数字学习标准比较研究

来源:中国远程教育网 时间:2007-02-02

随着计算机网络的兴起,数字学习的概念也应运而生。为了使不同的教学内容及教学方法能够在不同平台上得到应用,有许多国际组织正积极地制订标准规范来解决这样的问题。本文首先介绍现有的各类数字学习标准,并比较以学习活动为关注对象的IMS学习设计(learning design)标准和以学习内容为关注点的学习标准,在此基础上分析数字学习标准的发展趋势。

   
以计算机网络为代表的信息科技的蓬勃发展带动了数字学习的浪潮,借由各种信息设备的辅助使学习不再局限于固定的时间、地点及学习教材,而发展成为任何时间、任何地点、任何情境的数字学习,甚至是终生学习[1]。针对各种不同目的而开发出的数字学习平台也因此应运而生,学习者可以透过各种方式存取平台上的数字化内容。但是对数字内容的提供者而言,却因为学习平台的多样化特性而衍生出数字内容无法兼容及再利用的问题。许多研究机构为了解决数字内容规格分歧的问题,发展出许多数字学习标准。本文将介绍国际上几个主要的数字学习标准,并详述代表数字学习标准的发展方向,即从学习对象/内容转移到学习活动的IMS LD

一、国际数字学习标准简述

(一)四个全球最重要的数字学习标准制定组织

    1.
教育管理系统(Instructional Management SystemIMS)主要制定教育内容在线发布的标准,包括存放和使用教学内容、教学进度跟踪、学生程度报告、交换学生记录等。IMS 旨在定义远程教育应用及服务的技术标准,支持基于IMS标准的服务和产品全球化。
    2.
高级分布式学习先导计划(Advanced Distributed LearningADL)系1997年由美国国防部与白宫科技协会联合推动,其目的在于确保学习者无论何时何地都能及时获取优质训练或学习资源,促成学习教材的可获得性、可复用性、可互通性与可升级性。ADL并不自己制定规范,而是整合既有的规范,并发展测试软件,来测试厂商所提供的产品是否符合标准共享式内容对象参考模型(Sharable Course Object Reference ModelSCORM)。
    3.
数字电机工程师协会(The Institute of Electrical and Electronics EngineersIEEE)是正式的标准研制机构,其下所设的学习技术标准委员会(Learning Technology Standard Committee)以促进教育资源的开发、使用、维护及互通为目标,并规划二十项学习科技标准的制定工作,目前有LOMLearning Object Metadata)标准草案已被纳入SCORM中。
    4.
国际标准组织(The International Standards Organization ISO)是1947年成立的非政府组织,由全世界140个国家所组成,成员包括各种国际组织、各国政府、工业界、企业界及消费者代表。ISO IEC (International Electro technical Commission)共同组成联合技术委员会JTC1 (Joint Technical Committee 1)来订定信息科技相关标准,而属下的第36子委员会则负责与学习有关的部分。故ISO/IEC JTC1/S36以审核已有学习、教育、训练领域的标准为任务,并决定是否将其提升为国际标准。

(二)数字学习标准分类

   每个数字学习标准制定组织的标准侧重点不同,但总的来说可以分为学习内容、学习者、学习环境、教育管理、基础架构等。
   
   
1.
与学习内容相关的标准
   
1IMS QTI(问题与测试互通规范,Question & Test Interoperability Specification):题目与测验的标准XML 语言、跨平台评估系统(assessment systems)的规范。
   
2IMS CP(内容包装规范,Content Packaging Specification) :在线学习教材的描述方式、结构、位置及某些特定内容形态的定义。
   
3IMS SS(简易编序规范,Simple Sequencing Specification):用来定义学习组件递送给学习者的顺序。主要目的是为了因应学习者不同的背景与学习结果,而机动提供最适合的后续学习内容及学习顺序。
    2.
与学习者相关的标准
   
1IMS LIP(学习者信息包装规范,Learner Information Package Specification):此规范促成学生数据在不同的学生信息系统间传送与交换。
   
2IEEE LTSC1484.20Competency Definitions的标准工作小组ISO/IECJTC1/S36的第三工作小组也与学习者信息有关。
    3.
与学习环境相关的标准
   
1IEEECMI标准小组所研定的1484.11.1Data Model for content to LMS communication)和1484.11.2ECMAScrip API for content to runtime services communication)。
   
2)我国教育部教育信息化技术标准委员会制定的平台与媒体标准引用组谱CELTS-17:该标准是对教学系统定制和资源建设过程所参照引用的已有标准和规范进行描述,提供几类规范化的标准引用谱,即标记语言、音频格式、视频及图形格式、页面描述语言、Java技术、JavaScript技术、文字处理格式、演示文稿格式、电子表格格式、文档服务。本标准也将针对教学系统所处的操作环境(如浏览器、工作站等)提供常见的标准引用组谱。标准引用谱和标准引用组谱可直接用于现代远程教育系统运行环境定制和教育资源的描述。这样,无论是远程教育系统运行环境,还是教育资源,都符合标准化,有利于资源重用,确保系统间的互操作性和兼容性。[2]
   4.
与教育管理相关的标准
   
1)美国的SIFSchools Interoperability Framework)学校互操作框架:SIF实施规范定义了软件实施的指导方针及架构的需求、通讯、软件组件和他们之间的接口,但对开发符合SIF规范系统所需的硬件、软件没有任何假定和要求。SIF通讯规范定义了不同应用软件之间相互交换的信息。我国依据SIF制订出了教育管理信息系统互操作规范(CELTS-40)。
   
2)美国训练发展协会(ASTD)是由数字学习专家、学者、教学设计实务专家及产业界知名领导人士组成,这个委员会不但研创出ECC标准,也接受教材厂商的申请以评鉴所送教材是否通过质量标准。到20037月,该会已审核并通过203门课程。
   
3ISO/IEC JTC1/S36第五工作小组与质量保证与描述架构(Quality Assurance and Descriptive Frameworks)的标准有关。此小组探讨信息科技支持环境下的学习、教育与训练质量确保方法,其中包含质量和架构相关的议题,例如流程的描述与特性化、所用组件与特色等。
    5.
与基础架构相关的标准
   
此类标准有:IEEE1484.1Architecture and Reference Model,系统架构与参考模型),IEEE1484.3Glossary,术语)标准, ISO/IEC JTC1/S36第一工作小组词汇(Vocabulary)标准,以及我国参照IEEE1484.1IEEE1484.3研制出的CELTS-1.1标准及CELTS-2.1标准系统架构。
   
虽然许多国际标准组织制定了数字内容的标准,但这种以内容导向为主的数字学习中,学习者仅能以直线式的存取方式来阅读数字教材,缺乏学习者间的互动及情境式学习。以下就对代表数字学习标准发展方向的IMS LD(学习设计)标准做一比较分析。

二、IMS学习设计标准

   
为了跳离以教材内容为主的直线式学习,数字学习的研究者正逐步引进教学设计的概念,并试图将其落实在新一代的数字学习平台上。经由教学设计流程所产生的一套学习活动包含了学习教材及活动,教师可以按照活动来教,学生也可以依据设计的活动独立学习。由IMS全球学习联盟(IMS Global Learning Consortium)提出的学习设计 (Learning DesignLD)规范能够支持在线学习情境中所要使用的许多不同教学法。它利用一套通用且弹性的语言来描述所要使用的教学法,试图拓广以借助技术来开发能力的教学方法的范围,其关键在于对学习活动的理解,学习活动不再被理解为简单地提供学习对象,而是强调技术在教学过程中的作用。教学者可借此描述许多不同的教学情境、学习活动和互动方法。此语言最初由荷兰开放大学发展出来,称为教育模式语言(Educational Modeling LanguageEML)。而LD 是保留EML概念再加以扩展,包含了群体教学中各种角色和参与者的制定方式,教学活动的安排与资源配合,各种教学设计的选择,以及与内容包装的整合等,是一种能弹性描绘各种学习模式的规范。这种语言规范了学习教学的过程,能够描述许多教学模式或学习方法,如:团体式学习、合作学习。

(一)IMS学习设计结构的概念模式

    IMS LD
主要的概念是用来描述在何种环境辅助下、什么人扮演什么角色、进行哪些活动。LD 规范语言包含了许多元素,如角色(role)、活动(activity,包含辅助活动support-activity 及学习活动learning-activity)、活动结构(activity-structure) 和环境 (environment)等,这些都包含在LD中的组件(component)里。另外利用演出 (Play)、节目(Act)和角色部分(Role-Parts)组件来整合上述的元素,形成学习设计的流程架构方法(Method)。各元素的定义描述如下。
    1.
角色(role)
   
LD 里角色规范了谁要进行活动,不同的人可在不同的活动及环境中扮演不同的角色。角色可包含学习者(learner)及协助者(staff) 两种型态,例如:学生及老师。
    2.
活动(activity)
   
活动在LD中是很重要的元素,表示在一个学习流程中要进行什么活动,包含了两种型态:辅助活动(support-activity)及学习活动(learning-activity),这两种活动都可以再各自定义活动目的、活动条件及描述活动的元资料(meta-data)。若活动需要环境配合,则在活动里需描述参考何种环境。
    3.
活动结构(activity-structure)
   
一个活动结构可以包含简单的活动(activities) 或是一个活动结构 (activity-structure)。它将一组相关的活动结合成一个单一结构,可以建立循序或是选择的结构。举例说明:老师可以设计在一循序结构(sequence)中包含两个活动,因此学生必须循序完成在活动结构中的两个活动。
    4.
环境(environment)
   
环境包含两个对象部分:学习对象(learning objects)和学习服务(learning services),表示在进行活动时用以辅助及提供给学生的资源。学习对象为在学习活动中使用到的任何对象,如学习教材。学习服务描述在学习活动中所需要的任何服务,如搜寻服务、在线讨论环境服务。
    5.
方法(method)
    LD
中的方法(method)像是一个剧本(scenario),描述整个学习活动如何进行,及什么组件要在方法里被参考使用。方法元素可以包含子元素:演出(Play)、节目(Act)和角色部分(role-part)来描述活动过程。一个演出可以同时包含许多节目(Act)元素,而这些Act必须是循序执行。如果有一个以上的演出则需平行进行。在一个节目中将包含多组角色部分,且这些角色部分是同时进行的。一组角色部分则包含了角色 (role)及活动(activity),活动也可包含所需的环境,因为在同个act下多组role-part 是同时进行的,这表示在同一时间,不同的人员可以各自进行不同的活动。举例来说:在问题导向式学习中,学生(角色)在利用网络会议室(环境)讨论问题(学习活动)时,教师(角色)也同时在旁协助讨论(协助活动)
   
作为新的国际标准,IMS-LD的制定同样是为了促进学习内容的交流和互操作性,但重点放在支持教学方法的重用。它为老师表达教学思想提供了一个框架。从技术上来讲,它是一个教学过程描述语言,可描述各种教学方法。每种教学方法都可被形式化地描述为一个学习单元:即对其包含的活动、过程及必要的学习对象和服务等资源的一个说明。[5]当师生在应用一个学习单元时,系统会根据其说明,协调管理它所描述的活动和资源,从而引导教学过程。IMS-LD不仅能支持单个人学习,而且支持带有相同角色或不同角色的多人合作学习。它能根据个人特点和具体情况,调整学习内容和学习活动,从而达到支持个性化教学的目的。一个行之有效的学习设计可以很容易地用来交流和共享,并能存档备以后重复使用。

(二)教育模式语言

   
这里有必要对IMS LD的前身教育模式语言(Education Modeling LanguageEML)做一分析比较。EML 是由荷兰开放大学(OUNL)开发出用以描述学习单元”(Units of LearningUoL)的规范语言。在OUNL 致力于发展数字学习时发现,已经有许多不同的教育理论应用在远程教学上,但这些教育理论如何有效支持在线学习?于是OUNL开始研究所有的教育理论,并分析其共同特征,抽离出抽象的描述教育元语言(pedagogical meta-language)[6]EML可以描述:人(people),活动(Activities)和资源 (Resources)、学习流程(learning flow)。人可是一个或多个,而且通常扮演不同的角色,如学习者或教学者等。活动表示在学习过程中学生或教师要进行的行为。在活动中可包含人类可解读的描述,透过这描述可以让使用者了解学习活动设计者的目标。资源可用来支持不同型态的活动,可分成学习对象和学习服务两种。而学习流程(learning flow)类似于工作流(workflow),在EML中用来串接许多角色及活动。

(三)IMS LDEML的比较

   
从规格的角度来看,IMS近年来致力于扩展EML,发展Learning Design 规范,但是EML的缺点是过于复杂庞大,而且将设计及教材结合在一起,对于教学设计者来说较困难。于是IMS LD 改良EML,删除了教材模式(content model),让教学设计和学习教材部分能够更明显地被区分开来[8], 因此OUNL便不再继续维护发展EML,转而致力于发展IMS LD 规格语言。EMLIMS LD非常相似,主要的差别在于EML包含了教材模式(content model),而IMS LD没有。Tattersall分析了EMLIMS LD二者的差异,如下表所示[7]

三、结束语

   
在数字学习技术标准开发过程中,IMS-LD技术标准的发布标志着重心从学习对象转移到学习活动。相对以学习对象为中心的技术标准,IMS-LD提出了一个相对高层的框架,它将已有的很多标准纳入到体系中,并增加了一些新的特征来扩展以技术支持的教学方法的范围。
   
通过对国际数字学习规范的比较分析,笔者认为,我国在制定教育信息标准阶段要密切关注国际标准研究工作,积极引进相关国际标准,并根据我国教育实际情况修订与创建各项标准,最终形成有中国特色的教育信息技术标准体系。

[
参考文献]

[1] Cook, John; Smith, and Matt, "Beyond formal learning: Informal community Learning" [J].Computers & Education, Aug.2004, 43(1), p35.
[2]
全国信息技术标准化技术委员会教育技术分技术委员会文件[Z].http://166.111.70.13:8080/63a8835065877ae0/680751c689e38b fb/celts-17-5e7353f04e0e 5a924f53680751c65f1575287ec48c31/.
[3] M. Molenda, C.M. Reigeluth, L.M. Nelson," Instructional Design" [DB/OL]submitted for publication in In L. Nadel (Ed.), Encyclopedia of Cognitive Science,vol. 2, pp.574-578, London, 2003.
[4] IMS Global Learning Consortium, "IMS Learning Design Best Practice and Implementation Guide Version 1.0 Final Specification" [Z].http://www.imsglobal.org/learningdesign/ldv1p0/imsld_bestv1p0.html.
[5] [9]
学习设计:从学习对象走向学习活动 [DB/OL]. http://gccce2006.org/cn_s/infoview.jsp?articleID=213
[6] E.J.R. Koper, "Modeling units of study from a pedagogical perspective: the Pedagogical met model behind EML" [DB/OL].Open Universities Nederland, http://eml.ou.nl/introduction/docs/ped-metamodel.pdf.,2001.
[7] C. Tattersall,"EML and IMS Learning Design,"[DB/OL]. Presentation for the Valkenburg Group, Vancouver, Feb. 2003, http://hdl.handle.net/1820/109.