中国网络教育技术标准体系架构和体系

中国网络教育技术标准体系架构和体系

框架研究

Architecture and System of Chinese

E-educational Technology Standard

张屹* 闫寒冰** 祝智庭**

*华中师范大学教科院

**华东师范大学教育信息网络中心

*E-mail:zhangyilyj@

**E-mail:yhb1225@ ZTZHU@

为了保障网上学习资源共享和系统的互操作性，必须重视我国网络教育技术标准（CELTS）

的研究与开发工作。本文介绍了CELTS体系架构的研究背景、意义和内容，以及CELTS体

系架构的开发过程。详细分析了CELTS体系架构的五个细化层：学习者和环境交互、有关学

习者的设计特征、系统构件、受益者的观点、可操作的构件和互操作性，并讨论了由七个要

素构成的CELTS体系框架：总标准、教学资源相关标准、学习者相关标准、教学环境相关标

准、教育服务质量相关标准、本地化标准、跟踪研究课题相关标准。

关键词：网络教育教育技术标准体系架构体系框架

1 引言

世界各国在发展网络化教育时深刻认识到，基于Internet的现代远程教育，具有地域广泛、技术复杂、文化多样等特点，使得大量的网上学习资源难以实现共享，不同的教育系统也难以相互沟通。虽然现行的网络技术已为学习资源在低水平上的自治与共享（例如通过HTTP 和HTML）、学习活动的合作（例如通过各种网上通信工具）提供了基本技术条件，但是允许教学资源在课程知识和教学管理水平进行交换的标准却没有很好地认定，因此妨碍了网上教育资源的大范围共享与交流。解决这些问题的根本策略是制订现代网络教育技术标准，用标准化方法保障网上学习资源共享和系统互操作性。学习资源共享是指一个学习对象可被多个学习系统利用；系统互操作性是指多个系统及组件之间能够交换与使用彼此的信息。因此国际上有不少企业机构和学术团体致力于网络教育技术标准的研究与开发，并且已经产生了一大批标准化成果。国内的网络教育技术标准化研究工作也被提到议事日程上来。2001年，教育部组织有关专家成立了现代远程教育技术标准化委员会，启动了中国远程教育技术标准研究项目，简称CELTS（Chinese E-learning Technology Standards）项目，并任命祝智庭教授为项目负责人和现代远程教育技术标准化委员会主任。该项目投资600万，专门从事网络教育技术标准的制订和推广工作。CELTS的体系架构是在参照美国LTSC IEEE 1484.1的基础上形成的，它是整个标准体系的核心，其设计思想直接影响标准体系中其他子标准的建构。本人作为项目研究组成员之一，在此介绍CELTS体系架构的前期研究成果。

2 研究意义和内容

一般而言，开发系统体系架构的意义在于发现高层的框架以便理解某类系统、它们的子系统和与相关系统的交互作用。在远程网络教育领域，虽然可能有多种体系架构存在，这里提出的体系架构也不是设计单个系统的蓝图，但它是用于设计一般系统的框架，还可分析与比较这些系统。通过在一般化层次下揭示不同系统的共享构件，该体系架构有助于构件和子系统的设计与实现，这些构件与子系统是可复用的、便宜的、可修改的，并可确定关键的互操作性接口和服务。本标准有助于形成一般的网络教育技术系统的指导方针。

本标准为以信息技术支撑的学习、教育和训练系统指定了一个高级别的体系架构，它描述了高层系统的设计和这些系统的构件。本标准涵盖了很宽泛的系统范围，有我们熟知的网络教育技术、教育和训练技术、计算机化训练、计算机辅助教学、智能授导和元数据等。该标准具有内容无关性、文化无关性和平台无关性。本标准还（1）提供了用于理解现存和未来系统的框架；（2）通过识别关键的系统接口来提高互操作性和可移植性；（3）整合那些至少在5-10年内仍适应于新技术和网络教育技术系统的技术水平。 3 开发过程与结论

3.1 开发过程

用于开发体系架构的过程包括六个步骤：

第一步：从所有的受益者（具有共同兴趣的一群或一类人、组织、实体）那里搜集对系统的要求。 第二步：从现有的系统、产品和服务中搜集所有的特征、可能和约束。

第三步：产生主题范围内的抽象（概念上的理解）。例如：某个系统由三个抽象层组成（1）获得原始信息产生低层抽象；（2）获得低层系统产生中层抽象；（3）获得中层系统产生高层抽象。

第四步：产生更高层次的抽象直至系统构件数量很少（如3~7个构件）。抽象层的数目与要求系统简化构件所需采取的步骤数目相等。从这一点来看，系统可假想成是一个系统体系架构的侯选者。

第五步：单独针对系统的标准从系统的最高抽象层（最一般的概念）向下重新实现系统，在下一个低的层次重新生成系统的功能、接口和兼容性。例如：获得高层抽象然后重新实现中层抽象。精确地说，中层抽象和一般化是高层，高层通过约束加以实现是中层。从CELTS 的观点来看，抽象和实现是相反的操作。

第六步：在第五步的基础上，继续实现下面更低层次的功能。

在候选的体系架构和实现约束的基础上，系统功能重新得到实现。如果重新实现的系统不符合所有的要求，或者不包括现有的系统（第二步），那么该候选体系架构不是系统的体系架构（返回到第三步），或者现有的系统需要重新评估（返回到第二步），或者系统的要求需要重新评估（返回到第一步）。否则，如果候选体系架构符合所有的要求，并且包含现有的系统，那么这个候选体系架构就是一个系统体系架构。当然它不是惟一的系统体系架构——可能存在几个适合的系统体系架构。

3.2 结论

图1 CELTS 五个抽象——实现层次概貌。只有第三层（系统的构件）是标准化的

这个体系架构开发过程的结论是：为了保持系统的功能性、兼容性和与相关系统的连接性，新的框架需要有重要的、公共的构件和可识别的接口来理解系统。换言之，新系统在某种程度上要与原始的系统具有同样的表现。

CELTS 的第三层（系统构件）和第五层（编码，协议）提及了互操作性问题。第三层是基于构件的体系架构，它描述了网络教育技术系统的种类（从实现技术的观点）。第五层支持工业标准和交叉的工业标准，该标准直接支持较低层次的信息技术互操作性。在该标准中仅有第三层是标准化的。

受益者的观点 第4层

有关学习者的设计特征