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基础教育教学资源的标准化与网上共享

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基础教育教学资源的标准化与网上共享
----蒋鸣和

《基础教育教学资源元数据规范》( Basic Education teaching and Learning Resource Metadata Standard简称BERMS) 从起草到修改完善, 历时一年, 即将由教育部教育信息化技术标准委员会正式发布(序号CELTS-42CD1.6), 这标志着中国基础教育信息资源建设进入一个新的发展阶段。本文就BERMS起草的背景、 思路、 内容与实施作一介绍, 期望经过本文的介绍, 让广大中小学教师对BERMS有一个初步的了解, 共同为实现中国基础教育资源标准化与网上共享而努力。
一、 问题的提出与背景
教育在21世纪面正确挑战, 不但仅是各种制度上的教育改革, 更为引人注目的是正在进行的以信息技术和网络为平台, 在教育内容、 教学方法、 教师角色、 师生关系等各个领域开展的全面改革。信息技术和网络对教育的影响可能会比任何教育哲学理论向实践的转化更为显著。
信息技术与课程的整合, 核心问题是要构建网络环境下学生自主学习的新方式, 其基础是教学资源与课程的整合。在数字学习的环境中, 教学资源指的是用于教和学的所有资源, 它包括教科书、 电影和作业本, 也包括实验和课堂演示时所使用的实物。数字内容当然还包括录像、 软件、 CD-ROM、 网站、 电子邮件、 在线学习管理系统、 计算机模拟、 网上讨论、 数据文件和数据库等。纵观九十年代以来国际信息传播的发展, 互联网( Internet) 和全球信息网( WWW) 的结合以及信息搜索技术的发展, 大幅度降低了信息传播的障碍, 教学资源的建设和传播转向以网络为媒介己是大势所趋。应用雅虎( Yahoo) 搜索引擎检索全球教育网站, 2月的检索结果是列入Yahoo的教育网站59159个, 其中K-12网站为40366个, 占68%。 4月, 列入Yahoo的教育网站77383个, 其中K-12网站59184个, 占76%。 与 相比, K-12网站的数量两年增长了46%, 在K-12网站数量快速增长的同时, 网站的平均信息容量也迅速扩张, 估计近两年网上基础教育资源的信息总量增长要超过一倍以上。网上教育资源急速扩张带来的问题是如何共享和发现有效的教育资源? 美国的一个案例颇能说明问题: 一位小学五年级教师搜索一节关于重复应用的科学课的课程计划, 应用搜索引擎AltaVista进行检索, 输入关键词+课 +科学 +年级 +5 +重复应用, 检索结果是5960条, 如果大致浏览一条需十分钟, 发现10-20条有效的资源每条仔细阅读需1小时, 那么总共需化费时间1000小时!
要真正实现在网络上信息资源共享, 需要解决的两个问题, 一是如何有效过滤和筛选资料, 二是如何有效地描述资料。国际上研究的表明, 用元数据( Metadata) 来描述网上信息资源的属性, 并应用资源描述结构( Resource Description Framework) 作为携带多种元数据的工具实现网上资源交流是较好的问题解决途径。所谓元数据是指关于数据的数据, 也就是指信息资源的编目信息, 其作用类似于超级市场中商品的条形码, 它经过描述资源的属性, 使得使用者能够不需要直接浏览教育资源就获得教育资源的主要特征信息。基于这些属性, 使用者还能够对教育资源进行分类管理、 浏览查找和共享互换, 从而为学习者或教育者查找、 评价、 获取和使用教育资源提供支持, 实现教育资源的共享和互换。
为了应对新世纪的挑战, 10月召开的全国中小学信息技术教育工作会议制定了以基础教育信息化带动现代化的发展战略, 确定了中国推进基础教育信息化的三项重点: 普及信息技术教育、 实施”校校通”工程和实现技术与课程的整合。两年来, 以课程改革为核心的基础教育教学改革已在全国范围展开, 基础教育信息化正以前所未有的速度向前推进。在新形势下, 优质教育资源的短缺己成为制约中国中小学信息化的一大瓶颈, 更为突出的是由于中国还没有基础教育资源的技术标准, 各地和企业的教育资源开发自成体系, 无法实现有效交流和共享, 大量低水平重复开发工作带来了人力物力的极大浪费, 而且不能与国际网上教育资源交流, 资源建设”车同轨”已到了非解决不可的时候! 基于对中国基础教育信息化全局的形势判断, 教育部中小学信息技术教育领导小组委托国家基础教育课程与教材发展中心组织起草和实施《基础教育教学资源建设规范》, 实现优质教育资源在网上的共享, 以支持基础教育课程改革的资源需求。
二、 教育资源标准化与网上共享的国际进展1.教育资源标准化的进展
九十年代以来, 世界上有很多标准化( 学术) 组织都正在致力于基于网络的教育资源标准化的研究, 并起草了一些相应规范, 其中影响较大的有国际电子电气工程师协会学习技术标准委员会( LTSC) 编制的《学习对象元数据模型( LOM) 》和在线数字图书馆中心( OCLC) 编制的《都柏林核心元数据标准( Dublin Core) 》。
1996, 由学术、 政府和企业代表组成的LTSC成立, 并受到国际电子电气工程师协会资助, 标号为IEEE P1484[4]。委员会的1484.12小组负责学习对象元数据规范的制定工作, 该小组对现有的标准进行了总结, 形成了《学习对象元数据模型( LOM) 》。LOM的最新版本是 7月15日发布的Draft standard版。LOM的元数据结构包括9个数据元素类别, 47个二级子数据元素。LOM的数据元素不区分核心元素( 或必须元素) 和扩展元素。
表1 IEEE 1484.12学习对象元数据元素集
元数据元素集
所含两级元素数
通用元素集
9
元元数据元素集
5
生存周期元素集
3
技术元素集
7
教育元素集
11
版权元素集
3
关系元素集
2
评注元素集
3
分类元素集
4
资料来源: Draft Standard for Learning Object Metadata
1995年3月, OCLC和美国国家大型计算机应用协会( NCSA) 组织了52位来自图书馆、 计算机和网络方面的专家共同研讨开发了《都柏林核心元数据标准》。它规定了一个包括15个核心数据元素的最小集合, 用于描述学习资源。这15个核心元数据元素分别是作者、 覆盖、 其它作者、 日期、 描述、 格式、 标识、 语种、 出版者、 关系、 权限管理、 学科与关键词、 标题和类型。现有的很多关于元数据的规范或多或少的受到都柏林核心元数据标准的影响。都柏林核心元数据标准最新版本是1999年7月2日发布的Dublin Core Metadata Element Set,V1.1版。
在世界范围, 教育资源的元数据规范处于研究试验阶段, 并没有达到完善的程度。其中相对完备的是LOM模型, 它规定了在网页页面中呈献学习资源时所应提供的一些基本元素, 但并没有规定这些元数据的实现, 如它们的体系结构、 编辑语言、 数据存取方法等。因此, 当前主流的商品化软件对它们的支持力度不够, 大多数商品化软件并不支持这些草稿规范。
2.教育资源网上共享和交换的进展
实施应用项目推进信息资源标准化建设, 进而实现信息资源的网上共享与互换是国际上的一般做法。柏林核心元数据标准在这方面较为成功。当前柏林核心元数据标准已实施了60个应用项目, 其中较为著名的教育项目是美国教育部的GEM( Gateway to Educational Materials) 项目和澳大利亚教育网络EdNA( Education Network Australia) 项目。
GEM集团作为全美第一个使用的组织, 建立了适应于中小学教育的信息资源元数据标准, 并开发了基于资源描述框架( RDF) 的元数据开发与编辑工具GEMCat, 为教师提供丰富的网上课程计划、 课程单元和其它教育资源。GEM的元数据结构包括都柏林核心元数据标准规定的15个核心元素, 还根据美国中小学教育实际扩充了适用对象、 时间、 基本资源、 年级水平、 教学、 质量指标、 学术标准和编目代理机构编目等7个元素, 合计22个元素。另外, GEM对元素的赋值定义了包括学科、 资源类型、 教学、 适用对象、 年级水平和格式等6个可控词汇与相应的词汇表。在GEM规范的框架下, 美国建立了面向广大教师的著名的教育门户网站Gateway( ) , 至 11月, Gateway网站经过索引方式联结了425个单位的23654个资源记录, 其中有著名的美国教育部AskERIC、 探索者频道等, Gateway网站 1至9月访问者达1, 360, 835人次, 点击数达11, 736, 920次, 成功地实现了网上教育资源的广泛共享。
Gateway在核心项选择上, 遵循了最小化原则, 对Gateway的资源编目分析发现, Gateway实际上只选择了GEM 29个核心元素中标题、 描述、 年级水平、 科目、 关键词、 适用对象、 资源类型、 格式、 权益管理、 日期、 语言、 出版者( 创立者) 、 编目代理机构、 网站鉴定者等14个必须的元素进行编目, 而当前正式用于检索的元素仅仅是最能集中反映基础教育教学特征的年级水平、 科目、 关键词等三项, GEM对核心元数据元素有选择的使用大大降低了编目的工作强度。
EdNA是澳大利亚所有教育和训练部门之间合作的计划, EdNA制定了适应澳大利亚教育的元数据标准, 包括都柏林核心元数据标准规定的15个核心元素, 以及适应澳大利亚本土化与资源网上共享需求而扩充的适用对象、 批准单位、 目录代码、 输入日期、 索引、 评论、 评论者、 版本等8个元素, 合计23个元素。在此基础上EdNA开发了元数据编辑工具EdNA Tool Set, 创立了覆盖全澳大利亚教育的门户网站EdNA Online( ) 。EdNA Online建立了一套完整的学科课程资源索引两级目录, 第一级是各级各类教育和培训目录, 第二级是学科课程目录。当前EdNA正准备在都柏林核心元数据标准框架下与美国GEM门户网站实现资源共享和互换。
3. 建设国家一级教育资源库的国际经验
建立国家一级内容丰富的、 开放的、 的教育资源库并不是要另起炉灶去建立一个庞大的中央数据库, 相反地, 它是经过最大程度的网上教育资源共享和互换来实现的。国家一级教育资源库的知识源来自各种数据库, 互联网上的各个站点, 以及从教育工作者、 学生及至社区那里得到知识, 在把知识提取出来的同时, 还要进一步对它们加以发掘提炼。教育资源标准化的意义已远超过单纯地满足资源检索的需要, 而成为信息加工、 提炼的过程和知识再生产的过程。标准化后的教育资源包括三类信息或知识: 第一类是原有的资源数据或信息, 第二类是对资源数据进行发掘提炼产生的元数据信息, 第三类是涉及标准或规范这样一类的知识。这三者信息和知识用个性化的门户网站形式呈现给使用者, 从而实现广泛的资源共享和互换, 也为最终建立学习过程的知识管理体系奠定了基础。GEM和EdNA项目教育资源建建设的这一思路对中国教育资源建设具有重要的借鉴意义。
三、 《基础教育教学资源元数据规范》的编制原则和内容
自 10月开始, 由国家基础教育课程与教材发展中心组织编制《基础教育教学资源元数据规范》, 先后起草了5稿, 于 7月由教育部教育信息化技术标准专家委员会审评经过, 9月完成发布稿的修订工作, 历时一年。《基础教育教学资源元数据规范》的发布, 为中国基础教育教学资源的网上共享和互换奠定了基础, 标志着基础教育资源建设进入了一个新的发展阶段。
1.《基础教育教学资源元数据规范》的编制原则
《基础教育教学资源元数据规范》是在对国外大量有关的教育资源规范及应用项目进行比较、 借鉴和综合的基础上提出的体现中国基础教育特点的、 可对现有巨量的教育资源进行编目的简明元数据元素集。《基础教育教学资源元数据规范》的编制原则是:
( 1) 一致性和本土化相统一的原则
跟踪国际标准, 保持规范与国际标准和国家标准的一致性有利于教育面向世界, 也有利于网络环境下教育信息资源的广泛共享和系统的互操作。同时, 一个国家的教育体系与本国文化紧密相连, 规范的本身也体现一种文化。在基础教育领域, 规范的限定修饰词及分类词汇表的设计与国家基础教育课程的设置以及课程内容结构相关, 因此, 在一致性的基础上实现本土化是编制规范的基本原则。
( 2) 最小化原则
教育教学资源信息结构的标准化是一项规模浩大的工程, 规范的简明性对于推广应用实至关重要。最小化原则意味着元数据元素选择的最小化、 有效性和可操作性, 特别体现在技术实现的可行性、 商业上的可实施性及元素集的可扩展性上。BERMS定义了一组核心元素, 核心元素代表了一组被广泛认同的、 能准确描述教育资源属性的最基本的元素。核心元素不应该被认为是强制的。为了体现一致性, BERMS在核心元素集中又定义了一组必须元素, 必须元素与教育部教育信息化技术标准委员会正式发布的 《学习对象元数据: 信息模型规范》( 序号CELTS-3.1 CD1.6) 保持严格一致。
( 3) 用项目推进标准建设的原则
国际经验表明, 一个标准从酝酿到正式形成, 至少要五年时间, 进一步完善则需更长的时间, 期望毕全功于一役是不现实的。从这一意义上讲, 把编制BERMS看成一个过程, 规范提出的核心元素集以及相关的限定词汇与编目词汇表, 在实施中既需要有强制的规范性, 又是可修改的, 并在应用中逐渐丰富和完善。
2.《基础教育教学资源元数据规范》的主要内容
《基础教育教学资源元数据规范》由三部分内容组成, 一是提出了一组核心元素集; 二是定义了一组限定修饰词汇, 对核心元素的属性描述作进一步限定, 以防止使用过程中的歧义和不同理解; 三是定义了一组编目词汇表, 对部分核心元素的赋值作进一步的界定, 有助于实现元素值的互操作。
( 1) 核心元素集
规范规定的描述基础教育资源的数据元素集包括22个元素, 其中必须元素13个, 可选数据元素 9个。规范允许用户在符合本规范元素定义格式和技术规范的前提下根据需要扩充元数据元素。
规范的核心元数据元素依据其描述的内容和类别分为三类, 其中打*的元素为必须元素:
资源内容描述类, 包括标题*、 学科*、 关键词*、 描述*、 相关资源、 关系描述、 语种*、 覆盖范围、 适用对象*等9个数据元素。
知识产权信息类, 包括作者*、 出版者、 其它作者、 权限、 版本等5个数据元素。
外部属性描述类, 包括日期*、 类型*、 格式*、 标识*、 评价、 评价者、 元数据方案*、 元数据语种*等8个数据元素。
表2 《基础教育教学资源元数据规范》核心元素集定义
核心元素
定义
标题
赋予资源的标题
作者
创立资源内容的主要作者
学科
有关资源内容的学科描述。学科一般采用描述资源内容属性。推荐学科最好是取自一个规范的分类体系。
关键词
有关资源内容关键词描述。关键词一般采用描述资源内容的关键词, 短语或分类号。
描述
对资源内容的概要说明。说明元素能够包括但不限于以下部分: 文摘,目录, 对以图形来表示内容的一个参照或者一个有关内容的自由文本描述。
出版者
使资源成为能够取得和利用状态的责任者。出版者的实例包括个人, 组织, 或一种服务。
其它作者
对资源内容创立作出贡献的其它作者
日期
与资源本身生命周期中的一个事件相关的日期
类型
有关资源内容的特征和类型。包括描述资源内容的分类范畴, 功能, 特性或集合层次的术语。
格式
资源的物理或数字化的表现形式。
标识
在一给定的文本环境中对资源的参照引用。正式的标识体系包括统一资源标识符(URI)、 数字对象标识符 (DOI)和国际标准书号(ISBN)。
相关资源
另一个相关的资源标识, 而当前资源与这一资源之间存在某种联系, ”关系描述”元素描述了这种联系。
关系描述
当前资源与”相关资源”所表示的资源之间的关系。
语种
描述资源知识内容的语种
覆盖范围
资源内容所涉及的外延与覆盖范围。
权限
有关资源本身所有的或被赋予的版权信息
适用对象
应用资源的适用对象的类别, 包括资源使用适用对象的类别及教育水平。
评价
对资源的来自非作者及出版者的第三者的评论或鉴定。
评价者
与评价联系在一起的个人、 组织或机构。
版本
教学资源的版本。
元数据方案
创立元数据实例的规范的名称和版本。
元数据语种
描述元数据的语种。
资料来源: 《基础教育教学资源元数据规范》, 教育部教育信息化技术标准委员会(序号CELTS-42CD1.6)。
( 2) 限定修饰词汇
《基础教育教学资源元数据规范》对10个核心元素进一步定义了限定修饰词汇, 这类限定修饰词汇使元素的含义更为准确, 从而使信息互换更为方便。
表3 BERMS核心元素的限定修饰词汇
核心元素
限定修饰词汇
1.Title标题
Alternative替代标题
2.Creator 作者
Namepersonal名字
namecorporate单位
postal地址
email email地址
5.Description 描述
Abstract摘要
table Of Contents目录
6.Publisher 出版者
namepersonal名字
namecorporate单位
postal地址
email  email地址
7.Contributor 其它作者
namepersonal名字
namecorporate单位
postal地址
email  email地址
8.Date 日期
Created创立
Valid生效
Available可获得
Issued发行
Modified修改
10.Format 格式
Extent范围
Medium 媒体
15.Coverage 覆盖范围
Spatial空间( 地域)
Temporal时间
17. Audience适用对象
Learner学习者
Educational type教育类型
Grade level年级水平
19.Reviewer评价者
Namepersonal名字
namecorporate单位
postal地址
email email地址
资料来源: 《基础教育教学资源元数据规范》, 教育部教育信息化技术标准委员会(序号CELTS-42CD1.6)。
( 3) 编目方案
编目方案包括用自然语言设计的核心元素受控词汇表及相应的规范符号和解读方式。《基础教育教学资源元数据规范》规范采用了都柏林核心元数据标准设计的通用编目方案, 同时为适应中国基础教育实际, 进一步设计了资源类型、 适用对象和学科等核心元素的专门的分类词汇表。这些词汇表的设计体现了对现代教学观意义下的教学资源结构的重新理解, 教学资源不等同于素材, 教学资源结构也不但仅是对资源储存方式的分类, 更为重要的是对教学的内容及方法的分类, 从而形成真正的宽泛的学习对象意义下教学资源库。
资源类型分类词汇表设计了媒体素材、 量规集、 教与学工具与模板、 课件、 案例、 文献资料、 课程和目录索引等9个一级分类目录, 一级分类目录下又根据需要设计二级分类目录, 形成教学资源按内容和方法分类的树形结构。
学科分类词汇表按学习领域、 课程、 课程内容和学习主题进行四级分类, 体现了新课程设计思想。鉴于中国已实施课程分级管理体制, 为了给用户以更大的灵活性, 规范仅提出学习领域和国家课程两级的分类词汇表, 对第三级和第四级的分类, 即课程内容和学习主题的分类没有作严格的界定。为了方便规范的实施, 用附录形式提出了按新课程标准设计的课程内容参考分类词汇表。
四、 基础教育教学资源的标准化与网上共享的试验
自今年5月开始, 在国家基础教育课程与教材发展中心组织下, 由上海市教科院现代教育实验室、 深圳市罗湖区教育局、 广州市天河区教育局以及互盈教育软件公司联合开展区域性的《基础教育教学资源元数据规范》应用试验项目, 试验的主题是应用BERMS实现基础教育教学资源的结构标准化与网上共享。自9月起, 试验进一步扩大至6个省、 直辖市, 预期至明年春天, 国家一级基础教育资源门户网站将开通, 初步实现基础教育资源的网上共享和互换。第一阶段试验已取得的初步结果主要包括:
1.基础教育资源管理系统的设计与开发
基础教育资源管理系统由四部分组成:
( 1) 技术规范: 包括基础教育教学资源元数据规范及系统互操作规范
( 2) 知识集成及应用工具包: 包括数据编码器、 在线与离线资源的集成搜索器和目录索引
( 3) 数字化学习资源库﹕以目录索引形式呈现的在线与离线课程资源整合的知识仓库
( 4) 门户: 发现、 跟踪资源内容的交互的个性化界面
图1基础教育教学资源管理系统结构框图

当前, 上海市教科院现代教育实验室与互盈教育软件公司已开发出符合规范要求的资源管理平台, 具有资源编码、 上传、 互换、 管理、 检索及目录索引自动生成功能, 基本上能实现网上资源共享和互换。
2.新课程学习主题资源目录索引的开发
由上海市教科院现代教育实验室天河基地根据《基础教育教学资源元数据规范》学科分类词汇表开发的web格式的新课程学习主题资源目录索引已初步完成, 这一目录索引按学习领域、 课程、 课程内容和学习主题四级分类, 应用内容搜索方式, 收集了4000余条网上学习资源, 能给予新课程实施以信息支持。新课程学习主题资源目录索引即将由上海科技教育出版社正式出版。
注释
①蒋鸣和 上海教育科学研究院现代教育实验室主任、 研究员, 国家基础教育资源建设重大项目专家组成员、 全国现代技术实验学校指导委员会委员、 《基础教育教学资源元数据规范( 征求意见稿) 》的主要起草者。e-mail:
参考文献
1、 《现代远程教育技术标准体系和11项试用标准V1.0版》, 教育部文件教技「 」1号, 2月
2、 IEEE LTSC Drafts & Documents Learning Technology Standards Committee,
3、 Dublin Core Metadate Initiative

4、 .The Gateway to Educational Materials

5、 Education Network Australia and EdNA Online

6、 中华人民共和国教育部﹕《义务教育课程设置实验方案》

7、 中华人民共和国教育部﹕全日制义务教育各学科课程标准( 实验稿) , 北京师范大学出版社, 7月
10月4日