Автор работы: Пользователь скрыл имя, 06 Ноября 2012 в 18:59, дипломная работа
В образовательных бизнес-процессах создается и используется множество разнообразных информационных ресурсов, отличающихся по содержанию, характеру информации, ее знаковой природе и способу представления, объему, структуре, типу носителя, функциональности, исходному целевому назначению и другим атрибутам. Информационные ресурсы являются неотъемлемой составляющей любой информационно-образовательной среды.
Оглавление
1 Введение 4
1.1 Актуальность темы 4
1.2 Постановка задачи 5
2 Обзорно-аналитическая часть 6
2.1 Источники формирования структуры метаданных 6
2.2 Ссылочная модель совместно используемых объектов контента (SCORM) 6
2.3 Метаданные для информационных ресурсов сферы образования 10
2.3.1 Роль метаданных в систематизации информационных ресурсов 10
2.3.2 Развитие системы метаданных RUS_LOM 21
2.3.3 Структура информационной модели RUS_LOM 24
2.3.4 3.5. Словари и классификаторы 29
2.4 Формирование глобальных уникальных идентификаторов информационных ресурсов 31
2.4.1 Унифицированный идентификатор ресурса 32
2.4.2 Локализуемый идентификатор ресурса 33
2.4.3 Формат и алгоритмы генерации уникальных идентификаторов 34
2.5 Анализ роли метаданных в систематизации информационных ресурсов. 35
2.6 Анализ совместимости международных и российских моделей метаданных. 41
2.7 Профили метаданных 48
2.8 Дистрибутивные пакеты электронных информационных ресурсов 53
2.8.1 Потребность в унификации способов представления информационных ресурсов 53
2.8.2 Модель дистрибутивного пакета 58
2.8.3 Метаданные и манифест 59
2.8.4 Манифест дистрибутивного пакета, информационная модель 65
2.9 Средства автоматизации 68
2.9.1 Рубрикатор 68
2.9.2 Автоматизация заполнения свойств модулей 69
2.9.3 Использование справочников 71
2.9.4 Пакетная обработка модулей. 71
3 Охрана труда 72
3.1 Исследование возможных опасных и вредных факторов при эксплуатации ЭВМ и их влияния на пользователей 72
3.1.1 Введение 72
3.1.2 Выводы: 74
3.2 Анализ влияния опасных и вредных факторов на пользователя 74
3.2.1 Влияние электрического тока 74
3.2.2 Влияние статического электричества 75
3.2.3 Влияние электромагнитных излучений НЧ 75
3.2.4 Влияние ультрафиолетового излучения 76
3.2.5 Выводы 76
3.3 Методы и средства защиты пользователей от воздействия на них опасных и вредных факторов 77
3.3.1 Методы и средства защиты от ультрафиолетового излучения 77
3.3.2 Методы и средства защиты от электромагнитных полей низкой частоты 77
3.3.3 Методы и средства защиты от статического электричества 77
3.3.4 Общие рекомендации при работе с вычислительной техникой 78
3.3.5 Требования к помещениям и организации рабочих мест 78
3.3.6 Требования к организации работы 80
3.3.7 Выводы 81
4 Специальная часть 82
4.1 Инструментальные средства для формирования метаданных 82
4.2 Интерактивная панорама 84
5 Экспериментальная часть 85
5.1. Проверка работоспособности. 85
5.2.Устранение выявленных недостатков. 85
7 Выводы 86
8 Список литературы: 87
9 Приложения 93
9.1 Приложение 1. 93
9.2 Приложение 2. 116
Рис 2.1. Формирования информационной модели метаданных для приложения
Привязка информационной модели RUS_LOM к видам описываемых ИР и особенностям прикладной области осуществляется в рамках профиля метаданных (рис. 2.2). Профиль метаданных является частью прикладного профиля и регламентирует вопросы, связанные с созданием, представлением, обработкой, хранением и использованием метаданных для ИР сферы образования. Он служит основой для организации взаимодействия приложений в части, касающейся метаданных (использование общих словарей и классификаторов, распределенный поиск, обмен метаданными и др.).
Рис. 2.2 Назначение профиля
В профиле метаданных определяются следующие основные вопросы:
Типовой профиль метаданных для ИР сферы образования основан на следующих базовых нормативно-технических документах:
Компоненты типового профиля группируются в пять классов:
I) информационные модели (компоненты 1-3, 16);
II) классификаторы и словари (компоненты 4, 17);
III) пространства значений
IV) представление метаданных, классификаторов и словарей: XML-привязка, форматы данных (компоненты 13-15, 18,19);
V) правила и рекомендации по
формированию и обработке
Взаимосвязи основных компонентов типового профиля иллюстрирует диаграмма на рис. 2.3. На ней не показан ряд базовых компонентов, не зависящих от других компонентов профиля.
Рис. 2.3. Структура основных компонентов профиля метаданных
Важная роль ИР в современных
образовательных БП и реализация
ИОС на базе Интернет-технологий, создающих
широкие возможности для
Программные и информационные продукты распространяются в форме дистрибутивов, называемых также дистрибутивными пакетами (ДП) и дистрибутивными комплектами. ДП содержит контент, обычно представленный в сжатом (архивированном) виде, передаваемый пользователю ИР. Он включает программные компоненты, массивы данных и необходимую документацию.
ДП распространяются на информационных носителях или по сети. Для работы с продуктом, как правило, требуется установить его на вычислительную систему пользователя и настроить на условия применения. Для автоматизации указанных процедур предназначены специальные программы установки (инсталляторы). Существуют ИР, не требующие установки. Они могут быть просто записаны на жесткий диск пользовательского компьютера или запущены непосредственно с дистрибутивного носителя. Другой вариант - сетевой ИР, доступный через Интернет. В его ДП достаточно указать сетевой адрес (URL), задающий точку входа в ИР.
Вне контекста области применения структура ДП и требования к ним не стандартизованы. Традиционный ДП для системы-получателя является «непрозрачным». Это может быть отдельный файл, массив файлов, самораскрывающийся архив, программа установки и файл данных, сетевой адрес, исполняемый модуль и т.д. Информация о назначении компонентов ДП, логической структуре ИР, составе и характеристиках используемых в нем физических ресурсов, связях логических и физических элементов, условиях и схемах функционирования ИР в формальном виде в ДП не представлена. В лучшем случае она излагается в документации.
ДП, реализованный в произвольной, не унифицированной форме, можно сравнить с «черным ящиком». Для получения данных о том, что входит в такой пакет, или что стоит за сетевыми адресами, на которые он ссылается, требуется провести содержательный анализ контента. ИР, распространяемые в подобных ДП, как правило, имеют монолитный характер и ориентированы на автономное применение в целостном виде. Возможности их декомпозиции с целью использования компонентов в самостоятельном качестве либо в сочетании с другими ресурсами в составе агрегированных продуктов при создании контента и формировании ДП специально не предусматриваются. Выполнение соответствующих операций с ДП требует, как минимум, технической, а в общем случае также содержательной и методической переработки контента.
Каталогизацию, поиск и обмен ИР затрудняет отсутствие стандартных способов связывания ДП с метаданными. Во-первых, поскольку традиционный ДП не содержит формальной спецификации структуры ИР, метаданные могут быть приписаны только ИР в целом, но не его компонентам. Во-вторых, на практике применяются разные, плохо согласующиеся варианты представления метаданных и соотнесения их с ДП. Самое простое решение -включение файла метаданных в ДП. Другой подход предусматривает внедрение метаданных в контент определенных типов (например, HTML-страницы). В некоторых системах метаданные размещаются в отдельной БД или специальном хранилище, а их связь с ДП фиксируется на уровне ИС.
В современных системах электронного обучения применение ИР учебного назначения осуществляется под контролем LMS. При этом общие функции управления реализуются не в ИР, а в LMS, сфера ответственности которой охватывает процессы регистрации и авторизации учащегося, выбора и предоставления ему контента в соответствии с индивидуальным заданием и состоянием его выполнения, контроля за ходом и результатами работы учащегося, оценивание формируемой компетенции, планирование и управление навигацией по контенту. Для воплощения указанных функций необходимо, чтобы взаимодействие учащегося с ИР основывалось на стандартных схемах и было «прозрачным» для LMS. В свою очередь, это требует реализации интерфейса между LMS и ИР, обеспечивающего передачу данных о работе учащегося из ИР в LMS и управляющих команд из LMS в ИР. Получение информации о ходе и результатах обучения позволяет LMS взять на себя функции управления навигацией по контенту, т.е. принятия решений о переходах между его компонентами, ассоциируемыми с единицами учебной деятельности (ЕУД) и решаемыми педагогическими задачами.
Описанный подход создает новый уровень возможностей при организации электронного обучения в ИОС. Очевидно, что для его поддержки необходима унификация представления ИР и их ДП.
Компьютерные средства обучения (КСО) первого поколения были монолитными (т.е. неделимыми) автономными приложениями, обеспечивающими как взаимодействие с учебным материалом, так и управление учебным процессом. Интеграция таких продуктов в ту или иную среду электронного обучения, предусматривающая их сопряжение с ее вычислительной платформой и LMS, в общем случае сталкивается с серьезными проблемами. Данная задача решается либо за счет масштабной настройки КСО (если в них заложены соответствующие возможности), направленной на согласование их технических особенностей с требованиями среды применения, а также координацию функций управления, встроенных в КСО и реализуемых LMS, либо путем определения способов обхода встроенных механизмов управления обучением.
Из сказанного вытекает, что одним из условий для многократного применения ИР в разных контекстах является обеспечение раздельного представления контента и схем навигации по нему, т.е. содержательных сведений, ориентированных на восприятие учащимися, и служебных данных, интерпретируемых LMS и компонентами клиентской СИ приложений. Унификация должна охватывать способ представления учебного материала, модели, описывающие его структуру, параметры отображения и воспроизведения, правила взаимодействия с контентом и использования его в учебном процессе, а также формат ДП в целом.
Поддержка унифицированных технических решений, реализуемых в ИР, влияет на интероперабельность множества систем и сервисов ИОС. К их числу относятся авторские системы, LMS, поисковые сервисы, системы управления каталогами и хранилищами ИР, средства формирования модульных ИР и др. Представление контента и ДП в открытых форматах обеспечивает независимость ИР и оперирующих ими программных компонентов. ИР, созданный с помощью любого авторского инструментария, будет одинаково функционировать в любой среде электронного обучения под управлением любой LMS.
Разработка качественных учебно-методических электронных ИР - дорогостоящий процесс. Наряду со стандартизацией, направленной на обеспечение переносимости и технической долговечности ИР, снижению затрат на него способствует многократное использование единиц контента в разных сочетаниях. Идея динамического формирования ИР для электронного обучения из заранее подготовленных модулей, рассчитанных на применение в различных контекстах, лежит в основе концепции ЭУМ. Технические условия для ее воплощения создают: автономность ЭУМ; использование стандартных форматов контента; раздельное представление содержательной информации и служебных данных, предназначенных для ее интерпретации программными средствами; компоновка и распространение ЭУМ в виде унифицированных ДП, снабженных метаданными.
Помимо агрегации, заключающейся в построении модульного ИР из ЭУМ, концепция ЭУМ предусматривает обратную процедуру - дезагрегацию модульного ИР на компоненты с целью применения части из них в самостоятельном качестве или в составе других модульных ИР. Необходимо отметить, что агрегация и дезагрегация выполняются с учетом конкретных образовательных потребностей (уровня подготовленности учащегося, его индивидуальных особенностей, стоящих перед ним задач, условий планируемого использования ИР и т.д.), т.е. их результатами являются индивидуально-ориентированные учебно-методические ИР. Такой подход создает основу для эффективных механизмов индивидуализации ИР для электронного обучения. Индивидуализация монолитных КСО связана со значительными затратами, вызванными необходимостью, во-первых, увеличения объема учебного материала за счет представления его вариантов, рассчитанных на разные образовательные потребности, и во-вторых, реализации функций настройки на учащегося и среду применения. Использование монолитных КСО, снабженных развитыми сервисами адаптации, сдерживает несовместимость данных функций, базирующихся на частных моделях, жестко встроенных в КСО и недоступных для интерпретации LMS.
Технические решения, служащие основой для промышленной реализации концепции ЭУМ, определены в модели SCORM. Первая ее часть - модель агрегации контента (САМ) - устанавливает способ компоновки контента в ДП и общие механизмы объединения ЭУМ и декомпозиции модульных ИР. В ней введен ряд информационных моделей и поддерживающих их XML-форматов, предназначенных для описания логической организации контента в ДП, используемых в нем физических ресурсов, схем навигации по контенту, а также представления метаданных, характеризующих компоненты ДП и его описания.
Вторая часть SCORM (RTE) специфицирует интерфейс между LMS и ЭУМ, выполняемым в клиентской СИ. Он охватывает процессы запуска ЭУМ по команде LMS и взаимодействия LMS с ЭУМ.
Третья книга SCORM (SN) посвящена методам планирования и управления навигацией по контенту. В ней определены функции LMS, которые предназначены для поддержки сценариев взаимодействия учащегося с контентом, описанных в схеме навигации, с учетом его предыдущих действий и вводимых команд навигации. Иными словами, планирование и управление навигацией - это процесс, выполняемый LMS и включающий интерпретацию схемы навигации, представленной в ДП, мониторинг описанных в ней условий переходов, обработку команд навигации, поступающих от пользователя, определение единицы контента, к которой необходимо выполнить переход, и фиксацию пройденной траектории.
На метауровне ДП выступает в качестве унифицированной формы компоновки электронного контента для его распространения в ИОС. Несмотря на то, что изначально модель ДП была ориентирована на ЭУМ, в соответствующем виде могут быть представлены любые электронные ИР сферы образования, включая монолитные КСО и локальные программы. Отмеченная особенность имеет важное значение, так как обеспечивает совместимость новых технологий ИОС, рассчитанных на WWW, с накопленными ИР.