专利名称：合作性电子学习的教学架构的制作方法
技术领域：
本发明一般地涉及电子学习(e-learning)。具体上涉及合作性电子学习(collaborative e-learning)。
背景技术：
用于提供基于计算机的培训(CBT)的系统和应用已经存在许多年。但是，CBT系统历史上还未获得广泛接受。阻碍接受CBT作为培训工人和学习者的一个问题是教程和培训材料在适应个体学习者需求方面的不灵活。
一些CBT是基于统计地链接内容的超媒体系统。通过以描述信息注解超级链接来提供用户指南。被培训者可以通过遍历被嵌入在学习材料中的链接来使用学习材料。与所述材料相关联的结构很严格，并且不能容易地写、编辑或重新使用所述材料以建立附加的或新的学习材料。
用于智能辅导和CBT系统的更新的方法是基于特殊的域模型(domainmodel)，所述域模型必须在建立教程或内容之前定义。一旦建立了一个教程，教程材料不容易为了不同学习者的培训需要而被适配或改变。结果，所述教程经常不能满足被培训者和/或培训者的需要。
另外，CBT系统不提供与在课堂中所教授的教程通常相关联的合作性学习。实际上，按照独立学习的范例来构建所有的CBT教程，所述独立学习最好用使得用户能够彼此通信的环境来增强。例如，典型的基于万维网的教程可以包括精心制作的超媒体结构。所述结构被嵌入到用于提供用于通信的一般工具的环境(例如聊天室或视频会议)中。但是，内容和合作不集成。
因此，由于上述和其他原因，需要新的方法和技术来补充传统的基于计算机的培训和指导。
发明内容
在一个一般方面，一种学习系统包括接口，用于接收由学习者选择的学习策略；内容管理系统，用于存储内容和与一个教程相关联的一个或多个合作元；学习管理系统，用于根据所选择的学习策略来确定要呈现给所述学习者的所述学习内容和所述一个或多个合作元(collaboration element)。所述学习者可以在学习所述教程的同时，在学习者选择的时间期间使用所述合作元来参加。
一种合作模板可以与所述合作元相关联。所述合作模板对应于一个合作场景。所述合作场景可以包括在所述学习系统的两个或多个学习者之间的合作活动。所述合作场景可以包括自由讨论活动(brainstorming activity)、合作文本处理活动(cooperative text processing activity)、解释性演说活动(explanation discourse activity)、回答辅导教师活动(answer-to-tutor activity)和正反辩论(pro-contra dispute)。
所述教程可以包括一个或多个结构元，并且至少一个结构元可以包括一个合作元。具体地说，所述结构元可以是一个知识项(knowledge item)。所述结构元不强制学习者使用来遍历所述教程的内容或合作元的顺序。
可以将一种或多种能力与合作元相关联。所述能力可以用于确定如何向学习者呈现教程材料。可以将合作特性与合作元相关联。合作特性指示学习者与合作元的交互。所述合作特性可以用于确定如何向学习者呈现教程材料。
合作元可以是合作意向点(intentional point of collaboration)。
在另一个一般方面，一种电子学习的方法包括将与电子学习教程相关联的内容划分为可以由浏览器解译的两个或多个结构元，这些结构元之一包括一个合作元；将所述结构元汇集为两个或多个层，其中较高层可以引用较低层的任何实例；以及将所述结构元组合为一个教程。
在另一个一般方面，用于存储教程数据以由内容播放器正在执行的应用程序访问的存储器包括存储在存储器中的一个教程数据结构，所述教程数据结构包括由所述应用程序使用来呈现电子学习教程的信息，所述教程数据结构包括被汇集为两个或多个层的多个结构元，其中较高层可以引用较低层的任何实例，至少一个结构元包括一个合作元件；元数据，用于描述所述结构元；以及多个关系，用于指示在结构元之间的相关性。
在另一个一般方面，作者站包括作者输入器件，用于输入命令；以及作者工具，用于接收输入的命令和响应于所述命令来组合结构元，所述作者工具包括用于呈现结构元、选择结构元和建立包括一个合作元的至少一个结构元的接口。
所述作者工具被配置为使用一个合作模板来建立所述合作元。所述合作模板对应于自由讨论活动、合作文本处理活动、解释性演说活动、回答辅导教师活动和正反辩论。所述合作模板被配置来在两个或多个学习者之间提供合作活动。
根据说明书、附图和权利要求书，其他特性和优点将变得清楚。
图1是示范教程内容汇集模型。
图2是用于电子学习的知识类型的本体(ontology)的一个示例。
图3是用于电子学习的教程图的一个示例。
图4是用于电子学习的子教程图的一个示例。
图5是用于电子学习的学习单元图的一个示例。
图6和7是示意性电子学习系统的方框图。
图8是用于图6和7的系统的合作用户界面的一个示例。
在各种附图中的类似的附图标号表示类似的元件。
具体实施例方式
电子学习内容结构按照下述的实现方式，一个电子学习系统和方法构造与教程或培训相关联的内容，使得内容是被重新使用并且灵活的。例如，所述内容结构使得教程的建立者可以重新使用现有的内容来建立新的或附加的教程。另外，所述内容结构提供了可以适用于不同学习者的需要的灵活内容传递。具体地说，可以动态地将教程内容组合为一个暂时的教程，如下所述。另外，可以在所述教程中集成合作活动以增强学习者的经验。
可以从与形成教程材料的内容相关联的多个学习对象建立一个教程。每个学习对象可以包括与所述教程相关联的信息/数据和/或到所述数据的链接。除了与其他学习对象的关系之外，所述学习对象也还可以具有可以用于描述学习对象的属性、特征和/或质量的相关联的元数据。所述学习对象可以被组织和/或组合来建立一个教程(它可以被提供给学习者)。
在一种实现方式中，可以使用一个或多个结构元来实现所述电子学习对象。可以使用以不同的汇集层排列的结构元来集聚与教程相关联的内容。每个较高层的结构元可以引用一个较低层的所有结构元的任何实例。在其最低层，结构元参考内容，并且不可进一步被细分。按照图1所示的实现方式，可以将教程材料100划分为四个结构元教程110、子教程120、学习单元130和知识项140。
从最低层开始，知识项140是其他结构元的基础，并且是教程内容结构的构建块。每个知识项140可以包括用于图解、解释、实践或测试主题领域或题目的一个方面。另外，知识项可以用于实现合作活动。知识项140通常在尺寸上相对很小(例如具有有限的持续时间)。
可以使用多种属性来描述知识项140，诸如名称、媒体类型、访问权、器件能力和知识类型。所述名称可以被学习系统用于识别和定位与一个知识项140相关联的内容。媒体类型描述与知识项140相关联的内容的形式。例如，媒体类型包括呈现类型、通信类型和交互类型。呈现媒体类型可以包括文本、表格、图解、图形、图像、动画、音频剪辑和视频剪辑。通信媒体类型可以包括聊天对话、组(例如新闻组、队、类和对等组)、电子邮件、短消息服务(SMS)和即时消息(instant message)。交互媒体类型可以包括基于计算机的培训、模拟和测试。访问权可以用于确定是否向学习者或其他个人(例如，教程作者、教师和/或辅导教师)提供访问。
也可以通过知识类型的属性来描述知识项140。例如，知识类型包括方位知识、活动知识、解释知识和来源/参考知识。知识类型可以在学习目标或内容上不同。例如，方位知识向学习者提供一个参考点，因此提供了一般信息以更好地理解互相关联的结构元的结构。下面更详细地说明每个知识类型。
可以使用广泛的技术来产生知识项140，但是，浏览器(包括插件应用程序)应当能够解译和显示与每个知识项相关联的适当文件格式。例如，标记语言(诸如超文本标记语言信号(HTML)、标准通用标记语言(SGML)、动态HTML(DHTML)或可扩展标记语言(XML))、JavaScript(客户端脚本语言)和/或Flash可以用于建立知识项140和它们相关联的数据。另外，可以使用用于教程合作活动的知识项来实现合作工具，诸如聊天室、电子邮件、即时消息、音频/可视会议和白/黑板。
HTML可以用于描述文件的本地元和呈现，诸如文本、题目、段落、列表、表格或图像参考。
Flash可以用作Flash电影的文件格式和用作在浏览器中播放Flash文件的插件。例如，可以使用利用向量和位形的Flash电影、动画、幻灯片、过渡(transition)、MP3音频文件、输入表格和交互。另外，Flash使得图形元的精确像素定位能够产生用于向学习者呈现教程材料的、给人深刻印象和交互性的应用。
可以使用一个或多个知识项140来组合学习单元130以表示例如清楚的、主题相关的单元。结果，学习单元130可以被考虑为用于同一题目的知识项140的容器。虽然学习单元130大于知识项140，学习单元130也可以在尺寸上被考虑为相对较小(例如有限的持续时间)。
可以使用其他子教程120、学习单元130和/或知识项140来组合子教程120。子教程120可以用于将一个广泛的教程分割为几个较小的从属教程。子教程120也可以用于通过参见其他的子教程120来建立任意深的嵌套结构。
可以从包括子教程120、学习单元130和知识项140的所有从属结构元来组合教程。为了促进最大的重新使用和灵活性，所有的结构元应当是自包含的和与环境无关的(context free)。
结构元也可以被标上元数据，所述元数据用于支持与结构元相关联的内容的自适应提供、重新使用能力和搜索/检索。例如，由IEEE定义的学习对象元数据(LOM)“学习对象元数据工作组”可以附加到独立的教程结构元上。所述元数据也可以用于指示与结构元相关联的学习者能力。其他元数据可以包括可以用于分类结构元的多种知识类型(例如方位、活动、说明和资源)。
如图2所示，可以使用知识类型201的启发式本体来分类结构元，所述知识类型201包括方位知识210、活动知识220、说明知识230和参考知识240。方位知识210帮助学习者在不能够以题目特定的方式操作的情况下，通过一个题目找到他们的路线，并且可以被称为“知道是什么”。活动知识220帮助学习者获取与题目相关联的技能，并且可以被称为“知道如何做”。说明知识230向学习者提供对于为什么某事物是其存在形式的说明，并且可以被称为“知道为什么”。参考知识240教授学习者在哪里找到关于特定题目的附加信息，并且可以被称为“知道在哪里”。
所述四种知识类型(方位、活动、说明和参考)可以被进一步划分为细粒的本体(fine grained ontology)，如图2所示。例如，方位知识210可以引用子类型250，其中包括历史、场景、事实、概览和总结。活动知识220可以引用子类型260，它包括策略、流程、规则、原则、命令、法律、对于法律的评论和校验清单。说明知识230可以引用子类型270，它包括示例、意愿、反映、对于为什么或是什么的说明和论据。资源知识240可以引用子类型280，其中包括参考、文件参考和归档参考。
可以用当在一个汇集层组合结构元时的关系来描述在结构元之间的相关性。可以使用一个关系来描述在结构元之间的自然的、主题分类关系。关系可以是定向或不定向的。定向关系可以用于指示在结构元之间的关系在一个方向或两个方向(例如双向)上为真。应当遵照方向关系。
关系可以被划分为两类主题分类的和非主题分类的。主题分类关系可以进一步划分为分层关系和关联关系。分层关系可以用于表达在具有从属或上位关系的结构元之间的关系。例如，如果B是A的一部分，则存在知识项A和B之间的分层关系。分层关系可以被划分为两个类别部分/全部关系(即“具有部分”)和抽象关系(即“概括”)。例如，部分/全部关系“A具有部分B”描述B是A的部分。抽象关系“A概括B”意思是B是A的特定类型(例如，飞机概括喷气机，或喷气机是飞机的特定类型)。
关联关系可以用于指示在两个结构元之间的一种相关关系。关联关系可以帮助学习者获得对于与结构元相关联的事实的较好理解。关联关系描述了在两个结构元之间的倍数关系，并且主要是定向的(即在结构元之间的关系仅仅在一个方向上为真)。关联关系的示例包括“确定”、“并排”、“替代”、“相对”、“在前”、“上下文”、“处理”、“值”、“手段”和“密切”。
“确定”关系描述了在A和B之间确定的相关性(例如B有原因地依赖于A)。可以从空间的、概念的、理论的或本体论的角度来看“并排”关系(例如，如果两个知识对象是一个上位整体(superordinate whole)的一部分，则与B的并排是有效的)。并排关系可以被细分为多个关系，诸如“类似于”、“替代”和“相似于”。“相对”关系表示两个结构元相对于至少一个质量是相对的。“在前”关系描述了连续关系(例如，A在时间上出现在B之前(而不是A是B的前提))。“上下文”关系描述了基于可以得到哪个相关的结构元的事实和状况关系。在结构元之间的“亲和”指示在结构元之间存在紧密的功能相关性(例如，在书籍和阅读活动之间存在密切关系，因为阅读是书籍的主要功能)。
非主题分类关系可以包括关系“前提”和“属于”。“前提”和“属于”关系不是参考要给予的知识的主题分类的相互关系。相反，这些关系参考在学习环境中的教程的进展(例如当学习者遍历所述教程时)。“前提”关系是定向的，而“属于”关系是非定向的。两种关系可以用于不能被进一步细分的知识项140。例如，如果屏幕的尺寸太小而不能在一个页面上显示整体内容，则显示内容的页面可以被划分为两个页面，它们通过关系“前提”连接。
另一种元数据是能力。能力可以被分配到结构元，诸如子教程120或学习单元130。当学习者遍历教程材料时，能力可以用于指示和评估学习者的表现。能力可以被分类为认识技能、感情技能、感觉与肌肉运动技能或社会技能。
教程图可以将与教程相关联的内容结构表示为一组图形。一个结构元可以被表示为在图中的一个节点。节点属性被用于传送附加到对应的结构元的元数据(例如，名称、知识类型、能力、访问权、器件类型和/或媒体类型)。在两个结构元之间的关系可以被表示为边。
例如，图3示出了一个教程的图300。所述教程被划分为四个结构元或节点(310、320、330和340)三个子教程(例如知识结构、学习环境和工具)和一个学习单元(例如基本概念)。每个节点的节点属性350被示出在括号内(例如标为“基本概念”的节点具有用于将其识别为对于学习单元的参考)的属性。另外，表示关系“上下文”的边380已经被指定用于相对于每个子教程的学习单元。结果，在学习单元中说明的基本思想提供了在三个子教程中覆盖的思想的范围。
图4示出了图3的子教程“知识结构”350的图形400。在这个示例中，子教程“知识结构”进一步划分为三个节点(410、420和430)学习单元(例如关于关系)和两个子教程(例如，覆盖方法和知识目标的题目)。在结构元之间提供用于表达关系“确定”的边440(例如，子教程“方法”确定子教程“知识对象”和学习单元“关系”)。另外，每个节点的属性450被示出在括号内(例如节点“方法”和“知识对象”具有属性，用于将它们识别为对于其他子教程的参考；节点“关系”具有作为对于学习单元的参考的属性)。
图5示出了用于图4所示的学习单元“关系”450的图500。所述学习单元包括六个节点(510、515、520、525、530、535、540和545)六个知识项(即“关联关系(1)”、“关联关系(2)”、“对于关系的测试”、“分层关系”、“非主题分类关系”和“不同关系”)。在知识项“关联关系(1)”和“关联关系(2)”之间提供用于表达关系“前提”的边547。另外，每个节点的属性550被指定在括号内(例如，节点“分层关系”包括属性“示例”和“图像”)。
电子学习策略上述的内容汇集和与一个教程相关联的结构不自动强制学习者可以使用来遍历与教程相关联的内容的任何顺序。结果，不同的排序规则可以被应用到相同的教程结构以提供通过教程的不同路径。被施加到教程的知识结构的排序规则是学习策略。当学习者进行通过(progress through)教程时，学习策略可以用于提取要向学习者建议的具体结构元。学习者或监督人(例如辅导教师)可以在采用教程的同时从多个不同的学习策略选择。反过来，所选择的学习策略考虑到教程结构和学习者的偏好的要求。结果，学习者通过教程的进程可以不同。
使用宏策略(macro-strategy)和微策略(micro-strategy)可以建立学习策略。学习者可以在采用教程的时候从多个不同的学习策略中选择。在教程内容向学习者呈现提供的运行时间(而不在教程的知识结构的设计期间)选择学习策略。
宏策略被用于学习策略中以指示教程的粗结构(即子教程120和学习单元130的组织)。宏策略确定教程的子教程120和学习单元130被提供给学习者的次序。基本宏策略包括“归纳”和“推论的”，这使得学习者可以分别从一般到具体或具体到一般通过教程。宏策略的其他示例包括“基于目标的，自上而下”、“基于目标的，自下而上”和“内容表”。
由学习策略实现的微策略以在一个学习单元内的学习进程为目标。微策略确定呈现学习单元的知识项的顺序。宏策略参考描述知识项的属性。宏策略的示例包括“仅仅方位”、“面向活动”、“面向说明”和“内容表”。
电子学习系统如图6所示，电子学习结构600可以包括学习站610、学习系统620和教程作者站。学习者可以使用学习站610来访问学习系统620和教程。使用能够以限定的方式响应和执行指令的通用计算机来实现学习单元610。学习站610的示例包括专用计算机、个人计算机(“PC”)、工作站、服务器、便携式电脑、使能万维网的个人数字助理(“PDA”)、交互电视机、机顶盒、机载(即车辆安装的)计算机或能够响应、产生和/或执行指令的两个或多个这些器件的组合。学习器件610也可以包括任何数量的其他器件、部件和/或外围设备，诸如存储器/存储器件、输入器、输出器、用户界面和/或通信接口。
学习站610也可以包括被安装在学习站610上的一个或多个软件应用程序(其中例如操作系统、浏览器应用程序、微浏览器应用程序、服务器应用程序、代理应用程序、网关应用程序、通道应用程序和分布会议应用程序)，用于命令和指导学习站610。应用程序可以包括计算机程序、代码段、指令或其某些组合，用于独立地或联合地指令学习站610按照期望来交互和工作。
具体地说，学习站610包括一个应用程序，它被配置来访问、解译和向用户提供教程和相关联的信息。例如，学习站610可以包括浏览器，用于实现一个学习门户，使得学习者可以访问学习系统620。通信链路621被配置来发送和接收与由学习系统620使用的教程和数据相关联的信号。
所述应用程序可以被永久或暂时地包含在能够向学习站610提供指令的任何类型的机器、部件、物理或虚拟设备、存储介质或传播的信号或波中，具体地说，所述应用程序可以被存储在可以由学习站610读取的存储介质或器件(例如，只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、易失性/非易失性存储器、磁盘或传播的信号)，以便如果学习站610读取所述存储介质或器件，则执行指定的步骤或指令。
学习站610也可以包括一个或多个通信接口，所述通信接口使得客户端器件可以使用通信路径621来发送和接收信息。通信路径621可以被配置来发送和接收用于传送或承载表示各种模拟和/或数字内容的数据流的信号(例如，电、电磁或光学的)。例如，可以使用各种通信媒体和一个或多个包括一个或多个网络器件(诸如，服务器、路线器、开关、集线器、中继器和存储器件)的网络来实现通信路径621。所述一个或多个网络可以包括WAN、LAN、简易老式电话业务(POTS)网络、数字用户线(DSL)网络、综合业务数字网络(ISDN)和同步光网络(SONNET)或两个或多个这些网络的组合。另外，通信路径621可以包括一个或多个无线链路，用于发送和接收用于传送信息的电磁信号，诸如无线电、红外线和微波信号。
学习系统620也可以包括一个或多个网络器件(例如服务器、路线器、开关、集线器、中继器和存储器件)和通信媒体，它们被配置来向学习者提供电子学习架构。如图6所示，学习系统620可以包括学习管理系统623、内容管理系统625和经营管理系统627。可以使用一个或多个服务器、处理器和/或其他网络器件来实现这些系统的每个。
另外，作者站630可以被提供来建立教程。
如图7所示，可以使用诸如SAP R/3 4.6C+LSO外接式附件之类的服务器来实现经营管理系统627。所述经营管理系统627包括一个或多个数据库，其中包括学习者帐户数据库和教程信息数据库。所述学习者帐户可以包括对于一个学习者的人口统计数据(例如姓名、年龄、性别、地址、公司、学校、账号和帐单)和他/她通过教程材料的进程(例如，访问的位置、完成的测试、获得的技能、获取的知识、特性和使用材料的能力)。经营管理系统627也可以呈现教程材料数据库，其中包括关于教程的附加信息，诸如教程题目、说明、所提供的教程、教程目录、教程的作者/指导者、最流行教程，经营管理系统627还提供用于搜索和预订教程的服务。
内容管理系统625可以包括学习内容服务器730。可以使用WebDAV服务器来实现学习内容服务器730。学习内容服务器730可以包括内容储存库。所述内容储存库存储用于向在学习站610的学习者提供教程的教程文件和媒体文件。所述教程文件可以包括组成一个教程的结构元，并且可以被存储为XML文件。可以使用媒体文件来存储在教程中包括的内容，并且可以组合媒体文件以向在学习站610的学习者呈现。
学习管理系统623可以包括内容播放器720。可以使用诸如SAP J2EE引擎之类的服务器来实现内容播放器720。所述内容播放器用于从内容储存库获得教程材料。内容播放器720也将学习策略应用到所获得的教程材料上以产生用于学习者的导航树或路径。所述导航树或路径用于为学习者简易通过教程的路线，并且根据学习者选择的学习策略来产生向学习者的教程材料呈现。
学习管理系统623也可以包括一个接口，用于与经营管理系统627交换信息。例如，内容播放器720可以当学习者通过教程材料时更新学习者帐户信息以指示例如获得的能力、通过的测试、完成的教程。
学习站学习者可以使用学习站610来访问关于教程的信息、与教程相关联的内容、关于学习系统620的信息、关于学习者的信息(例如存储在学习者帐户中的)。如图7所示，学习站610可以包括处理器、通信接口和存储器件。学习站610也可以包括任何数量的外围部件或集成器件(例如显示器、存储器/存储器件、输入器件、端口/接口、打印机、通信接口、麦克风和扬声器)，它们便于对于教程、其内容和相关联的教程信息的访问、呈现和与其的交互。
处理器可以用于实现学习接口。例如，处理器可以执行任何数量的软件应用程序，其中包括学习接口，它被配置来访问、解译和呈现教程和与学习者相关联的信息，并且使得学习者可以与内容和学习系统620交互。
学习站610可以被提供多个软件应用程序。所述软件可以包括浏览器，诸如Netscape communicator、微软公司的Internet explorer或者可以用于解译和处理诸如HTML、SGML、DHTML、XML或XHTML的标记语言任何其他的软件应用程序。所述浏览器也可以包括软件插件应用程序，它使得浏览器可以解译、处理和呈现不同类型的信息。所述浏览器可以包括任何数量的应用程序工具，诸如Java、Active X、JavaScript和Flash。
通信接口可以便于在学习站610和学习系统620之间的数据和信息的交换。例如，通信接口可以是通信卡、调制解调器、端口、无线收发机或能够使用无线链路621来发送和接收数据的器件。数据可以从学习系统620接收并且被处理器处理和/或被存储在存储器中。类似地，由处理器处理和/或被存储在存储器中的数据可以被发送到学习系统620。
如上所述，学习者可以使用学习站610联系学习系统620以访问教程。学习接口和相关联的浏览器可以用于实现图形用户界面，所述图形用户界面接受来自学习者的信息输入，并且呈现从学习系统620接收的信息。所述学习接口也可以配备内容播放器以呈现从学习系统620向存储器760下载的教程。
作者站如图6和7所示，电子学习系统也可以包括作者站630。可以使用工作站、计算机、便携计算器件或能够执行指令和连接到网络的任何智能器件来实现作者站630。作者站630可以包括任何数量的器件和/或外围设备(例如，显示器、存储器/存储器件、输入器件、接口、打印机、通信卡、扬声器)，它们便于对教程及其相关联的内容的访问、呈现和建立。
作者站630可以执行任何数量的软件应用程序，其中包括作者工具740，它被配置来建立、访问、解译和呈现教程(和相关联的教程数据/信息)。作者工具740可以包括教程编辑器750和浏览器，所述浏览器诸如为Netscapecommunicator、微软公司的Internet explorer或者可以用于解译和处理诸如HTML、SGML、DHTML、XML或XHTML的标记语言任何其他的软件应用程序。所述浏览器也可以包括软件插件应用程序，它使得浏览器可以解译、处理、建立和呈现不同类型的信息。所述浏览器可以包括任何数量的应用程序工具，诸如Java、Active X、JavaScript和Flash。
教程作者工具740可以访问内容和将所述内容与结构元相关联。作者工具740也可以将指示类型、关系和元数据与结构元相关联。作者工具740可以用于建立教程的结构，即其结构元和关系。作者工具740可以保存结构元来作为教程文件和保存相关联内容来作为媒体文件。
作者站630也可以包括嵌入的学习管理系统760。被嵌入的学习管理系统760是类似于学习管理系统623的应用程序，它使得作者能够通过向教程(例如它是被作者建立/修改的)应用学习策略来预览教程，以便根据所应用的策略来查看向学习者建议的导航路径。根据不同的、所建议的导航路径，作者可以确定如何建立教程的结构和如何通过学习管理系统623来解译所建立的结构。结果，作者可以在向学习系统620公布教程之前编辑、修改教程或向教程增加结构。
作者站630也可以包括通信接口631。在建立一个教程后，作者站630可以使用通信接口631来连接到学习系统620以公布教程，以便学习者可以预定和获得所述教程。具体地说，作者站630的通信接口可以使用通信链路635来连接到内容管理系统625。为了在学习系统620上公布所述教程，作者站630向内容管理系统625传送教程结构和内容(例如教程文件和媒体文件)。如上所述，可以按照标记语言(例如XML)来格式化所述教程文件。可以使用被配置来传送教程文件和相关联的媒体文件的任何永久或临时通信链路(例如，被配置来传送作为电波、电磁波或光波的数据信号的通信介质)来实现通信链路635。内容管理系统625在内容储存库中存储教程文件和相关联的媒体文件以供内容播放器720访问。
作者站630的通信接口631也可以使用通信链路637来连接到经营管理系统627。可以通过可以被配置来发送和接收信号(例如电波、电磁波或光波)的任何通信介质来实现所述通信链路。作者站630向经营管理系统627提供由学习者使用来例如预定教程的教程信息。一旦公布了教程，经营管理系统627使得学习站610可以使用学习门户来获得教程信息。
作者工具740和作者站630可以包括教程编辑器750，它可以与浏览器相结合地用于建立、修改、构建、组合和预览教程结构及其相关联的内容。教程编辑器750可以用于构造在教程中使用的内容。教程编辑器750包括教程编辑器接口。
教程编辑器750可以用于建立教程内容的结构。所述结构可以被存储为元数据。所述元数据可以被学习管理系统623的内容播放器720解译以按照在运行时间选择的学习策略来向学习者呈现教程。具体地说，教程编辑器750使得作者能够分类和描述结构元、向结构元分配属性、分配在结构元之间的关系、构建主题-分类教程结构。教程编辑器750主要产生教程的结构而不是内容的结构(虽然也可以提供内容的结构)。
合作性电子学习如上所述，传统的计算机系统提供合作工具，诸如聊天室、电子邮件、在线会议、即时消息、消息板和在线黑/白板。这样的系统在与合作工具相结合地使用学习者的环境或学习者的当前状态上受限或缺少。但是，学习系统620可以用于提供包括合作点的合作活动，以根据学习者在教程内的环境和/或学习者在电子学习系统620内的状态来增强学习者的经验。
所述合作点可以包括一般的、自发的和合作意向点。合作点描述在学习系统620的两个或多个用户之间的合作活动。如果合作点未被包括在学习者积极采用的教程内，则所述合作点是一般的。如果合作点被包括在具体的教程中但是不与在所述教程中的特定点、上下文、结构元或学习者的状态相关联，则它是自发的。因此，自发的合作点涉及作为整体的教程，而不限于与教程相关联的具体内容。
合作意向点使得两个或多个用户(例如学习者、辅导教师和指导者)可以加入一个与教程在逻辑上和/或在教学上相关联的合作活动(例如合作场景)。合作意向点可以与学习者的具体环境和/或在教程中的具体位置相关联，如下详细所述。
每个合作意向点可以包括一个或多个合作活动，诸如合作场景。所述合作场景将参与者引导到一个具有结构的结果，并且可以用于以后评估所述参与者。如果存在足够数量的参与者来正确地进行所述场景，则可以执行所述场景，虽然因为没有足够数量的参与者来进行所述场景而不禁止或阻碍学习者继续教程。事实上，所述合作场景不必在特定的时间被执行或完成教程。下面更详细地说明合作教程。
合作活动——诸如合作场景——的特征可以在于目标、合作处理、参与者信息和数据流。所述目标可以包括知识的发展、在知识上的反映、知识的应用和知识的传送。在合作意向点已经被满意地完成后可以实现所述目标。
合作处理限定了实现目标的方式。合作处理可以用于构造对话、操作和/或在合作的参与者之间的合作活动。例如，合作处理可以定义参与者的角色(例如调解人、支持者、评论员、辅导教师、管理者、裁判、陪审员和服务商)、交互的类型(例如同步或异步)、处理的状态(和在状态之间的过渡)、规则(参与者可以做什么，何时参与者可以做和它们可以如何做)和通信作用的类型(例如反响、交互、启动、对象运动、元数据操作和社会运动)。合作处理也可以包括参与时间(例如处理的最大和/或最小持续时间或建议的处理长度)。合作工具可以配备来实现合作处理。
参与者信息可以定义谁可以参与和/或需要谁来执行合作处理。例如，参与者可以被限定为具有某些技能、能力、知识和/或属性。也可以根据学习者需要获取的技能和/或能力来确定参与者。参与者信息也可以限定合作处理需要多少参与者(例如参与者的最大和/或最小数量)。
数据流可以限定如何在合作活动内传送数据。例如，所述活动可以包括多个数据输入，并且产生多个输出。输入可以包括在合作活动中需要或使用的任何数据和背景知识。输出可以包括学习者从完成合作活动获得的技能、能力和/或特性。输出也可以包括合作产品(例如，文件、文本和一组确定或结论)。
教程作者可以开发、建立合作意向点和/或将合作意向点与教程的结构元相关联。在一种实现方式中，所述合作意向点与知识项140相关联或被建立为知识项140。使用作者站630，教程作者可以建立一个知识项140和将所述知识项140指定为合作意向点。教程作者可以随后通过确定合作意向点的目标、合作处理、参与者信息和数据流来建立合作意向点。
在一种实现方式中，可以使用合作模板(自由讨论、合作文本、解释性演说、正/反辩论、回答辅导教师)来描述由教育理论激发的抽象合作场景。所述模板提供了一个现成的指南以供教程作者来建立合作意向点。所述模板也提供了内置的策略来用于参与者的进程和在参与者之间的交互。在选择了模板后，作者可以编辑所述模板以提供对于具体教程定制的合作意向点。
如上所述，所述教程由多个结构元组成。教程的基本或最低层的结构元件是知识项140。一旦建立一个知识项140，它与教程材料就被存储在教程储存库中。当学习者采用一个教程时，内容播放器720按照所选择的学习策略向学习者提供建议的路径。所选择的策略可以被内容播放器720使用来向学习者建议何时可以参与知识项140(例如合作活动)(例如向学习者提供最大的益处)。但是，学习者最终可以确定何时(并且可能是否)参与到合作活动中。如上所述，不要求学习者立即参与合作活动，但是学习者可以选择何时合适(例如根据诸如时间和参与者的可获得性的考虑因素)。
当学习者决定探索作为合作意向点的知识项140时，内容播放器720通知学习者可以参与到合作意向点中了。被提供给学习者的信息可以包括合作意向点的类型、题目、所需要的参与者的数量和采用或完成合作意向点所需要的时间的估计。内容播放器720也向由学习管理系统623管理的合作点池(point of collaboration pool)增加所述学习者。
所述合作点池包括要参与的学习者可以获得的所有合作点的列表。合作点池是由学习管理系统623维护的。学习者可以使用合作点池来确定关于合作点的信息(例如，类型、题目、持续时间和参与者)，确定合作点的状态(运行、准备好、完成或取消)，并且确定是否可以获得足够的参与者来建立合作点。所述合作池也可以由学习者使用来查看与合作点的交互的结果。合作点位于合作点池内直到被删除(例如合作者被学习者或诸如辅导教师、作者或指导者之类的其他个体去除)或系统去除所述合作点(例如在学习者完成所述教程后的一时段)。
如果学习者决定启动合作点，则学习管理系统623确定是否存在足够的参与者来建立合作点。学习管理系统623从在线的并且已经选择来启动合作点的(或适合于参与到合作意向点中的)学习者确定合格的参与者。学习管理系统623当确定对于一个组的合格参与者时，使用学习者的特性(例如来自在经营管理系统627中的学习者帐户)。
如果在给定的时间不能获得足够的学习者，学习者可以等待直到可以获得足够的学习者。学习管理系统623也可以在采取替代操作来提供足够的合格参与者(例如请在线辅导老师参与或请已经完成了合作意向点的学习者参与)之前等待预定的时间量，以便最小化准备好启动合作意向点的学习者需要等待的时间量。
如果足够的学习者在线和已经指示他们准备好参与到合作点中，则对应的合作处理和/工具被启动和提供由合作点限定的任何必要信息。另外，建立所有与组成员的必要连接。学习者按照由合作点建立的格式和工具来进行交互，直到合作意向点被完成并且/或者学习者决定停止。学习管理系统623可以记录各种用户活动和结果，它们可以用于评估学习者。被记录的活动和结果可以被经营管理系统627存储。
一旦学习者结束，学习管理系统623或个体(例如辅导教师、教师或教程指导者/管理者)就可以评估每个学习者的表现和/或确定是否已经成功地完成了合作意向点。另外，学习者、对等学习者或学习组也可以完成评估。所述评估可以确定作为完成合作意向点的结果，学习者已经获得了某些技能和/或能力。任何获得的经验、技能和/或能力可以被存储在经营管理系统627的学习者帐户中。
学习者也可以获得由被学习管理系统623分配一个或多个合作特性。所述合作特性可以用于描述学习者与合作意向点已经交互的行为或方式。例如，如果一个合作意向点包括一个或多个角色，则合作特性可以记录学习者已经履行了哪个角色(例如在组讨论中的调解人)和学习者已经履行所述角色的次数。
合作特性与能力是不同的。例如，学习者已经履行调解人角色的事实并不意味着学习者是胜任的调解人。合作特性可以被学习管理系统623在形成合作意向点(例如向一个学习者分配所述学习者已经履行的一个角色)时使用。合作特性也可以被存储在合作历史(例如在经营管理系统627的学习者帐户)中和用于评估学习者或用于经营/计划目的。
学习模板如上所述，教程的作者可以从一个或多个现成的模板中选择以便于建立合作意向点。合作模板的一些示例包括自由讨论活动、合作文本处理活动、解释性演说活动、回答辅导教师活动和正反辩论。所述模板可以包括由教程作者当建立合作意向点时定义的多个参数(类型、学习者的最小/最大数量、内容/文件/材料、工具和模板特有的其他参数)。下面更详细地说明每个模板。
目标正/反模板用于使得两个或更多的参与者可以辩论和辩护所分配的题目的评论位置(critical position)。按照经历的学习处理，每个参与者被分配了支持者(支持一个位置而辩论)或反对者(反对或质疑一个位置而辩论)的角色。合作工具(例如加强的聊天工具)指示哪个角色被分配到哪个参与者、哪个参与者有权发言，并且控制每个发言者的时间限制。辅导教师可以调解、评论或评估在参与者之间的交换。
自由讨论模板的目标是构造一个知识区域。下面的学习处理定义了独立和合作产生想法的多个阶段和合作构造集中想法的阶段。通常，一个自由讨论组可以具有两个到十个参与者。诸如聊天、音频/视频会议、白板和/或具体的自由讨论合作工具被指定和/或被提供。合作工具向学习者提供了指导、题目和/或原由以开始合作意向点。合作工具向每个参与者授予自由发言权。每个参与者具有相同的角色，并且每个参与者的交互是同步的。
合作文本处理模板的目标是获得新的知识。作为输入，提供包括由一系列节(section)构成的文本。学习处理限定了逐个部分通过文本的处理。对于每个部分，一个参与者充当总结者的角色，其他参与者被分配了评论者的角色。所有参与者读取所述部分。总结者产生一个总结，所述总结然后被其他的参与者评论。交互类型是同步的。
解释性演说模板的目标是考虑和加深以前获取的知识。可以提供聊天工具和/或音频/视频会议工具。初始的解释、指导和/或题目由一个合作工具提供。参与的学习者可以向辅导教师请求发言的权利。学习者和辅导教师各自选择一种贡献类型(例如解释、提问或评论)。这个交互类型是同步的。
回答辅导教师模板的目标是应用和评估知识。按照学习协议，辅导教师可以提供由学习者回答的问题。这个交互类型是异步的。辅导教师可以评论和/或评估学习者的回答，并且可以在辅导教师和学习者之间发生进一步的讨论。可以提供聊天工具和/或音频/视频会议工具。
教程作者也可以使用由教程作者站631提供的教程编辑器750建立合作意向点。使用教程编辑器750，作者可以建立一个知识项和将所述知识项指定为合作意向点。可以通过指定目标、合作处理、参与者和数据流而使用编辑器750来建立合作意向点。作者也可以指定由合作意向点使用或支持的任何合作工具。也可以通过从另一个教程(例如包括一个合作意向点)引入知识项来建立所述合作意向点。教程作者也可以指定通过成功地完成或通过与合作意向点交互而获得的任何能力、技能和/或合作特性。
教程作者也可以通过使用教程作者站631和编辑器750而选择一个模板(例如，正/反辩论、自由讨论、合作文本、解释性演说以及回答对辅导教师)来建立一个合作意向点。所述模板向作者提供输入以供所选择的模板定义合作活动。作者可以输入任何需要的学习材料和将任何需要的学习材料与模板相关联。教程作者可以建立一个知识项140，并且当建立或编辑教程时将模板与知识项140相关联。
用户界面由学习站610为合作意向点提供的学习用户界面依赖于执行合作活动所使用的合作工具。许多合作意向点使用修改的或加强的聊天工具。合作工具提供了用户界面来实现处理在合作参与者之间执行合作活动。例如，合作工具可以提供加强的聊天界面，它提供了显示器800，其中包括一个或多个窗口，如图8所示。
显示器800可以包括题目条810，用于识别合作意向点的类型和其中学习者正在参与的特定合作意向点。在一种实现方式中，所述界面可以包括输入部分或窗口815，其中文本由学习者输入。所述文本可以使用学习站610的用户输入器件输入并且在窗口815中编辑。当学习者准备好参与时，可以选择输入820(例如虚拟发送按钮)。然后，输入文本被显示在对话窗口850中。对话窗口850显示在合作参与者之间进行的对话的评论。输入的文本可以与每个参与者的标识符和角色相关联。
参与者830可以被示出。列表830可以包括每个参与者的标识符和每个参与者的角色。信息区域840可以包括关于合作的信息，诸如每个参与者的角色、使用窗口800的参与者的角色和当前发言的参与者。在另一种实现方式中，参与者列表可以被包括在其他窗口或区域中或与其他窗口或区域结合(例如，信息区域840可以包括参与者列表830或与其组合)。
也可以显示各种定时器(例如持续时间、剩余的时间和每个发言者的时间)。
可以提供其他窗口来显示在合作活动中使用的学习材料、组文本、视频和图像。
已经描述了多个实现方式。尽管如此，应该明白，可以进行各种修改。例如，如果以不同的顺序执行所公开的技术的步骤和/或如果所公开的系统、架构、器件或电路中的部件以不同的方式组合和/或其他部件替代或补充，则可以实现有益结果。因此，其他的实现方式在所附的权利要求书的范围内。
权利要求
1.一种学习系统，包括接口，用于接收由学习者选择的学习策略；内容管理系统，用于存储内容和与一个教程相关联的一个或多个合作元；学习管理系统，用于根据所选择的学习策略来确定要呈现给所述学习者的所述学习内容和所述一个或多个合作元。
2.按照权利要求1的学习系统，其中学习者在学习所述教程的同时在学习者选择的时间期间使用所述合作元来参加。
3.按照权利要求1的学习系统，其中一种合作模板可以与所述合作元相关联。
4.按照权利要求3的学习系统，其中所述合作模板对应于一个合作场景。
5.按照权利要求4的学习系统，其中所述合作场景可以包括在所述学习系统的两个或多个学习者之间的合作活动。
6.按照权利要求5的学习系统，其中所述合作场景可以包括自由讨论活动、合作文本处理活动、解释性演说活动、回答辅导教师活动和正反辩论。
7.按照权利要求1的学习系统，其中所述教程包括一个或多个结构元，并且至少一个结构元可以包括一个合作元。
8.按照权利要求7的学习系统，其中所述结构元是一个知识项。
9.按照权利要求7的学习系统，其中所述结构元不强制学习者使用来遍历所述教程的内容或合作元的顺序。
10.按照权利要求1的学习系统，其中元数据与结构元相关联。
11.按照权利要求1的学习系统，其中一种或多种能力与合作元相关联。
12.按照权利要求11的学习系统，其中所述学习系统使用所述能力来确定如何向学习者呈现教程材料。
13.按照权利要求1的学习系统，其中一种合作特性与所述合作元相关联。
14.按照权利要求13的学习系统，其中所述合作特性指示学习者与合作元的交互。
15.按照权利要求13的学习系统，其中所述合作特性可以用于确定如何向学习者呈现教程材料。
16.按照权利要求1的学习系统，其中合作元是合作意向点。
17.一种电子学习的方法，所述方法包括将与电子学习教程相关联的内容划分为两个或多个可以被浏览器解译的结构元，所述结构元之一包括合作元；将结构元汇集为两个或更多个层，其中较高层可以引用较低层的任何实例；将所述结构元组合为一个教程。
18.按照权利要求17的方法，还包括当在学习所述教程的同时使用合作元来参与时从学习者接收选择。
19.按照权利要求17的方法，其中关联所述一个或多个合作元还包括一个合作场景。
20.按照权利要求19的方法，其中关联合作场景是自由讨论活动、合作文本处理活动、解释性演说活动、回答辅导教师活动和正反辩论之一。
21.按照权利要求20的方法，其中所述合作场景被配置为在两个或多个学习者之间实现。
22.按照权利要求17的方法，其中包括所述合作元的所述结构元是一个知识项。
23.按照权利要求22的方法，其中所述结构元不强制学习者使用来遍历所述教程的内容或合作元的顺序。
24.按照权利要求22的方法，还包括将元数据与结构元相关联。
25.按照权利要求17的方法，还包括将能力与合作元相关联。
26.按照权利要求25的方法，还包括使用能力来确定如何向学习者呈现教程材料。
27.按照权利要求17的方法，还包括将一种合作特性与所述合作元相关联。
28.按照权利要求27的方法，还包括使用所述合作特性来确定学习者与合作元的交互。
29.按照权利要求27的方法，还包括使用所述合作特性来确定如何向学习者呈现合作元。
30.按照权利要求17的方法，其中关联所述一个或多个合作元还包括相关联一个或多个合作意向点。
31.一种存储器，用于存储教程数据以由内容播放器正在执行的应用程序访问，所述存储器包括存储在存储器中的教程数据结构，所述教程数据结构包括由所述应用程序使用来呈现电子学习教程的信息，所述教程数据结构包括被汇集为两个或多个层的多个结构元，其中较高层可以引用较低层的任何实例，至少一个结构元包括一个合作元件；元数据，用于描述所述结构元；以及多个关系，用于指示在结构元之间的相关性。
32.按照权利要求31的存储器，其中合作是合作意向点。
33.按照权利要求31的存储器，其中合作元对应于合作场景。
34.按照权利要求31的存储器，其中合作场景是自由讨论活动、合作文本处理活动、解释性演说活动、回答辅导教师活动和正反辩论之一。
35.按照权利要求33的存储器，其中所述合作场景被配置来由两个或多个学习者使用。
36.按照权利要求31的存储器，其中至少一个结构元是知识项。
37.按照权利要求31的存储器，其中所述结构元不强制学习者使用来遍历所述教程的内容或合作元的顺序。
38.按照权利要求31的存储器，其中能力与合作元相关联。
39.按照权利要求38的存储器，其中可以使用所述能力来确定如何向学习者呈现教程材料。
40.按照权利要求31的存储器，其中一种合作特性与所述合作元相关联。
41.按照权利要求40的存储器，其中所述合作特性指示学习者与合作元的交互的一个方面。
42.按照权利要求40的存储器，其中所述合作特性用于确定如何向学习者呈现教程材料。
43.一种作者站，包括作者输入器件，用于输入命令；作者工具，用于接收输入的命令和响应于所述命令来组合结构元，所述作者工具包括用于呈现结构元、选择结构元和建立包括一个合作元的至少一个结构元的接口。
44.按照权利要求43的作者站，其中合作元是合作意向点。
45.按照权利要求43的作者站，其中作者工具被配置来使用合作模板建立合作元。
46.按照权利要求45的作者站，其中合作模板对应于自由讨论活动、合作文本处理活动、解释性演说活动、回答辅导教师活动和正反辩论。
47.按照权利要求46的作者站，其中所述合作模板被配置来提供两个或多个学习者之间的合作活动。
48.按照权利要求43的作者站，其中所述至少一个结构元是知识项。
49.按照权利要求43的作者站，其中所述结构元不强制学习者使用来遍历所述教程的内容或合作元的顺序。
50.按照权利要求43的作者站，其中作者工具被配置来建立要与结构元相关联的元数据。
51.按照权利要求43的作者站，其中作者工具被配置来将能力与合作元相关联。
52.按照权利要求51的作者站，其中使用所述能力来确定如何向学习者呈现教程材料。
53.按照权利要求43的作者站，其中作者工具被配置来将一种合作特性与所述合作元相关联。
54.按照权利要求53的作者站，其中所述合作特性用于确定如何向学习者呈现教程材料。
全文摘要
一种学习系统、方法和数据结构，提供了在学习者之间的合作活动。所述系统包括接口，用于接收由学习者选择的学习策略。内容管理系统存储内容和与一个教程相关联的一个或多个合作元。学习管理系统根据所选择的学习策略来确定将要呈现给所述学习者的所述学习内容和所述一个或多个合作元。学习者在学习所述教程的同时在学习者选择的时间期间使用所述合作元来参加。合作活动可以是基于一个或多个合作场景的，包括自由讨论活动、合作文本处理活动、解释性演说活动、回答辅导教师活动和正反辩论。所述合作元可以被提供作为合作意向点。
文档编号G09B7/00GK1643557SQ03807172
公开日2005年7月20日 申请日期2003年2月7日 优先权日2002年2月7日
发明者马丁·韦斯纳, 沃尔夫冈·泰尔曼, 沃尔夫冈·格泰斯, 迈克尔·阿尔滕霍芬 申请人:Sap股份公司, 弗朗霍弗应用研究促进协会