电子游戏教学资源库的设计与实现 - 图文(4)

2019-04-23 11:11

节介绍了电子游戏教学资源库,并对库中的电子游戏资源进行了分析;2.3节介绍了描述电子游戏资源的元数据结构。

2.1 CELTS标准

2.1.1 CELTS简介

20世纪末随着信息技术的飞速发展,信息化教育应运而生并蓬勃发展起来,各种类型的教育资源建设越来越受到重视。近年来,我国各级教育部门、各级学校以及一些软件开发公司开发了不少的教育资源,诸如媒体素材、课件、题库、网络课程、学科主题网站等不同形式的教育资源活跃在互联网上,促进了我国信息化教育资源的建设和发展。然而,在实际应用中,人们也发现教育资源在建设、组织和管理方面存在一些问题。如:各单位在开发教育资源时采用的标准不一致,在资源库的结构、资源类型、资源属性等方面缺乏规范。这使得资源不易管理和利用,各个平台、系统之间无法交换和共享资源,许多同类资源重复建设,造成人力物力上的浪费。在这种大背景下,我国信息技术标准化技术委员会教育技术分委员会通过分析国际标准工作,参照IEEE 1484标准,并根据我国教育实际情况编写了CELTS标准体系。

CELTS(Chinese e-Learning Technology Standardization),即中国网络教育技术标准体系,

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第二章 电子游戏资源分析

由5类标准项目组成:指导性标准、学习资源相关标准、学习环境相关标准、学习者相关标准、教育管理相关标准。到目前为止,已立项的标准草案项目36项,其中国家标准化管理委员会立项18项,已完成并发布的国家标准3项[7]。在这个标准体系里,通用规范(编号小于40)具有广泛的适用面,给标准用户留有较多的发展余地,允许他们在遵从统一的基本框架下选择及改制一些数据项目;专用规范(编号为40以后)是针对某一特定领域的或给出特定的实现方法,具有更强的约束力。

2.1.2 教学资源建设规范与元数据标准

CELTS标准体系中,我们教学资源库建设参照的标准主要有教育资源建设规范(CELTS-41)、学习对象元数据(CELTS-3)和基础教育资源元数据应用规范(CELTS-42),它们同属于学习资源类相关标准[8]。CELTS-41侧重点在于统一资源开发者的开发行为、开发资源的制作要求、管理系统的功能要求等;CELTS-3和CELTS-42主要是规范资源对象的元数据标准。

“教育资源建设规范(CELTS-41)”规定,教育资源建设可以有四个层次的含义,一是素材类教育资源建设,主要分八大类:媒体素材、试题、试卷、文献资料、课件、案例、常见问题解答和资源目录索引;二是网络课程建设;三是资源建设的评价;四是教育资源管理系统的开发;在这四个层次中,网络课程和素材类教育资源建设是基础,是需要规范的重点和核心。

“学习对象元数据规范(CELTS-3)”是针对教育资源的元数据规范。所谓学习对象是指任何具有重用特性并用来支持学习的数字化资源。元数据是指关于数据的数据(Data to data),它的作用在于描述数据资源的关键属性,以便于资源的检索查询。规范中定义了大量的项目,共9类80多项,这些项目规定了该如何描述学习对象,即应对资源的哪些属性进行描述,这些属性该如何表示等等。为学习者和教育者等查找、评估、获取和使用学习对象提供支持。

“基础教育资源元数据应用规范(CELTS-42)”是在CELTS-3的基础上,结合我国基础教育的实际,定义的一组面向基础教育的教学资源元数据元素。其主要目的是为各单位开发网络教育资源而制定开发的指导规范,使各学校开发的资源能够在大范围内共享。同CELTS-3相比,CELTS-42更具体。CELTS-3定义的是一种概念上的数据模型,针对通用学习对象进行定义,较为宏观,指导面广。CELTS-42)则针对我国基础教育,具有本土化色彩,符合国内资源建设的现状,可操作性强。

[9]

2.2 电子游戏教学资源库概述

2.2.1 电子游戏教学资源库

电子游戏的健康发展需要机制的支持,无论从其外部存在机制、还是内部发展机制来说,电子游戏应用于教育是信息技术发展的必然趋势,同时也需要各领域专家不断的努力。本论文提出的电子游戏教学资源库将致力于引导电子游戏向健康的方向发展,推进游戏的产业发展,推进以资源库为代表的信息技术与学科的深入整合。本研究探索将电子游戏作为一种新

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第二章 电子游戏资源分析

型的课程资源,服务于教学活动。当然我们在这里探讨的并不是将完整的游戏单纯地在课堂中使用,而是重点探讨电子游戏在教学和学习中的应用方式,在以信息技术教学为主线的情况下辅以游戏的某些特质。

根据CELTS标准,教学资源库包括了教育资源的建设及其组织管理。资源库建设包括两个层次:素材类教学资源的建设以及资源管理系统的开发,即为用户提供一个上传、下载以及相互交流的平台。我们的电子游戏资源库建设中同样包含两个部分,后台数据库提供电子游戏资源信息,前台负责与用户交互,提供服务。

根据CELTS标准,教学资源库的建设应该以促进各资源库系统之间的数据共享,提高教育资源检索的效率与准确度,保证资源建设的质量为前提,一般来讲有下面三个特征:数字化、网络化和规范化[10]。

电子游戏教学资源库中资源以数字化形式存储,包括文本、图片等形式,采用统一的标准结构化存储,以便于平台之间的传输和共享;以网站的形式呈现给用户,用户可以借助网络平台轻松获得;基于CELTS标准的元数据模型描述电子游戏式资源,方便搜集系统的搜集,用户对资源的查询。同时,在建设资源库时要使用开放的数据库,以供多用户访问,如Microsoft SQL Server、Oracle、MySQL等,而不能使用单用户的Excel、Access等,以免限制多用户并发访问。

2.2.2 电子游戏资源

通过大量的研究调查,笔者认为电子游戏以其独特的教育品质将是今后教育领域中学习资源的最好的补充。因此,我们构建教学资源库将以电子游戏作为资源。在这里,涉及到二个问题:①如何确定电子游戏资源对象;②如何对电子游戏资源对象进行描述。

电子游戏教学资源库中的电子游戏资源并不是具体的以电脑为载体的游戏,而是关于某一具体的电子游戏的描述。当用户通过前台网站登录我们的资源库时,可以查看里面的电子游戏信息,结合项目组的其它系统进行个性游戏推荐。我们知道,互联网信息量巨大并且不断更新,因此,数字化的资源库中所罗列的电子游戏就摆脱了仅仅是电脑游戏的局限,它还包括了其它载体如电视、手机、街机等游戏资源的描述。

在电子游戏资源到底是什么明确之后,接下来面临的问题就是如何合理的对其进行描述。描述主要来源于互联网中的网页资源,这些网页包含了各种类型的电子游戏的描述信息,比如游戏名称、游戏介绍、游戏类型以及原始URL等。实现资源库核心功能的电子游戏自动搜集系统,借助主题式的网络爬虫技术与信息抽取技术,从互联网中抓取相关度高的电子游戏网页,并提取描述信息,结构化存放在数据库中并为用户提供各种类型的服务。

从研究的角度上讲,若要准备地描述一个研究对象,则需要一套合适的元数据描述方案。由于本文的研究目的是为教学服务的,属于教育资源领域,所以需要对教育资源的标准体系进行详细的调查研究。笔者在仔细研究CELTS标准的基础上,结合电子游戏类页面自身的特点,制定了电子游戏资源的元数据,为每条电子游戏信息进行多属性标注,规范了属性的标题、数据类型及内容描述等,提高平台之间信息交流与资源共享,方便用户查询使用。

使用该元数据对资源库进行合理化管理、目录化编排、数字化处理,结合多元智能标注系

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第二章 电子游戏资源分析

统与多元智能量表测试系统,创建资源检索平台。资源库的建设依托校园网络,随时丰富资源库,为教育教学提供有效的最新的电子游戏目录资源,促进电子游戏在教育教学中的应用。

在下一节里,将对电子游戏资源的元数据进行分析。

2.3 电子游戏资源元数据

电子游戏资源自动搜集系统面向的对象是互联网上电子游戏类的网站,通过主题式爬虫技术遍历这些站点,抓取网页并提取敏感信息。功能上类似于一个基于主题的搜索引擎[11,12],但它与普通的基于某个主题内容的搜索引擎不同。在受限领域或者专业知识性非常强的领域(比如地震、医学类网页中)进行的网页抓取,主题式搜索引擎借助专业的关键词库与种子URL库,仍能取得良好的效果[13]。但是在电子游戏类站点中,各页面相互之间鲜有相近的文本描述,或相似的结构特点,不太易于给定通用的决策一块实施抓取。

基于这种原因,笔者通过对大量典型的、具有代表性质的样本式电子游戏网页的分析,制定了电子游戏的“核心元素”结构,同时归纳出一些利于网页抓取与关键信息抽取的规则,用于自动搜集系统,在查全率和查准率上都取得了明显的改善。然后,结合CELTS标准,对该“核心元素”结构作了改进,提出电子游戏资源的元数据。

2.3.1 页面特征分析

初期,笔者借助手工方式与自动方式,在互联网上搜索、下载了大量典型代表性质的样本式游戏网页,通过对这些样本网页数据进行对比、归纳,得出了以下结论。

根据分析,电子游戏类网页可以为三种类型,资源类页面、索引类页面以及无序型页面,其中,资源类页面指那些包含具体游戏的页面,包括游戏本身,游戏名称、介绍等;索引类页面是那些指向资源类页面的页面,二者是一对多关系,如图2-1所示。还有一种是无序型页面,之所以说它无序,是因为这些页面包含的电子游戏信息没有逻辑的结构,往往不规则得排布于整个页面,像论坛、博客性质的游戏介绍网页。

图2-1 页面类型

根据页面的布局特征,笔者对页面进行了如下分类,并依据此建立了规则集,满足某条规则的网站页面即有可能被判定为相关页面。

一、整个页面仅包含一个电子游戏资源,见图2-2。这种网页为资源类页面。

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第二章 电子游戏资源分析

图2-2

二、一个页面包含多个游戏资源,并且这种类型的页面多个游戏间呈规则状排列,见图4。这种网页一般为索引类页面,当然,它本身也提供了我们感兴趣的资源,像游戏名称、介绍等,也是我们要重点抓取的页面。

图2-3

三、论坛、博客性质的游戏介绍网页,这种页面为论坛上的帖子或博客上的文章,一般由多个游戏元数据结构组成,之间排列不规则,通常从上到下依次排满整个页面。如图2-4。本身也是资源类页面。但这种页面数量不多,提供信息一般由网络用户自己发表的帖子,准确性不高,不属于重点抓取对象。

图2-4

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第二章 电子游戏资源分析

经过以上分析,绝大多数的电子游戏网页,关于游戏的具体构成元素都至少包含以下三个部分,游戏名称、游戏介绍和游戏截图,我们把这三类元素称为基于某一个游戏的“核心元素”,表1制定了一个规则集。经过调研,一般在索引页面中包括较多的核心元素,而资源页面中由于是对某一游戏的详细介绍,所以核心元素数为2-1。

表2-1 电子游戏核心元素构成

元素 标题 介绍 多媒体 特征 游戏名称,大字体、粗体或带书名号 文本描述,包含游戏介绍、玩法等 游戏截图或游戏本身 格式 Txt Txt jpg/gif/swf/exe/?

通过对页面特征的分析,爬虫模块下载URL时,是从超链接标记 标记中查找并获得Href属性,依次爬行其它网页。但要注意的是,有些网页存在的图片本身也是热点区域,所以模块中应添加图像作用区域标记,把它的Href属性也作为重要遍历对象。所在,要同时考虑与两种标记,以提高抓取的准确性。

初期根据页面特征分析得到的电子游戏核心元素结构,被广泛用来本系统的核心部分——电子游戏自动搜集系统的爬虫模块与游戏主题特征抽取模块,在查全率和查准率上有了明显的提高。同时,结合CELTS相关标准,对该核心元素结构进行了改行,提出了电子游戏资源的元数据。

2.3.2 基于CELTS 标准的电子游戏元数据

为方便各个不同资源库平台之间的信息交流和资源共享,提高资源的可重用性,我们结合了“基础教育资源元数据应用规范(CELTS-42)”,制定了描述了电子游戏资源相关元素的元数据。

CELTS-42对基础教育资源元数据的制定提供了详细的规范说明。该规范规定的描述基础教育资源的数据元素集包括23个元素,其中必须元素11个,可选元素


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