一种多媒体数字化教学资源系统及建立方法

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一种多媒体数字化教学资源系统及建立方法\n[0001] 技术领域：\n[0002] 本发明属于信息技术领域，特别是一种基于因特网、利用多媒体进行数字化备课授课和自主学习的多媒体数字化教学资源平台。\n[0003] 背景技术：\n[0004] 高等院校最重要的功能是向社会输送创新型人才。高校对于一个国家、民族乃至世界的重要性和贡献度，很大程度上是通过毕业生在社会各领域所取得的成就来体现的。\n但直到今天，我国的高等教育仍然不能满足百姓的这一需求，国外教育理念的先进性与教育成果的显著性令国人向往。完整、真实地再现国外先进高校课堂教学过程及育人理念，并将其引进国内，为我所用，一直是一个重要的研究课题。\n[0005] 国内的一些机构虽然提供了一些国外名校的公开课，但主要集中在人文社科领域，很不全面；以课堂录像形式做异步讲授为主，没有教材、作业、习题、试卷、研究项目等教学材料予以配合，知识获取困难，系统性欠缺。所谓的国外名校公开课就停留在了视频网站的水平上。而视频技术、视频资源只是多媒体教学资源的一部分。\n[0006] 多媒体教学模式是指完成教学任务的教与学的一种范式，它包括教的模式和学的模式及有关的教学策略。多媒体教学模式有多种，基于因特网的远程多媒体教学模式就囊括了几乎全部多媒体教学模式。如课堂演播教学模式的异步讲授、个别化教学模式、计算机模拟教学模式、探索式教学模式的专题研讨会、协作化教学模式的论坛等。\n[0007] 多媒体数字化教学资源是属于网络学术资源中的一个大类，就是人们以网络为载体用文字、图形、符号、声音、动画、视频影像等手段记录下来的教学内容和教学过程。多媒体教学资源的文件存储格式有PPT、DOC、XLS、PDF、TXT、HTML、JPG、SWF、FLV、MP4、MP3和各种程序代码文件、软件等；不同格式的多媒体教学资源需要不同的播放技术。其中，FLV、MP3均支持流媒体播放技术。\n[0008] 发明内容：\n[0009] 本发明针对现有技术中的不足，提出一种基于因特网、利用多媒体进行数字化备课授课和自主学习的多媒体数字化教学资源系统。\n[0010] 本发明的具体内容如下：本发明的多媒体数字化教学资源系统包括（参见附图\n1）：\n[0011] 1）采集模块，用于对多媒体教学资源数据进行采集筛选；从世界300所著名高校的课程、教学资源中进行采集、筛选。\n[0012] 2）预处理模块，用于对采集的数据进行处理；根据用户的播放、浏览习惯和现实带宽条件，对采集的教学资源，按照媒体类型不同，进行冗余信息清洗、文件格式转化和参数归一化处理。\n[0013] 3）数据结构化模块，用于对预处理后的数据进行标引著录，入库按照多媒体教学资源元数据规范，对预处理后的教学资源进行元数据标引、著录，入库，实现教学资源结构化，有序化。\n[0014] 4）后处理模块，对入库数据进行课程标准化学科分类、收录质量量化评价、知识点交叉链接；依据分类标准是GB/T 13745-2009，对入库后的课程进行学科分类。虽然采集的每门课程均出自世界名校或数字化教学实践最优院校，但每门课程的教学资源收集地完整性和系统性是有差异的，为此，本发明首创了一套课程收录质量量化评价方案。引用该方案对每门课程进行收录质量计量评价。为了实现在课程首页中的知识关联，就需要在关系数据库中，建立课程表、教学资源表、教材表之间的交叉链接，建立不同学校、不同院系学科、不同教师之间的课程交叉链接，建立英文课程与中文课程之间的交叉链接关系。\n[0015] 5） 成品数据模块，存储经过后处理的数据库、索引、镜像文件。\n[0016] 经过后处理的数据库，使用索引引擎建立索引，便于用户检索。与库中每条教学资源文件名及发布路径对应的镜像文件放置于库外。实现数据库、索引、镜像文件的三位一体。\n[0017] 6） 教学资源平台模块，通过编程对成品数据进行网站式发布，便于用户访问利用。编写WEB发布程序。按照学科导航、院校导航、系别导航、教师导航、精选课程导航、教材中心、快速检索、高级检索等功能模块需要，编写网站式发布程序，同时预留网络管理模块接口。发布多媒体教学资源数据库后，实现教学资源平台化。\n[0018] 7） 网络管理模块，用于管理用户，设置访问权限及记录用户信息，实现用户管理、访问统计、互动、数据更新等功能。将网络管理模块连接到教学资源平台模块上，实现其功能。\n[0019] 8） 教学互动模块，用户通过浏览器访问教学资源平台，开展教学互动，用户利用该平台学习、互动、反馈。用户利用该平台，可以查找、在线播放、下载多媒体教学资源；建立自己的在线素材库，制作课件，上传、分享自己的作品；用户也可以向该平台请求定制个性化资源，评价资源，完善该平台。\n[0020] 本发明提供了一种基于因特网、利用多媒体进行数字化备课授课和自主学习的多媒体数字化教学资源平台。该技术能将国外先进高校的多媒体教学资源引进国内，完整、真实地再现国外先进高校课堂教学过程及育人理念，与国内高校教学相结合，实现自主学习，提高我国高校教学质量。\n[0021] 在本发明中，多媒体教学资源总共被分成27种，如教学大纲、教师简介、参考教材、教学课件、讲义、教学视频、教学音频、教学图片、教学案例、课件视频、作业、试卷、阅读材料等。课任教师在课堂上产生的教学资源也叫做课节资源，如教学课件、讲义、教学视频、教学音频等。\n[0022] 附图说明：\n[0023] 图1是本发明中多媒体数字化教学资源系统的原理示意图；\n[0024] 图2是本发明实施例中多媒体数字化教学资源系统示意图。\n[0025] 具体实施方式：\n[0026] 以下结合说明书附图对本发明的具体实施方式作详细说明：本发明揭示了一种基于因特网、利用多媒体进行数字化备课授课和自主学习的多媒体数字化教学资源平台。用户通过该平台可以自主学习国外著名高校的教学课程，讨论反馈；教师可以建立自己的在线素材库，制作课件，上传、分享自己的作品。多媒体数字化教学资源系统的具体实施方案如下（参见附图2）：\n[0027] 采集模块：对世界300所著名高校的课程、教学资源进行采集、筛选；其中采集和筛选的课程授课语言主选英语。采集筛选的内容除了课程本身以外，还包括课程外围信息，即课程名称、编号、课程级别、教学小组、所属院系专业、课程简介、课程表、参考教材等。其中所述的教学资源包括教学大纲、教师简介、教学课件、讲义、教学视频、教学音频、教学图片、教学案例、课件视频、作业、试卷、阅读材料等。\n[0028] 预处理模块：根据用户的播放、浏览习惯和带宽条件，必须对采集模块中的教学资源，按照媒体类型不同进行预处理。所述预处理至少包括文件格式转化，参数归一化，镜像文件中冗余信息清洗等环节。如对HTML格式文件进行PDF格式转化，并清洗页面中的冗余信息；对PPT、PPTX、DOC、DOCX格式文件进行PDF格式转化；对于视频、音频、图片等格式文件，进行帧率、码率、采样率、尺寸大小、编码格式等参数归一化整理，视频文件保留MP4、Flash和SWF三种格式，音频采用MP3格式，图片采用JPG、PNG格式，以便发布时支持流媒体播放技术及移动终端。\n[0029] 数据结构化模块：所述数据结构化是指对预处理模块中离散的课程、教学资源数据进行有序化加工，描述。按照一定的元数据规范，进行标引、著录，完成入库工作。所述元数据规范至少包括字段命名、字段属性选取、字段长度设定及字段数量设定，字段含义描述；此处至少设定了46个元数据，如课程名称、课程编号、课程类型、教学小组、教学大纲等等。另外还需要确定建库个数。此处得到至少4个关系数据库：课程数据库、教学资源数据库、教材数据库、教师数据库。\n[0030] 后处理模块：所述后处理是对已经入库的数据进行再加工，包括对课程进行标准化学科分类，对每门课程收录质量进行量化评价，对各个关系数据库间、各知识点间进行挖掘，建立交叉链接。具体如下：\n[0031] （1）学科分类子模块。依据分类标准是GB/T 13745-2009，对入库后的课程进行学科分类，便于中国师生使用。\n[0032] （2）课程收录质量量化评价子模块。虽然采集的每门课程均出自世界名校或数字化教学实践最优院校，但每门课程的教学资源收集地完整性和系统性是有差异的，为此，本发明建立一套课程收录质量量化评价方案，引用该方案对每门课程进行收录质量计量评价。即首先对不同类型教学资源评定基础分（代号P），依据是其重要程度；然后对每门课程收录的教学资源类型进行打分，并累计总得分（P总）；最后是根据累计基础分与等级分（代号G）换算表，将其换算为等级分，G是取值为1至5的整数，3分标识及格线，5分为课程收录质量最优。按上述方法对每门课程的收录质量进行量化评价，最终得到了每门课程收录质量的等级分，并且著录到数据库中的相应字段里。\n[0033] （3）交叉链接子模块。为了实现在课程主页中的知识关联，就需要在关系数据库即课程数据库、教学资源数据库、教材数据库、教师数据库中，建立之间的交叉链接，建立不同学校、不同院系学科、不同教师之间的课程交叉链接，课程与教材交叉链接，建立英文课程与中文课程之间的交叉链接关系。\n[0034] 成品数据模块：所述成品数据是指经过后处理模块处理后的数据库，由数据库创建的索引文件，以及经过预处理的教学资源的镜像文件。经过后处理的数据库，使用索引引擎建立索引，便于用户检索。与库中每条教学资源文件名及发布路径对应的镜像文件放置于库外，实现数据库、索引、镜像文件的三位一体。\n[0035] 教学资源平台模块：所述教学资源平台模块通过编程对成品数据进行网站式发布，便于用户访问利用；该平台需要硬件设备支撑，至少包括一台服务器和2M宽带互联网。\n所述编程是编写WEB发布程序，至少包括学科导航、院校导航、系别导航、教师导航、精选课程导航、教材中心、快速检索、高级检索、流媒体播放器、我要定制、论坛等功能子模块，同时预留网络管理模块接口。发布多媒体教学资源数据库后，实现教学资源平台化。其中：\n[0036] （1）课程高级检索至少可以按照课程名称、学科、院校、系别、责任者、授课年份、课程评分、所包含资源类型等查找检索课程；\n[0037] （2）教学资源高级检索至少可以按照资源标题、学科、院校、系别、责任者、年份、文件格式、资源类型等查找检索教学资源；\n[0038] （3）教材中心的教科书检索至少可以按照书名、书号、作者、出版社别、学科、出版年份等查找检索教科书；\n[0039] （4）流媒体播放器至少支持FLASH格式播放及移动端常用的HTML5协议播放。\n[0040] 网络管理模块：所述网络管理是对用户利用多媒体教学资源平台的行为进行管理，以及对平台中的数据内容进行更新管理。实现用户信息管理、用户访问权限设置、访问过程记录、访问结果统计、互动信息、数据更新等功能。将网络管理模块连接到教学资源平台系统上，实现其功能。\n[0041] 教学互动模块：用户通过浏览器，利用该模块学习、互动、反馈。用户利用该平台，至少可以查找、在线播放、下载多媒体教学资源；建立自己的在线素材库，制作课件，上传、分享自己的作品；用户也可以向该平台请求定制、推送个性化资源，参与论坛讨论，发表观点，评价资源，完善该平台。\n[0042] 本系统定期进行教学资源更新及系统更新。\n[0043] 本系统能将国外300所先进高校的课程及多媒体教学资源整合在一起，方便了国内高校师生利用国外教学资源，并且提高了教学资源利用效率；通过标准化的学科分类，将纷繁复杂的国外课程与中国的学科专业建立关联，并且能进一步与中文精品课程建立交叉链接，实现中外课程、教学资源互通；收集的不同类型多媒体教学资源，蕴含了不同的教学模式，体现出不同的教学理念。如教学视频（即教学录像）是课堂演播教学模式的异步讲授；\n教学课件（如动画）是个别化教学模式；专题研讨会（Seminar）是探索式教学模式，等等。搜索功能强大，方便用户查找课程及资源。统一的课程收录质量计量评价方案，提高了用户对搜索结果的满意度。课程主页中强大的知识点交叉链接功能，使得用户不检索时都能实现知识跳转链接；用户利用该平台进行自主学习，只要有终端和英特网即可，突破了时空限制，是学习模式和教育技术的改进。用户利用该平台既可以学习，还可以建立自己的在线素材库，制作课件，上传、分享自己的作品；用户也可以向该平台请求定制个性化资源，评价资源，反馈信息，参与论坛讨论，实现多重交流、互动功能。