IMS学习设计：消息机制扩充学习流程

2023-11-07 理论教育版权反馈

【摘要】：IMS学习设计的概念模型分为A、B、C三层，依次扩充。Level C为学习设计者增加了基于某种事件而定义消息发送和设置新行为的能力。通过消息机制使学习设计可以实现更复杂的学习流程，比如学生提交作业将给教师发送相应消息，触发教师的相应行为，如评价作业，以决定学生是否可以进入下一个学习环节。

1.学习设计信息模型

学习设计的目的是提供一个元素框架，能够以正式的方式描述任何教学过程的设计。在本规范中建立概念模型[23]所采用的方法是定义一个完整的核心，然后定义两个扩展层以获取更复杂的特征和行为，目的是兼顾到规范的严格性与灵活性。

不同层次的学习设计文档应该由相应的XML Schema来验证；同时支持相应层的学习设计的运行系统必须能运行所有该层的学习设计实例。

IMS学习设计的概念模型分为A、B、C三层，依次扩充。

Level A：包含所有的核心词汇，以支持教学法的多样性。

Level B：在A层上添加了属性和条件，支持个性化的设计与基于学习者的更精细的学习顺序和交互。

Level C：在B层上添加了消息。虽然只是一个很小的添加元素，但对整个系统的能力却有很显著地提升。

A层信息模型，如图2.8所示：

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图2.8　A层概念结构

在A层的概念结构图中，用户扮演学习者或教学人员的角色，在一定的环境下完成一定的行为可以得到相应的结果。角色与行为构成了角色部分元素，角色部分构成幕（Act）元素，依次向上构成戏剧（Play）和方法（Method），方法就代表了一个学习设计。在A层的元素只能构成静态的学习流程，不支持个性化的和自适应的学习过程。

B层信息模型，如图2.9所示：

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图2.9　B层概念结构

Level B提供了附加的元素，极大地扩展了学习设计者控制学习流的能力，增加的主要元素为：属性（Properties）、条件（Conditions）。

图2.9为Level B概念结构图，可以看出，在A层上增加的一些内容，如图中灰色框所示。因为有了新的元素，因此它们的存在影响到原有的A层的XML架构：

①原来的元素中加入了<properties>元素；

②〈method〉元素添加了<conditions>元素；

③一个独立的global-elements组被包括进来去读取和设置属性。

新加入了属性和条件元素后，在行为和构成<method>元素的各级子元素（<play><act>）中可以设置改变属性，然后在<conditions>元素中针对属性的判断，决定学习设计中学习的流程与进度，从而达到个性化的学习设计。

C层信息模型，如图2.10所示：

图2.10为Level C的概念结构图，通告为新添的元素。Level C为学习设计者增加了基于某种事件而定义消息发送和设置新行为的能力。消息机制是事件驱动的机制。

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图2.10　C层概念结构

<notifications>元素影响以下Level B中的元素：

①on-completion增加了<notification>元素，可以定义当某个级别的行为结构（play、act、activity）完成时产生一定的消息或事件。

②then增加了<notification>元素，同上类似，当if结构中定义的条件为真时，也会产生消息。

③Global elements set-property和set-property-group增加了<notification>元素。

通过消息机制使学习设计可以实现更复杂的学习流程，比如学生提交作业将给教师发送相应消息，触发教师的相应行为，如评价作业，以决定学生是否可以进入下一个学习环节。

2.学习单元的创建过程

创建一个学习单元的过程是从学习过程的描述开始，最终结果是一个学习设计或学习单元的XML文档实例。

教学的设计与开发是一个渐进的过程，通常包括分析、设计、开发、实施、评估过程[26]。在分析阶段，针对具体的教学问题分析，得到的结果是一个教学情景的描述。根据分析得出的情景描述形成一个UML的行为图表，使分析结果更加严格与精确。UML行为图表是XML文档实例的基础，XML文档遵照学习设计规范，学习设计文档将是开发实际学习内容和资源的基础，最后对包括资源和学习设计的内容包进行评价。以上流程用图2.11表示。

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图2.11　创建学习单元的流程

因此总结学习单元的创建过程有以下几个步骤：

（1）分析教学问题，形成教学情景的描述性文字，描述性文字用一系列的场景描述了一个完整的学习体验。一个场景就是描述用户与系统间交互的步骤，而一个实例是为了共同的目标而被联系在一起的一系列场景。(www.chuimin.cn)

描述的构成须按照下列的方式：

Title：标题，简单的描述；

Provided by：作者，机构等的名称；

Pedagogy/Type of learning：学习类型，包括案例式，问题解答式，个人化的线性学习方式等；

Description/Context–idem：学习背景；

Learning objectives–idem：学习目标；

Roles：角色，不同的参与者，如学生，老师，评估员等；

Different types of learning content used：资源的类型，如课本、网页、多媒体DVD等；

Different types of learning services/facilities/tools used：学习工具、服务等；

Different types of collaborative activities：协作活动的类型，学生和老师之间等；

Learning activity workflow：学习活动流程，角色、内容、服务如何互动；

Scenarios：学习情景，如同样的学习内容可以在面对面的学习中或者在远程学习中使用；

Other needs/Specific requirements：其他的需求，如可进入性，特殊的目标群等。

（2）将描述文字转换成UML行为图表。UML图表获取描述文字中工作流方面的特性。UML图表比描述文字更严格，但还没有XML文档实例那么详细。

编写一个学习设计的UML活动图需要许多步骤，常用的步骤有：

识别出所有的活动，学习活动或者支持活动，对它们进行命名，并简单地按照顺序排列出来。

识别出不同的角色，如果有两个以上的角色，活动必须按照角色排序。属于两个或者两个以上角色的活动应该提到两次，或者相应地多次提到。

察看活动，观察活动是按照顺序还是平行进行，可以使用恰当的UML符号来模仿。

分支路线的选择，通过活动结构的结构—属性（Structure-type）的设置来显示顺序或选择。

决定使用一个剧本还是一个以上的剧本，当有可选择的教学情景需要被指定时，使用多个剧本。使用的情形是包含相同材料的一门课程，可以在远程学习或者混合式学习模式中使用。选择哪种剧本可以在课程被演示时或者在运行时由老师决定，学生在运行时也可以决定跟随哪个剧本，或者在剧本之间进行转换。

（3）根据UML图表形成学习设计的XML文档实例，该文档实例必须通过学习设计规范的验证。

确定标题。标题应该反映教学情景的种类，而不是反映出内容的种类。总之，名称表现出学习设计的特色，内容包（Content Package）的名称应该反映出包含内容的种类。

组成。组成有四种类型：角色、属性、活动和环境。UML活动图告诉我们有什么样的角色，还告诉我们有什么活动和活动结构，它们相应地符合单个活动和复合活动。环境不是UML活动图的一部分，但是对它们在叙述中有所描述。在这个阶段，识别环境会很有用，也应该对属性进行描述。

和设想的教学情景有关（如方法元素）。在这里，人们大都会遵循严密的方法，从剧本开始，然后到幕和角色，最后到活动结构和活动。

三、学习设计信息描述

在信息模型中定义的一些学习设计的概念使用层级结构来描述。层级的模型可以很方便地描述由许多元素和从属元素组成的数据[27]。XML（可扩展的标记语言）是一个广泛使用的用来描述层级模型的方法，并且还作为协同工作的基础被IMS采用。一个XML文档是一个具有内容和属性的元素的层级结构，如图2.12所示（实线表示必须元素、虚线表示可选元素）。

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