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基于学习对象元数据的教育资源管理系统的设计与实现
作者：郑维勇 王一萍
来源：《中国教育信息化·基础教育》2007年第11期
摘 要：本文在介绍与学习对象元数据相关内容的基础上，重点讨论基于学习对象元数据的教育资源管理系统的设计与实现,为资源描述、发布、查询及应用的标准化提供保障。 关键词：元数据 学习对象 学习对象元数据 CELTS-3 XML 中图分类号：TP315文献标识码：A 文章编号：1673-8454（2007）11-0050-02
一、学习对象元数据相关内容及教育资源管理系统
1.元数据、学习对象、学习对象元数据
元数据是关于数据的数据，元数据可以为各种形态的信息资源提供规范、普遍的描述方法和检索工具，为分布的、由多种资源组成的信息体系提供整合的工具与纽带。
学习对象是指具有教学目的的对象，用于教学和培训。学习对象可以是物理的，如实验器材、课本等；也可以是数字的，如教学软件、网络课件等。学习对象的粒度可大可小，小到一张图片，大到一门课程，都属于学习对象。
学习对象元数据是关于学习对象的信息。随着网络的发展和教学需求的发展，学习资源在飞速地增加，但随之带来的问题是难以共享学习资源和发现有效的学习资源。学习对象元数据的作用就在于为学习者或教育者对学习对象的查找、评估、获取和使用等提供技术，同时也支持学习对象的共享和互换。 2.学习对象元数据规范
为了达到互操作的目的，同时使教育者或自动化的软件对学习对象进行查找、评估、获取和使用，学习对象元数据的格式应该是一致的，它们应该有相同的语义模型和绑定方法。[1]
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通过定义一个统一的结构对学习对象进行描述，以增强学习对象描述的互操作性。国际上比较认同的规范有IEEE LOM(IEEE Learning Object Metadata)?DC-Education?IMS(Instructional Management System)?GEM(The Gateway to Educational Materials）。我国也制定了相应的学习对象元数据规范CELTS-3，在它所确定的学习对象元数据规范中，元数据元素被分成9个大类45个小类。[2]
3.置标学习对象元数据
制定了学习对象元数据以后，如何来置标元数据呢？我们可以利用置标语言（例如HTML/XML/RDF/XMLs/RDFs/OWL等）将元数据形式化，提供机器、计算机系统能够处理的规范表达式。在众多的置标语言当中，我们通常选用XML来描述元数据,XML能将数据的显示与处理分离，具有可扩展性及自描述性。同时，XML置标的元数据可以方便与数据库进行交换。[3]
4.教育资源管理系统
教育资源管理系统（Educational Reso-urces Management，简称ERM)用于支持教育资源库的建设。理想状态的教育资源管理系统应能实现对资源的标准化导入，从而实现教育资源提取、发布、查询及资源应用的标准化,基于学习对象元数据的教育资源管理系统为此提供了保障。
二、系统的设计
基于学习对象元数据的教育资源管理系统主要是面向教育资源的管理者，通过使用本系统可以实现对教育资源属性按标准(规范)进行描述，实现教育资源的分布式管理及大范围内的共享,同时也实现了资源属性描述的标准化、资源提取、发布、查询、应用的标准化。本系统采用我国CELTS-3规范对资源进行描述。图1清晰地表示了本系统要实现的目标。
1.系统整体框架设计
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为了实现上述目标，本系统采用文件管理系统与关系数据库相结合的方式实现对教育资源的存储与管理。文件系统中存放着丰富的媒体素材，其理想状态是一些通用性很强的标准组件，可以被加工、修改、组合和拆解，以适应不同的教学需要。同时，描述每种教育资源的元数据也对应地存放在文件系统中，在数据库中存放描述资源的核心元数据。整个系统由八大主要模块组成，即系统初始化、数据库配置检查、数据备份与恢复、元数据编辑、导入元数据、修改资源元数据、删除资源元数据、资源查询模块。每一模块在操作时都会与相应的文件系统及数据库中表发生关联。系统组成框架如图2所示。
2.文件系统的设计
文件系统中主要存储教育资源及其对应的描述属性的XML文档,为了科学、简捷、高效、方便地管理教育资源以及描述其属性的XML文档即元数据，笔者在此采用层次结构来存储资源及XML文档。在文件系统中物理的教育资源及描述其属性的XML文档在同一文件夹中。以媒体素材资源为例，具体结构如图3所示。
3. 数据库的设计
本系统采用文件管理系统和关系数据库相结合的手段，以保证元数据信息的完整性和管理系统快速地查询、科学地管理教育资源。之所以采用数据库来存储资源关键信息是为了提高搜索资源的效率，尽管DOM（Document Object Model）及SAX（Simple API for XML）都可以对XML文件进行查询操作，但由于目前关于XML文档的查询技术不是十分完善，与数据库进行查询操作相比，效率还是很低的。将资源的所有元数据信息都存入数据库中是不可取的，也是没有必要的。因为，按照CELTS规范对资源属性进行描述，有9大类45小类，绑定后至少有179项。同时，每种资源都有自己的扩展属性，若将这些扩展属性都存入一张表时，会造成数据库的冗余。为此，笔者将每种资源所共有的LOM核心元素及相应的扩展元素存入数据库当中。数据库采用SQL Server 2000,它支持XML功能，这样XML与数据库之间的相互转换变得十分便利。