虛擬校區(qū)建設中網絡教育技術標準
摘要：本文首先介紹了目前國際上網絡教育技術標準的研究與開發(fā)進展與一些有代表性的技術標準，然后對一些較為成熟和全面的網絡教育技術標準進行比較。最后針對我國的網絡教育技術標準的研究現(xiàn)狀，提出了幾點今后發(fā)展的方向和需要改進的地方。
關鍵詞:遠程教育，技術標準，可共享課程對象參考模型，中國網絡教育技術標準體系
SHEN Yue2,YU fei1 2, HUANG Huang1
1 School of Computer &Information Engineering,
2 Institute of Artificial Intelligence,
Abstract：In this paper, we first introduced the development of the international E-learning standards investigation, Then we made a brief comparison among the comprehensive ones . afterwards, we choose the SCORM standards as the representation to make deeper study because of its rapid and leading development.
Keywords: Distant Learning, Technology Standardization, Shareable Content Object Reference Model, Chinese Education Technology Standards
1．引言
網絡教育（也稱現(xiàn)代遠程教育）是當今國內外虛擬校區(qū)建設的主流發(fā)展方向，它以計算機網絡以及衛(wèi)星數字通訊技術為支撐，是一種全新的教育模式。具有系統(tǒng)開放性、協(xié)同學習、資源可共享重用性以及無時空限制等優(yōu)勢，可為學習者構建一個隨時隨地自主學習的終身學習環(huán)境，因此受到越來越多的重視，發(fā)展十分迅速。目前網絡教育資源比較豐富，但都處在各自獨立開發(fā)階段，彼此之間在資源的格式和組織方式等方面相差甚多。不同的教學系統(tǒng)之間不兼容，這導致在不同的系統(tǒng)之間如果要共用信息則需要復雜的轉換過程[1]，這在很大程度上阻礙了教學資源的共享和擴展。
解決上述問題的方法就是標準化[2]，即制定一系列的技術規(guī)范和實踐指南，為教學系統(tǒng)中的軟件構件、工具、技術和設計方法提供指導。
2．國外相關標準和規(guī)范
2.1 美國的網絡教育技術標準化研究
AICC（Aviation Industry CBT Committee）早在1993年就提出了CMI(計算機管理教學)互操作指導規(guī)范，使不同開發(fā)商可以共用數據[3]；1998年又將此規(guī)范升級成為適用于基于Web教學的CMI標準。AICC現(xiàn)又推出了AGR(AICC Guidelines and Recommendations)技術規(guī)范，主要包括：CBT教學平臺指南、DOS版數字音頻指南、局域網版CMI互操作指南、Web版CMI互操作指南、學生用戶導航控制指南。
美國國防部于1997啟動了ADL（Advanced Distributed Learning）研究項目。該項目提出了一個“可共享課程對象參考模型”（SCORM：Shareable Content Object Reference Model ）。SCORM將IEEE，AICC和MIS標準結合成一個可以方便實施的聯(lián)合標準，其目的是為了解決如何使課程能夠從一個平臺遷移到另一個平臺，如何創(chuàng)建可供不同課程共享的可重用構件，以及如何快速又準確的尋找課程素材。SCORM提出了用一種標準方法來定義和存取關于學習對象的信息，只要遵循這種標準，不同的教學系統(tǒng)之間好比有了一種共同的語言，彼此就可以相互溝通。SCORM采取XML作為定義數據及其意義的共同語言。
1996年EDUCOM（美國大學校際交流委員會）設立了一個稱為IMS[6]（教學管理系統(tǒng)）的研究項目，后來發(fā)展成為非贏利性的IMS全球學習聯(lián)合公司，專門從事教學系統(tǒng)技術標準制定和推廣工作。它主要致力于基于XML的標準開發(fā)，這些標準描述了課程，評價，學習者以及小組的關鍵特征。另外，該XML標準為描述elearning meta-data提供了框架結構。對學習資源的統(tǒng)一描述能夠幫助用戶在已有的資源中搜索，同時和其他資源交互。至今，IMS已經推出以下規(guī)范：元數據、內容（與元數據連接，打包，顯示）、提問與測試、企業(yè)文檔互換、跟蹤記錄、電子商務。
美國教育部教育統(tǒng)計中心（NCES：National Center for Education Statistics）于1988年設立了一個稱為“中學后教育電子數據交換標準化”（SPEEDE：Standardization of Postsecondary Education Electronic Data Exchange）和“學生與學校永久電子記錄交換”（ExPRESS：Exchange of Permanent Records Electronically for Students and Schools）的研究項目，簡稱SPEEDE/ExPRESS，形成了一套教育電子數據交換標準，并于1992年經美國國家標準研究院批準成為ANSI ASC X12試用標準。
歐洲在開發(fā)與網絡教育相關標準方面也有較長的歷史，早在20世紀80年代中后期，原歐共體就在DALTA的大型工程中，提出研究網絡化教育的聯(lián)網技術標準和多語種教育平臺標準。
ARIADNE（歐洲遠程教學創(chuàng)作與銷售網聯(lián)盟：Alliance of Remote Instructional Authoring and Distribution Network for Europe），致力于研制用于制作、管理、重用計算機化教學要素和網絡化培訓課程的工具與方法。在標準化研究方面，已經發(fā)布了ARIADNE V3.0教育元數據推薦標準，該標準以IEEE學習對象元數據LOM 3.8版為基礎。
PROMETEUS（促進歐洲社會教育與培訓中使用多媒體工程：PROmoting Multimedia access to Education & Training in European Society），研究重點是與多媒體、多語種和學習者模型相關的標準。
GESTALT（Getting Educational Systems Talking Across Leading-Edge Technologies）工程是一個由歐盟資助的大型教育信息化系統(tǒng)研制項目，有大英電信公司及歐洲多國的十來所大學參加。在對IEEE LOM V2.5、IMS V1.0和ARIADNE V2.0等教育元數據標準進行分析研究的基礎上，GESTALT提出了一套在線教育系統(tǒng)元數據擴展標準GEMSTONES（Gestalt Extensions to Metadata Standards for ON-line Education Systems）。
網絡教育技術標準的迫切需求引起了有關國際組織的重視，目前影響較大的主要有OCLC-DCMI、IEEE LTCS、W3C等。
1995年3月，美國OCLC（在線計算機圖書館中心：Online Computer Library Center，Inc.）與NCSA (國家超級計算應用中心: National Center for Supercomputing Applications)在Dublin召開了探討如何建立一套描述網絡上電子文件特征、提高信息檢索效果方法的國際研討會，隨即開始啟動電子圖書館對象元數據標準的研究項目，稱為DCMI（都柏林核心元數據研究行動: Dublin Core Metadata Initiative）。
現(xiàn)在，DCMI已經成為一個國際性的電子數據對象標準研究組織，已有來自英國、澳大利亞、芬蘭、加拿大、美國等國具有多種不同專業(yè)背景的個人和團體參加，專門從事元數據標準、實踐指南、支撐技術及相關政策的研究與開發(fā)。特別是DCMI提出的電子圖書館元數據標準，被國際上廣泛采用和參考。
國際電氣和電子工程師協(xié)會（IEEE）成立了一個學習技術標準委員會，簡稱IEEE-LTCS（Learning Technology Standard Committee），已有十幾個工作小組（WG: Work Group）和研究組（SG：Study Group）正開展各項標準的制訂工作，最終將形成IEEE 1484標準體系，其P1484.12 （LOM，學習對象元數據）已經成為一個比較成熟的，在國際上被廣泛引用和參考的標準。
IEEE 1484標準體系的特點是首先提出一個關于學習技術系統(tǒng)的整體架構，作為信息化教學系統(tǒng)的抽象模型，目前最新版本是2001年4月發(fā)布的第7稿。該模型由過程（學習者，教練，發(fā)送，評價）、存儲器（學習資源，學習者記錄）和信息流（學習偏好，行為，評估信息，績效）與偏好信息(過去，現(xiàn)在，將來)，索引(查詢，目錄信息，定位器)，學習內容（多媒體，交互情境）三類對象構成。在該模型中，通過改變信息流向就可以推導出各種學習模式，IEEE 1484各項子標準也都是根據此架構來定位和設計的。
萬維網聯(lián)盟（W3C: World Wide Web Consortium）致力于開發(fā)在Internet上支持資源共享和系統(tǒng)互操作的多種標準。這些標準雖然不是專門針對網絡教育應用的，但在制訂網絡教育技術標準時被廣泛引用，作為其支撐性標準，主要的有：
Ÿ XML（擴展標記語言，Extensible Markup Language）規(guī)范: XML是一個由SGML（Standard Generalised Markup Language標準通用型標記語言，1986年成為國際標準ISO8879）派生出來的萬維網“方言”，1996年由W3C XML工作組開發(fā)成功，1998年10月推出XML 1.0版。XML的目標是使得通用SGML在網上可以通過HTML來實現(xiàn)。
Ÿ RDF（資源描述框架，Resource Description Framework）規(guī)范：RDF是一個能夠支持網上知識交換的輕量級本體論系統(tǒng)，它利用XML作為互換文法，綜合了多種網上元數據活動，包括網站地圖、內容評級、流通道設定、搜索引擎數據采集、數字圖書館集合、分布式寫作等。
Ÿ SMIL（同步多媒體整合語言，Synchronized Multimedia Integration Language）規(guī)范：SMIL語言用于描述如何將一組本來互不相關的多媒體對象整合成為一個同步的多媒體演示節(jié)目。利用SMIL，多媒體創(chuàng)編者可以描述該節(jié)目的時態(tài)行為、屏幕呈現(xiàn)布局以及媒體對象的相關超鏈。
Ÿ PICS（互聯(lián)網內容選擇平臺，Platform for Internet Content Selection）規(guī)范：PICS使得用戶可以通過設置數據標簽（元數據）與網上內容之間的關聯(lián)來實現(xiàn)內容選擇，這一功能本來是為兒童家長和教師便于選取網上內容而設計的，但實際上標簽功能具有更廣泛的用途，比如數字簽名和隱私保護。也就是說，在PICS平臺上已經嵌入了分級服務和內容過濾軟件。
3．分析與比較
IEEE LTSC具有很高的權威性，從其系統(tǒng)體系結構來看，其規(guī)范是完美的。但因IEEE機構的龐大和臃腫，制定規(guī)范周期長，遠遠落后于企業(yè)，導致許多規(guī)范沒有制定出來，或者等制定出來，已經不適應當前技術和要求。另一方面，其規(guī)范大都面面俱到，比較龐大，難以完全實現(xiàn)。所以它的許多規(guī)范是企業(yè)制定規(guī)范的參考，如IMS和SCORM的元數據規(guī)范就是建立在IEEE的元數據規(guī)范基礎之上的。
AICC從使用者角度提出CMI規(guī)范，希望飛航訓練單位依此規(guī)范所采用的軟件，能不因計算機軟硬件環(huán)境改變而失效，這些規(guī)范主要為維持早期開發(fā)的訓練軟件能持續(xù)使用，并適用于網絡環(huán)境而考慮，對前瞻性的學習技術與教育應用方面的努力較少，目前AICC對于新規(guī)范的推動較不積極。
IMS Global Learning Consortium是推動全球eLearning開放標準的非營利組織。 IMS Project除了有大學加入外、還有廠商及政府機構，早期進度較緩，著重于描述教材內容的metadata的訂定，轉型為公司后，積極推出多種規(guī)范，除了考慮大專院校的eLearning應用環(huán)境外，并將企業(yè)eLearning納入規(guī)范訂定的范圍。IMS Content Packaging 規(guī)范簡單使用，易于實現(xiàn)，緊跟當前最新Internet技術，備受青睞。
早期IMS跟AICC是處于相互競爭的態(tài)勢，目前則彼此互補，無論IMS或AICC訂定的只是規(guī)范(specification)，這些規(guī)范必須送給標準審核單位來討論與修訂，最后才形成標準，像ANSI、IEEE、ISO等，都是標準審定單位，針對學習科技有關的各項標準，IEEE有專門的委員會(LTSC，Learning Technology Standards Committee)討論與審查，凡與學習科技相關的標準討論委員會，都以IEEE 1484.x來命名，像討論Learning Objects metadata的委員會就以P1484.12代表，目前通過的標準是LOM 6.0。
ADL并不自己制定規(guī)范，而是整合既有的規(guī)范，并發(fā)展測試軟件，來測試廠商所提供的產品是否符合SCORM規(guī)格，未來當測試軟件成熟后，ADL會交由中立的第三者，例如美國訓練發(fā)展協(xié)會(ASTD)等來成立SCORM兼容測試中心，為眾多的eLearning廠商與使用者提供測試服務。SCORM提出了用一種標準方法來定義和存取關于學習對象的信息，只要遵循這種標準，不同的教學系統(tǒng)之間好比有了一種共同的語言，彼此就可以互相溝通了。SCORM采取XML作為定義數據及其意義的共同語言，能夠全面，快速，方便的描述學習對象信息，同時能夠快速安全的在網絡上傳輸。SCORM定義的標準比較全面，采取逐步將IMS所定的新規(guī)范納入的策略，快速的制定出基于該標準的相應信息模型，以最快的速度符合最新的要求。
所以e-learning的學習者和使用者緊跟SCORM標準的步伐，可以全面快速的了解當前e-learning學習標準。
4．我國網絡遠程教育技術標準
2000年，教育部組織有關專家制訂了一個現(xiàn)代遠程教育資源建設技術規(guī)范，從其性質上來講這不是一個真正的技術標準，而是應用相關國際標準的一個范例。我國教育部科技司在2001年組織正式成立了全國信息技術標準化技術委員會教育技術分技術委員會（Chinese Educational Technology Standardization Committee, 簡稱CETSC），標委會的主要任務是研究、制定、推廣與維護中國教育信息化相關的各項技術標準。目前已經形成具有中國特色的中國網絡教育技術標準體系（Chinese Educational Technology Standardization, 簡稱CETS）。
4.1 CETS的系統(tǒng)結構
CETS 系統(tǒng)結構如圖1所示，由以下三部份構成：
過程：學習者實體、評價、指導、發(fā)送。
存儲：學習者記錄、學習資源。
流程：學習偏好、行為、評估信息、績效和偏好信息（三次）、查詢、分類信息、定位器（兩次）、學習內容、多媒體、交互情景
構件的操作有下列形式：(1) 學習風格、策略和方法等作為學習偏好在學習者和其他的利益關系者之間協(xié)商和溝通； (2) 學習者在多媒體交互的情景中被觀察和評價； (3)評價產生評估或績效信息； (4)績效信息存儲在學習者的歷史數據庫中； (5) 指導者評審學習者的評估、偏好、歷史績效及未來學習目標等信息； (6) 為了合適的學習內容指導者通過查詢和分類信息搜尋學習資源； (7) 指導者從可用的分類信息里精選定位器并把定位器傳送給發(fā)送過程，如：課程計劃； (8) 傳送過程基于定位器從學習資源中精選的學習內容并將學習內容通過交互的多媒體方式傳遞給學習者。
圖 1 CETS 系統(tǒng)結構圖
在所給的學習情景中，在系統(tǒng)構件和個體間沒有必要一一對應起來。一個個體可能代表所處學習情景里的多個系統(tǒng)構件，如：代表學習者實體的個體可能在自定步調的學習環(huán)境中代表指導者。同樣，多個個體可以代表所處學習情景里的單個系統(tǒng)構件，如：由幾個人組成的合作學習組可代表一個學習實體。
4.2我國網絡遠程教育技術標準展望
目前，CETS標準體系的開發(fā)進行到正式發(fā)布階段，接下來的工作重點主要有兩個，一方面積極研發(fā)某些較成熟標準的測試程序原型；另一方面加快對其他各子標準的信息模型、實踐指南等的研制進度，盡快讓網絡教育技術標準的研究成果在網絡教育領域得到實踐檢驗和廣泛應用，以保障中國網絡教育和遠程教育的服務質量和管理水平的不斷提高。
為了在教育行業(yè)推廣CETS標準的應用，教育部正在制訂測試、培訓、咨詢等系列服務計劃，目前已經籌備了北京認證中心和北京、上海、廣州、西安等四個測試實驗室，以滿足不同區(qū)域的用戶和開發(fā)商的測試需求，任何用戶和開發(fā)商可以通過測試發(fā)現(xiàn)自己的數據或系統(tǒng)是否滿足標準。
鑒于我國教育信息技術行業(yè)自律行為規(guī)范還不具備，因此有必要建立一個權威性標準測試與認證體系。因此，我國CETS標準規(guī)范的當前目標是要盡早開發(fā)測試平臺，標委會已經與中國軟件測試中心達成協(xié)議，委托對方執(zhí)行教育軟件產品的標準符合性測試任務，最后由標委會對測試合格產品進行認證。
5．結束語
標準的價值在于推廣應用，而標準的應用離不開測試。標準測試通常有兩種方式，一是自律測試，二是權威測試。前者由應用開發(fā)者利用適當的工具對自己開發(fā)的產品進行測試，測試工具通常由行業(yè)協(xié)會提供，有的甚至可從網上免費獲??；后者是委托授權的機構對廠商提交的產品執(zhí)行測試，該測試機構將產生規(guī)范化的測試報告，作為進一步做產品標準化認證的技術依據。CETS標準的研制和推廣，使得我國企業(yè)的機遇勝于挑戰(zhàn)，這為我國參與網絡教育領域的國際合作與競爭創(chuàng)造了良好的條件。
[1] Yue Shen , Fei Yu, Ji-yao An, et al.Research on Adaptive Courseware by Using SCORM[C]. Proceedings of ISCIT2005 , (IEEE Cat. No.05EX1010) : (Vol.2) 1279-1282 , 2005
[2]歐陽陽.網絡遠程教育技術標準的研究和應用［D］.杭州：浙江大學研究生院
[3] Aviation Industry CBT Committee, “AICC CMI Guidelines for Interoperability Revision 3.5 Release 2”, http://www.aicc.org/docs/ tech/cmi001v3-5.pdf, April 2001.
[4] Advanced Distributed Learning, “The SCORM Overview, Version 1.2”, http://www.adlnet.org /ADLDOCS/Documents/SCORM_1.2_Overview.pdf, October 2001.
[5] Advanced Distributed Learning, “SCORM Version 1.2 Conformance Requirements”, http://www.adlnet.org/ADLDOCS/Documents/SCORM_1.2_ConformanceReq.pdf, February 2002.
[6] IMS Global Learning Consortium, “IMS Learning Resource Meta-data Information Model Version 1.2.1 Final Specification”, http://www.imsglobal.org/metadata/ imsmdv1p2p1/imsmd_infov1p2p1.html, September 2001.
