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1、基于资源共享的个性化课件的研究 *The Study of Individual Courseware Based on Shared Resource张 琦 * 王 陆 * 李东海 * * 首都师范大学计算机系 E-mail: * 首都师范大学现代教育技术中心 E-mail:* 首都师范大学计算机系 E-mail:donghai_随着信息技术的发展，产生了网络教育，使学生随时随地都可以学习，网上的教学资源也日益丰富，但是目前大多数网络教学课件还是基于传统模式的，完全没有考虑到学生的特点, 同时,这些教学课件由于各自独立,因此不免会遇到大量资源无法被充分利用的局面。本文介绍了一个基于资源共享的
2、个性化课件生成模型，并在此基础上提出了使用 XML 语言进行信息组织和处理的方法。关键词: 个性化 XML SMIL1 引言远程多媒体教学是一个新兴的教学方式，它融合了多门学科、多种技术（计算机技术、现代教育技术） ，其中的远程多媒体教学课件涉及到教学环境中的所有组成部分（教师，学生、教学媒体）以及教学设计的各个环节。但是由于受教育对象之间存在着鲜明的个性特征差异,而目前的远程教育系统模式单一,学生只能被动地接受完全相同的学习内容,而不能主动的根据自己的需要选择自己的学习过程。同时,这些教学系统由于各自独立,因此不免会遇到资源匮乏的局面，由此造成课件的开发效率低和质量不高。就算是制定了良好的学
3、生模型,贫瘠的教学资源也无法满足学生的需要,无法真正的实现个性化教学。于是需要这样一个系统,它能够实现资源的共享,并在此基础上实现个性化教学。这个系统必须具备以下几个特点：（1）具备一个清晰的课程组织结构,以反映课程的目录层次和树状结构。课程结构应根据章、节有条理地列出,并能提供由关键词和目录树查找相关内容的功能。这样不仅便于学生对课程知识结构的掌握，同时教师也可以通过这种统一的结构对课件进行编辑。（2）突破要求学生按部就班学习的传统教学模式，使学生能够按照个人需求和个性特点进行学习，有助于维持学习动力，提高学习效果和效率。2 个性化课件生成系统结构说明图 1 为个性化课件生成结构图。本系统的
4、主要内容为: 资源库，规则库，领域知识库，决策推理模块，课件生成模块。 *2.1 资源库毫无疑问，解决资源共享，避免资源重复建设的一个较好的方式是构建一个能够支持课件开发的共享数据库。目前，各种操作系统平台和教学支撑系统被广泛应用于远程教学系统中，因此，课件在不同教学平台之间的无缝移植是现代远程教学的一个必然趋势。那么，课件与共享数据库之间的接口问题是一个非常重要的因素。从课件资源的不断建设的角度来讲，共享数据库应该是不断扩大的，而且其数据容量是巨大的，因此，课件在开发完毕后必须能够脱离共享数据库，也就是说，课件与共享数据库的接口是灵活的。* * 本项目研究由教育部现代远理教育关键技术与支撑服
5、务系统和天地网结合项目。图 1 个性化课件生成结构图综上所述，我们的资源库有以下两部分组成：2.1.1 内容（1）用于描述媒体属性及关系的文档为了降低课件开发难度和复杂度以及教学资源的共享，一个完整的教学课件被分割为若干个独立而完整的教学素材。这些教学素材实际上一些 XML （或 SMIL）文档，存放在服务器上共享的素材库中，课件制作人员可以使用这些共享的素材按照自己确定的授课顺序和逻辑关系将他们组织成网络教学课件。（2）多媒体数据库多媒体数据库完成对文本，图像，视频对象的存储。2.1.2 访问机制由图 1 可知，对资源库的访问形式共有三种：（1）客户或客户程序（代表用户个性化信息）提交学习请
6、求，决策推理模块分析用户个性化信息和领域知识库信息，产生决策信息发送给课件生成模块，课件生成模块根据决策信息 从资源库中查询相应的多媒体对象并进行 XML（或 SMIL）集成，经过集成的 XML（或 SMIL）文档通过课件生成模块显示给用户。（2）教师可以通过教师编辑工具查询多媒体数据库中的多媒体对象信息，并使用教师工具进行XML（或 SMIL）集成生成 XML（或 SMIL）文档存储在资源库中。（3）教师还可以自己手工制作 XML（或 SMIL）文档，通过教师编辑工具将制作好的 XML（或SMIL）文档存储在资源库中。2.2 规则库规则和知识可以看作是数据的集合 ,所以规则和知识都可以通过一
7、定的变换,以数据的形式放入数据库中.在本系统中知识库是规则库和领域知识库的集合。我们采用产生式表示法来表示规则库中的知识。产生式表示法的规则表示（ if then ）的条件和结论可以采用两个表分别进行存储。同时还必须有一个用来存放与学生特征有关的当前信息的数据结构表。这样,规则库实际上有这样三个表:（1）前件表-用于存放规则的条件部分；（2）规则表-用于存放规则的结论部分；（3）事实表-用于存放与学生特征有关的当前信息的数据结构表。2.3 学科知识库即描述课件知识体系及其课件制作信息（制作人，制作时间等等）的 XML 文档。使用 XML 来组织教学内容的好处是：（1）便于教师对网上教学资源的共
8、享和建设。W3C 为便于教学资源共享，提供了统一的 XML 标准，各教学单位通过这种统一的标记语言来交互。由于 XML 的自定义和可扩展性，教师可以方便的利用已有的资源进行网上教学资源的再建设。（2）便于教师对网上教学资源的查询。（3）形成学习内容的动态适应机制。由于 XML 的数据和格式的分离，可以将同一数据以不同的方式呈现给不同的学生，为学生界面的个性化，风格化铺平了道路。（4）XML 的结构化为智能搜索提供了便利。学生可以快速找到自己需要的学习辅助资料，提高学习效率。（5）HTML 链接只允许在一个方向浏览。如果我们有一系列希望学生能够浏览的页面，我们需要明确的定义各页面之间的超链接。如
9、果我们使用 XML 声名两个页面是链接的，就不用担心浏览方向。2.4 决策推理模块决策推理模块包括推理模块，知识库维护模块。用于接受用户请求，分析用户需求并进行推理，同时维护知识库。2.4.1 推理模块为一个产生式推理机函数，采用正向推理机制进行推理。推理过程如下:（1）当用户进入系统时，系统为该用户生成一个临时综合事实表，并将事实表中信息备份到一个临时综合数据表中。（2）用临时综合数据表中里的事实对条件表进行匹配式检索 ,记录每次匹配的规则号 ,统计同属一条规则的条件个数 。查询规则表 ,找到相匹配的规则；（3）检查待用规则的优先级大小 ,触发一条规则,记录其余规则号 ,备份临时综合数据表
10、,以便回推；按规则表对应操作项的值触发 响应函数或过程 ,以作相应操作并修改事实状态；（4）计算出该规则执行后结论的可信度 （通过用户反馈） ；（5）从 1 起重复该过程 ,若得到最后结论（课间生成参数是否全部捕获） ,则结束 ;否则 ,往前回推一步 ,调出事实备份 ,从 3 起 ,重选一条待用规则执行；（6）为了避免递归的无限循环，我们新开辟了一个线程用于标志用户的等待时间，当用户等待时间超过阈值时，我们将强行终止推理的执行，没有捕获的参数可以通过事先设好的默认值来代替。 2.4.2 知识库维护模块为保证规则库自身的有效性及规则库的规则间的一致性所进行的一系列操作。主要由建框架表函数、前件更
11、新函数、规则更新函数、事实更新函数等组成：（1）建框架表函数：生成临时综合事实表；（2）前件更新函数：插入和删除规则前件；（3）规则更新函数：插入和删除规则；（4）事实更新函数：插入和删除事实。2.5 课件生成模块课件生成模块实际上就是对资源库的查询并显示。可以认为课件生成模块是一系列查询函数的集合。查询后生成的 XML （或 SMIL）文档通过 DOM 解析后（包括 DTD 验证和生成目录树）由 XSL 来显示。课件生成模块的具体流程如图 2。图 2 课件生成模块流程3 结论伴随着网络的普及，它所带来的好处将越来越广泛。基于 internet 的远程教学正渐渐的发挥它的作用，它为大家带来的方
12、便是有目共睹的。在网络日益发展的同时，伴随着它产生了很多新兴的技术。这些新兴技术又不断的推动着网络的发展。如何利用这些技术，使得他们更快更好的为我们提供服务是一个关键！我们的个性化课件生成方案是本着资源共享的目的而设计的,核心是 XML.XML 是一项比较新的技术，同时针对不同领域的 XML 标准都不是很完善。在教学方面，W3C 提出了学习对象模型的标准（LOM）,但还没有被广泛的使用，同时还有很多方面需要完善。我们在本项目中，为了便于资源共享和跨平台，计划先以最基本的 LOM 标准最为入手点。同时我们也正在讨论和设计新的有关个性化参数的应用标准，从而构建更完善的个性化课件生成系统。相信随着
13、XML 技术的不断普及，国民教育将向一个良好的方向发展。参考文献1 Didier Martin. XML 高级编程. 机械工业出版社出版, 2001.2 董少春, 徐士进, 陆现彩 . 基于 XML 的网络课程结构的表现,显示和查询. 计算机应用研究. 2001.（8）.3 张平, 蒋凡. 在网上用 SMIL 实现多媒体同步. 计算机应用. 2001.(21).4 李晨阳, 曹忠升, 冯玉才. 一种基于框架和中间件模型的知识库系统. 小型微型计算机系统. 2000.21（12）.5 李崇容, 陈军, 朱楠. 基于 XML 同步多媒体技术在远程多媒体教学中的应用 .6 苟凌怡 , 陈小波, 熊光
14、愣. 基于 SQL SERVER 2000 的关系数据与 XML 的集成. 计算机工程与应用2001.10.（10）.With the development of the technology of information, the network education comes into our life. Students can learn at any moment and everywhere, the resource of education becomes more and more abundance. But most coursewares on internet ar
15、e based on traditional mode, they dont think about the characteristic of students. Furthermore, because of their independency, most resource can not be used completely. This paper introduces a module of individual courseware based on shared resource, and proposes a method of using XML organizing and transacting information.Key words: Individual XML SMIL
