【導(dǎo)讀】XX科學(xué)院研究生院?、情景式教學(xué)支持系統(tǒng)建設(shè)......

　　

【正文】 免路由的 資源訪問與共享通道（ 信道 ）、各種資源訪問設(shè)備（ 終端 ） ，是教育 資源 網(wǎng)格區(qū)別于一般 教育資源管理平臺 的三個特色 。 分布式教育資源管理強互動的教育資源免路由的信息通道課件等GCNCPC /NC /MC透明計算的信息終端PD APC PC NC M obil e分布式教育資源管理強互動的教育資源免路由的信息通道課件等課件等透明計算的信息終端 圖 8：?教育資源網(wǎng)格?的參考模型 XX 科學(xué)院 有研究和建設(shè)教育資源網(wǎng)格的良好基礎(chǔ)和優(yōu)越條件。 依托科學(xué)院的環(huán)境優(yōu)勢和擁有實力較強的運行服務(wù)隊伍， XX 科學(xué)院 承擔(dān)了中國國家網(wǎng)格北方主節(jié)點和國家網(wǎng)格運行支持中心重任， 在網(wǎng)格技術(shù)方面有深厚的技術(shù)積累。同時， XX 科學(xué)院自?十五?開始的遠程教育 系統(tǒng) ，積累了課件等 豐富的 教育資源，這些資源分布在XX 科學(xué)院 的各教育機構(gòu)和研究所，因此研究和建設(shè)教育資源網(wǎng)格對 XX 科學(xué)院 具有重要的應(yīng)用價值。 本項目研究的分布式教育資源管理技術(shù)與平臺是實現(xiàn)教育資源網(wǎng) 格的第一步。在此基礎(chǔ)上，我們將研究如何利用網(wǎng)格技術(shù)來實現(xiàn)一個功能強大的教育資源網(wǎng)格，從而為分布在全國的科學(xué)院所中的師生和研究人員提供各種教育資源的統(tǒng)一訪問接口。教育資源網(wǎng)格技術(shù)涉及到教育資源的標準化描述、發(fā)現(xiàn)、組織、發(fā)布、交換與自動同步等，這些技術(shù)在本項目中都將得到初步的研究和實現(xiàn)。 23 教學(xué) 視頻的語義分割與摘要技術(shù) 課件等教育資源中都包含有大尺寸的視頻文件，這種超大的視頻文件對教育資源的有效傳輸、移動學(xué)習(xí)服務(wù)等帶來了巨大的挑戰(zhàn) 。 由于網(wǎng)絡(luò)環(huán)境和不同需求的限制，用戶 往往要求獲得不同長度和不同內(nèi)容的課件 視頻摘要，從而使得他們能夠更便捷地了解課件內(nèi)容。 因此需要研究開發(fā)有效的 教學(xué) 視頻語義分割與摘要 技術(shù)，主要包括如下幾個部分： （ 1） 視頻底層表達特征的分析和描述：視頻數(shù)據(jù)包含豐富的視頻特性，利用視頻內(nèi)容處理技術(shù)獲取視頻對象的時間、空間特性、邏輯結(jié)構(gòu)和運動特性，是視頻語義分割與摘要的基礎(chǔ)性環(huán)節(jié)。將視頻數(shù)據(jù)分成物理上的單元 —— 鏡頭是特征提取的第一步。鏡頭分割主要是根據(jù)視頻幀的物理特性，如顏色、紋理等，判斷出鏡頭間的邊界。在鏡頭分割的基礎(chǔ)上，進一步進行特征提取。鏡頭檢測的研究目標是使其結(jié)果能夠為視頻挖掘和摘要分析提供 有力的支持，使切變和漸變檢測的結(jié)果都能夠達到令人滿意的程度，并且對漸變和切變能夠區(qū)分開來。 在此基礎(chǔ)上，可以提取 視頻的靜態(tài)特性，如顏色、紋理、形狀等， 或 視頻的運動特征， 從而 建立有效的合理的視頻底層特征的表達 ， 為進一步的處理做準備。 （ 2） 視頻語義信息的表示與建模：視頻中的對象、場景、事件是視頻源中潛在的語義結(jié)構(gòu)，它能被人理解，而且也是視頻畫面中所關(guān)心的重要部分，并且是有效的視頻挖掘與摘要的信息源。 對象和語義信息可以通過模式識別、字幕探測、語音識別等處理技術(shù)獲取 ，在本項目中重點研究對象的檢測與跟蹤、場景的類別描 述、以及關(guān)鍵事件的模型化表示與檢測等技術(shù)。這些信息將與底層描述信息一起為視頻語義分割和摘要提供豐富的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)。 （ 3） 視頻語義結(jié)構(gòu)分割： 視頻是非結(jié)構(gòu)化的數(shù)據(jù)，提取出視頻的結(jié)構(gòu)是視頻分析的基礎(chǔ)。在特征提取中將視頻分割成順序單元鏡頭是不夠的，因為鏡頭是一臺攝像機連續(xù)拍攝的畫面，不具有語義信息，而且對于一段長視頻來講，可能包含成百上千的鏡頭，不利于視頻結(jié)構(gòu)的組織，所以有必要挖掘出視頻的高層結(jié)構(gòu)，如場景、幕等，得到視頻鏡頭的結(jié)構(gòu)語法和語義。 （ 4） 融合多模式信息的自適應(yīng)視頻摘要生成 ： 根據(jù)視頻的內(nèi)容以及建立起來的視頻關(guān)聯(lián)信息，利用提取的特征和描述信息，進而對視頻的結(jié)構(gòu)、關(guān)心的事件以及精彩程度等標準進行建模，最終得到一個多層次的視頻摘要系統(tǒng)，將用戶感興趣的內(nèi)容反饋給他們，或者返回給用戶其要求的固定長度的摘要。這樣就可以通過對原始視頻數(shù)據(jù)內(nèi)容的濃縮形成一段概括形式的短小視頻來實現(xiàn)快速瀏覽。 教育資源 數(shù)字版權(quán)保護 技術(shù) 數(shù)字版權(quán) 管理（ Digital Rights Management, DRM） 是基于信息安全技術(shù)的數(shù)字內(nèi) 24 容版權(quán)管理與保護方面的綜合解決方案， 它能有效地阻止對數(shù)字內(nèi)容的非法使用 和拷貝，以達到保護數(shù)字內(nèi)容知識產(chǎn)權(quán)的目的。 典型的 DRM 系統(tǒng) 包括了描述、身份認證、交易、保護、監(jiān)控和追蹤記錄對有形和無形資產(chǎn)的各種權(quán)利使用形式，其中也包括對權(quán)利擁有者之間關(guān)系的管理。其主要目的在于阻止非授權(quán)使用和保持數(shù)字內(nèi)容的完整性。 DRM 是?權(quán)利的數(shù)字化管理?，而不是?數(shù)字化權(quán)利的管理?，即 DRM 是管理各種權(quán)利，而不僅僅是管理對數(shù)字化內(nèi)容的許可權(quán)。資源、權(quán)利和主體是數(shù)字版權(quán)保護研究的三個基本要素。加密、數(shù)字水印、認證和鑒定等為數(shù)字版權(quán)保護提供了技術(shù)保證?？尚湃斡嬎愫桶踩珔f(xié)議等是數(shù)字版權(quán)保護環(huán)境建立的基礎(chǔ)。資 源的數(shù)字權(quán)利描述是權(quán)利關(guān)系、權(quán)利執(zhí)行和權(quán)利管理等物質(zhì)基礎(chǔ)。 教育資源的數(shù)字版權(quán)保護側(cè)重于教育應(yīng)用。目前，學(xué)習(xí)對象的開發(fā)和交換依然處于初始階段。出現(xiàn)的學(xué)習(xí)管理系統(tǒng)、學(xué)習(xí)內(nèi)容管理系統(tǒng)和內(nèi)容管理系統(tǒng)提供了系統(tǒng)能力用于高層次的互操作，并為數(shù)字權(quán)利管理提供了基本信息。教育資源的數(shù)字版權(quán)保護主要挑戰(zhàn)在于開發(fā)信息框架和系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，解決應(yīng)用場景的復(fù)雜性問題。這種挑戰(zhàn)還在于開發(fā)合適的標準和協(xié)議，使得數(shù)字版權(quán)保護成為教育系統(tǒng)的主要組成部分 。 數(shù)字版權(quán)保護已成為國內(nèi)外的研究熱點，但目前在教育領(lǐng)域的 DRM 研究還處于起步階段，特別是對資 源的數(shù)字權(quán)利描述和數(shù)字版權(quán)保護的機制和應(yīng)用模式的研究逐漸成為研究熱點。通過技術(shù)融合研究教育資源 的 DRM 模型 、技術(shù) 和機制，并將它應(yīng)用于教育資源管理中，將有利于保護 教育資源生產(chǎn)者、 擁有者和使用者的合法權(quán)益，促進資源的有序、健康發(fā)展，對網(wǎng)絡(luò)教育的發(fā)展和教育資源深層次地重用、共享和系統(tǒng)互操作產(chǎn)生深遠的影響。 教育資源的 DRM 技術(shù)研究包括四個方面的內(nèi)容： （ 1）教育資源版權(quán)保護模型：由于教育資源是資源內(nèi)容和相關(guān)活動的聚合體，完全針對數(shù)字內(nèi)容的控制機制難以滿足教育資源的版權(quán)保護需求。適合教育資源的版權(quán)保護模型及其相關(guān)協(xié) 議的研究成為教育資源的權(quán)利保護的首要研究內(nèi)容。 （ 2）教育資源的權(quán)利描述：教育資源的權(quán)利描述一直是資源的版權(quán)保護機制研究的基本問題。 完全依賴數(shù)字權(quán)利描述語言描述學(xué)習(xí)資源或?qū)Y源的描述標準的簡單修訂或擴展，不太適合于管理學(xué)習(xí)對象的創(chuàng)建、交易、下載和使用等每個環(huán)節(jié)。 目前比較普遍方法是學(xué)習(xí)對象元數(shù)據(jù)規(guī)范中插入或鏈接相關(guān)的權(quán)利信息或在內(nèi)容包裝的描述文件中加入相關(guān)權(quán)利描述信息。然而由此產(chǎn)生問題包括：學(xué)習(xí)資源的使用控制粒度如何取舍；保護模式下聚合內(nèi)容可重用問題；以及在版權(quán)保護下進行學(xué)習(xí)對象的存儲和交換等。 （ 3）教育資 源的 DRM 技術(shù)與系統(tǒng)研究：在 Inter 中教育資源 DRM 的基本功能包括能驗證資源內(nèi)容的完整性、認證資源提供商的有效性、資源傳輸?shù)陌踩?、防止非法?fù)制、以及有條件的訪問控制。從技術(shù)手段上分， DRM 技術(shù)可以分為基于水印的標記法和基于加密、認證的安全協(xié)議法。本項目需要在針對數(shù)字視音頻的 DRM 技 25 術(shù)基礎(chǔ)上研究適合于包含多種媒體信息的教育資源管理的 DRM 技術(shù) 。 在實現(xiàn)方面，我們將研究基于服務(wù)器的許可證存儲和訪問使用控制的教育資源版權(quán)保護系統(tǒng)，通過版權(quán)管理服務(wù)器對加密后的 資源 內(nèi)容和許可證（包括 資源 內(nèi)容發(fā)布許可證和用戶權(quán) 限申請許可證）進行統(tǒng)一管理，并借助于許可證中的權(quán)利描述語言來實現(xiàn)對客戶端數(shù)字內(nèi)容播放、編輯、打印等使用權(quán)利進行有效的控制。 （ 4）教育資源的版權(quán)保護標準：世界各國在開發(fā)和應(yīng)用教育資源時都深刻地認識到，建立在數(shù)字版權(quán)保護基礎(chǔ)上的學(xué)習(xí)資源的可共享性和系統(tǒng)的互操作性對于網(wǎng)絡(luò)教育的實用性和經(jīng)濟性具有決定性的意義，因而教育資源的數(shù)字版權(quán)保護規(guī)范也成為網(wǎng)絡(luò)教育研究的一個重要方向。目前 歐洲的 CEN/ISSS、全球?qū)W習(xí)聯(lián)盟 IMS、 OKI、IEEE/LTSC 等 國際標準組織開始了教育資源的版權(quán)保護標準的研究 ，而 我國的教育資源數(shù) 字版權(quán)保護的研究處于初級 的 預(yù)研階段。 因此，積極參與教育資源版權(quán)保護標準的研究 ， 在已有的網(wǎng)絡(luò)教育技術(shù)標準基礎(chǔ)上 建立 起 開放的、可共享，重用和互操作的版權(quán)保護框架和教育資源權(quán)利描述策略 ， 對推動 XX 科學(xué)院 以及中國的網(wǎng)絡(luò)教育良性發(fā)展具有重要的意義。 智能答疑技術(shù) 在教學(xué)活動中學(xué)生一定會提出許多課程上的問題 。 在網(wǎng)絡(luò)教學(xué)環(huán)境下，學(xué)生數(shù)量眾多，教師由于時間和精力的限制，根本無法及時的回答學(xué)生提出的問題，造成學(xué)生知識掌握上的缺陷和漏洞，所以要建立一套新的問題解答機制 與技術(shù) 來改變這種現(xiàn)狀。 因此需要研究智能 答疑分析 技術(shù) 來支 持大規(guī)模網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)，使來自各地的學(xué)生們的問題和老師的解答有機地 （以增量方式） 組織起來存放至相應(yīng)的答疑庫中 ；同時 通過自然語言的語義理解技術(shù)來分析并自動的匹配學(xué)生 新 提出的問題，自動地給予問題的解答。 智能答疑 技術(shù)研究的主要內(nèi)容包括： 基于問題的 答疑庫構(gòu)建 、問題檢索 與解答匹配 、問題統(tǒng)計和分析、問題管理等 方面 。 移動學(xué)習(xí)技術(shù) 移動教育 (Mobile Learning，或 mLearning)是借助于無線互聯(lián)技術(shù)和無線終端（比如筆記本、 PDA、手機） ， 實現(xiàn) 隨時隨地 的一種手段。移動教育 的代表性著作是 國際遠程教育權(quán)威戴 斯孟德 基根博士 的 《學(xué)習(xí)的未來：從 eLearning 到 mLearning》， 該書 詳細概述了當前國際 移動教育 領(lǐng)域的 30 個行動計劃。等待已久的 3G 無線應(yīng)用技術(shù)在不久的將來將變成現(xiàn)實。這將使得移動電話的功能變得更加強大，并將得到比今天更廣泛的應(yīng)用。 因此，在 新一代的網(wǎng)絡(luò)學(xué)習(xí)系統(tǒng) 中， 應(yīng)該 研究如何 提供對學(xué)生進行移動學(xué)習(xí)的支持 。 26 移動學(xué)習(xí)方面的研究包括兩個方面： （ 1）移動學(xué)習(xí)的機制與效果分析： 移動狀態(tài)學(xué)習(xí)和固定狀態(tài)學(xué)習(xí)有本質(zhì)的不同。人在移動中，是和注意力的高度 ? 分散 ? 相關(guān)聯(lián)的。學(xué)習(xí)者在一定的 ? 零碎 ? 時間 中進行學(xué)習(xí)，移動所帶來的各種新的學(xué)習(xí)上下文和傳遞特征，也是與固定、大容量等方式有所不同的，斯坦福學(xué)習(xí)實驗室 (SLL) 的研究表明， 移動學(xué)習(xí) 是一種 ? 碎片 ? 式經(jīng)驗，然而隨時隨地登錄又可以提高學(xué)習(xí)者的積極性。關(guān)鍵在于設(shè)計相對簡單的原型，注重開發(fā)最適合于聽覺、零碎時間、易受外界干擾的學(xué)習(xí)者的那部分內(nèi)容。移動教育形式能夠 在多大程度上 提高教學(xué)效率 、 對于培養(yǎng)創(chuàng)新思維有 多大 的幫助作用 、應(yīng)該如何設(shè)計適合移動學(xué)習(xí)的課件等問題是需要進一步深入研究的內(nèi)容 。 （ 2）移動學(xué)習(xí)支持技術(shù)與工具：在本項目中 ， 主要研究的移動學(xué)習(xí)支持技術(shù)與工具 包括 ： 學(xué)習(xí)短信發(fā)布工具、適合移動用戶的教育資源格式轉(zhuǎn)換工具、移動學(xué)習(xí)課件分發(fā)系統(tǒng)等。 五 、技術(shù)方案 XX 科學(xué)院 eTraining 系統(tǒng)的建設(shè)任務(wù)可以分為如下五個方面：教育資源庫的建設(shè)、情景式教學(xué)環(huán)境建設(shè)、分布式教育資源管理平臺建設(shè)、交互教學(xué)支撐系統(tǒng)建設(shè)以及與 eScience、 TRP 以及電子銀行等系統(tǒng)的接口建設(shè)。下面分別對這 五 個方面內(nèi)容的建設(shè)方案進行詳細的描述。 教育資源庫建設(shè) 各培養(yǎng)單位 在教育資源和網(wǎng)絡(luò)課程方面 提出 ：研究生教育需要建設(shè)高質(zhì)量的碩士、博士研究生公共課程 (如英語、數(shù)學(xué)等 )，以提高研究生公 共課程教學(xué)水平；需要建設(shè)多學(xué)科、多專業(yè)，在各領(lǐng)域水平居于全國最前列（如信息學(xué)科、光學(xué)、生物等）的網(wǎng)絡(luò)課程庫，便于研究生獲得最前沿、最權(quán)威的課程指導(dǎo)，也可以為 XX 科學(xué)院 科研人員的跨學(xué)科研究提供幫助；需要將眾多院士和著名科學(xué)家的課程制作成網(wǎng)絡(luò)多媒體課件，留存珍貴的教育資源供全院師生共享；需要建設(shè)國家大科學(xué)工程中積累的實驗型課程，實現(xiàn)實驗過程的再現(xiàn)與互動，實景過程的觀摩；需要根據(jù) XX 科學(xué)院 建設(shè)學(xué)習(xí)型組織的要求，建設(shè)符合實際需求的系列培訓(xùn)課程，如 XX科學(xué)院 管理干部 EMBA培訓(xùn)課程，所級領(lǐng)導(dǎo)、研究生導(dǎo)師上崗培訓(xùn)課程、 職業(yè)技能培訓(xùn)課程等系列課程庫，提高培訓(xùn)效率和效果。 因此 ，根據(jù)以上需求以及研究生院各院系的教學(xué)計劃， ?十一五?期間將 ： 27 與各研究生培養(yǎng)單位積極協(xié)作，把院士和 著名科學(xué)家 的課程制作成網(wǎng)絡(luò)課程包，留存珍貴的教育資源供全院師生共享 ，建設(shè) 100 門優(yōu)秀講座 庫 ； 通過 國家大科學(xué)工程中積累的 實 驗、實景型課程，由院所與研究生院合作開發(fā)、制作成系列的網(wǎng)絡(luò)課程包， 實現(xiàn)實驗過程的再現(xiàn)與互動，實景過程的觀摩， 完成 12門 實 驗型課程 庫； 以博士政治、博士英語為試點，以信息學(xué)科、光學(xué)、生物等重點學(xué)科網(wǎng)絡(luò)化建設(shè)為示范，建設(shè)適應(yīng)研究生學(xué)習(xí)的網(wǎng) 絡(luò)教學(xué)內(nèi)容與課程體系；充分利用科學(xué)院的多學(xué)科優(yōu)勢，建設(shè)各種學(xué)科的多媒體素材庫，為教師、學(xué)生和研究人員提供豐富的學(xué)習(xí)和研究素材； 爭取 開發(fā) 支持移動學(xué)習(xí)的課件 ；計劃完成 58 門公共課程 庫 ， 349 門專業(yè)課程 庫 ， 224 門各類培訓(xùn)課程 庫。 在立足自身的基礎(chǔ)上 ， 建成一定規(guī)模的教育資源庫，并不斷豐富完善 ， 同時，充分利用 eSciengce 中 數(shù)字圖書館 、科學(xué)數(shù)據(jù)庫 等 科研資源 ， 以及高校和國際上的各種優(yōu)秀教育資源，實現(xiàn)互換與共享，為 全院師生 提供豐富的教學(xué)資源 。 教育資源 庫列表 ： 名稱 優(yōu) 秀 講