学习元原型系统介绍 余胜泉 北京师范大学现代教育技术研究所

第一部分 系统架构

体系架构

功能结构

第二部分 系统特色

1、前沿“学习元”学习理念的支撑 系统设计与开发紧紧围绕“学习元”的生成进化、过程性信息共享、人际网络共享、微型化、开放性、社会化、内聚性等核心特征展开。

2、基于知识本体的资源组织方式 采用自下而上的知识本体构建方式： 设计通用的学科本体模型 支持用户在此模型上自由扩展 在使用过程中动态聚合、竞争、融合、优胜劣汰

知识点构成学习元； 一个知识点可被多个学习元重用； 学习元可以构成课程，也可以作为独立单元运行； 一个学习元可以被多个课程所重用； 用户在使用过程中自然的构建出社会认知网络； 通过开放描述知识结构的RDF文件和API接口，为外部程序提供服务，使学习超市的内涵从资源库转向智能化的知识库

3、学习内容、活动和支持工具的融合 活动类型的通用属性： 人机交互类型 人际交互类型 交互形式 评价方式 评价结果类型 活动管理级别 活动监控级别 过程共享级别 三个阶段的消息： 部署阶段：初始化消息和返回状态消息 运行时阶段：进入和退出学习工具的消息 结果查询阶段：查询消息和结果消息

4、突出可视化的设计研究，努力打造基于学习元的可视化学习 信息可视化是国际上人工智能领域和认知科学领域的研究热点之一，通过学习元可视化的设计，可以为学习者提供一种全新的学习模式和知识建构策略。系统分别从内容可视化、人际关系可视化、学习元关联可视化、学习元成长可视化、知识结构建模可视化五个方面进行了详细的设计和技术实现。

5、追踪国际学习研究前沿，强调学习元互动性设计与研究 在国际上流行的新型建构主义学习理念的指导下，基于多种交互方式的学习成了学习科学领域研究的前沿和热点。系统突出了学习元互动性的设计，从构建多样化学习活动的角度为用户学习提供全方位的交互支持（人与资源的交互、人与人的交互、人与媒体的交互等）。

6、采用先进的语义技术，突出学习元关联性研究 学习元关联性研究的主要目的就是通过多种途径在不同的学习元间建立某种语义关系，本方案分别从用户建立的语义关联、基于规则推理的建议关联、基于文本特征提取和聚类的半自动关联、基于资源复用的关联关系、基于KSN网络的学习元关联等五个方面对学习元关联性建立进行了技术实现

第三部分 系统功能介绍

学习元学习页面

系统特色功能介绍 结构演化：知识本体的协同编辑 内容演化：基于协同知识建构的内容演化 开放活动设计 可视化设计 互动性学习 个人学习空间 Scorm与学习元的转换 多通道创建学习元 实时授课

1、知识本体的编辑与应用 设计知识本体 提供在线的本体编辑工具 为学习资源提供提供了一种动态元数据 使资源库可以进化为知识库 编辑知识点属性值 设计知识类型和属性 知识本体编辑的一般流程 16

1、知识本体的编辑与应用 知识本体的语义检索和可视化导航 不同颜色的节点和线条代表不同的知识类型和关系类型 根据推理规则提供给学习者的建议学习路径，支持任意起点的学习 除了检索结果列表外，还提供相关的知识背景，提供更丰富的学习情境 对动态元数据的复合查询； 通过API对应用程序提供查询接口 17

2、基于协同知识建构的资源进化 个体知识与公共知识在交互循环中不断增长 Wiki的线性版本机制（难以发散） BBS的线索式机制（难以收敛） 提出观点 观点联结 智能收敛 是观点不断发散和收敛的循环 1. 促进个体知识与公共知识的转化 2. 保存观点和主题演化的完整路径，为学习者从历史的角度观察学习资源提供了完整的情境 18

协同内容编辑 点击单个版本查看详细的建构路径 查看历史版本 编辑时可引用其他用户提交的笔记和评论 在浏览内容时可查看和进入关联的资源和活动 创建或编辑学习内容 编辑时可插入系统中的资源和活动 19

3、开放活动设计 开放活动设计和工具绑定 有效的复用遗留系统，不用重新开发功能，只需要定制接口 将不同学习支持工具的特色功能整合到统一的学习流程中来 视频观看 3D讲座 小游戏 …… 新建活动类型，填写相关的参数 学习者进入工具参与学习活动 填写支持该活动的在线工具的接口地址 填写部署阶段的其他自定义参数 不仅可以提供系统内部设计的几种活动类型，还可以由用户自己设计活动类型，并与特定工具绑定运行 目前整合了学习超市的另一个子系统同步在线课堂，未来将基于这个开放活动设计规范逐步整合3D虚拟学习社区、视频互动社区、网络评价等子系统，例如教师可以设计一个3D虚拟环境中的学术报告活动，再插入到学习元的相关内容页面，学习者在浏览学习内容时，如果感兴趣可以通过活动接口进入到3D虚拟学习社区参与活动，在活动完成后，学习过程中的表现记录会返回给学习管理系统 在协同编辑器中可以插入该类型的活动实例 部署一个活动实例 20

4、可视化设计 21

人际关系可视化 22

知识结构建模可视化 23

KNS关联可视化 24

成长可视化 25

学习路径可视化 26

学习进度可视化 27

5、互动性设计 通用学习活动模块目前系统已经实现了异步交流、学习笔记、答疑、投票、作品展示、打分评价、协同编辑等功能，下一步将根据实际需求选择性的实现在线聊天、角色扮演、推荐推广、概念图示等活动。 通用类的学习活动大都实现，后期结合实际需要在原有框架基础上开发新的活动； 开源工具服务集采用Google的Gadgets技术 ； 开源学习活动主要采用了Web Service技术，外部工具按照活动规范提供相应的接口服务。 28

通用学习活动 29

开源工具服务集 支持opensocial规范 嵌入外部的gadagets小工具 通用学习活动模块目前系统已经实现了异步交流、学习笔记、答疑、投票、作品展示、打分评价、协同编辑等功能，下一步将根据实际需求选择性的实现在线聊天、角色扮演、推荐推广、概念图示等活动。 通用类的学习活动大都实现，后期结合实际需要在原有框架基础上开发新的活动； 开源工具服务集采用Google的Gadgets技术 ； 开源学习活动主要采用了Web Service技术，外部工具按照活动规范提供相应的接口服务。 30

开源工具服务集 通用学习活动模块目前系统已经实现了异步交流、学习笔记、答疑、投票、作品展示、打分评价、协同编辑等功能，下一步将根据实际需求选择性的实现在线聊天、角色扮演、推荐推广、概念图示等活动。 通用类的学习活动大都实现，后期结合实际需要在原有框架基础上开发新的活动； 开源工具服务集采用Google的Gadgets技术 ； 开源学习活动主要采用了Web Service技术，外部工具按照活动规范提供相应的接口服务。 工具服务集支持环境体系架构 31

插入gadagets应用 32

6、个人学习空间 退拽布局 个性化设置 模块化集成 内置100套背景模板 33

7、Scorm与学习元的转换 34

7、Scorm与学习元的转换 35

8、多通道创作学习元 支持默认方式创建 支持word导入 支持模板化创建 支持scorm切分 36

8、多通道创作学习元 37

Word导入 38

模板化创建 39

Scorm切分 40

9、实时授课 支持实时视音频交流 电子白板 资料共享 录制课堂 41

谢谢！