基于知识体系的多媒体网络课程及工具研究

【摘要】： 互联网的飞速发展使得网络教育迅速推广,发展到现在以视频、互动为特征的电子学习阶段,为企事业培训、政府培训、学校教育带来了巨大的发展机遇。网络教育的成功实施需要丰富的教育资源,网络课程的开设已成为一个全球化的趋势。多媒体课件决定了网络课程的质量,网络课程的质量决定了网络教育的质量,因此开发适用于网络教育的高质量课程和多媒体课件制作工具(如幻灯片和流媒体课件制作工具)已成为网络教育中一个非常重要而迫切的研究问题。 本文以教育领域为背景,围绕网络课程和多媒体课件制作工具,重点研究了基于知识体系的多媒体网络课程的建模问题、基于知识点的网络课程建设技术规范、幻灯片课件制作工具的兼容问题和流媒体课件制作工具的集成问题,并依托国家863项目“电子学习系统平台和教育资源库研究与开发”,进一步研发网络课程原型系统和课件制作工具原型系统,具有较强的理论价值和实用价值。 1.构建基于知识体系的多媒体网络课程模型 当前学习资源的组织普遍缺乏语义结构,不符合人的认知规律,本文利用知识本体构建网络课程和教学资源之间的语义联系,解决海量学习资源异构无序、缺乏多粒度结构的问题。本文提出以知识点为核心的语义知识体系,分析各组成部分间层次及交互关系,设计一个基于知识体系的学习资源组织及网络课程的总体架构。 2.制定基于知识体系的多媒体网络课程技术规范 国内外已经有不少关于电子学习资源的标准,如SCORM和CELTS,但是缺乏专门针对网络课程的详细叙述,特别是技术实现手段和样例课程,而网络课程在远程教育中又具有非常重要的地位。本文制定了一套以知识体系为核心,符合实际应用、可操作性高的网络课程建设技术规范,并以网络课程原型系统“计算机硬件课程群”中的“微机系统与接口技术”课程为例进行验证。 3.研究幻灯片课件制作工具的兼容性问题 国内外现在已经有很多各式各样的幻灯片课件制作工具,如国外的PowerPoint,国内的方正奥思等,但是课件的兼容性问题一直得不到很好的解决,本文在多媒体课件制作工具MCAT (Multimedia Courseware Authoring Tool)的基础上,根据国家标准CELTS对课件格式打包,结合面向对象技术和XML技术,将PowerPoint课件转化为基于XML的MCAT课件,便于不同标准和文件格式课件之间的共享。 4.研究基于PPT文本流的流媒体课件制作工具 本文中的录制工具Record Tool对流媒体课件采用视频流和文本流(对授课场景记录视频流,但是是用文本流而不是视频流或图片流记录PPT课件信息)集成的方法,使得录制的课件既数据量小,又质量清晰,易于在网络上传输,并以申报中的国家精品课程“微机系统与接口技术”中的全程流媒体三分屏课件制作为例进行验证。 本文主要创新点归纳如下： 1.本文在领域知识和学习资源之间增加以知识点为核心的知识本体,构建学习资源-知识本体-网络课程三层资源组织模型,实现了知识关联和资源共享,给海量学习资源组织管理和个性化学习服务提供“物质”基础。本文在国家863项目“电子学习系统平台和教育资源库研究与开发”的基础上构建基于知识体系的网络课程原型系统“计算机硬件课程群”,提供了基于知识点的动态导航功能。 2.本文在电子学习资源标准的基础上,以知识点为核心,制订基于知识点的网络课程具体实现的技术规范。网络课程技术规范包括了基于知识点的学习资源规范、知识点和网络课程关联、搜索规范、管理规范和评价规范,以网络课程原型系统“计算机硬件课程群”中的代表课程“微机系统与接口技术”为例予以验证。 3.本文采用基于PPT文本流的方式录制流媒体三分屏课件(三分屏指的是教师视频、PPT等课件、大纲),用文本流而不是视频流或图片流记录课件信息,使得录制的课件质量清晰、数据量小,适合于互联网应用；课件用IE浏览器即可离线播放,无需播放器。本文设计和实现了录制工具原型系统Record Tool,重新制作2008年湖北省精品课程“微机系统与接口技术”全程流媒体三分屏课件,用于申报2010年国家精品课程(已成功)。