3篇

關鍵詞：網絡教育；元數據；XML；模式；邏輯模型

中圖分類號：TP393文獻標識碼：A文章編號：1009-3044(2008)11-20388-03

1 引言

網絡教育[1](E-learning)是隨著現代信息技術的發展而產生的一種新型教育方式，它以計算機網絡、衛星通訊和廣播電視為主要傳輸手段，綜合采用數字技術、智能技術和多媒體技術等，主要設計目標是使教與學的雙方通過互聯網絡，可以便捷地進行實時、雙向的交流，更好地實現優秀教育資源的共享，使廣大的受教育者可以實破傳統教育在教育資源（師資、教材、實驗等）和教育方法（統一進度、集中式和單向傳授等）方面的限制，不受時間和空間的約束，可以根據自己的業務水平和時間安排學習計劃，實現個性化的4A(Anyone,Anytime ,Anywhere,Anything)教育。

在E-learning系統中，由于教育資源的分散性、復雜性和多樣性，使人們對它的理解各不相同，出現了大量不同類型的教育資源，如果在對教育資源進行描述時沒有統一的規范，就會導致其在E-learning間共享復用困難。為解決此問題，本文參考國內外相關標準提出了一種教育資源元數據模型設計方案，用于規范化教育資源的描述，以支持這種異構環境、異構系統間異構資源的共享，以及個性化學習資源的整合與。

2 相關定義及說明

2.1 學習對象及教育資源

在E-learning系統中，學習對象指的是在學習過程中動態交互的各個對象，包括教育資源、學習者、教授者、學習策略等。

教育資源是指用于教學和培訓的任何學習材料，它屬于學習對象的一個子集。在本文中教育資源特指的是電子化了的學習材料，包括文本、聲音、圖像、課件等可以被計算機處理的信息。

2.2 教育資源元數據

元數據[1]是關于數據的數據，教育資源元數據[1]指用于描述教育資源的數據。使用元數據，可以在不操作資源的情況下就了解資源的相關屬性，從而選擇適合的資源；可以通過元數據所提供的信息，實現對資源有效的分類管理和檢索；可以從元數據信息中獲取對資源的評價信息，也可以把自己的評價加入到元數據中，以便和他人共享。

2.3 教育資源元數據規范[1]

目前，世界上有很多標準化（學術）組織都正在致力于基于網絡的教育資源標準化的研究，并起草了一些相應規范，其中影響較大的有：IMS的Learning Resource Metadata（學習資源元數據規范），IEEE LTSC（Learning Technology Standards Committee，學習技術標準委員會）的LOM（Learning Object Metadata：學習對象元數據模型）、OCLE（Online Computer Library Center）Dublin Core的Dublin Core元數據標準等。

我國教育部科技司在2001年組織正式成立了中國教育信息化技術標準委員會。該委員會負責開展有關教育信息化技術的標準工作，在廣泛借鑒國內外有關科研成果基礎上，起草了《國家現代遠程教育資源庫中央電大源建設規范》。

《國家現代遠程教育資源庫中央電大源建設規范元數據規范分冊》[1]（以下簡稱教育資源元數據規范）主要包括資源的屬性描述與著錄規范、資源的分類方法、編碼原則等內容，它綜合了“中國教育信息化技術標準”中學習對象元數據規范、基于規則的XML綁定技術和內容封裝等方面的標準，根據遠程教育教學和管理的需求作必要的擴展和補充，并提出了貫徹相關規范的具體操作方法。

教育資源元數據規范定義了教育資源元數據的語法和語義，用于描述教育資源元數據實例的結構。定義元數據規范的目的主要是為了給教育資源的開發者和建設者提供一致的設計規范，以利于教育資源的使用者方便查找，節省人力物力。

2.4 教育資源的粒度[3]

設計教育資源的目的是為了教授知識，知識是有層次劃分的，我們把教育資源所屬的層次定義為教育資源的粒度。

舉個例子來講，知識一般可以劃分為不同的領域知識，領域知識又可再分為學科知識，學科又可以分專業，專業又可分課程，課程又可分章節，章節又可分節，節又可分小節，小節再分知識點。我們可以將一門課程的一個章節作為一個獨立的教育資源，也可以將其中的一個知識點做為一個獨立的部分。教育資源可以相互組合使用，粒度越小，在我們使用這些對象時必然更靈活，但同時管理的復雜性在增加，反之，粒度的增大，內容全面的同時也帶來了靈活性的喪失。

2.5 知識元

我們將教育資源的最小粒度劃分稱之為知識元。它有以下性質：

(1)原子性：知識元作為最小的單元，不可分割；

(2)功能完整性：知識元被具體用來說明某一類或某一點的知識，它在功能上是完整的；

(3)可重用性：知識元是為了說明某一類或某一點的知識，不局限于某一次的使用。

在E-learning系統中，一般以知識元作為一個基本的學習單元，如數據結構課程中樹的遍歷可以看作一個知識元。因此可以將知識元與日常教學中的知識點聯系起來，將知識點定義為知識元。

2.6 知識簇

知識元的組合我們稱之為知識簇，知識簇可以自包含，即知識簇可以是由知識元構成，也可以由更小的子知識簇構成，還可以是由知識元和子知識簇混和構成。

3 教育資源元數據概念模型

我們來定義教育資源的概念模型，主要目的在于明確定義資源屬性及資源之間的聯系。

教育資源元數據模型分為兩個部分，一是將資源作為一個整體進行描述的基本屬性集，二是資源間的相互聯系的定義。

3.1 教育資源的基本屬性集

良好的分類機制能高效地實現對教育資源的組織管理與使用，對教育資源進行分類的目的有助于確定教育資源的基本屬性集。在本文中，分類體系的設計以國家教育資源元數據規范作為基礎。

根據規范，教育資源分類體系[1]分為二級，既包括對每類資源都適用并與資源組織建設過程密切相關的通用分類，即一級分類；又根據不同資源的特殊屬性，提供了更細一級的分類，即二級分類。每個分類元素都作為資源的一個屬性，記錄在屬性描述表中（如圖1）。

一級分類包含學科、適用對象、資源類型、技術格式、語種五個分類元素。這五個分類元素是對資源進行組織的基本依據。

在圖1中，我們首先以學科為總的分類依據，再根據適用對象和資源類型對教育資源進行詳細劃分。對于其它的分類元素，如技術格式、語種等可作為資源的一般屬性，記錄在屬性描述表中。

第二級分類就是針對第一級分類的屬性值作為分類元素對教育資源進行進一步細分。例如，第一級分類中的資源類型，可以是文本、圖像、聲音等。在第二級分類中就要以文本、圖像、聲音作為分類元素進行擴充，例如聲音可以有采樣率、格式、要求等屬性，然后再分別對采樣率、格式、要求等再設置擴展分類，以此類推……

目前，為了使標準相對寬泛，增強通用性，國家標準只規定了第一級分類，現有國際國內教育資源分類體系對二級分類的說明和要求都較寬泛，可視需要自行擴充。我們所做的主要工作，一是對一級分類中的學科屬性進行層次劃分，擴展到知識點這一層，支持對教育資源的準確定位，完善規范的基本屬性集，二是對教育資源之間的聯系進行定義。

3.2 知識的層次結構

各種類型的知識以教育資源的形式呈現給學習者，因此教育資源的結構可以與知識的結構相對應。下面我們主要討論知識的層次關系。

現實中的知識具有領域性、專業性、繼承性等一系列特性，知識的這些特性決定了知識具有一定的層次結構。

參照國內外的相關規定，我們將知識劃分為六個層次[2]。第一層是所有的知識，第二層是領域知識，第三層是專業知識，第四層為課程知識，第五層為知識簇，第六層為知識點。

圖2表示了知識的這種層次劃分，結點表示某個具體的知識單元（可以是知識元，也可以是知識簇或更高一級的形式），有向弧表示結點間的關系。學習的過程，可以描述為從起始結點到目標結點的遍歷路徑。

3.3 知識之間的相互聯系

一般來說，知識之間存在繼承、平行、關聯等幾種關系。

繼承：兩個知識A、B，若A包含了B，就稱B繼承于A。這體現了知識的細化。

前驅和后繼：兩個知識A、B，若AB而沒有BA, 則稱A是B的前驅，B是A的后繼。這體現了知識學習的序列性。

平行：兩個知識A、B，若AB 而且BA，則A和B是平行的。這體現了兩個知識學習不具有序列性，掌握不分先后。

關聯：三個知識A、B、C，若A∩B＝C，則稱A和B是有關聯的，B關聯A，這體現了知識間的聯系。

圖2中層與層之間的知識只有繼承關系，在同一層次內的知識可以有前驅和后繼的關系[4]，也可以是平行、關聯、繼承等關系。圖3我們以知識簇這一層來示意同層元素之間的聯系。圖3中結點表示某個具體的子知識簇，有向弧表示這些子知識簇之間的聯系。

參照以上概念模型，我們以某門課的教學大綱為依據，就可將知識層次轉化為我們所熟悉的學科－專業－課程－章節（知識簇）－知識點的體系結構，以對教育資源進行清晰地描述。

4 教育資源元數據的邏輯模型

參照第三章的概念模型，我們使用XML模式來對上述模型進行表述，就生成了教育資源元數據的邏輯模型，參照現有的分類詞匯表，依照此模式生成的實例化XML文檔就是這個教育資源元數據的實例。

5 結束語

教育資源元數據的定義是E-learning系統實施的基礎性工作，我們以教育資源元數據規范為基礎，參考相關研究成果，對規范提出了一些擴充。在實際操作中，E-learning系統的建設者需要根據自身的情況進行修改，使其更加完善，作為對國家網絡教育標準化工作的有益補充。

參考文獻：

[1]全國信息技術標準化技術委員會教育技術分技術委員會.《網絡教育技術標準CELTS-3.1(CD1.6)――學習對象元數據》，/download/CELTS-3.1(CD1.6).zip，2003.

[2] 張玉芳，熊忠陽，吳中福. 基于WWW的遠程教育系統實現[J]. 計算機應用，1999.10.

[3] 張玉芳. 基于媒體素材庫的學習內容構建方法研究[M]. 重慶大學, 2001.10.45-80.