XML 程式設計思想: 學習物件後設資料(轉)

XML 程式設計思想: 學習物件後設資料(轉)[@more@]

　　教育技術領域引導著一些有趣的 XML 後設資料實際應用的發展方向。在這個領域已有大量的規範、標準和開發技術，但這一切的核心是 IEEE 學習物件後設資料（IEEE Learning Objects Metadata，LOM）規範。在本文中，Uche Ogbuji 介紹了 LOM，並說明它甚至會使那些與教育技術沒有直接聯絡的人感興趣。

　　計算機輔助教育學科一直充當知識管理技術的急先鋒，而且一般而言也一直是大範圍學習環境的最早使用者——從小學教育到職業培訓再到企業學習資源。這個領域的實踐者最先認識到個人計算機的重要性：他們很快把多媒體光碟投入實際應用，在 XML 後設資料技術的實際應用方面他們也首開先河。

　　圍繞著如何將 XML 內容格式和基於 XML 的後設資料系統用於支援學習和教育技術，已經出現了一個實踐的溫床。在這些萌芽中，關注的基本單位是 學習物件。根據電氣和電子工程師協會（IEEE）學習技術標準化委員會（Learning Technology Standards Committee，LTSC）的定義和描述，學習物件是指：

　　[學習物件是]任意的實體，可以是數字化的也可以是非數字化的，可以在技術支援的學習期間使用、重用或引用。技術支援的學習例子包括：基於計算機的培訓系統、互動式學習環境、計算機輔助的智慧教育系統、遠端學習系統、協同學習環境等等。學習物件的例子包括：多媒體內容、教育性內容、學習目標、教育型軟體和軟體工具，以及在技術支援的學習期間所涉及的人、組織和事件等等。

　　學習物件也被稱為 學習資源，其中的“資源”和資源描述框架（Resource Description Framework，RDF）中的“資源”具有類似的含義。這個行業冒然地採用 XML 作為學習物件的關鍵技術，而且在某些方面，有關學習物件的研究已經為語義 Web 技術開拓了全新的領地。教育技術領域從來都不被認為是富有魅力的，也沒有受到外界的很大關注，但是在這一領域發生的許多事情將會引起閱讀本專欄的許多人的興趣。在本文中，我將介紹這個領域以及學習與教育知識管理的重大進展，重點放在學習物件的後設資料上。

　　多種標準，非凡的一致性

　　本專欄的讀者肯定會清楚，在一些領域存在多種競爭性的 標準，彼此獨立而又針對相同的問題空間。學習物件也經歷了自身的標準紛爭，但大部分研究已經逐漸走向協調和一致。學習物件的標準化先驅，是由歐洲遠端教育創作和分散式網路聯盟（Alliance of Remote Instructional Authoring and Distribution Networks for Europe，ARIADNE）開發的，90 年代中期它完成了教育後設資料和學習物件索引系統。教育管理系統專案（Instructional Management Systems，IMS）和高階分散式學習（Advanced Distributed Learning，ADL）計劃 1997 年在美國出現，致力於開發分散式學習技術的標準。前者已經發展成為 IMS 全球學習協會，主要的工作也轉向學習物件的詞彙表和後設資料（IMS 學習資源後設資料規範）。後者是 可共享內容物件參考模型（Sharable Content Object Reference Model，SCORM）的大本營，這是一個面向 Web 的內容聚合資料模型，關注學習物件的結構和執行時環境（請參閱 參考資料）。

　　SCORM 大量使用 XML，尤其是在 課程結構格式（Course Structure Format）的定義中，這是表示課程結構的一個系統，使教育資料能夠跨平臺、跨系統進行互動。作為教育內容管理的標準，SCORM 被廣泛地接受，它的對手是一個教育內容後設資料管理標準——IEEE LTSC 的 學習物件後設資料（Learning Object Metadata，LOM）。LOM 源於 ARIADNE 的後設資料研究以及 IMS 後設資料，和世界上絕大多數主要教育技術組織一樣，這兩個組織都已經向 LOM 看齊。LOM 與 SCORM 都非常靈活且易於擴充套件，因此儘管學習物件有許多不同的推建標準，但在很大程度上有一個共同的基礎。

　　LOM 基礎

　　LOM 定義了一個 基本模式，這個模式為學習物件後設資料定義了資料元素的層次結構。層次結構的最高層有9個範疇，這裡引用 LOM 規範自身的明確定義加以描述：

1. “ 一般（General）範疇包含描述整個學習物件的一般資訊。”
2. “ 生命期（Lifecycle）範疇包含與該學習物件的歷史和當前狀態有關的特性，以及在其演化過程中發揮作用的那些特性。”
3. “ 元-後設資料（Meta-Metadata）範疇包括關於後設資料例項自身的資訊（而不是後設資料例項所描述的學習物件）。”
4. “ 技術（Technical）範疇包括學習物件的技術需求和技術特徵。”
5. “ 教育（Educational）範疇包括學習物件的教育性和教育學特徵。”
6. “ 版權（Rights）範疇包括使用學習物件的智慧財產權和條件。”
7. “ 關係（Relation）範疇包括定義學習物件和其他相關學習物件之間的關係的特性。”
8. “ 註解（Annotation）範疇提供學習物件的教育性應用的註釋，並提供何時何人建立該註釋的資訊。”
9. “ 分類（Classification）範疇描述該學習物件和特定分類系統的關係。”

　　對於每個資料元素，LOM 都規定了名稱、說明、大小、示例值、資料型別以及其他重要細節。下面列出了一些有趣的資料元素例子。在列表中，我使用了一般的約定，在各層的名稱之間用點號表示層次關係，比如，“General.Identifier.Catalog”表示“Catalog 是 General 範疇中的一種 Identifier”。

• General.Title：學習物件的名稱。
• General.Language：主要的人類語言，或者該學習物件中與預期使用者交流所用的語言。
• Life Cycle.Version：該學習物件的版本。
• Technical.Location：用於訪問該學習物件的字串（比如可能是一個 URL）。
• Educational.Typical Learning Time：一般預期目標受眾使用或完成該學習物件所花費的大約時間或通常時間。
• Annotation.Classification：該學習物件是否符合特定的分類系統。

　　一些資料元素必須使用一組約束的值（程式設計師稱之為 列舉型別）。在本體論（ontology）和 LOM 之類的後設資料技術中，這種固定的、已充分理解的值的集合稱為 詞彙表(vocabularies)。在 LOM 以及基於 LOM 的規範中，詞彙表是一個重要的概念。IMS 開發了 Vocabulary Definition Exchange（詞彙表定義交換，VDEX），一種可供機器和人類閱讀的詞彙表交換格式。

　　XML 中的 LOM

　　受 IEEE LTSC 特許的一項活動是為 LOM 開發 XML 繫結。這項活動仍在進行之中，但是標準的 XML 繫結還沒有被批准和釋出。我確實找到了一份關於繫結的建議（從 google 搜尋“IEEE 1484.12.3” ——該規範的正式名稱要到完成的時候才會產生）。我看到建議的繫結是基於 W3C XML Schema（WXS）。我本來希望最後的規範支援 RELAX NG，我認為 RELAX NG 是一種優秀的 XML 模式定義語言，但我猜想之所以選擇 WXS，可能是因為規範的大部分涉及到把 LOM 資料元素對映到 WXS 型別系統；RELAX NG 沒有自己的型別系統，而是借用了 WXS 的型別系統。當然，如果能夠在 LOM 的內容模型方面（比如哪個屬性、元素和文字放在哪裡）看到標準的 RELAX NG 模組，那就更好了。

　　清單 1 是一個例子，根據我所找到的建議，LOM XML 繫結例項可能是這個樣子。

　　清單 1. 一種可能的 LOM XML 格式

　　　　　　　la　　　　　　　　　　

　　在 XML 繫結標準化之前，可能還會考慮到其他的 XML 設計問題。 有一個問題吸引了我：我曾經仔細考慮過在 XML 屬性而不是內容中表示 URL，因為它們實際上是提供給機器閱讀的；但是定位元素的字元資料是 URL。這可能是因為這個資料已經受到 type 屬性的限制。這種情況下通常可以選擇方法是，用另一個巢狀的元素以 URL 作為屬性，而把供人類閱讀的標題放在元素內容中。

　　LOM 世界和 RDF 世界

　　大量有意義的工作還剛剛開始，主要是為了協調 LOM 與其他後設資料標準。每個 LOM 資料元素都有類似的 Dublin Core 後設資料元素，兩者之間存在重疊。非常靈活的 Dublin Core 後設資料編輯器工具（請參閱 參考資料），能夠從任何網頁中提取 Dublin Core 後設資料，並把結果轉化成 LOM 或 IMS 後設資料。這是一個很好的暗示，LOM 之類的後設資料專案可以很快在其直接領域之外得到應用。我對 IBM developerWorksXML 專區的主頁進行這種處理，結果得到了如下的 LOM XML 文件（根據草案標準）：

　　清單 2. 從 XML 專區主頁提取的 LOM 後設資料

　　　　　　　　　　　　　　The XML zone on the developerWorks Web site is designed for　　　　developers. You'll find tools, samples, standards information,　　　　education, news and events, and links to XML community forums　　　　and Web sites.　　　　　　　<!-- Many other keywords snipped --&gt　　　　　xml resources　　　　　　　xml programming　　　　　　　　text/html　　http://www.ibm.com/developerworks/xml/　　　　　　　DCMIType<source>　　　Text　　　　　　

　　為 LOM 開發 RDF 繫結的正式研究計劃（IEEE 1484.12.4）正在進行之中。對於 XML 繫結，還沒有任何正式的標準釋出，只有一個開發草案可用。一個積極的訊號表明，列出的主要貢獻者中有 Eric Miller，他為 Dublin Core 做了開創性的工作，目前工作於 W3C。看到不同的後設資料研究互相結合是一件好事。

　　結束語

　　重複一次，即使那些與教育技術無關的人，也會對 LOM 及相關標準感興趣。許多這方面的研究推動了資料建模、與應用程式無關的資料分類、基於 XML 的後設資料以及其他技術的不斷髮展。教育技術的供應商對這些後設資料技術的採用率如此之高，也給我留下了深刻的印象。儘管學習物件的各個方面還沒有到位，開發人員卻已經有足夠的工具和例子可以嘗試。該領域的許多方面仍在不斷髮展之中，許多工作仍然非常活躍，如果我遺漏了什麼，或者您有什麼新的想法，請參與 Thinking XML 討論論壇。