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基于媒体素材库的学习内容构建方法研究

作　者: 张玉芳
导　师: 吴中福
学　校: 重庆大学
专　业: 计算机软件与理论
关键词: 远程教育元数据概念映射 AND/OR树学习内容层次图
分类号: G434
类　型: 博士论文
年　份: 2001年
下　载: 405次
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内容摘要

现代高等远程教育系统亟待解决的问题是如何最大限度地丰富教育资源以满足不同人群的需要。众所周知，人的知识具有“数量”上的浩瀚无际性，“质量”上的高度不确定性和模糊性，因此从理论上讲在远程教育系统中建立一个完备的学习网络是一项很困难的工作。本文从可重复使用学习对象入手，重点研究现代远程教育系统资源库中的媒体素材库。具体研究方法以教育学的构件主义思想理论为基础，从高等远程教育资源库的媒体素材库结构分析出发，重点研究了三个方面的任务：媒体素材库的元数据；如何利用元数据描述的媒体素材组织和表达学习内容；以及在这两种前提下的远程教育系统实现。国外对教育资源元数据的研究始于二十世纪九十年代，并且对于不同的应用都制订了相应的元数据标准。本文在详细分析了我国现代高等远程教育资源库的媒体素材库组成及特点的基础上，提出了媒体素材库元数据三层层次结构：元数据基本集、元数据基础集和元数据详细集，并提出了元数据详细集的内容。同时利用XML语言对元数据详细集进行了规范化和形式化的描述，XML的描述使得媒体素材库的元数据元素可以与国际上的其它相关元数据参考标准进行互相转换，在一定意义上实现了开放性。为解决学习内容的组织和表示，本文剖析了教育学中的教学模式、教学组织策略和设计方法，确立了在现代远程教育系统中采取以学生为中心结合以教师为中心的多元化教学模式，确定了层级分析法作为分解学习目标的方法，提出了构造概念之间的映射关系的星形图算法。教育学的支撑和媒体素材库元数据为利用媒体素材组建学习内容奠定了基础。本文分析了学习空间的组成结构，提出了学习空间的三<WP=5>层结构：单元层、概念层、实体层。仔细研究了学习空间三层中的各类对象之间的关系以及可能存在的操作，从理论上解决了如何利用实体层上的媒体素材构造满足需要的单元层上的学习内容的问题。在学习空间的三层结构上确定了学习内容的获取就是在层内关系和层间关系上执行相关的操作，最后跳跃到实体层上的过程。本文将具体的学习内容组织转化成在概念层上相关概念的逻辑聚集，提出了学习内容层次图思想；经过分析发现学习内容层次图的组织方式和人工智能理论中的AND/OR图之间存在着相似性，将学习内容的获取转化为AND/OR图中的AND/OR树问题；最终确立了学习内容的获取就是以树根为学习目标，以分枝节点为相关概念组织，以树叶节点为对应的媒体素材的逻辑聚集。在以上理论研究成果的基础上，对现有的远程教育资源库进行了改进，增加了媒体素材库元数据和学习内容层次图的存储和管理；同时对远程教育系统学习模型进行了改进，给出了改进后的远程教育系统学习模型示意图，并给出了学习内容层次图和AND/OR树之间的构造转换的具体算法。论文最后对研究工作进行了总结，提出了今后进一步的研究方向。

全文目录

中文摘要  4-6
英文摘要  6-8
目录  8-11
第1章绪论  11-17
  1．1 国内外远程教育资源现状  11-13
    1．1．1 高等教育现状  11-12
    1．1．2 高等远程教育现状  12
    1．1．3 高等远程教育资源现状  12-13
  1．2 论文研究背景及选题意义  13-14
  1．3 论文研究的主要内容  14-16
  1．4 论文组织结构  16-17
第2章媒体素材库元数据  17-45
  2．1 引言  17
  2．2 元数据概述  17-23
    2．2．1 元数据角色  17-18
    2．2．2 元数据的作用  18-19
    2．2．3 元数据应用领域  19-23
      2．2．3．1 信息管理系统  19-21
      2．2．3．2 多媒体  21-22
      2．2．3．3 软件工程  22-23
  2．3 已有的教育资源元数据  23-29
    2．3．1 Dublin Core--电子资源内容描述模型  24-26
      2．3．1．1 Dublin Core的格式与特点  25
      2．3．1．2 DC内容  25-26
    2．3．2 IMS元数据  26-27
    2．3．3 LOM元数据  27-28
      2．3．3．1 LOM元数据格式与特点  27-28
      2．3．3．2 LOM元数据的内容  28
    2．3．4 GEM元数据  28-29
    2．3．5 小结  29
  2．4 现代远程教育媒体素材库元数据  29-42
    2．4．1 媒体素材库中的媒体素材分析  29-31
    2．4．2 媒体素材库元数据  31-32
    2．4．3 媒体素材元数据详细集内容及其含义  32-37
    2．4．4 媒体素材元数据结构与层次  37-41
    2．4．5 选择和创建媒体素材的几点说明  41-42
  2．5 媒体素材库元数据的形式化表征  42-43
    2．5．1 XML简述  42-43
    2．5．2 媒体素材库元数据的XML表示  43
  2．6 本章小结  43-45
第3章教育学中的学习内容组织研究  45-61
  3．1 引言  45
  3．2 教学模式  45-47
    3．2．1 以教师为中心的教学模式  46
    3．2．2 以学生为中心的教学模式  46-47
  3．3 教学内容的组织  47-52
    3．3．1 教学组织宏策略  48-49
    3．3．2 教学组织微策略  49-50
    3．3．3 现代高等远程教育的组织策略  50-52
  3．4 概念映射  52-54
  3．5 学习内容的组织  54-60
    3．5．1 教学目标确定  54-55
    3．5．1．1 归类分析法  55-56
    3．5．1．2 信息加工分析法  56-57
    3．5．1．3 层级分析法  57-58
    3．5．1．4 解释结构模型分析法  58
    3．5．2 星形图  58-60
  3．6 小结  60-61
第4章现代远程教育学习内容组成方法  61-103
  4．1 引言  61
  4．2 现代高等远程教育系统资源库组成  61-63
  4．3 信息空间  63-65
    4．3．1 信息空间结构  63-64
    4．3．2 信息空间数学描述  64-65
  4．4 媒体素材库学习空间  65-81
    4．4．1 学习空间结构  66-68
    4．4．2 学习空间的数学描述  68
    4．4．3 学习空间上的关系描述  68-78
      4．4．3．1 层间关系描述  70-74
      4．4．3．2 层内关系描述  74-78
    4．4．4 学习空间各层及各层关系的表示  78-81
  4．5 学习内容层次图  81-102
    4．5．1 AND/OR图  81-83
    4．5．2 学习内容层次图  83-87
      4．5．2．1 学习内容层次图定义  83-85
      4．5．2．2 学习内容层次图的语义描述  85
      4．5．2．3 学习内容层次图的关系描述  85-87
    4．5．3 学习内容层次图的解题树  87-102
      4．5．3．1 解题树的代价计算  87-92
        4．5．3．1．1 累加型代价  89-90
        4．5．3．1．2 累乘型代价  90-91
        4．5．3．1．3 极值型代价  91-92
      4．5．3．2 学习内容层次图的规划问题  92-102
        4．5．3．2．1 学习内容层次图的最佳规划  94-95
        4．5．3．2．2 学习内容层次图的最佳规划算法  95-97
        4．5．3．2．3 最佳规划算法正确证明  97-100
        4．5．3．2．4 最佳规划中节点的深度算法  100-102
  4．6 本章小结  102-103
第5章学习内容构造实现  103-117
  5．1 引言  103
  5．2 学习内容层次图的构造方法  103-111
    5．2．1 学习内容层次图的组织  104-105
    5．2．2 学习内容层次图的存储  105-107
    5．2．3 学习内容层次图的操作  107-110
    5．2．4 利用学习内容层次图进行评价  110-111
  5．3 学习内容组织的体系结构  111-112
  5．4 应用实例  112-116
  5．5 小结  116-117
第6章总结  117-119
致谢  119-120
参考文献  120-125
附录A：媒体素材库元数据的XML描述  125-135
附录B：媒体素材库实例描述  135-140
攻读博士期间的科研工作和学术论文情况  140-141

基于媒体素材库的学习内容构建方法研究

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