学习资源服务生态环境构建探讨

随着知识经济的发展与技术创新的驱动,特别是互联网经济的迅速发展和社会(计算)网络的迅猛形成,e-Learning出现了多方位变化,现代服务业中的教育第三方服务也逐渐凸显。同时,随着我国教育信息化的深入发展和终身化教育的逐步推进,政府、企业、教育单位和个人开发了大量教育资源,在社会计算环境下也产生了大量天生|教育论文网|性资源,特别是越来越多的朝微型化方向发展的微型学习资源。资源的多样性产生了资源自身的异构、再生、无序等问题,资源服务平台的多样化也引发了系统异构和服务质量等问题,这些问题对资源共享都构成较大的影响。如何解决上述问题,实现学习资源的有效共享,将是本篇论文研究的核心问题。本论文首先界定了学习资源相关概念,学习资源发展演化趋向,接着论述所存在的问题以及问题解决的思路,随后从理论基础、技术架构和技术实现等方面考虑构建学习资源服务生态环境,以解决学习资源的有效共享问题。从理论层面分析了构建学习资源服务生态系统(LRSES)的理论基础,阐述了生态系统、开放系统、网络教学传通系统、协同学习等相关理论,界定了学习资源服务生态系统LRSES的范畴并且给出了理论模型,构建了学习资源服务生态系统论域(LRSEUoD),对LRSEUoD的角色空间∑_R、内容资源空间∑_(CR)、媒体工具空间∑_(MT)、协调空间∑_C、工作信息空间∑_W等5个子空间进行建模和形式化描述,并分析了学习资源在时空中的交互演化过程,最后定义了学习资源生态服务质量参数。从技术架构层面上研究了LRSES的技术框架,分别从系统架构、标准规范、语义本体等三个方面,研究解决学习资源及其服务系统的异构问题,以实现学习资源及其服务系统的互操纵。在系统架构方面,分析了技术系统架构发展演化和学习服务系统架构的情况,建立了学习资源服务的系统架构;在标准规范方面,研究了学习资源相关标准及互操纵,拓展了数字化学习资源(内容)标准规范,以解决社会计算环境下学习资源标准化问题;在语义本体方面,分析了教育资源领域语义本体,并基于e-Learning相关标准规范,定义了学习资源生态环境轻量级本体LREO(LearningResourceEcosystemOntology),包括学习资源本体LRO(LearningResourcesOntology)、学习者本体LNO(LearnerOntology)和普适设备本体PDO(FIPADeviceOntology)。从技术实现层面上分析了学习资源的自治分布和共享服务中存在的多样性学习资源的共生与再生、学习资源的分布无序和共享服务等问题,提出了学习资源的生命周期管理方法;给出了学习资源生态演化、分布及其相关算法,并利用网格技术设计学习资源自治分布子系统(LRSDG);最后分析了学习资源共享服务的角色权限分配,给出了学习资源共享服务的4个步骤,阐述了学习资源共享中的协作交互与协同演化。最后给出了LRSES的系统实现方法,包括体系结构与访问接口、学习资源生态本体(LREO)、自治管理(LRSDG)和服务共享(LRSS)等层面,阐述了学习资源服务生态系统开发的技术生态环境,给出了验证和测试学习资源服务生态系统的体系结构方法,并给出访问教育资源库和社会软件中的资源访问接口方法;利用Prot(?)g(?)开源本体工具建构了学习资源生态本体(LREO),包括建立元数据命名空间,定义LREO元素和元素间关系,呈现LREO本体视图,并给出了本体语义访问方法等;利用网格平台GT4实现学习资源自治管理环境LRSDG,包括LRSDG的系统监控管理、同步数据性能测试和用户访问情况数据分析;用开源Sakai系统建立了学习资源的服务共享环境(LRSS),实现了学习资源服务共享环境中的用户认证、权限分配以及协作交互与协同演化等功能。本文得到了全国教育科学“十五”规划教育部重点课题“网络教育资源整合的研究”(课题编号:DCB030252)、863子项目“基于数据网格的教育资源服务系统ERSDG实现”(863项目编号:2004AA1Z2330)、上海市教育科学规划重点课题“多视角下的上海教育资源网格的构建研究”(课题编号:A0505)、全国教育科学“十一五”规划教育部重点课题“国家基础教育信息资源服务体系架构与共享机制研究”(课题编号:DCA060101)、863子课题“Linux多媒体网络教学资源环境下的协同学习工具开发”(项目编号:2005AA1Z2100)、国家科技支撑计划课题“现代服务业共性技术支撑体系与应用示范工程”“学习平台体系结构与接口测试与应用示范”子任务(子任务编号:2006BAH02A36-004-1)等国家科研项目的资助。【关键词】：学习资源生态系统生态服务学习系统架构e-Learning标准网格技术学习资源本体社会计算开源系统
【论文提纲】：论文摘要6-8ABSTRACT8-11目录11-16图目录16-19表目录19-20第1章绪论20-411.1问题提出的背景20-221.2国内外现状分析22-321.3研究的工作基础32-331.4研究的问题33-341.5研究的路线与方法34-371.5.1研究问题的方法论与路线34-351.5.2研究方法35-371.6主要特点和创新之处37-381.7论文组织结构38-41第2章学习资源及其生态服务的概述41-672.1学习资源及环境41-462.1.1学习资源相关概念界定41-452.1.2学习资源环境45-462.2学习对象元数据及描述46-512.2.1学习对象元数据46-502.2.2学习对象元数据属性表示50-512.3影响学习资源有效共享的问题51-532.3.1学习资源异构问题512.3.2学习资源再生问题51-522.3.3学习资源分布无序问题522.3.4学习资源服务质量问题52-532.4学习资源内外部关系53-562.4.1学习对象内部关系53-542.4.2学习对象之间关系54-552.4.3学习对象领域分类55-562.5学习资源标准化过程56-582.6学习资源发展演化58-642.6.1学习技术发展情况58-602.6.2学习资源演化发展走向60-642.7学习资源生态服务的问题考虑64-67第3章学习资源服务生态系统理论架构67-1003.1学习资源服务生态系统相关理论概述67-683.2生态学理论68-753.2.1生态系统的研究文献分析68-733.2.2生态系统(服务)的特征73-753.3学习资源服务生态系统环境75-803.3.1学习资源服务生态系统模型75-783.3.2学习资源服务生态系统环境建设78-803.4相关支撑理论80-833.4.1开放系统理论803.4.2网络教学传通系统理论80-813.4.3协同学习理论813.4.4学习资源生态的分布规律81-833.5学习资源在时空中的交互分布演化83-863.5.1进化环境简介83-843.5.2学习资源演化84-863.6学习资源服务生态系统论域及形式化建模86-943.6.1学习资源服务生态系统论域的构成分析86-883.6.2学习资源服务生态系统论域子空间表示88-943.7学习资源生态服务质量参数定义94-1003.7.1互联网络环境的系统参数943.7.2影响资源生态服务质量的要素94-993.7.3资源的服务质量要素之间的相互关系99-100第4章学习资源服务生态系统技术构建100-1434.1学习资源及其服务系统的异构问题解决思路100-1014.2学习资源服务生态系统架构的建立101-1094.2.1技术系统架构发展演化101-1074.2.2学习资源服务生态系统架构107-1094.3学习资源的互操纵规范109-1154.3.1学习技术标准发展状况109-1114.3.2学习资源标准化所要采用标准111-1124.3.3学习对象元数据标准间转换112-1134.3.4学习资源服务系统的标准层面间互操纵方法113-1154.4社会计算环境下的资源共享115-1294.4.1社会计算环境下的资源115-1184.4.2现有标准的问题解决情况118-1204.4.3数字学习资源产业标准的拓展120-1294.5学习资源服务生态环境本体的构建129-1434.5.1教育本体EO分析130-1314.5.2学习资源服务生态本体LREO131-1384.5.3学习资源服务生态本体的属性的取值138-1414.5.4语义层面的互操纵141-143第5章学习资源的自治与共享143-1705.1学习资源的共生、再生和无序问题143-1445.2学习资源的渐进演化144-1475.2.1学习资源的生命周期144-1455.2.2学习资源的竞争与共生1455.2.3学习资源的版本管理145-1475.2.4学习资源劣汰过程1475.2.5多样性学习资源共生问题的解决1475.3学习资源分布演化分析及算法147-1555.3.1学习资源生态分布策略147-1485.3.2学习资源的自动分布148-1495.3.3分布的学习资源命名149-1505.3.4生态分布演化算法150-1545.3.5生态分布策略仿真演示154-1555.4学习资源分布自治(共享)子系统的设计155-1635.4.1网格技术GlobusToolkit平台功能结构155-1575.4.2ERSDG系统模型设计157-1585.4.3ERSDG系统架构158-1605.4.4ERSDG系统功能160-1615.4.5ERSDG系统实现161-1635.5学习资源共享服务163-1705.5.1共享中的角色权限分配164-1655.5.2学习资源共享服务步骤165-1665.5.3学习资源共享中的协作交互与协同演化166-1685.5.4协作交互与协同演化在标准层面的支持168-170第6章学习资源生态服务环境的系统实现170-1976.1学习资源服务生态系统的开发170-1746.1.1学习资源服务生态系统的整体框架170-1716.1.2学习资源服务生态系统的技术生态环境171-1726.1.3学习资源服务生态系统的具体架构172-1746.2学习资源服务生态系统的体系结构与接口174-1786.2.1学习系统体系结构分析和测试174-1776.2.2学习资源访问接口177-1786.3学习资源服务生态环境本体LREO的建构178-1836.3.1元数据命名空间的建立178-1796.3.2LRO元素定义179-1806.3.3LRO元素间关系定义180-1816.3.4LREO本体视图181-1826.3.5语义本体的访问182-1836.4学习资源自治共享环境的建立183-1886.4.1学习资源数据网格环境的建立183-1846.4.2分布式教育资源访问服务184-1856.4.3ERSDG的监控管理185-1866.4.4ERSDG的性能测试186-1886.5学习资源的服务共享188-1976.5.1学习资源的异构服务系统用户认证和权限188-1916.5.2学习资源的共享191-1946.5.3协作交互与协同演化分析194-197第7章总结与展望197-2027.1总结197-2007.2展望200-202附录202-226附录1学习对象元数据相关规范之间的比较202-207附录2学习对象元数据的绑定207-211附录3学习资源服务生态环境本体OWL描述211-222附录4XML-RPC接口调用222-226参考文献226-2451.英文文献226-2372.中文文献237-2443.网站资料244-245读博期间科研与成果245-2491.科研项目245-2462.发表的论文246-2473.出版著作247-2484.软件及著作权2485.标准研究情况2486.获奖情况248-249后记249-252