数字教育系统范文

前言：我们精心挑选了数篇优质数字教育系统文章，供您阅读参考。期待这些文章能为您带来启发，助您在写作的道路上更上一层楼。

第1篇

关键词： 数字电视 远程教育 终身教育

引言

目前，教育部已批准一些高校开展现代远程教育，这些高校基本上都是采取学校与电信部门联合办学方式进行的，这种基于电信网的单一模式不利于教育的规模化、大众化，其他一些网站、网校的情况也差不多。从我国的具体情况看，有线电视网发展极为迅速，政府职能部门又正在加紧进行全国联网，以现代有线电视宽带网为主，结合其他网络优势开展现代远程教育的前景十分可观，其主要原因是现代有线电视宽带网具有大容量、宽带宽、高速度、低资费、可靠性强并能进入千家万户的特点与优势，这是其他部门无法比拟的。特别是数字电视技术的日益普及和完善，非常适合于开展大规模的远程网络教育。

一、数字电视教育平台的建设目标

科学整合与充分利用各级、各类教育部门丰富的教育资源和广电系统的数字电视宽带网络资源，以全新的理念和先进的核心技术，摆脱教育的时空限制，满足教育的个性化需求，使远程教育的理想模式变为现实，构建完善的终身教育体系。

建成基于广电数字传输网络的多媒体数字传输平台。通过该数字平台，在网上传输国内外优秀的教育课件。通过该网络平台，将网上教学方式普及全国的上亿有线电视用户及各地的相关教育机构；在各地的相关教育机构可以实时交互学习，可以通过宽带的网络接入，点播著名学校的教学课件；在家里通过机顶盒用计算机或电视机可以实时、非实时学习；同时通过该宽带网络与国际Internet进行连接，从而充分利用网络资源。

二、数字电视教育平台框架

数字电视教育平台的建设需要广电系统和教育系统的密切配合，教育部门主要提供优质的教育资源，广电部门主

要提供网络和用户资源，同时吸收国家相关科研院所及企业提供技术支持与合作经营，共同构筑一个现代远程网络终身教育平台。

该平台从国内著名教育部门内通过高速专线取得包括小学到大学的所有教学课件到省级的广电中心机房内；在省广电中心机房内，将课件加载到广电的SDH传输网上，通过若干个专线，传输到各地市的广电机房；在各地市广电机房再通过本地多点分配系统，将传输到各地市的课件传输到各相关教育机构内，同时通过有线电视城域网（HFC网），将课件送到千家万户。

如图1所示，数字电视教育平台框架主要由四部分组成：

（一）信源

主要指信息的来源、课件的来源。将国内、外各种教学资源，分学科、分层次进行管理，或组织专家教授讲课，进行网上直播，进行课件的制作。通过各种教育资源的整合，建立大的教学资源库，力求达到能满足各种不同层次人员的学习需求。教学资源库一般由视频服务器、磁盘阵列、课件数据库、控制管理系统等系统组成。

（二）技术平台

以有线数字电视系统为技术平台，通过各地市的广电中心机房，将教育信息资源传送至各类教育机构及有线电视用户，实现终端用户自主收看、查询和下载教学课件及数据信息。出于实际应用的需要，在各地市的广电中心机房应设置容量比较大的镜像服务器，以便于从本地服务器中取得课件数据。数字电视技术正日益成熟，通过与现代通信技术、计算机技术、网络技术、多媒体技术结合，能建成一套既能发挥广电自身优势又能兼具各家所长的网络教育新平台。

（三）传输网络

主要利用广电数字传输网络和互联网共同搭建桥梁，沟通教学机构的教学内容与广大渴望知识的受众。广电网络具有全国最大的网络和用户群，带宽资源也极为丰富，并即将实现全国大联网。利用广电网络和数字电视等技术开展远程教学，可以解决网络教学的成本、规模、用户接入、网络带宽等诸多方面的问题，为普及远程教学和满足人们的学习要求提供了一条物美价廉之路。但广电网络本身不具有Internet网络出口，所以要和电信部门（具有网络国际出口）合作。

网络的互联及互通关键是对相同标准的遵循，根据现有技术的开发性、成熟性和发展性，以及数字电视教育平台的建设需要，建议采用TCP/IP协议来构建统一的网络平台。

（四）用户终端

分两种，一种是教学分站（各类各级学校），学习者可在各教学分站的课堂集中听课，能使异地的师生如同身临其境地开展双向交互远程教学；另一种是有线电视终端用户，通过机顶盒用计算机或电视机学习，学习者可以自主选择学习内容。

三、数字电视教育平台的服务功能

（一）多节目电视广播

数字电视系统允许在一个模拟电视频道中传输多路电视节目。多节目电视广播和下面的多路声音广播是单向的、非交互的，利用数字视音频压缩技术，提高频率资源的利用率。这样可以充分解决频道资源的问题，原有的2―3个频道可以扩大到12―30个频道，很好地解决了为远程教育提供电视频道紧张的状况，使专业远程教育的开展变成可能。

（二）多路声音广播

在一个模拟电视频道中可以传送100路左右的立体声广播节目，这样仅仅用语音开办的教育节目的实施就简单多了。

（三）准视频点播（NVOD）

NVOD是在一个模拟电视频道里以一定的时间间隔循环播放同一节目，学生可以在一设定的时间内从头观看这一电视节目。利用此系统我们可以把节目源存放在视频服务器中，方便、灵活地进行节目编排。这样学生可以不受时间的限制。

（四）节目相关的数据

将与节目有关的数据随节目一起传送。这种数据有两类，一类是电子节目指南（EPG），随时播出当天或多天的课程安排，以及播出时间表、指导教师、复习内容等相关内容，学生可在任意时刻进行浏览。电子节目指南帮助用户方便快速地寻找自己感兴趣的节目。另一类是与节目内容相关的数据，如与节目有关课文背景资料、作者简介等。学生可根据自己的需要选出某些与节目有关的数据。

（五）数据广播

将数据服务器中的大量数据循环地播出，其中可以对某些数据进行实时更新。这些数据可与电视节目无关，可以是课件、软件、辅导资料、复习题、习题解答、游戏、图片、各种网站上下载的信息、电子报纸等。用户可以主动地从数字电视广播信号中找到需要的信息。数据广播是扩大业务范围，增加服务收入的重要方面之一。

（六）交互式业务

利用有线数字电视回传信道，实现用户与电视中心和有线电视前端的交互操作，视频点播（VOD）是交互业务的典型事例。也可以通过CM（Cable Modem）方式上网，使用电视或计算机在因特网上进行教学。

结语

在广电网络实现大整合、捆绑经营的今天，以现代有线电视宽带网络为主，结合其他网络资源优势，在现代远程教育思想指导下，采用数字电视技术和现代信息技术中的最新成果，整合各种教育资源，创建一种大规模开展学历和非学历教育的全新远程教育模式，这对加速构建我国终身教育体系和开发利用广电网络资源具有深远的意义。

参考文献：

［1］方德葵.虚拟大学――现代远程教育理论与实践［M］.中国广播电视出版社，2003年.

［2］赵坚勇.数字电视技术［M］.西安电子科技大学出版社，2005年.

［3］赵永岐.网络与电视应用研究［M］.科学出版社，2005年.

第2篇

作者：上超望 刘清堂 杨宗凯 赵呈领

【论文关键词】SOA　Web服务　数字教育资源　一站式　协同

【论文摘 要】充分利用网络共享优质教育资源，是当前教育数字化深入发展需要解决的关键问题之一。本文对分布式数字教育资源协同的需求进行了分析，提出了SOA环境下数字教育资源协同共享框架模型（MERSCA），论述了系统的主要架构和关键技术实现。希望在对现有各资源站点改动最小的基础上解决资源的共享和增值应用问题，创新数字教育资源公共服务模式，提高资源的利用效率。

一、引言

数字教育通过实现教育从环境、资源到应用的数字化，使现实校园环境凭借信息系统在时间和空间上得到延伸[1]。SOA(Service Oriented Architecture，面向服务架构)是为解决分布式互联网环境下的资源共享和重用而提出的一种新型软件系统架构，它允许不同系统能够进行无缝通信和异构资源共享。

传统的网络教育资源使用模式降低了远程教育系统中的资源通用性能力，造成了大量资源浪费。建设开放共享的数字教育公共服务体系是国家实施现代远程教育工程的核心组成部分，也是《国家中长期科学和技术发展规划纲要（2006-2020年）》的重要主题[2]。SOA（面向服务架构）为数字教育服务体系建设提供了最佳支持，为构建开放的数字教育公共服务支撑平台，建立新型的面向数字教育的公共服务机制，国家支持实施了“数字化学习港与终身学习社会的建设与示范”、“数字教育公共服务示范工程”等多项重大项目，目前已经初步建立了“奥鹏”、“弘成”和“知金”三个覆盖全国的网络教育公共服务体系[3]。

在分布式教育资源服务的集成应用中，信息的交互、共享和数据的安全访问是关键内容[4]。设计一个全局的资源协同和访问框架来屏蔽资源平台差异，实现分布式资源的共享，以支持优质教育资源增值应用，构建开放和便捷的资源整合服务，成为SOA环境下教育资源数字化建设需要解决的首要问题。

本文在对分布式环境下数字教育资源协同的需求进行分析的基础上，设计了SOA环境下数字教育资源协同共享框架模型（MERSCA， Model of E-learning Resources Sharing andCoordination Architecture），然后从协同数字教育资源一站式访问和数字教育资源服务基于序关系的协同两个方面讨论了MERSCA实现的关键技术。实践研究表明，MERSCA模型是分布式数字教育资源协同共享系统建构中一种可行和实用的方案。

二、分布式数字教育资源协同需求分析

数字教育要达到的重要目标是信息共享和应用集成，需要经过一个长期的建设和完善过程[5]，涵盖资源建设、资源集成、知识处理、平台接入和运行、质量监控和资源评价等多个方面，所以在建设之初就应融入基于全局观点、具有可扩展性和新技术兼容等多个方面的考量。

SOA环境下数字教育资源协同共享框架及实现涉及资源协同的可扩展性、资源访问的便捷性、用户身份的管理以及认证、授权、加密等多项技术，框架的整体设计应满足以下目标：

（1）灵活性

数字教育服务架构通过通用性的服务接口调用来实现资源的跨域整合，个体原子服务独立于实现平台，具有松耦合、可扩展等特点，它们往往在不同时期由不同厂商开发，设计方法和开发技术也有所不同，各自拥有独立的用户认证体系，也因此导致了目前各个系统的用户数据分散，不能统一管理，难以共享数据的现状[6]。数字教育资源一站式协同架构需要从整体上灵活地鉴别用户，为这些多类型的安全服务提供基于整体访问的跨域安全集成，提供统一访问入口，从而提高优质资源整合的敏捷性。

（2）信任迁移

面向服务的思想使得资源应用逐渐趋向于分布式和相互合作的形式，用户的身份和授权也不再局限于某一特定的信任域。当资源来源于多个安全域，为保证资源交互活动安全，每次访问都需要对用户进行身份和权限准入确认，降低了资源使用效率[7]。因此需要一种信任迁移机制，能够提供一个整体的、运行时身份验证尽可能少的安全信息共享方案。资源访问主体只需要在某个安全域中进行一次身份认证，就可以访问其被授权的当前安全域其他资源或被当前安全域信任的其他域中的资源，不必通过多次身份验证操作来获得授权。

（3）可伸缩

模型应当能够提供开放式体系结构，实现可扩展的安全访问机制，框架应当将信息系统所面对的教育企业或机构从整体应用的角度统一对待，保持通过增加资源使服务价值产生线性增长的能力。当有新的应用需要部署或增加时，不需要对应用程序本身进行大量修改，通过考量安全方案规划技术发展因素，使新的安全技术和规范可以很方便地融入[8]。

三、数字教育资源一站式协同

架构模型（MERSCA）

SOA环境下数字教育资源协同共享框架模型结构如图1所示。MERSCA采用层次结构建模方法，从数字教育资源服务中协同资源一站式访问与基于序关系的动态协同两个核心技术构建资源的安全整合，把握用户对于教学设计逻辑和资源访问等个性化需求，在进行异构数字教育资源协同架构规划中兼顾目前和未来的发展。MERSCA模型从下至上分为资源管理层、通信层、资源组合层、资源协同层和应用层。

（1）资源管理层

我国教育数字化建设中的一个重要组成部分就是网络教育资源开发。为促进网络教育资源建设，国家投入了大量的人力、物力和财力，目前已经建立起了媒体素材、在线题库、网络课件、网上教学案例、网络课程等多种类型的数字教育资源[9]。

在MERSCA中，资源管理层从分布式的优质教育资源中提取类型资源共性，参照已定义好的统一接口标准，将资源属性对应于标准属性用XML格式字符串描述出来，形成统一的资源描述规范和服务接口。同时通过WSDL协议描述数字教育资源的服务，实现标准的接口绑定和异构资源的服务封装，并进行注册和功能分类的集中管理，在对现有各资源站点改动最小的基础上解决资源的共享和增值应用问题。资源管理层为通信层和资源服务组合层提供了资源的预处理功能，通过服务接口对外提供教育资源服务。

（2）通信层

通信层使用基于XML的SOAP协议（Simple Object Access Protocol，简单对象访问协议）对教育资源交互信息进行描述。应用程序之间基于SOAP进行相互沟通时，不需要知道彼此是在哪一种操作平台上操作或是各自如何实现等细节信息。SOAP代表了一套资源如何呈现与延伸的共享规则，它是一个独立的信息，可以独自运作在不同的操作系统上面，并可以使用各种不同的通讯方式来传输，例如SMTP、MIME，或是HTTP等。

无论基于.net技术开发的教育资源系统，还是应用java技术开发的教育资源系统，通过SOAP协议，系统之间能够相互进行沟通和资源共享，资源系统之间的平台架构和实现细节是彼此透明的。

（3）教育资源服务组合层

资源组合层基于BPEL4WS业务流，在Web服务组合引擎所提供的质量控制、消息路由、信息管理、事务管理和流程管理等功能的支持下进行资源服务集成。通过可视化编排方式，资源组合层将不同的教育资源原子服务依据教学设计者设定的逻辑组合在一起，屏蔽底层信息基础设施的变迁，合理地安排这些服务的运行顺序，以形成大粒度的、具有内部流程逻辑的教育资源整合，充分发挥优质教育资源服务的潜力，形成“1+1>2”的服务资源集成增值效果。

BPEL4WS基于XML Schema、XPath及XSLT等规范，提供了一套标准化语法对业务流程所绑定的Web服务交互特性及控制逻辑进行描述。通过对业务流程中教育服务资源的交互行为建模，BPEL4WS以可视化和有序的方式协调它们之间的交互活动达成教育资源服务的组合应用目标。

（4）教育资源协同层

异构数字教育资源服务的协同应用过程涉及处于不同计算域下的多个资源提供者，当用户访问分布式的多域数字教育资源时，就会涉及安全边界跨越问题，需要登陆不同系统，接受多次安全身份验证，安全与访问效率都无法得到保证。

安全声明标记语言SAML是信息标准化促进组织（OASIS）为产生和交换使用者认证而制定的一项标准规范，它基于XML架构在不同的在线应用场景中决定请求者、请求内容以及是否有授权提出需求等，同时为交易的双方提供交换授权和确认的机制，达到可转移的信任。安全协同层基于SAML实现用户在多个资源提供者之间身份和安全信息的迁移，通过数字加密和签名技术保证系统消息之间的保密性。用户只需在网络中主动地进行一次身份认证登陆，不需再次登陆就能够在达成信任关系的成员单位之间无缝地访问授权资源。资源安全协同层所采用的一站式访问形式减少了认证次数，同时也降低了用户访问资源时的时间成本。

（5）应用层

应用层是系统功能和使用者交互的接口，提供安全管理入口、资源展示、资源新闻、知识宣传等功能。E-learning学习信息门户是应用层信息资源集成界面与终端使用者之间进行信息交互的桥梁，它通过一站式服务为学习者提供分布式数字教育资源集成服务中的核心业务。学习者通过信息门户模块进入学习环境，依据自身的需要和意愿选择合适的学习资源，来完成通过多个安全域中的分布式资源整合而形成的系列课程学习。

四、MERSCA模型的关键技术实现

依托国家“十一五”科技支撑计划课题“数字教育公共服务示范工程”，MERSCA模型已在实践应用环境中得到成功实施。MERSCA通过分布式的数字教育资源服务整合来凝聚分布于网络中的各种教育资源，实现了教育资源的共享和协同，并提供安全方便的资源访问模式。MERSCA的成功实施依赖于协同数字教育资源一站式访问和资源服务基于序关系的协同两个关键技术。

1．协同教育资源的一站式访问

协同资源一站式访问技术通过使用SAML安全信牌确保可移植的信任迁移，在分布式的教育资源提供者之间共享用户身份验证信息和授权信息，同时又保证资源提供者对资源的控制权。SAML安全信牌由身份认证权威生成，它的生命周期也由身份认证权威来管理。完整的一站式访问安全认证实现过程如图2所示，主要由六个步骤组成：

（1）学习者向身份认证权威的SOAP安全Agent提交身份验证信息，请求确认身份的合法性；

（2）在确认学习者身份为合法后，身份认证权威为学习者创建含有SAML合法性判决标识文件的安全信牌，并将该信牌返回给学习者；

（3）学习者在教学设计业务流程逻辑的引导下，通过点击目标资源地址的URL来试图访问某个协同学习资源，同时将合法性标识文件作为URL的一部分发送给资源站点，然后被重新定向到资源提供者；

（4）学习资源提供者的SOAP安全Agent收到步骤（3）传递来的信息，从合法性标识文件中解析出身份认证权威的地址信息，然后向身份认证权威的SOAP安全Agent发送包含合法性标识文件的SAML请求；

（5）身份认证权威的SOAP安全Agent收到SAML请求后，从请求中包含的合法性引用信息找到相关认证，然后将认证信息封装在SOAP包中，以SAML响应方式传送给资源提供者；

（6）资源提供者的SOAP安全Agent检查学习者安全信牌信息，如果检查成功则将学习者重新定向到数字学习资源所在的URL，并将所需资源发送到学习者浏览器，否则将拒绝用户访问。

在步骤（2）～（6）中，由于在重定位URL后附有与学习者认证相关的安全信息，可采用签名和加密的方式来保障认证信息的机密性和完整性。为确保发送方和接收方身份的真实性，步骤（4）和（5）中资源提供者和身份认证权威需要进行双向认证，它们在传输身份声明的过程中对学习者是透明的。

协同资源一站式访问的实现让学习者在访问不同的服务资源时避免身份重复认证，节省了学习者的学习时间，提高了系统资源的服务效率。

2. 资源服务基于序关系的协同

资源服务基于序关系的协同技术将分布式环境下的教育资源服务看作独立的功能模块，通过BPEL4WS（Web服务业务流程执行语言）流程活动绑定这些资源模块，通过结构化业务流程活动来定义资源服务活动之间基于序的逻辑关系，实现数字教育资源协同，组成大粒度增值应用服务。BPEL4WS流程引擎为业务流程所绑定的资源提供了控制与管理支持。教育资源设计者可以方便地依据教学设计思想采取可视化的方式编排资源协同关系，更方便地适应学习者的个性化学习需求。

图3展示了一个基于BPEL4WS的简易资源协同实例，BPEL4WS业务该流程通过三个基本活动分别绑定了由不同提供者提供的“C语言基本知识和测试服务”、“C语言高阶知识服务”和“C语言基本知识巩固服务” 分布式资源，基于教学设计序逻辑组成“C语言知识集成服务”组合服务。当E-learning学习门户接收到学习者的服务请求时，组合服务资源主要协同过程描述如下：

（1）流程“Receive”协同服务接口接收开始信息启动业务流程，启动一个资源协同实例；

（2）“C语言基本知识和测试服务”通过基础知识服务接口为学习者提供C语言基础知识学习资源，通过测试接口对学习者进行知识测试；

（3）“C语言基本知识和测试服务”将测试结果得分提交给BPEL4WS学习流程；

（4）BPEL4WS流程对学习者的学习绩效进行逻辑判决；

（5）当学习者得分小于60时，学习流程引导学习者进入“知识巩固服务”，进行知识巩固；当学习者得分大于60时，学习流程将引导学习者进行高阶知识学习；

（6）学习者知识学习结束，学习流程通过“Reply”协同服务输出接口发送终止信息终止业务流程，结束学习过程。

五、结论与展望

屏蔽资源平台差异、构建便捷的一站式数字教育资源整合服务是开放环境下数字教育服务建设需要解决的核心问题之一。本文提出了一种面向SOA环境的数字教育资源一站式协同架构模型MERSCA，MERSCA采用分层结构，通过对数字教育资源的服务包装，实现了资源的共享和可重用；通过基于SAML的安全信息共享技术，实现了一站式访问；通过BPEL4WS绑定，实现数字教育资源基于教学设计思想的增值协同。MERSCA具有良好的扩展性、集成性以及与平台无关等特点，适用于数字教育资源跨部门协同应用中的信息共享和资源整合。模型的实现过程证明，该方案具有可行性和实用性。这些特点在笔者参与的国家科技支撑计划课题“数字教育公共服务示范工程”实践应用中得到了证明。未来的工作将主要集中在业务流程级别安全性的设计与实现方面，以便提供一个更完善的数字教育资源集成服务安全体系。

参考文献

[1] 余胜泉. 从知识传递到认知建构、再到情境认知——三代移动学习的发展与展望[J]. 中国电化教育，2007，（6）：07-19.

[2] 冯琳，郝丹. 现代教育服务业与数字化学习港——第十五次“中国远程教育学术圆桌”综述[J]. 中国远程教育，2007，（9）：05-17.

[3] 杨宗凯. 数字教育服务体系和环境的构建[J]. 中国远程教育，2007，（10）：57-58.

[4] 钟志贤，王觅，林安琪. 论远程学习者的资源管理[J]. 远程教育杂志，2008，（6）：48-52.

[5] 罗勇为. 基于生态学视角的基础教育信息化可持续发展研究[J].中国远程教育，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] 杨宏宇，孙宇超，姜德全. 基于SAML和PMI的授权管理模型[J].吉林大学学报，2008，（6）：1321-1325.

第3篇

关键词：网络教育；元数据；XML；模式；逻辑模型

中图分类号：TP393文献标识码：A文章编号：1009-3044(2008)11-20388-03

1 引言

网络教育[1](E-learning)是随着现代信息技术的发展而产生的一种新型教育方式，它以计算机网络、卫星通讯和广播电视为主要传输手段，综合采用数字技术、智能技术和多媒体技术等，主要设计目标是使教与学的双方通过互联网络，可以便捷地进行实时、双向的交流，更好地实现优秀教育资源的共享，使广大的受教育者可以实破传统教育在教育资源（师资、教材、实验等）和教育方法（统一进度、集中式和单向传授等）方面的限制，不受时间和空间的约束，可以根据自己的业务水平和时间安排学习计划，实现个性化的4A(Anyone,Anytime ,Anywhere,Anything)教育。

在E-learning系统中，由于教育资源的分散性、复杂性和多样性，使人们对它的理解各不相同，出现了大量不同类型的教育资源，如果在对教育资源进行描述时没有统一的规范，就会导致其在E-learning间共享复用困难。为解决此问题，本文参考国内外相关标准提出了一种教育资源元数据模型设计方案，用于规范化教育资源的描述，以支持这种异构环境、异构系统间异构资源的共享，以及个性化学习资源的整合与。

2 相关定义及说明

2.1 学习对象及教育资源

在E-learning系统中，学习对象指的是在学习过程中动态交互的各个对象，包括教育资源、学习者、教授者、学习策略等。

教育资源是指用于教学和培训的任何学习材料，它属于学习对象的一个子集。在本文中教育资源特指的是电子化了的学习材料，包括文本、声音、图像、课件等可以被计算机处理的信息。

2.2 教育资源元数据

元数据[1]是关于数据的数据，教育资源元数据[1]指用于描述教育资源的数据。使用元数据，可以在不操作资源的情况下就了解资源的相关属性，从而选择适合的资源；可以通过元数据所提供的信息，实现对资源有效的分类管理和检索；可以从元数据信息中获取对资源的评价信息，也可以把自己的评价加入到元数据中，以便和他人共享。

2.3 教育资源元数据规范[1]

目前，世界上有很多标准化（学术）组织都正在致力于基于网络的教育资源标准化的研究，并起草了一些相应规范，其中影响较大的有：IMS的Learning Resource Metadata（学习资源元数据规范），IEEE LTSC（Learning Technology Standards Committee，学习技术标准委员会）的LOM（Learning Object Metadata：学习对象元数据模型）、OCLE（Online Computer Library Center）Dublin Core的Dublin Core元数据标准等。

我国教育部科技司在2001年组织正式成立了中国教育信息化技术标准委员会。该委员会负责开展有关教育信息化技术的标准工作，在广泛借鉴国内外有关科研成果基础上，起草了《国家现代远程教育资源库中央电大源建设规范》。

《国家现代远程教育资源库中央电大源建设规范元数据规范分册》[1]（以下简称教育资源元数据规范）主要包括资源的属性描述与著录规范、资源的分类方法、编码原则等内容，它综合了“中国教育信息化技术标准”中学习对象元数据规范、基于规则的XML绑定技术和内容封装等方面的标准，根据远程教育教学和管理的需求作必要的扩展和补充，并提出了贯彻相关规范的具体操作方法。

教育资源元数据规范定义了教育资源元数据的语法和语义，用于描述教育资源元数据实例的结构。定义元数据规范的目的主要是为了给教育资源的开发者和建设者提供一致的设计规范，以利于教育资源的使用者方便查找，节省人力物力。

2.4 教育资源的粒度[3]

设计教育资源的目的是为了教授知识，知识是有层次划分的，我们把教育资源所属的层次定义为教育资源的粒度。

举个例子来讲，知识一般可以划分为不同的领域知识，领域知识又可再分为学科知识，学科又可以分专业，专业又可分课程，课程又可分章节，章节又可分节，节又可分小节，小节再分知识点。我们可以将一门课程的一个章节作为一个独立的教育资源，也可以将其中的一个知识点做为一个独立的部分。教育资源可以相互组合使用，粒度越小，在我们使用这些对象时必然更灵活，但同时管理的复杂性在增加，反之，粒度的增大，内容全面的同时也带来了灵活性的丧失。

2.5 知识元

我们将教育资源的最小粒度划分称之为知识元。它有以下性质：

(1)原子性：知识元作为最小的单元，不可分割；

(2)功能完整性：知识元被具体用来说明某一类或某一点的知识，它在功能上是完整的；

(3)可重用性：知识元是为了说明某一类或某一点的知识，不局限于某一次的使用。

在E-learning系统中，一般以知识元作为一个基本的学习单元，如数据结构课程中树的遍历可以看作一个知识元。因此可以将知识元与日常教学中的知识点联系起来，将知识点定义为知识元。

2.6 知识簇

知识元的组合我们称之为知识簇，知识簇可以自包含，即知识簇可以是由知识元构成，也可以由更小的子知识簇构成，还可以是由知识元和子知识簇混和构成。

3 教育资源元数据概念模型

我们来定义教育资源的概念模型，主要目的在于明确定义资源属性及资源之间的联系。

教育资源元数据模型分为两个部分，一是将资源作为一个整体进行描述的基本属性集，二是资源间的相互联系的定义。

3.1 教育资源的基本属性集

良好的分类机制能高效地实现对教育资源的组织管理与使用，对教育资源进行分类的目的有助于确定教育资源的基本属性集。在本文中，分类体系的设计以国家教育资源元数据规范作为基础。

根据规范，教育资源分类体系[1]分为二级，既包括对每类资源都适用并与资源组织建设过程密切相关的通用分类，即一级分类；又根据不同资源的特殊属性，提供了更细一级的分类，即二级分类。每个分类元素都作为资源的一个属性，记录在属性描述表中（如图1）。

一级分类包含学科、适用对象、资源类型、技术格式、语种五个分类元素。这五个分类元素是对资源进行组织的基本依据。

在图1中，我们首先以学科为总的分类依据，再根据适用对象和资源类型对教育资源进行详细划分。对于其它的分类元素，如技术格式、语种等可作为资源的一般属性，记录在属性描述表中。

第二级分类就是针对第一级分类的属性值作为分类元素对教育资源进行进一步细分。例如，第一级分类中的资源类型，可以是文本、图像、声音等。在第二级分类中就要以文本、图像、声音作为分类元素进行扩充，例如声音可以有采样率、格式、要求等属性，然后再分别对采样率、格式、要求等再设置扩展分类，以此类推……

目前，为了使标准相对宽泛，增强通用性，国家标准只规定了第一级分类，现有国际国内教育资源分类体系对二级分类的说明和要求都较宽泛，可视需要自行扩充。我们所做的主要工作，一是对一级分类中的学科属性进行层次划分，扩展到知识点这一层，支持对教育资源的准确定位，完善规范的基本属性集，二是对教育资源之间的联系进行定义。

3.2 知识的层次结构

各种类型的知识以教育资源的形式呈现给学习者，因此教育资源的结构可以与知识的结构相对应。下面我们主要讨论知识的层次关系。

现实中的知识具有领域性、专业性、继承性等一系列特性，知识的这些特性决定了知识具有一定的层次结构。

参照国内外的相关规定，我们将知识划分为六个层次[2]。第一层是所有的知识，第二层是领域知识，第三层是专业知识，第四层为课程知识，第五层为知识簇，第六层为知识点。

图2表示了知识的这种层次划分，结点表示某个具体的知识单元（可以是知识元，也可以是知识簇或更高一级的形式），有向弧表示结点间的关系。学习的过程，可以描述为从起始结点到目标结点的遍历路径。

3.3 知识之间的相互联系

一般来说，知识之间存在继承、平行、关联等几种关系。

继承：两个知识A、B，若A包含了B，就称B继承于A。这体现了知识的细化。

前驱和后继：两个知识A、B，若AB而没有BA, 则称A是B的前驱，B是A的后继。这体现了知识学习的序列性。

平行：两个知识A、B，若AB 而且BA，则A和B是平行的。这体现了两个知识学习不具有序列性，掌握不分先后。

关联：三个知识A、B、C，若A∩B＝C，则称A和B是有关联的，B关联A，这体现了知识间的联系。

图2中层与层之间的知识只有继承关系，在同一层次内的知识可以有前驱和后继的关系[4]，也可以是平行、关联、继承等关系。图3我们以知识簇这一层来示意同层元素之间的联系。图3中结点表示某个具体的子知识簇，有向弧表示这些子知识簇之间的联系。

参照以上概念模型，我们以某门课的教学大纲为依据，就可将知识层次转化为我们所熟悉的学科－专业－课程－章节（知识簇）－知识点的体系结构，以对教育资源进行清晰地描述。

4 教育资源元数据的逻辑模型

参照第三章的概念模型，我们使用XML模式来对上述模型进行表述，就生成了教育资源元数据的逻辑模型，参照现有的分类词汇表，依照此模式生成的实例化XML文档就是这个教育资源元数据的实例。

5 结束语

教育资源元数据的定义是E-learning系统实施的基础性工作，我们以教育资源元数据规范为基础，参考相关研究成果，对规范提出了一些扩充。在实际操作中，E-learning系统的建设者需要根据自身的情况进行修改，使其更加完善，作为对国家网络教育标准化工作的有益补充。

参考文献：

[1]全国信息技术标准化技术委员会教育技术分技术委员会.《网络教育技术标准CELTS-3.1(CD1.6)――学习对象元数据》，/download/CELTS-3.1(CD1.6).zip，2003.

[2] 张玉芳，熊忠阳，吴中福. 基于WWW的远程教育系统实现[J]. 计算机应用，1999.10.

[3] 张玉芳. 基于媒体素材库的学习内容构建方法研究[M]. 重庆大学, 2001.10.45-80.