网络课件编辑制作系统的模型设计与功能实现
摘要：本文探讨了网络课件编辑制作系统的设计方法和体系结构。针对目前网络课件共享性差，且制作过程复杂等问题，本文提出了基于XML的网络课件的元数据著录模型和内容包装模型，实现了对远程教育标准的支持，解决了资源共享和数据交换的问题；同时采用基于时间线的多轨道的信息组织方式，使视频、音频、幻灯片、讲稿和目录等内容能够一次性同步合成，简化了课件制作过程，提高了制作效率。
关键词：网络课件；元数据著录模型；内容包装模型；同步合成
 
1引言
教学资源数字化是网络教学的基础性工程，网络课件是教学资源的核心内容[1-3]，其本质是集教员授课的影像、声音、多媒体课件(或板书)、教案文稿于一体的基本教学单元。目前网络课件的开发大多是基于HTML的，不利于信息提取，使得课件资源难以共享和传输，阻碍了网络教学的发展。此外，我校在教学信息资源系统建设和网络教学发展过程中，需要制作大量网络
课件，通常要对视频、幻灯片、讲稿等内容进行编辑合成，其过程繁琐且耗时，已成为目前教学资源建设中的瓶颈。为此，我校自网页界面设计的网络系统有哪些2003年开始研发网络课件编辑制作系统，目的在于提高网络课件制作效率，解决课件数据分布存储、数据交换等问题。本文重点讨论网络课件编辑制作系统的元数据著录模型、内容包装模型以及基于时间线的多轨道的信息组织方式。
2系统设计
网络课件编辑制作系统由输入模块、流媒体视频同步编辑合成模块、流媒体视频采集录制同步合成模块和输出模块四部分组成，共有15个子功能模块,如图1所示。
输入模块的功能是将网络课件素材文件夹内的各种视频、音频、多媒体、讲稿、索引目录等文件自动导入系统的素材浏览区，以便选择视频文件、幻灯片文件、讲稿文件和目录文件。
流媒体视频同步编辑合成子系统功能将已经录制好的讲课视频、音频、多媒体、讲稿、索引目录等文件进行编辑、同步合成为完整的网络课件。
流媒体视频采集录制同步合成系统实现流媒体视频的录制采集、录制编辑和同步合成功能。
输出模块提供网络课件预览功能、项目文件存储功能和网络课件发布功能。
3元数据注录模型
世界上很多标准化组织都在致力于基于网络的教育资源标准化的研究，并起草了一些相应规范，其中影响较大的有：IMS的学习资源元数据规范，IEEE LTSC的学习对象元数据模型(LOM)、OCLE Dublin Core的Dublin Core元数据标准，等等。我国教育部现代远程教育标准化委员也制定了“现代远程教育标准(DLTS)”。我们在开发网络课件编辑制作系统的过程中，借鉴了国内外相关标准，提出了基于XML的网络课件元数据注录模型。
网络课件元数据注录模型的基本结构，包括三部分：一是必须遵守的LOM核心数据元素；二是可选择的数据元素；三是针对网络课件特扩展的数据元素。如图2所示。
网络课件元数据著录功能可以统一网络课件元数据著录信息，便于管理、存储、查询，注录的网络课件元数据存储为XML文档，配合不同XSL样式单文件，可以显示各种风格的注录信息。
4网络课件内容包装功能
根据现代远程教育标准的内容包装信息模型，定义一种能够用来交换学习内容的标准数据结构，为学校和开发商制作学习资源提供标准数据绑定的基础，从而使学习资源可以在不同的创作工具、学习管理系统和运行环境之间互操作。以该内容包装规范为基础，对于网络教学课件这一具体的学习资源，其包装模型如图3所示。
其中，元数据部分为在远程教育中关于网络课件的一些必须描述的属性信息；组织结构部分是对相关知识点各项条款框架结构的组织和划分；资源调用部分是对每一条款对应的各种素材资源的调用信息，其中至少应包含素材的统一资源标识符信息和素材文件的格式信息，以便能够对素材进行准确的定位并通过对应的打开程序打开；子内容清单部分保留备用。以上各部分组成了网络课件的顶级内容清单文件l。物理文件部分则对应了经过整理后的素材库。
l文件描述了标准化网络课件的各种信息，有利于网络课件的统一管理和网络课件资源和素材资源的共享；同时可以实现更为准确和高效的检索；文件的有效性可以通过DTD、XSD等“语法”文件自动检查，使课件符合标准化的要求；通过应用不同的样式单，可以针对老师、学习者、教学保障者等不同的对象显示各自需要的信息视图；XML文档对象模
式(DOM)允许用脚本或其他编程语言处理数据，因此可以实现数据计算和处理的本地化，减轻了网络和服务器负载，缩短了用户的响应时间；实现了网络课件对所需素材有组织的调用，它将网络课件以网页的形式展现给学习者，学习者可以选择各知识点的不同条款进行主动式学习。基于XML的网络课件模型如图4所示。
流媒体视频同步编辑合成子系统充分运用了XML结构化描述数据的特点，使网络课件元数据注录标准统一、实用；使网络课件文件格式统一、文档结构规范、重用性好；使网络课件的媒体资源分布式的存放在数据库中，使之可以充分共享使用。该系统应用了这些研究方法，使得网络课件符合远程教育资源的数据交换标准，便于存储，便于传输，便于管理，便于网络教学。
5基于时间线的多轨道的信息组织方式
流媒体视频同步编辑合成系统功能是将已经录制好的讲课视频、音频、多媒体、讲稿、索引目录等文件进行编辑、同步合成为完整的网络课件。该系统的主要功能有：流媒体视频与多媒体、讲稿、目录、动画的同步合成功能、流媒体视频与多媒体同步点的编辑功能、目录与多媒体的同步编辑功能、流媒体视频非线性编辑功能、网络课件内容包装功能。
5.1流媒体视频与多媒体、讲稿、目录的同步编辑合成功能
流媒体视频与多媒体、讲稿、目录的同步合成功能在用户界面上采用基于时间线的多轨道的信息组织方式，(如图5所示)每个轨道作为一个媒体编辑器，用于管理一类信息(如目录、幻灯片、视频)。在实现机制上采用进程管理，每个轨道中的媒体作为时间线窗口的子进程被管理和调度，而这个时间线窗口可以把事件分发给不同的编辑器，并协调管理多个子进程的操作。此功能实现了流媒体视频与其他媒体的一次性同步合成，大大降低了网络课件制作的工作量，同时这种多轨道时间线窗口操作简便，编辑时易于修改，可以使用户能尽快掌握操作。
5.2流媒体视频与多媒体同步点的编辑功能
为使用户能方便地对已经合成的同步时间点进行增加、删除、移位和修改，系统设置有时间轨道和播放头。
此项功能在实现机制上采用了参照点模型和基于时间间隔同步相结合的同步说明方法，不但能支持图示化的表现方式，方便的实现时间无关对象与时间相关对象的集成，而且在处理LDU和用户交互动作上也显示出强大的优势。
为了方便描述多媒体对象的同步表现，系统定义了媒体单元，以此提供相对于媒体对象的参照点，同时被用来描述这个媒体单元的时序行为。对于视频流来说，它所包含的LDU就是一个媒体单元。而对于幻灯片来说，每一个交互动作(幻灯片切换或是自定义动画)就是一个媒体单元。媒体单元可以定义为如下几部分：

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