□ 趙厚福 祝智庭 吳永和

數(shù)字化學(xué)習(xí)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展的趨勢(shì)、框架和建議

□ 趙厚福 祝智庭 吳永和

本文梳理了學(xué)習(xí)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展的趨勢(shì)，并在此基礎(chǔ)上分析了未來(lái)學(xué)習(xí)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的概念框架，進(jìn)而為我國(guó)數(shù)字化學(xué)習(xí)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系的建設(shè)提出建議。

學(xué)習(xí)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)；發(fā)展趨勢(shì)；概念框架；資源庫(kù)互操作；工具互操作

數(shù)字化學(xué)習(xí)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)在數(shù)字化學(xué)習(xí)的發(fā)展中起到了積極的推動(dòng)作用，一方面數(shù)字化學(xué)習(xí)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)先進(jìn)的設(shè)計(jì)理念為數(shù)字化學(xué)習(xí)的發(fā)展提供了思路，另一方面也為數(shù)字化學(xué)習(xí)的發(fā)展鋪平了技術(shù)道路。數(shù)字化學(xué)習(xí)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展已經(jīng)經(jīng)歷了十幾年的歷程，最近新的學(xué)習(xí)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的出現(xiàn)，以及原有技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的更新，都呈現(xiàn)出了一些新的趨勢(shì)。文本將梳理這些趨勢(shì)，并在此基礎(chǔ)上分析未來(lái)學(xué)習(xí)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的概念框架，進(jìn)而為我國(guó)下一步數(shù)字化學(xué)習(xí)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系的建設(shè)提供參考。

一、數(shù)字化學(xué)習(xí)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展趨勢(shì)

當(dāng)前國(guó)際上的學(xué)習(xí)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)組織主要是AICC、IMS、ADL、IEEE LTSC和ISO。IMS最近推出了新的學(xué)習(xí)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)IMS CC（Common Cartridge），ADL的SCORM則開(kāi)始轉(zhuǎn)為由學(xué)習(xí)教育培訓(xùn)互操作LETSI（Learning,Education and Training Systems Interoperability） 負(fù)責(zé)，開(kāi)發(fā)SCORM2.0。在ISO的國(guó)際合作中，歐洲標(biāo)準(zhǔn)組織CEN積極推薦他們學(xué)習(xí)者遷移方面的標(biāo)準(zhǔn)，包括學(xué)分信息模型、文憑補(bǔ)充說(shuō)明、課程交換格式、學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)元數(shù)據(jù)等等。我國(guó)的學(xué)者也在積極思考數(shù)字化學(xué)習(xí)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)一步的發(fā)展，并提出了一些重要的原創(chuàng)性思想?？v觀這些學(xué)習(xí)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的新發(fā)展，主要呈現(xiàn)出以下幾個(gè)趨勢(shì)[1]。

1.學(xué)習(xí)資源與知識(shí)本體的結(jié)合

（1） 現(xiàn)狀及問(wèn)題

現(xiàn)有的學(xué)習(xí)資源相關(guān)的數(shù)字化學(xué)習(xí)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，最成熟的和廣泛應(yīng)用的主要是學(xué)習(xí)對(duì)象元數(shù)據(jù)、內(nèi)容包裝和問(wèn)題測(cè)試互操作這三個(gè)。不管是IMS、SCORM，還是我們國(guó)家的CELTS體系都是這樣。仔細(xì)分析這些標(biāo)準(zhǔn)不難發(fā)現(xiàn)，它們都是與學(xué)習(xí)資源實(shí)體緊密相關(guān)的。學(xué)習(xí)對(duì)象元數(shù)據(jù)描述的學(xué)習(xí)對(duì)象，不管是最小粒度的資源文件還是經(jīng)過(guò)內(nèi)容包裝打包以后的學(xué)習(xí)包，都是資源實(shí)體，即物理存在的文件。內(nèi)容包裝描述的學(xué)習(xí)包結(jié)構(gòu)，實(shí)際上也是實(shí)體資源的組織結(jié)構(gòu)。問(wèn)題測(cè)試互操作描述的是一類(lèi)特殊資源實(shí)體，即問(wèn)題和測(cè)試。

學(xué)習(xí)者進(jìn)行學(xué)習(xí)時(shí)，可以直接搜索的自然也就是這些實(shí)體資源。得到資源以后學(xué)習(xí)的也是這些材料。然而資源僅僅是學(xué)習(xí)的材料和載體，學(xué)習(xí)的真正內(nèi)容是隱含在這些學(xué)習(xí)資源中的知識(shí)和能力，這才是真正需要關(guān)心的東西。然而現(xiàn)有的學(xué)習(xí)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)沒(méi)有將學(xué)習(xí)資源和這些知識(shí)和能力聯(lián)系起來(lái)。包括九大類(lèi)眾多信息的學(xué)習(xí)對(duì)象元數(shù)據(jù)甚至也不能清楚地讓任何人知道，當(dāng)學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)完一個(gè)學(xué)習(xí)對(duì)象或一組學(xué)習(xí)資源時(shí)，學(xué)習(xí)者到底掌握了哪些知識(shí)和能力。

造成這一問(wèn)題的原因在于，現(xiàn)有的學(xué)習(xí)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系中沒(méi)有描述知識(shí)能力以及知識(shí)能力體系的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，也沒(méi)有將學(xué)習(xí)資源和知識(shí)能力聯(lián)系起來(lái)的機(jī)制。

（2） 解決方法

那么，有沒(méi)有表示知識(shí)能力，以及知識(shí)能力體系，并將資源和知識(shí)能力聯(lián)系起來(lái)的方法呢？答案是肯定的。在圖書(shū)館以及信息管理領(lǐng)域中就有知識(shí)表示的方法，而且還很豐富。這些方法可以分為以下三個(gè)大類(lèi)：術(shù)語(yǔ)列表、分類(lèi)法和關(guān)系列表[2]。

術(shù)語(yǔ)列表強(qiáng)調(diào)一系列有完好定義的術(shù)語(yǔ)，通常不包含術(shù)語(yǔ)之間的關(guān)系；分類(lèi)法強(qiáng)調(diào)關(guān)于主題的集合的創(chuàng)建，對(duì)術(shù)語(yǔ)之間關(guān)系的揭示著重于屬分關(guān)系，一般是樹(shù)狀結(jié)構(gòu)的；關(guān)系列表強(qiáng)調(diào)術(shù)語(yǔ)及其之間關(guān)系的多方面描述，術(shù)語(yǔ)之間關(guān)系的揭示不僅僅局限于用、代、屬、分、參等關(guān)系，還可以包括整體部分關(guān)系、蘊(yùn)含關(guān)系等多種復(fù)雜的關(guān)系，一般是網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的。

而在互聯(lián)網(wǎng)的語(yǔ)義網(wǎng)領(lǐng)域，也出現(xiàn)了支持這些傳統(tǒng)方法的技術(shù)，主要是SKOS和OWL，兩者都是建立在RDF(S)[3]基礎(chǔ)上的。

RDF(S)（資源描述框架：Resource Description Framework Scheme） 使用類(lèi)、屬性和屬性值三元組，提供了一種通用的數(shù)據(jù)模型和領(lǐng)域描述方式，但它不是針對(duì)特定領(lǐng)域的，沒(méi)有為任何領(lǐng)域定義語(yǔ)義。

SKOS[4]（簡(jiǎn)單知識(shí)組織系統(tǒng)：Simple knowledge Organization System） 建立在 RDF的基礎(chǔ)上，它使用RDFS提供的通用方法定義了Concept類(lèi)以及相關(guān)標(biāo)簽屬性用于表示概念；通過(guò)語(yǔ)義關(guān)系屬性，例如broader、narrower、related等表示概念之間的關(guān)系；通過(guò)概念框架相關(guān)詞匯，例如ConceptScheme、InScheme等表示概念框架；使用主題標(biāo)引屬性，例如subject、isSubjectOf等建立概念和資源之間的聯(lián)系。

OWL[5]（本體web語(yǔ)言：Ontology Web Language）也是以RDF為基礎(chǔ)的，但它吸收了描述邏輯作為其內(nèi)在邏輯基礎(chǔ)，因而有著更強(qiáng)的描述和推理能力，可以表示復(fù)雜的本體。

此外歐洲標(biāo)準(zhǔn)委員會(huì)的學(xué)習(xí)技術(shù)工作組則更進(jìn)一步，已經(jīng)提出了一個(gè)草案，稱(chēng)為CEF[6]（課程交換格式：Curriculum Exchange Format），專(zhuān)門(mén)有數(shù)字化學(xué)習(xí)領(lǐng)域。它定義了Term類(lèi)用于表示概念和知識(shí)，定義了Relation類(lèi)用于表示概念之間的關(guān)系，進(jìn)行知識(shí)的組織，形成知識(shí)系統(tǒng)。還定義了一個(gè)CEF類(lèi)用于表示一門(mén)課程，用于包含Term和Relation，來(lái)實(shí)現(xiàn)課程所含知識(shí)的比較和交換。

（3） 小結(jié)

由此可見(jiàn)，學(xué)習(xí)資源和知識(shí)本體相結(jié)合的趨勢(shì)已經(jīng)顯現(xiàn)，相關(guān)的方法和技術(shù)也漸趨成熟，為知識(shí)本體數(shù)字化學(xué)習(xí)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)提供了重要參照，制定知識(shí)本體數(shù)字化學(xué)習(xí)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的時(shí)機(jī)已經(jīng)到來(lái)。

2.學(xué)習(xí)資源與學(xué)習(xí)活動(dòng)的結(jié)合

（1） 現(xiàn)狀及問(wèn)題

在現(xiàn)有的數(shù)字化學(xué)習(xí)技術(shù)體系中，學(xué)習(xí)資源和學(xué)習(xí)活動(dòng)是分離的。幾乎所有的學(xué)習(xí)管理系統(tǒng)都是由多個(gè)獨(dú)立的功能模塊組成的。課程描述模塊用于提供課程描述、學(xué)習(xí)建議；學(xué)習(xí)資料模塊用于創(chuàng)建、上傳、管理、呈現(xiàn)或者下載學(xué)習(xí)資料；討論區(qū)模塊用來(lái)供師生組織討論；作業(yè)模塊用于布置、提交和批改作業(yè)；測(cè)試模塊用于編寫(xiě)、運(yùn)行測(cè)驗(yàn)。表面上看，好像所有傳統(tǒng)的教學(xué)方式，現(xiàn)在的技術(shù)都已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了，但實(shí)際上并非如此。

在傳統(tǒng)課堂中，老師講完了知識(shí)，會(huì)提問(wèn)學(xué)生相關(guān)的問(wèn)題，組織學(xué)生討論學(xué)習(xí)內(nèi)容，也會(huì)布置作業(yè)或者進(jìn)行小測(cè)驗(yàn)。所有這些活動(dòng)都是在一個(gè)連續(xù)的學(xué)習(xí)過(guò)程中完成的，而且僅僅圍繞所要學(xué)習(xí)的知識(shí)。

但在學(xué)習(xí)管理系統(tǒng)中則完全不是這樣。學(xué)生要學(xué)習(xí)資料時(shí)，需要到學(xué)習(xí)模塊中進(jìn)行；教師要組織討論，需要到討論模塊中手動(dòng)增添討論話題，學(xué)生再切換到討論模塊中進(jìn)行討論；要進(jìn)行作業(yè)或者測(cè)試還要到相應(yīng)的模塊中查找與當(dāng)前學(xué)習(xí)內(nèi)容相關(guān)的作業(yè)和測(cè)試。這導(dǎo)致數(shù)字化學(xué)習(xí)過(guò)程的破碎和迷航。

現(xiàn)在像Moodle和Claroline這樣的學(xué)習(xí)管理系統(tǒng)也提供了學(xué)習(xí)路徑這樣的功能，將一個(gè)完整學(xué)習(xí)過(guò)程的所有環(huán)節(jié)集中在一起，為學(xué)生提供一個(gè)學(xué)習(xí)線索。但整個(gè)過(guò)程仍然只是表面上的連續(xù)，學(xué)習(xí)管理系統(tǒng)無(wú)法控制學(xué)生的學(xué)習(xí)行為，學(xué)生可以跳過(guò)任何一個(gè)學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)。

（2） 解決方法

控制學(xué)生學(xué)習(xí)行為的一種方法是使用課程編列。課程編列是CELTS中的名稱(chēng)，在IMS中稱(chēng)為簡(jiǎn)單排序，在SCORM中稱(chēng)為排序與導(dǎo)航。雖然名稱(chēng)不同，但都是一脈相承的。不過(guò)課程編列僅是針對(duì)學(xué)習(xí)資源的。它通過(guò)在學(xué)習(xí)資源包的每個(gè)節(jié)點(diǎn)上添加排序信息來(lái)實(shí)現(xiàn)，僅僅可以控制學(xué)生瀏覽學(xué)習(xí)資源的順序，無(wú)法將其它的學(xué)習(xí)活動(dòng)，例如作業(yè)、討論和測(cè)試融入資源包，并控制它們的運(yùn)行。

更進(jìn)一步的解決方案是學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)。學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)可以表示任何的學(xué)習(xí)活動(dòng)，也可以由學(xué)習(xí)管理系統(tǒng)來(lái)控制學(xué)生的學(xué)習(xí)行為。將來(lái)學(xué)習(xí)管理系統(tǒng)加載的不再是資源包，而是學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)包。學(xué)生運(yùn)行一個(gè)學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)，實(shí)際上就是啟動(dòng)了一次學(xué)習(xí)過(guò)程。在這個(gè)過(guò)程中，學(xué)生依次進(jìn)行各項(xiàng)學(xué)習(xí)活動(dòng)。學(xué)習(xí)活動(dòng)會(huì)出現(xiàn)“元學(xué)習(xí)活動(dòng)”的概念，即最小粒度的學(xué)習(xí)活動(dòng)，也是學(xué)習(xí)活動(dòng)的基本類(lèi)型，比如閱讀、問(wèn)答、測(cè)試、討論、作業(yè)等等。每一個(gè)學(xué)習(xí)活動(dòng)都有關(guān)聯(lián)的學(xué)習(xí)資源，例如閱讀材料、問(wèn)題和答案（QTI表示的內(nèi)容）、討論主題、作業(yè)材料等等。也有關(guān)聯(lián)的學(xué)習(xí)工具，例如各種基本媒體資料顯示的瀏覽器，考試系統(tǒng)，討論區(qū)工具和作業(yè)工具等等。學(xué)生進(jìn)入某個(gè)教學(xué)活動(dòng)時(shí)，學(xué)習(xí)管理系統(tǒng)會(huì)調(diào)用相應(yīng)的學(xué)習(xí)材料，也會(huì)啟動(dòng)支持這種學(xué)習(xí)活動(dòng)的工具。

目前的學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)規(guī)范雖然可以表示學(xué)習(xí)活動(dòng)，也可以通過(guò)環(huán)境要素來(lái)應(yīng)用資源和工具，但這些資源和工具與學(xué)習(xí)活動(dòng)是緊密聯(lián)系在一起的，無(wú)法分離。這樣就導(dǎo)致了，一方面，教師必須將學(xué)習(xí)資源打包到學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)中，給將來(lái)學(xué)習(xí)資源的改動(dòng)造成麻煩；另一方面也會(huì)增加運(yùn)行學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)的工具的復(fù)雜度，也就是說(shuō)，它必須支持所有的教學(xué)活動(dòng)類(lèi)型，這給軟件的開(kāi)發(fā)帶來(lái)了很大的難度。

為了解決這一問(wèn)題，在IMS最新發(fā)布的“通用彈夾”CC[7]（Common Cartridge） 規(guī)范中，學(xué)習(xí)資源與學(xué)習(xí)工具在部署上互相分離。學(xué)習(xí)資源存儲(chǔ)在內(nèi)容資源服務(wù)器上，各種學(xué)習(xí)活動(dòng)資源，例如討論、作業(yè)等不依賴(lài)于具體的學(xué)習(xí)工具，可以部署和運(yùn)行在任何符合規(guī)范的學(xué)習(xí)工具上，學(xué)習(xí)管理系統(tǒng)運(yùn)行某一個(gè)學(xué)習(xí)活動(dòng)時(shí)，可以調(diào)用相應(yīng)的學(xué)習(xí)工具。這為學(xué)習(xí)內(nèi)容與學(xué)習(xí)活動(dòng)的整合提供了更為便捷的方式。

（3） 小結(jié)

學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)和IMS CC規(guī)范為學(xué)習(xí)過(guò)程的設(shè)計(jì)、學(xué)習(xí)活動(dòng)和學(xué)習(xí)資源的動(dòng)態(tài)結(jié)合、學(xué)習(xí)活動(dòng)和學(xué)習(xí)工具的動(dòng)態(tài)結(jié)合提供了基礎(chǔ)。整合好這些規(guī)范，是促進(jìn)數(shù)字化學(xué)習(xí)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)發(fā)展的關(guān)鍵。

3.學(xué)習(xí)資源與人際網(wǎng)絡(luò)的結(jié)合[8]

（1） 現(xiàn)狀及問(wèn)題

廣義的學(xué)習(xí)資源既包括學(xué)習(xí)者在學(xué)習(xí)過(guò)程中使用的學(xué)習(xí)材料和媒體資源，也包括教師、同學(xué)、專(zhuān)家等人力資源?！奥?lián)通主義”學(xué)習(xí)理論則進(jìn)一步認(rèn)為，學(xué)習(xí)是鏈接專(zhuān)門(mén)節(jié)點(diǎn)和信息源的過(guò)程，而學(xué)習(xí)網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點(diǎn)不僅是學(xué)習(xí)對(duì)象，更重要的是參與網(wǎng)絡(luò)的人。在傳統(tǒng)的學(xué)校教育中，老師和同學(xué)構(gòu)成了學(xué)習(xí)的人際網(wǎng)絡(luò)，用聯(lián)通主義的說(shuō)法就是社會(huì)認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)。例如學(xué)生上課沒(méi)有聽(tīng)明白的問(wèn)題，下課后立刻可以詢問(wèn)自己的同學(xué)，也可以請(qǐng)教老師。這種緊密的社會(huì)認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)極大地促進(jìn)了學(xué)生的學(xué)習(xí)。

然而在數(shù)字化學(xué)習(xí)領(lǐng)域，這種社會(huì)認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)則幾乎不存在。學(xué)生學(xué)習(xí)的資源僅僅是物化的實(shí)體文件。在數(shù)字化學(xué)習(xí)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)領(lǐng)域，與學(xué)習(xí)資源相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)考慮的也是物化的資源文件的共享和交換。與學(xué)習(xí)者相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)，從學(xué)習(xí)者身份標(biāo)識(shí)到學(xué)習(xí)者信息，再到電子學(xué)檔，都是用來(lái)表示學(xué)習(xí)者個(gè)人信息的，沒(méi)有涉及到其他學(xué)習(xí)參與者，例如教師和專(zhuān)家，更沒(méi)有涉及到人際網(wǎng)絡(luò)的建立和共享，進(jìn)而形成社會(huì)認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)的問(wèn)題。

更深一層的缺失是學(xué)習(xí)資源和人際網(wǎng)絡(luò)之間的關(guān)聯(lián)。學(xué)習(xí)者學(xué)習(xí)某個(gè)資源時(shí)，他不知道該和誰(shuí)交流，或者該向誰(shuí)請(qǐng)教，因?yàn)橘Y源包中不包含學(xué)習(xí)同伴和教師的信息。

（2） 解決方法

解決上述問(wèn)題的第一步是制定支持人際網(wǎng)絡(luò)建立的相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)。W3C中有一個(gè)可以參考的標(biāo)準(zhǔn)是FOAF[9]（朋友的朋友：Friend Of A Friend）。FOAF建立在RDF基礎(chǔ)上，它使用RDFS提供的通用方法定義了新的詞匯，用Person類(lèi)及相關(guān)屬性描述人的姓名、昵稱(chēng)、郵件、主頁(yè)、Email等基本信息，用knows屬性描述人和人之間的關(guān)聯(lián)，用Group、Organization、Member等描述人的組織結(jié)構(gòu)。

另一個(gè)可以參考的規(guī)范是IMS的Enterprise。它可以表示學(xué)校、企業(yè)等的人員組織結(jié)構(gòu)。使用Person元素描述人的基本信息，如姓名、郵件、地址、電話、照片、在某個(gè)系統(tǒng)中的角色等。使用Group元素配合membership元素將人組成一個(gè)單位，這種單位可以是一個(gè)班級(jí)或者院系等實(shí)體組織，也可以是選修某門(mén)課程的學(xué)生這樣的臨時(shí)性組織。組還可以嵌套用于表示復(fù)雜的組織結(jié)構(gòu)關(guān)系，如圖1所示。

第二步是整合學(xué)習(xí)者相關(guān)規(guī)范與知識(shí)本體規(guī)范和學(xué)習(xí)資源規(guī)范，建立將知識(shí)與專(zhuān)家聯(lián)系起來(lái)、將學(xué)習(xí)過(guò)程和教師聯(lián)系起來(lái)、將學(xué)習(xí)活動(dòng)和參與者聯(lián)系起來(lái)的機(jī)制。當(dāng)學(xué)生學(xué)習(xí)時(shí)，它知道當(dāng)前知識(shí)掌握在哪些人手里，并且可以鏈接到這些人。在參與學(xué)習(xí)活動(dòng)時(shí)，他也能知道還有誰(shuí)在參與，并聯(lián)系到他們進(jìn)行相互協(xié)作。在FOAF中有Document、Sha1等描述人和文檔之間的聯(lián)系。

（3） 小結(jié)

通過(guò)借鑒FOAF和Enterprise，整合現(xiàn)有的學(xué)習(xí)者規(guī)范，來(lái)形成人際網(wǎng)絡(luò)。再通過(guò)整合學(xué)習(xí)資源和學(xué)習(xí)者規(guī)范，來(lái)建立學(xué)習(xí)過(guò)程與人際網(wǎng)絡(luò)之間的關(guān)聯(lián)，最終可以實(shí)現(xiàn)社會(huì)認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)，促進(jìn)學(xué)生的學(xué)習(xí)。

二、數(shù)字化學(xué)習(xí)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的概念框架

綜合上述分析，我們認(rèn)為將來(lái)的學(xué)習(xí)環(huán)境會(huì)出現(xiàn)資料庫(kù)和學(xué)習(xí)工具的分離。資料庫(kù)只負(fù)責(zé)資料的存儲(chǔ)和檢索，并保存資料的變動(dòng)。工具負(fù)責(zé)支持學(xué)習(xí)活動(dòng)，需要的數(shù)據(jù)從資料庫(kù)提取。當(dāng)學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)入到某一類(lèi)活動(dòng)時(shí)，自動(dòng)調(diào)用這些工具?？梢杂脠D2來(lái)表示將來(lái)數(shù)字化學(xué)習(xí)的整體概念框架。

1.框架中的組件

在概念框架中包含學(xué)習(xí)瀏覽器、資料庫(kù)和學(xué)習(xí)工具集三類(lèi)組件。

（1） 學(xué)習(xí)瀏覽器

學(xué)習(xí)瀏覽器是獨(dú)立運(yùn)行的軟件，可以部署在臺(tái)式計(jì)算機(jī)、筆記本電腦、PDA等任何終端設(shè)備上。學(xué)習(xí)瀏覽器能夠調(diào)用其它學(xué)習(xí)工具，用來(lái)完成各種學(xué)習(xí)活動(dòng)。學(xué)習(xí)瀏覽器的主要功能包括：

① 注冊(cè)和驗(yàn)證學(xué)習(xí)者信息。學(xué)生使用瀏覽器時(shí)首先配置學(xué)生信息庫(kù)接口，然后使用教育培訓(xùn)機(jī)構(gòu)的學(xué)習(xí)者賬號(hào)登錄。學(xué)習(xí)瀏覽器可以連接到學(xué)生信息庫(kù)，驗(yàn)證并提取學(xué)生的授權(quán)信息和偏好信息。

② 檢索、顯示知識(shí)。學(xué)生可以通過(guò)學(xué)習(xí)瀏覽器搜索知識(shí)本體庫(kù)，并顯示知識(shí)庫(kù)返回的匹配知識(shí)點(diǎn)。知識(shí)點(diǎn)可以使用概念圖的形式返回，包括與匹配知識(shí)點(diǎn)相關(guān)的知識(shí)。

③ 運(yùn)行學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)方案。學(xué)生選擇要學(xué)習(xí)的知識(shí)以后，學(xué)習(xí)瀏覽器會(huì)到學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)庫(kù)中搜索教授該知識(shí)點(diǎn)的學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)方案，并運(yùn)行學(xué)生選擇的方案。學(xué)習(xí)瀏覽器必須能夠正確解析符合學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)規(guī)范的方案。

④ 呈現(xiàn)學(xué)習(xí)資源。當(dāng)學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)方案運(yùn)行后，學(xué)習(xí)瀏覽器可以呈現(xiàn)學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)調(diào)用的學(xué)習(xí)資源。

⑤ 調(diào)用學(xué)習(xí)活動(dòng)工具。當(dāng)進(jìn)入某個(gè)學(xué)習(xí)活動(dòng)時(shí)，學(xué)習(xí)瀏覽器會(huì)調(diào)用相應(yīng)的學(xué)習(xí)活動(dòng)支持工具，例如考試工具、作業(yè)工具和討論工具，來(lái)進(jìn)行相應(yīng)的學(xué)習(xí)活動(dòng)。

⑥ 保存各種學(xué)習(xí)數(shù)據(jù)。學(xué)習(xí)瀏覽器記錄學(xué)生學(xué)習(xí)中的所有過(guò)程信息和結(jié)果信息。像學(xué)習(xí)進(jìn)度這樣的過(guò)程信息可以存儲(chǔ)在本地，供學(xué)習(xí)者下次學(xué)習(xí)時(shí)調(diào)用。學(xué)習(xí)結(jié)果信息，例如作業(yè)、測(cè)試成績(jī)等等會(huì)提交給學(xué)生信息庫(kù)，作為學(xué)生電子學(xué)檔的一部分。

（2） 資料庫(kù)

資料庫(kù)只負(fù)責(zé)資料的存儲(chǔ)和檢索，并保存資料的變動(dòng)。包括以下幾種：

① 知識(shí)本體庫(kù)。用于存儲(chǔ)知識(shí)和能力本體。知識(shí)本體庫(kù)必須能夠?qū)牒蛯?dǎo)出符合知識(shí)本體規(guī)范的知識(shí)能力描述文件。知識(shí)本體庫(kù)還可以通過(guò)知識(shí)本體之間建立的語(yǔ)義聯(lián)系支持知識(shí)的智能檢索。

② 學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)庫(kù)。存儲(chǔ)符合學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)方案。學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)方案中包含關(guān)聯(lián)的知識(shí)本體信息?？梢酝ㄟ^(guò)知識(shí)點(diǎn)檢索這些學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)方案。

③ 學(xué)習(xí)資源庫(kù)。保存各種類(lèi)型的學(xué)習(xí)資源實(shí)體，包括用于直接呈現(xiàn)的學(xué)習(xí)資源，以及其它交互活動(dòng)中使用的資源，例如討論主題、測(cè)試問(wèn)題和作業(yè)等等。這些資源可能被一個(gè)或者多個(gè)學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)方案引用。當(dāng)學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)方案運(yùn)行時(shí)，會(huì)動(dòng)態(tài)調(diào)用這些學(xué)習(xí)資源。學(xué)習(xí)資源庫(kù)必須支持這種動(dòng)態(tài)調(diào)用。

④ 學(xué)生信息庫(kù)。用于保存各種學(xué)生信息，包括個(gè)人信息、人際網(wǎng)絡(luò)信息、偏好信息、績(jī)效信息等等。學(xué)生信息庫(kù)必須支持遠(yuǎn)程驗(yàn)證服務(wù)，并提供開(kāi)放的接口供學(xué)習(xí)瀏覽器進(jìn)行通訊。

（3） 學(xué)習(xí)工具集

學(xué)習(xí)工具一般只負(fù)責(zé)一種類(lèi)型的教學(xué)活動(dòng)，例如支持討論、測(cè)試等等。當(dāng)學(xué)生的學(xué)習(xí)進(jìn)入到某一類(lèi)活動(dòng)時(shí)，自動(dòng)調(diào)用這些工具。學(xué)習(xí)工具提供標(biāo)準(zhǔn)的接口供學(xué)習(xí)瀏覽器調(diào)用。

2.框架中的學(xué)習(xí)參與者角色

框架中參與到數(shù)字化學(xué)習(xí)中的角色包括學(xué)生、專(zhuān)家、教師、資源提供者、管理者、工具提供者六種。

（1） 學(xué)生

學(xué)生的主要活動(dòng)是學(xué)習(xí)。他首先配置學(xué)習(xí)瀏覽器，例如各種資料庫(kù)的地址，各種學(xué)習(xí)工具的調(diào)用接口等等。然后使用個(gè)人信息登錄瀏覽器，搜索、瀏覽并選擇要學(xué)習(xí)的知識(shí)，在學(xué)習(xí)瀏覽器中運(yùn)行匹配的學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)方案，參與到一個(gè)學(xué)習(xí)過(guò)程中，完成學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)方案中的各個(gè)教學(xué)活動(dòng)環(huán)節(jié)，達(dá)到預(yù)定的學(xué)習(xí)目標(biāo)。

（2） 教師

在新的框架中，要讓教師回歸他的本質(zhì)職責(zé)，不用考慮技術(shù)，而只考慮教學(xué)設(shè)計(jì)，制定學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)方案。在這個(gè)過(guò)程中，教師主要考慮如何教授某個(gè)知識(shí)點(diǎn)，包括選擇學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)方案中使用的合適、優(yōu)質(zhì)的學(xué)習(xí)資源，設(shè)計(jì)教學(xué)環(huán)節(jié)和教學(xué)活動(dòng)等等。教師的教學(xué)設(shè)計(jì)方案都以學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)范格式存儲(chǔ)在學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)庫(kù)中。每一個(gè)方案都包含教師信息，以便學(xué)生學(xué)習(xí)時(shí)知道教師是誰(shuí)。

（3） 專(zhuān)家

專(zhuān)家負(fù)責(zé)擬定大的教學(xué)方案，包括各個(gè)專(zhuān)業(yè)、學(xué)歷層次要學(xué)習(xí)的知識(shí)和技能，制定知識(shí)和技能體系。所有的知識(shí)本體信息都用規(guī)范的格式描述，存儲(chǔ)在知識(shí)本題庫(kù)中。這樣做的目的有兩個(gè)，一是用作學(xué)生學(xué)習(xí)的依據(jù)，比如一個(gè)專(zhuān)業(yè)要求的所有知識(shí)，或者一個(gè)培訓(xùn)課程要求的技能，為學(xué)生提供概念導(dǎo)圖。二是用做課程交換和學(xué)分互認(rèn)的基礎(chǔ)。學(xué)生在一個(gè)教育機(jī)構(gòu)中習(xí)得的知識(shí)和技能都可以匹配到另外一個(gè)知識(shí)體系中，由此判定學(xué)生是否達(dá)到了其它機(jī)構(gòu)的要求。

（4）學(xué)習(xí)資源提供者

資源提供者負(fù)責(zé)制作資源，包括學(xué)習(xí)資源庫(kù)中的所有資源類(lèi)型。這些資源進(jìn)入學(xué)習(xí)資源庫(kù)后可以被教師在學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)方案中引用，并且資源提供者可以獨(dú)立更新它們。

（5）學(xué)習(xí)工具提供者

學(xué)習(xí)工具提供者開(kāi)發(fā)支持學(xué)習(xí)活動(dòng)的各種學(xué)習(xí)工具，例如輔助學(xué)習(xí)計(jì)算的計(jì)算器，用于支持作業(yè)的作業(yè)管理系統(tǒng)，支持討論的視頻會(huì)議系統(tǒng)，支持其它同步通信功能的即時(shí)通信工具，支持練習(xí)測(cè)試的考試系統(tǒng)等等。這些學(xué)習(xí)工具都提供開(kāi)放的接口供學(xué)習(xí)瀏覽器調(diào)用。

（6） 管理者

管理者維護(hù)和利用學(xué)習(xí)者信息庫(kù)中的各種學(xué)習(xí)者信息。例如為新入學(xué)的學(xué)生初始化個(gè)人信息和電子學(xué)檔，利用學(xué)生學(xué)習(xí)過(guò)程中產(chǎn)生的學(xué)習(xí)成果和績(jī)效信息進(jìn)行跟蹤和認(rèn)證，提供學(xué)習(xí)支持服務(wù)，進(jìn)行教務(wù)管理等等。

3.數(shù)字化學(xué)習(xí)流程

通過(guò)上面的分析，一次數(shù)字化學(xué)習(xí)的流程通常是這樣的：

（1）學(xué)生登錄學(xué)習(xí)瀏覽器，配置好各種資料庫(kù)和學(xué)習(xí)工具。

（2）查詢或者瀏覽知識(shí)本體庫(kù)。

（3）知識(shí)本體庫(kù)以概念圖的形式返回查詢結(jié)果，或者提供整個(gè)知識(shí)樹(shù)。

（4）學(xué)生選擇自己要學(xué)習(xí)的知識(shí)點(diǎn)，瀏覽器到學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)庫(kù)中搜索學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)方案。

（5）學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)庫(kù)返回匹配的學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)方案。

（6）學(xué)生運(yùn)行學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)方案，調(diào)用學(xué)習(xí)資源庫(kù)中的學(xué)習(xí)資源。

（7）學(xué)習(xí)資源庫(kù)返回學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)方案需要的學(xué)習(xí)資源。

（8）學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)方案通過(guò)開(kāi)放接口調(diào)用相關(guān)學(xué)習(xí)工具。

（9）學(xué)習(xí)工具運(yùn)行以支持各種學(xué)習(xí)活動(dòng)的開(kāi)展，并返回相關(guān)的結(jié)果信息。

（10）學(xué)習(xí)瀏覽器會(huì)調(diào)用學(xué)生信息庫(kù)中偏好等信息，并提交學(xué)習(xí)過(guò)程中產(chǎn)生的績(jī)效信息。

（11）學(xué)生信息庫(kù)返回學(xué)生的個(gè)人及偏好信息，并保存各種績(jī)效信息。

三、數(shù)字化學(xué)習(xí)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)展建議

表1列出了數(shù)字化學(xué)習(xí)概念框架中涉及到的學(xué)習(xí)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)，其中一些在我國(guó)的技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系中已經(jīng)存在，不再贅述。對(duì)需要關(guān)注和研究的標(biāo)準(zhǔn)則提供了可以參考的對(duì)象，并進(jìn)行簡(jiǎn)單說(shuō)明，為我國(guó)下一步數(shù)字化學(xué)習(xí)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系的建設(shè)提供參考。

1.學(xué)習(xí)活動(dòng)設(shè)計(jì)

在學(xué)習(xí)資源類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)中，從應(yīng)用的現(xiàn)實(shí)情況來(lái)看，元數(shù)據(jù)、內(nèi)容包裝和問(wèn)題測(cè)試互操作都已經(jīng)較為成熟，而學(xué)習(xí)活動(dòng)的設(shè)計(jì)、排序控制和動(dòng)態(tài)調(diào)用資源和工具等方面則是目前研究較為活躍的領(lǐng)域。應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注IMS的學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)LD、簡(jiǎn)單排序SS和通用彈夾CC。

學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)通過(guò)使用角色，也就是參與到學(xué)習(xí)過(guò)程中的人；環(huán)境，包括資源和工具；方法，也就是每個(gè)環(huán)節(jié)和活動(dòng)，這三個(gè)要素來(lái)描述學(xué)習(xí)過(guò)程。它提供了描述教學(xué)設(shè)計(jì)的通用方法，從理論上講，它可以描述任何教學(xué)模式。簡(jiǎn)單排序使用排序定義模型為每個(gè)學(xué)習(xí)節(jié)點(diǎn)定義排序規(guī)則，使用過(guò)程跟蹤模型來(lái)記錄學(xué)習(xí)過(guò)程數(shù)據(jù)，然后使用排序行為模型執(zhí)行排序過(guò)程，達(dá)到了學(xué)習(xí)流程的排序和控制。通用彈夾引入了討論、作業(yè)和測(cè)試等需要?jiǎng)討B(tài)交互和工具支持的資源，為學(xué)習(xí)資源和學(xué)習(xí)活動(dòng)的結(jié)合提供了思路。更為重要的是它允許學(xué)習(xí)管理系統(tǒng)運(yùn)行學(xué)習(xí)包時(shí)動(dòng)態(tài)調(diào)用獨(dú)立存儲(chǔ)在其它地點(diǎn)的學(xué)習(xí)資源，提供了與其他系統(tǒng)進(jìn)行通信以進(jìn)行授權(quán)認(rèn)證和傳遞學(xué)習(xí)結(jié)果的方法。

表1 數(shù)字化學(xué)習(xí)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系

下一步重點(diǎn)要考慮的是如何將學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)引入通用彈夾以便支持老師的教學(xué)設(shè)計(jì)，另一方面是如何將簡(jiǎn)單排序引入通用彈夾來(lái)支持學(xué)習(xí)環(huán)節(jié)的排序和控制，最后利用通用彈夾提供的學(xué)習(xí)資源獨(dú)立存儲(chǔ)，學(xué)習(xí)工具動(dòng)態(tài)調(diào)用等方法實(shí)現(xiàn)理想的數(shù)字化學(xué)習(xí)。

2.學(xué)習(xí)者認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)

在學(xué)習(xí)者類(lèi)標(biāo)準(zhǔn)中，學(xué)習(xí)者標(biāo)識(shí)與認(rèn)證、學(xué)習(xí)者信息和電子學(xué)檔都是應(yīng)該積極推廣的標(biāo)準(zhǔn)。除此之外應(yīng)考慮設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)者認(rèn)知網(wǎng)絡(luò)方面的標(biāo)準(zhǔn)。這方面可以參考FOAF。

3.資源庫(kù)互操作

由于資料庫(kù)與學(xué)習(xí)工具有逐漸分離的趨勢(shì)，將來(lái)獨(dú)立存在的資料庫(kù)之間必須提供互操作的方法。資料庫(kù)必須能夠從外部進(jìn)行查詢、調(diào)用和提交資料變動(dòng)。目前可以參考的規(guī)范主要是IMS數(shù)字資源庫(kù)互操作 （DRI：Digital Repository Interoperability）。

IMS DRI[11]重點(diǎn)描述了提交 /保存 （submit/store）、搜索/提供（Search/expose）、聚集/提供（Gather/expose） 和請(qǐng)求/傳遞（request/deliver）四種互操作接口，如圖3所示。在此基礎(chǔ)上定義了進(jìn)行互操作的消息格式，其中也包含了認(rèn)證信息。并從學(xué)習(xí)者、資源創(chuàng)建者以及軟件代理的角度描述了資源庫(kù)互操作的使用情景（用例）。DRI為我們提供了實(shí)現(xiàn)資源庫(kù)互操作的基本思路。

4.工具互操作

由于學(xué)習(xí)工具和學(xué)習(xí)瀏覽器是分離的，所以必須考慮工具互操作的問(wèn)題。主要包括，如何通過(guò)學(xué)習(xí)瀏覽器配置學(xué)習(xí)工具，學(xué)習(xí)瀏覽器如何調(diào)用學(xué)習(xí)工具并向它傳遞各種數(shù)據(jù)，學(xué)習(xí)工具支持的學(xué)習(xí)活動(dòng)完成以后如何將結(jié)果信息反饋給學(xué)習(xí)瀏覽器等等。目前可以參考的規(guī)范主要是IMS的工具互操作規(guī)范（TI：Tools Interoperability）。

IMS TI[12]定義了配置 （Configuration）、加載（Launch）、部署（Deployment）和結(jié)果（Outcome）四個(gè)核心服務(wù)用于學(xué)習(xí)管理系統(tǒng)和外部學(xué)習(xí)工具的互操作。四種服務(wù)通過(guò)代理工具（Proxy Tool）使用Web Service同外部工具集進(jìn)行連接。見(jiàn)圖4。此外TI還為每一種服務(wù)定義了消息和數(shù)據(jù)模型，用于實(shí)現(xiàn)互操作的通信和數(shù)據(jù)交換。TI為我們提供了實(shí)現(xiàn)工具互操作的基本思路。

5.知識(shí)本體和課程交換

在我國(guó)的學(xué)習(xí)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)體系中，還缺乏知識(shí)本體表示方面的標(biāo)準(zhǔn)。知識(shí)本體表示標(biāo)準(zhǔn)一方面用于構(gòu)建知識(shí)庫(kù)，為學(xué)生學(xué)習(xí)提供知識(shí)地圖和知識(shí)樹(shù)；另外一方面通過(guò)建立一個(gè)學(xué)科或者專(zhuān)業(yè)的知識(shí)能力圖譜，將課程包括的知識(shí)點(diǎn)，或?qū)W(xué)生取得某個(gè)認(rèn)證所學(xué)習(xí)的知識(shí)點(diǎn)與之匹配就可以實(shí)現(xiàn)課程交換和知識(shí)能力認(rèn)證的識(shí)別。標(biāo)準(zhǔn)方面主要參考SKOS和CEF。

相信隨著數(shù)字化學(xué)習(xí)標(biāo)準(zhǔn)體系的不斷完善，數(shù)字化學(xué)習(xí)的發(fā)展也將越來(lái)越深入和成熟。

[1]程罡，徐瑾，余勝泉．學(xué)習(xí)資源標(biāo)準(zhǔn)的新發(fā)展與學(xué)習(xí)資源的發(fā)展趨勢(shì)[J]．遠(yuǎn)程教育雜志，2009，（4）：6-12．

[2]王一丁，王軍．網(wǎng)絡(luò)知識(shí)組織系統(tǒng)表示語(yǔ)言:SKOS[J]．大學(xué)圖書(shū)館學(xué)報(bào)，2007，（4）：30-34．

[3]W3C．RDF/XML Syntax Specification[S]．http://www.w3.org/TR/rdf-syntax-grammar/，2004．

[4]W3C．SKOS Core Guide[S]．http://www.w3.org/TR/2005/WD-swbpskos-core-guide-20051102/，2005．

[5]W3C．OWL Web Ontology Language Overview[S]．http://www.w3.org/TR/owl-features/，2009．

[6]CEN-ISSSWS-LT_N0528，F(xiàn)inal Draft Curriculum Exchange Forat[S]．http://www.cen.eu，2009．

[7]IMS．IMS Common Caartridge Profile v1.0[S]．http://www.imsglobal.org/cc/ccv1p0/imscc_profilev1p0.html#0_pgfId-1752945，2008．

[8]程罡，余勝泉，楊現(xiàn)民．“學(xué)習(xí)元”運(yùn)行環(huán)境的設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)[J]．開(kāi)放教育研究，2009，（4）：27-36．

[9]W3C．FOAF Vocabulary Specification 0.9[S]．http://xmlns.com/foaf/0.1/，2007．

[10]IMS．IMS Enterprise Information Model1.1[S]．http://www.imsglobal.org/enterprise/entv1p1/imsent_infov1p1.html，2002．

[11]IMS．IMS Digital Repositories Interoperability-Core Functions Information Model[S]．http://www.imsglobal.org/digitalrepositories/driv1p0/imsdri_infov1p0.html，2003．

[12]IMS．IMS Tools Interoperability Guidelines[S]．http://www.imsglobal.org/ti/tiv1p0/imsti_guidev1p0.html，2006．

2009－11－30

趙厚福，講師，華東師范大學(xué)教育信息化系統(tǒng)工程研究中心訪問(wèn)學(xué)者，聊城大學(xué)傳媒技術(shù)學(xué)院（252059）。

祝智庭，教授，博士生導(dǎo)師，華東師范大學(xué)教育信息化系統(tǒng)工程研究中心主任（200062）。

吳永和,博士，高級(jí)工程師，華東師范大學(xué)網(wǎng)絡(luò)教育學(xué)院技術(shù)部主任，教育信息化系統(tǒng)工程研究中心（200062）。

責(zé)任編輯 鄭 重

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