物理教学数字图书馆内容丰富全面、界面明朗友好、功能完备强大,包含了大量的多媒体信息,比如数字模拟、动画、声像等。通过相应技术手段,将教学内容和难以理解的抽象知识以形象、直观、生动的形式展示给学生,从而调动学生学习的兴趣,激励学生参与教学的过程,充分发挥学生学习的主体作用,避免了学生由于对知识难以理解而产生厌烦情绪,让学生在活泼愉快的气氛中学习,体会成功的快乐,从而大大地增加学习物理的兴趣与决心。
2.物理教学数字图书馆的主要技术支撑
2.1数据库存储技术
物理教学数字图书馆存储的数据具有大数量和多样化的特性,其数据形式包括文本、图形图像、音频、视频等,对海量数据的存储和组织技术是数字图书馆的关键技术之一。这就需要科学应用数据库的分类、索引、存储技术,对于不同类型的数据建立相对统一的分类方法和索引机制,从而提高海量数据的检索效率和速度。现有数据库存储技术有以下三种:传统DAS(Directattachedstorage-直接连接存储)和两种网络化存储
方案:NAS(Networkattachedstorage-网络连接存储)、SAN(StorageAreaNetwork-存储区域网络)。这三种技术方案适用于不同的需要,各有优缺点,应合理选用或综合使用。
2.2多媒体技术
为了更大体现教学信息的生动性,物理教学数字图书馆需要大量的多媒体数据来支撑,比如文本、图形图像、音频、视频等,遵循面向对象的数字化多媒体信息库。通过多媒体压缩技术(无损压缩、有损压缩),按照多媒体数据压缩编码标准(JPEG、H.261、MPEG),去除冗余信息,降低数据存储成本和规模。
2.3XML技术
资源标注、编目和描述是数字图书馆信息查找的基础,采用结构化的资源(XML)和资源描述框架(RDF)互相配合,将大大提高信息查找效率[2]。XML的自定义性及可扩展性使它可以描述文本、图像图形、声频、视频等各种数据类型的资源;XML是一种与平台无关的语言,能很容易地实现与其它类型的数据进行转换,从而可以实现异构数据的统一检索;XML基于内容的格式,可以准确地对信息进行描述,为检索提供强有力的支持,从而能提高检索的质量和速度[3]。所以,XML标准成为各种复杂异构数据交换的核心技术和未来数据定义的标准格式,它可以有效解决数字图书馆数字资源管理中存在的许多问题,也是物理教学数字图书馆数字资源管理的关键技术之一。
2.4资源数字化技术
物理教学数字图书馆资源数字化技术主要涉及数据采集、数字化加工、标引技术。采集来的物理教学资源可以按照国际标准的数据格式进行数字化处理。标准格式有:文本:纯文本、XML、
HTML、PDF;图片:TIFF、JPEG、GIF;图像:JPEG、JPEG2000;声音:MPEG、AC3、MP3;视频:MPEG-Ⅱ、Ⅳ。在对这些信息资源加工过程中,采用以DC标准为核心,与传统MARC相结合的方式对资源进行标引。在进行元数据交换过程中,支持RDF,VCARD等多种形式[4]。标引技术还应支持自动标引、人工标引和元数据技术,使分散的异构网络用户能分享和再利用物理教学数字图书馆中的异构数据。
2.5分布式系统架构
物理教学数字图书馆要想得以广泛应用,必须具有高效性和可扩展性,这就需要有分布式的管理和控制机制。我们可以通过采用数据库层、应用服务层、用户界面层的三层体系架构,应用合理的中间件技术来解决这一问题。具体可以采用如J2EE,CORBA和.
NET(DCOM)等技术平台作为开发工具来进行开发。
2.6信息组织策略
物理教学数字图书馆可以对信息资源进行元数据提取,将信息分为元数据和数字对象来进行组织。元数据是描述和管理数字对象的数据,数字对象是指数字化的文本、图片、声音、影像等数据。将信息资源库分为元数据库和数字对象库,二者通过唯一标识句柄相关联。并设置对元数据库和数字对象库的管理接口层,方便管理人员对数据的管理。
3.物理教学数字图书馆的功能分析
物理教学型数字图书馆建设中包括功能模块多,通过关键标识、采用联合式或协调性技术完成模块之间的相互联系,各模块也可以单独调用。设计有11个基本功能模块,如下:
3.1教学资源
可以制成物理教学信息数据库,其中包括子库设计如下:
专家
课件讲义库:存储知名学者教授以及本校教师授课的自编课件、讲义、实习指导等信息的数据库。
物理教材库:存储国内外知名大学及本校的物理课程所使用的各类物理教材信息。
物理课程库:存储国内外知名大学及本校的物理课程信息,包括授课教师、学分、学时等。
参考书库:存储国内外知名大学及本校的物理课程所使用的各类教学参考书。
这几个子库可以通过统一的数据库字段(比如学科课程)进行关联,并设计统一的检索和浏览平台,方便用户查阅关联信息。
3.2数字化教学成果查询