XML技术在远程教育方面的应用

2023-02-14

1 远程教育的授课形式及其分析

远程教育是一种同时异地或异时异地的教学方式, 其中异时异地的方式通常是基于Web的方式。在基于Web的方式下, 教学内容以课件的形式存放在Web服务器上, 学习者可以在任意时间任意地点独立地学习。这种方式对硬件配置要求较低, 是目前远程教育的主要方式。

1.1 什么是课件

课件是对一个或几个知识点实施相对完整教学的辅助教学软件, 根据运行平台划分, 可分为网络版的课件和单机运行的课件, 网络版的课件需要能在标准浏览器中运行, 单机运行的课件可通过网络下载或C D-R O M获得, 然后在本机运行。以上均泛称网络课件。

1.2 目前课件开发所面临的问题

在基于Web的教学方式下, 电子课件的开发是一项基础性的工作, 目前许多计算机工作者和教育工作者都在致力于课件的开发。为了提高课件开发的效率和质量, 许多科研单位也在致力于课件制作管理工具的研究工作, 但由于缺乏统一的标准和技术手段, 造成不同的系统使用不同的文档格式, 各自开发独立的课件管理系统, 系统之间无法进行交流, 即便在系统内部, 内容及课件的更新也不是一件很容易的事。

1.3 对课件的要求

为了便于课件与教学管理系统的集成, 我们认为一个标准的课件制作管理工具所开发出来的课件, 必须能提供如下的通信信息:

(1) 用于描述课件内容和结构的机制, 保证同一个课件可以在不同的远程教学管理系统中运行, 即课件对于远程教学管理系统具有独立性。

(2) 描述课件产生的评估数据的机制, 课件中要包含代理信息, 使Web服务器能够记录用户对每门课件的学习情况, 保证不同的工具可以对这些数据进行分析。

(3) 课件能提供检索机制, 保证在Internet上实现教育资源共享, 课件开发者可以快速找到他们的素材, 学习者可以快速找到他们敢兴趣的学习内容。

1.4 HTML和XML的比较

传统的课件是基于H T M L文档结构的, HTML规定好如何显示呈现一个W e b页数据的格式, 而不是使用那些数据所代表的意义。H T M L的这种结构无法实现在不同的学习管理系统中交互课件, 也不能保证学习者能快速找到他们所感兴趣的学习内容。XML以其良好的语义及清晰的结构受到人们的推崇, 是网络间进行数据交换的理想格式, 因此, 制定与教育相关的标准X M L同样要担当重任。

2 XML与远程教育标准

2.1 什么是XML

XML是Extensible Markup Language (可扩展的置标语言) 的缩写, 是W3C组织于1998年2月发布的标准。W3C组织制定XML标准的初衷是, 定义一种互联网上交换数据的标准。W 3 C采取了简化S G M L的策略, 在SGML基础上, 去掉语法定义部分, 适当简化DTD部分, 并增加了部分互联网的特殊成分。因此, X M L也是一种置标语言, 基本上是S G M L的一个子集。因为X M L也有D T D, 所以XML也可以作为派生其它置标语言的元语言。因此在互联网世界XML的用途主要有两个, 一是作为元置标语言, 定义各种实例置标语言标准;二是作为标准交换语言, 担负起描述交换数据的作用。

2.2 XML的优点

在X M L中数据搜索可以简单高效地进行。搜索引擎没必要再去遍访整个XML文件, 它只须去找一找相关标记下的内容就够了。毫不夸张地说, X M L的标记为搜索引擎赋予了智慧!

当今的计算机世界中, 不同企业、不同部门中存在着许多不同的系统。操作系统有NT、U N I X, 数据库系统有S Q L S e r v e r、Oracle, ……要想在这些不同的平台、不同的数据库软件之间传输信息, 不得不使用一些特殊的软件, 非常之不便。而不同的显示界面, 从工作站、个人微机、到手机, 使这些信息的个性化显示也变得很困难。

现在有了X M L, 各种不同的系统之间可以采用X M L作为交流媒介。X M L不但简单易读, 而且可以标注各种文字、图像甚至二进制文件, 只要有XML处理工具, 就可以轻松地读取并利用这些数据, 使得X M L成为一种非常理想的网际语言。

2.3 基于XML的Web课件制作管理工具

由于网络教育资源标准和规范都在制订之中, 并没有形成正式的标准发布, 所以想要指定一个完全符合标准的课件制作工具还存在不少困难。在目前的标准中, I M S相对完善, 它提供了教学资源元数据规范、内容包规范、问题与测试规范、教学管理系统规范。它描述的是远程教育管理系统的数据结构, 目的是为了实现内容的数据交换。它不限定文档中的具体内容和文件格式, 而是将着眼点放在文档管理结构上, 并提出实现这种结构的系统方法。IMS规定每套教程应该必须有一个名“imsmanifest.xml”的XML文件, 在这个文件中定义了教程中内容的编排、内容的来源。

我们在三个层次上采用了X M L技术, 一是课件库层, 包括课件代号, 课件名称等信息, 我们称之为课件树。二是课件层, 包括章节代号, 章节名称等, 我们称之为目录树, 在这一层上我们采用了I M S内容包标准, 通过产生xml文件保存课件内容。三是课件素材层, 按照I M S元数据规范对课件素材进行标注。

3 基于XML的课件制作的资源要求

3.1 素材库

素材库中既包含文本、图形、图象、动画等普通素材, 也包括媒体文件音频、视频等多媒体素材, 这些素材都按照IMS提供的元数据规范标注, 在素材一级上实现资源共享。

3.2 元数据

关于数据的数据。例如图书馆中的卡片, 描述一本书的作者、主题、在图书馆中的位置。元数据使查找、使用一种资源变得更加容易。

3.3 模版库

电子课件按内容形态划分, 可以分为多种形式, 传统的视音频课件, 传授型和演示型的网络课件, 基于视频流的录象课件, 制作成HTML网页的教科书, 基于Java的演示型课件等。在模版库中保存有这些不同类型课件的模版, 这些模版也是用xml文件保存的, 在制作课件时, 制作者可以选择模版进行快速制作。