Разработка системы автоматизации функций формирования SCORM совместимых метаданных для информационных ресурсов

К настоящему времени в мире создано  множество систем метаданных, обладающих разным статусом: международные, национальные и корпоративные стандарты, спецификации профессиональных консорциумов и др. Ряд разработок, не имеющих статуса официально утвержденных стандартов, широко применяются на практике и рассматриваются в качестве стандартов «де-факто». Ниже перечислены некоторые наиболее распространенные системы метаданных информационных ресурсов:

• Дублинское ядро (Dublin Core) - инвариантный к предметной области набор наиболее общих элементов описания информационных ресурсов, введенный для обеспечения глобальной интеропера-бельности приложений, работающих с метаданными;
• MARC (Machine Readable Catalog Record) - предназначена для описания библиотечных ресурсов (как на бумажных, так и на электронных носителях);
• GILS (Global Information Locator Service, Government Information Locator Service) - предназначена для описания любых видов информационных ресурсов, расширяет MARC и базируется на протоколе Z39.50;
• ONIX (ONline Information eXchange) - предназначена для описания продукции в системах книгоиздания и книготорговли;
• LOM - предназначена для описания информационных ресурсов в сфере образования;
• METS (Metadata Encoding & Transmission Standard) -предназначена для организации обмена пакетами цифровых информационных ресурсов в электронной библиотеке; определяет формат пакета, включающего цифровой контент и его метаданные, описывающие общие характеристики, логическую структуру, состав физических компонентов (файлов), административные и поведенческие свойства;
• MODS (Metadata Object Description Schema) - упрощенный вариант MARC, предназначенный для описания цифровых информационных ресурсов в электронной библиотеке и определенный на уровне формата как XML-схема;
• UDDI (Universal Description, Discovery and Integration) -предназначена для описания web-сервисов;
• INDECS (Interoperability of Data in E-Commerce System) - ориентирована на системы электронной коммерции и содержит элементы для управления правами интеллектуальной собственности;
• EAD (Encoded Archival Description) и ISAD (International Standard Archival Description) - предназначены для описания архивных материалов;
• GEM (Gateway to Education Materials) - расширение Дублинского ядра для описания электронных учебных материалов;
• RSS (RDF Site Summary) - предназначена для описания новостных сообщений и оповещений об изменениях на сайтах; в качестве модели метаданных использует RDF;
• CDWA (Categories for the Description of Works of Art) - предназначена для описания произведений искусства, экспонируемых в музеях;
• CERIF (Common European Research Information Format) - предназначена для описания научных проектов;
• МЕКОФ - международный коммуникативный формат, выступающий в качестве альтернативы MARC;
• формат описания баз данных и машиночитаемых информационных массивов.

С точки зрения ориентации на виды информационных ресурсов и области применения системы метаданных принято делить па универсальные и специализированные. К универсальным системам относятся Дублинское ядро и GLIS.

Информационные ресурсы для  сферы образования, а также процессы систематизации и управления ими  в информационно-образовательных средах обладают прикладной спецификой. В частности, информационные ресурсы для электронного обучения (компьютерные средства обучения, образовательные объекты) требуют обеспечения возможности отражения в метаданных:

• логической структуры информационного ресурса и состава используемых в нем физических компонентов;
• информации для взаимодействия образовательного объекта с системой управления учебным процессом, в рамках которого выполняются настройка образовательного объекта на условия применения и конкретного учащегося, а также фиксация хода и результатов его работы;
• правил, определяющих методику работы с информационными ресурсами (схему навигации по его компонентам, оценивание действий учащегося);
• педагогических характеристик (уровень образования, целевая аудитория, сложность, контактное время, степень интерактивности и т.д.), необходимых для принятия решения о включении информационных ресурсов в состав контента, покрывающего учебный план или программу;
• исходной компетенции, которой должен обладать учащийся для начала работы с информационными ресурсами, и целевой компетенции, формируемой с помощью данного информационного ресурса;
• сведений о грифах и сертификатах, присвоенных информационному ресурсу;
• информации для построения агрегированного ресурса на основе множества образовательных объектов и дезагрегации модульного информационного ресурса.

Высказанные соображения свидетельствуют  о целесообразности применения в  информационно-образовательной среде  специализированной системы метаданных информационных ресурсов.

Метаданные информационных ресурсов формируются и используются во множестве  систем и сервисов информационно-образовательных  средах: хранилищах (репозиториях) информационных ресурсах (образовательных объектах), системах управления учебным процессом, электронных библиотеках, автоматизированных информационно-библиотечных систем, хранилищах метаданных (каталогах) информационных ресурсов, образовательных порталах, системах регистрации информационных ресурсов, службах публикации информационных ресурсов, средствах разработки образовательного контента (авторском инструментарии, системах управления контентом), службах распространения (дистрибуции) информационных ресурсов, системах сертификации информационных ресурсов и проч.

Значимость и широкая применимость метаданных информационных ресурсов подчеркивают важность унификации лежащих в их основе схем в рамках информационно-образовательной среды, а также обеспечения их совместимости с международными стандартами и спецификациями в этой области. Однако исторически системы метаданных для разных технологических сегментов ИОС развивались независимо друг от друга.

Современные тенденции интеграции компонентов информационно-образовательный  сред не только усиливают актуальность согласования схем метаданных, но и в перспективе предусматривают создание единой платформы метаданных и технологий систематизации информационных ресурсов в информационно-образовательной среде, охватывающих различные виды информационных ресурсов и варианты использования метаданных. Разнообразие информационных ресурсов, применяемых в образовании, требует, чтобы эта платформа поддерживала обобщенную трактовку информационных ресурсов, что характерно для универсальных систем метаданных. С другой стороны, метаданные должны учитывать специфику образовательных бизнес-процессов, из чего вытекает, как было отмечено выше, целесообразность использования специализированной системы метаданных.

Компанией Learning Technology Standards Committee была разработана спецификация LOM, в настоящее время являющаяся основным индустриальным стандартом метаданных информационных ресурсов для сферы образования, получившим широкое признание и распространение. Она используется в SCORM, спецификациях IMS и поддерживается большинством программных средств для электронного обучения (системами управления учебным процессом, авторским инструментарием, системами управления образовательным контентом, системами управления хранилищами образовательных обьектов и др.). Информационная модель (схема метаданных) LOM было принята IEEE в качестве стандарта в 2002 г., а XML-привязка (формат метаданных) -в 2005 г. Также ведется работа по спецификации RDF/XML-привязки LOM.

Информационная модель LOM содержит представительный набор элементов, характеризующих свойства информационных ресурсов сферы образования. Для системы образования России этот набор элементов являлся недостаточным, и информационная модель была расширена до спецификации RUS_LOM.

Сфера образования России имеет  особенности, которые должна учитывать  рассчитанная на нее система метаданных информационных ресурсов. К числу основных требований к ней относятся:

• широта охвата описываемых информационных ресурсов;
• универсальность в рамках установленного понимания информационных ресурсов как объекта учета и систематизации;
• структурированность и формализованность метаданных, необходимые для их автоматической обработки;
• достаточная выразительность для обеспечения эффективного решения задач, требующих наличия метаданных;
• наличие однородных средств описания информационных ресурсов, ориентированных на разные технологические сегменты информационно-образовательных сред;
• совместимость с международными стандартами и протоколами в области метаданных и информационного поиска (создание условий для интероперабельности);
• поддержка расширений (включая использование альтернативных словарей и классификаторов), вводимых с целью отражения особенностей области применения;
• соответствие российскому законодательству в области образования (в частности, установленным уровням образования), отражение особенностей отечественной образовательной системы и стандартов РФ;
• поддержка представления метаданных на разных естественных языках;
• возможность задания ограничений целостности, отражающих взаимосвязи элементов описания информационных ресурсов;
• обеспечение возможности хранения метаданных как совместно с информационными ресурсами, так и отдельно от него;
• возможность представления в метаданных сведений о создателях, правообладателях и распространителях информационных ресурсов, а также отношений между информационными ресурсами.

К расширениям RUS_LOM предъявляются два основных требования:

• неизменность типов данных и пространств значений элементов базовой информационной модели RUS_LOM;
• запрет на приписывание самостоятельных значений контейнерам базовой информационной модели RUS_LOM

Система метаданных информационных ресурсов для сферы образования России была построена на основе адаптации к российской специфике (определения расширения и методических рекомендаций по применению). Преимущества RUS_LOM:

• LOM является открытым стандартом и удовлетворяет почти всем выдвинутым требованиям к системе метаданных (для отражения особенностей российской системы образования вводится расширение);
• по сравнению с другими системами метаданных, ориентированными на образовательные информационные ресурсы, LOM более структурирована и обладает большей выразительностью;
• LOM включает представительный набор элементов, позволяющий описывать широкий спектр информационных ресурсов (а не только информационные ресурсы для сферы образования), причем все элементы данных Дублинского ядра отображаются в LOM;
• LOM отражает опыт ведущих мировых разработчиков информационных ресурсов для сферы образования и поставщиков образовательных услуг;
• описание информационные ресурсы на основе LOM является частью манифеста (внешнего формата представления информации, фиксирующей логическую структуру информационных ресурсов и схему навигации по нему).
• Совместимость отечественной системы метаданных информационных ресурсов для образовательной сферы с ведущим международным стандартом метаданных LOM обеспечивает:
• взаимную «прозрачность» метаданных в российских и зарубежных каталогах и репозиториях для поисковых средств (программных агентов, систем управления учебным процессом и др.), что создает условия для обмена информационных ресурсов;
• упрощение создания информационных ресурсов, ориентированных на зарубежный рынок;
• возможность обмена метаданными между российскими и зарубежными каталогами и репозиториями;
• возможность формирования и использования метаданных, предназначенных для размещения в российских каталогах и репозиториях, в зарубежных инструментальных средствах (системах управления учебным процессом, системах управления контентом, авторских системах).

7. Профили метаданных

Информационная модель RUS_LOM инвариантна  к приложениям, оперирующим метаданными. Она содержит представительный набор элементов данных, позволяющий описывать ИР сферы образования в расчете на разные варианты применения метаданных, и не устанавливает требования к полноте их представления: все элементы информационной модели имеют необязательный статус.

Инвариантность к приложениям  и семантическая выразительность RUS_LOM обусловливают широкие возможности  ее использования. Идеология построения LOM и RUS_LOM предусматривала выделение  множества общих свойств информационных сущностей, для которых важно обеспечить унификацию описаний и интероперабельность приложений, оперирующих такими описаниями. При этом ни виды информационных сущностей, ни особенности приложений заранее не ограничивались. Благодаря указанным принципам модели LOM и RUS_LOM могут применяться для описания как ИР в узкой трактовке (документов и совокупностей документов), так и ресурсов в широком смысле, понимаемых как то, что может быть идентифицировано.

Отмеченный универсальный характер RUS_LOM не означает, что данная информационная модель исчерпывающе подходит для описания любых ИР сферы образования и удовлетворяет требованиям всех приложений. Для представления характеристик ИР, не предусмотренных RUS_LOM, в модель могут вводиться расширения. Существуют два способа расширения RUS_LOM:

1) использование внешних словарей  и классификаторов;

2) добавление в модель новых  элементов данных.

В целях повышения семантической  интероперабельности метаданных ряд  словарей определен непосредственно  на уровне информационных моделей LOM и RUS_LOM. По отношению к системе метаданных эти словари являются внутренними.

Внешний словарь определяется за рамками LOM и RUS_LOM и содержит набор значений, позволяющих более точно выразить характеристику ИР, важную с точки зрения приложения. Такой словарь может относиться к элементу RUS_LOM, расширяя соответствующий внутренний словарь, либо к элементу, добавленному в модель (в этом случае первый и второй способы расширения задействуются совместно).

Для представления характеристик, выражаемых значениями из классификаторов, в информационной модели LOM (RUS_LOM) служит контейнер 9. В рамках него могут быть указаны классификационные признаки из произвольных классификаторов, что обеспечивает стандартный способ расширения базо-иой информационной модели метаданных.

Факторами расплаты за семантическую  выразительность RUS_LOM являются большой объем и избыточность этой модели применительно к конкретным приложениям. В рамках приложения, оперирующего метаданными, как правило, используется подмножество элементов RUS_LOM. К числу основных ограничений, накладываемых на модель, также относятся требования к полноте экземпляра метаданных, определяющие разделение ее элементов на обязательные и необязательные (рис. 2.1).