基于XML的个性化E-learning系统研究与设计

摘要

多媒体技术和网络技术在教育领域内的应用给传统的教育模式、教学方法和教学手段带来了巨大变革,产生了一种新的形式—网络教学(E-learning)。网络教学作为现代信息技术与教学理论相结合的一种新的教学模式,它以计算机网络为支撑环境,学习者通过虚拟课堂进行在线学习。网络教学打破了时间和地域的限制,能够充分利用网络上的各种教育资源进行教学活动。然而,在当前E-learning系统中存在着资源组织规范不统一和个性化不足等问题,导致E-learning系统间资源共享复用困难,学习内容单一。
　　本文针对存在的问题,参考相关标准,提出了一种个性化E-learning系统的设计方案,该方案主要包括教学资源库设计、学习者模型设计和教学推理机设计三个部分。
　　(1)教学资源库设计教学资源库设计是本系统的基础性工作,涉及到教学资源的分类、组织、标识和封装等方面。本文以ADL的学习对象理论为基础,对教学资源的组织、标识和封装的方法进行了分析,以ADL SCORM模型的内容层次模型为基础进行了资源的组织工作,以我国的教学资源元数据规范为基础进行了资源的标识工作、以IMS的内容包装规范为基础进行了资源的封装工作。本文应用以上三种规范对学习资源的组织方法进行了分析设计,最后给出了元数据的XML模式定义和资源内容清单的XML模式定义作为设计的结果。
　　(2)学习者模型设计在个性化教学系统中,学习者模型可以为E-learning系统提供与学习相关的学习者信息。建立可共享的和动态的学习者模型不仅可以增强不同E-learning系统间的互操作性,还可以了解学习者的兴趣偏好和学习进度,为个性化教学提供重要参考依据。本文提出了一种学习者模型,包括静态信息、动态信息、稳定信息和评测信息四个部分,最后给出了学习者参数文件的XML模式定义。
　　(3)教学推理机设计本部分主要内容是学习序列的生成算法。本文将解释结构模型法的原理应用于学习序列的生成,并将学习序列作为个性化学习内容生成方法的依据。本文研究的目的在于为个性化的E-learning系统的实施提供方法和依据,满足不断发展的网络教学的需求。

目录

摘要

Abstract

第1章 引言

1.1 研究背景

1.1.1 当前网络教学的发展现状

1.1.2 当前E-learning系统存在的问题

1.1.3 E-learning系统中个性化的要求

1.2 目的意义

1.3 本文所作的主要工作

1.4 本文的结构

第2章 E-learning系统设计概述及相关技术简介

2.1 E-learning系统的发展历程

2.1.1 普通资源库

2.1.2 学习管理系统

2.1.3 外供E-learning系统平台

2.1.4 学习内容管理系统

2.2 个性化E-learning系统设计方案

2.3 XML技术简介

2.3.1 XML概念

2.3.2 XML的特点

2.3.3 文档类型定义DTD

2.3.4 XML Schema

2.3.5 XSL简介

2.3.6 DOM技术

第3章 教学资源库设计

3.1 学习对象概述

3.1.1 学习对象的特征

3.1.2 学习对象设计的理论基础

3.1.3 学习对象的分类

3.1.4 学习对象模型标准SCORM简介

3.2 学习对象模型的组成

3.2.1 内容层次模型

3.2.2 元数据

3.2.3 内容包装交换模型(Content Packaging Exchange Model)

3.3 元数据描述规范

3.3.1 相关标准简介

3.3.2 学习对象元数据的设计

3.4 学习对象的创建

3.4.1 知识的组织

3.4.2 方法步骤

3.5 学习对象创建的实例

3.5.1 生成知识点的概念图

3.5.2 学习对象的组织划分

3.5.3 学习对象的内容层次结构

3.5.4 使用元数据对学习对象进行绑定

3.5.5 学习对象内容的封装

第4章 学习者模型

4.1 相关教育学理论

4.2 相关标准简介

4.2.1 IMS学习者信息包

4.2.2 CELTS-11学习者模型规范

4.3 学习者模型设计

4.4 学习者模型建模的流程

4.5 学习者模型信息的获取

4.6 学习者模型信息的处理

4.6.1 领域知识的处理

4.6.2 非领域知识的处理

4.7 学习者模型的表述

第5章 推理机模块设计

5.1 知识点组织

5.2 学习序列的生成

5.2.1 ISM分析法简介

5.3 个性化学习内容的生成步骤

第6章 个性化E-learning系统设计方案

6.1 E-learning系统的设计原则

6.2 设计方案

6.2.1 教学资源处理子系统

6.2.2 学习者子系统

6.2.3 教师子系统

6.2.4 协作交流子系统

6.2.5 考评子系统

6.2.6 管理员子系统

6.2.7 用户服务子系统

6.3 E-learning系统平台的体系结构

6.4 系统的数据存储

第7章 总结与展望

参考文献

致谢

论文作者在学期间发表的学术论文

附录A: 元数据文件的XML模式定义

附录B: 内容清单文件的XML模式定义