※一部、英文及び仏文を自動翻訳した日本語訳を使用しています。
序文
ISO (国際標準化機構) と IEC (国際電気標準会議) は、世界標準化のための専門システムを形成しています。 ISO または IEC のメンバーである国家機関は、技術活動の特定の分野を扱うために、それぞれの組織によって設立された技術委員会を通じて、国際規格の開発に参加しています。 ISO と IEC の技術委員会は、相互に関心のある分野で協力しています。 ISO および IEC と連携して、政府および非政府の他の国際機関もこの作業に参加しています。情報技術の分野では、ISO と IEC が合同技術委員会 ISO/IEC JTC 1 を設立しました。
この文書の開発に使用された手順と、今後の維持のために意図された手順は、ISO/IEC 指令で説明されています。 1. 特に、さまざまなタイプの文書に必要なさまざまな承認基準に注意する必要があります。この文書は、ISO/IEC 指令の編集規則に従って作成されました。 2 ( www.iso.org/directives を参照)
このドキュメントの要素の一部が特許権の対象となる可能性があることに注意してください。 ISO および IEC は、そのような特許権の一部またはすべてを特定する責任を負わないものとします。ドキュメントの開発中に特定された特許権の詳細は、序文および/または受信した特許宣言の ISO リストに記載されます ( www.iso.org/patents を参照)
このドキュメントで使用されている商号は、ユーザーの便宜のために提供された情報であり、保証を構成するものではありません。
適合性評価に関連する ISO 固有の用語および表現の意味に関する説明、および技術的貿易障壁 (TBT) における ISO の WTO 原則への準拠に関する情報については、次の URL を参照して ください 。
この文書を担当する委員会は、ISO/IEC JTC 1情報技術、小委員会 SC 36, 学習、教育、訓練のための情報技術です。
序章
新しく登場するテクノロジーにより、学習者は仮想実験を作成するための新しい知識をテストおよび開発できます。さまざまな技術のコレクションを採用することにより、仮想実験は K-12 および高等教育機関 (科学実験室実験、医学および生物医学の技術トレーニングなど) や企業トレーニング (フライト シミュレーター、製造プロセス制御など) で広く使用されています。仮想実験は、さまざまな実験へのアクセスを可能にし、実験を完了するまでの時間枠を短縮し、危険な状況を排除し、材料のコストを削減します。
仮想実験技術の開発と仕様の統合を促進するために、このテクニカル レポートでは、仮想実験システムの設計、実装、分析、および評価をサポートするために、さまざまな標準と仕様をどのように組み合わせることができるかを示す仮想実験フレームワークを定義します。このテクニカル レポートは、仮想実験システムと学習者をサポートするために使用できる、関連する規格と仕様のコンポーネントとカテゴリを示しています。再利用性を向上させ、コストを削減し、適用範囲を広げる実装をサポートするために、コンポーネントとカテゴリをどのように構成できるかを示しています。関連する仮想実験標準のフレームワークを定義し、仮想実験コンポーネントおよびシステムの設計と適用を促進するために、さまざまな仮想実験システムを設計、分析、比較するためのさまざまな標準間の相互関係を決定します。仮想実験標準のフレームワークは、関連する仮想実験システムのカテゴリとそれらの関係を説明して、他の標準設定作業の開発を導き、仮想実験システムを規範的に説明するのにも役立ちます。
仮想実験は通常、学習環境を提供する学習管理システム (LMS) などの IT システムからアクセスされます。学習用に特別に調整されたツールに加えて、IT システム (LMS など) は、外部ツールへのアクセスも提供できます。一般的なシナリオでは、ID フェデレーション メカニズムは自動的に外部サービスにログインしますが、外部ツールにデータ入力を提供するかどうかは学習者次第です。アクティビティの最後に、スコアが IT システム (LMS など) に返されます。このタイプのアプローチは、プロセスにおける個々の役割を評価するために、さまざまなパラメーターを使用して実験を繰り返す必要がある、科学実験アプローチに関与する活動などの活動をサポートするために使用できます。 IT システム (LMS など) から外部の仮想実験ツールへのスイッチをブリッジして、データ入力を提供し、さらなる分析のために出力を記録する必要があります。このテクニカル レポートは、これらの種類の活動をサポートするために使用できます。さらに、このテクニカル レポートでは、ITLET をサポートする技術と仕様の統合の開発に関する特定の考慮事項を提供します。
1 スコープ
このテクニカル レポートは、IT 強化学習、教育、およびトレーニングをサポートする仮想実験に関する IT 標準および仕様のフレームワークを定義します。これは、ITLET に依存する仮想実験、開発、評価、および管理をサポートするために使用される標準および仕様の実装に基づいています。
このテクニカルレポート
- ITLETに依存する仮想実験システムに使用できるフレームワークを提供し、
- さまざまな仮想実験標準と仕様のカテゴリとそれらの関係を決定して、それらの統合を促進します。
- 使用されている IT システムが再利用可能で、低コストで、より広く適用できるように、仮想実験コンポーネントの適切な設計と適用を促進します。
- 仮想実験システムをサポートするために開発中または使用されている ITLET システムを開発する際に考慮すべき考慮事項を示します。
- 仮想実験のさらなる開発をサポートするために使用できる仮想実験システム フレームワークのサンプル アーキテクチャを提供します。
- 仮想実験システム内のさまざまな時点で、さまざまなアクターが持つことができるさまざまな役割を示しています。
- 仮想実験をサポートする標準と仕様を組み合わせて、将来の作業と実装の基礎を形成する方法を示します。
次の側面は、このテクニカル レポートでは扱われていません。
- 仮想実験システムの実装の詳細の仕様。
- アクセシビリティ;
- プライバシー;
- 安全。
3 用語と定義
このドキュメントでは、次の用語と定義が適用されます。
3.1
コンポーネントカートリッジ
より大きなコンポーネントセルを形成するための特定のルールに基づくすべての下位ユニットのアセンブリ
3.2
リモートアクセスラボ
リモートでアクセスできる物理世界の実験室
注記 1:シミュレートされた機器および仮想実験室へのアクセスは除外されます。
グレード 2 から入学まで:リモート アクセス ラボにより、学習者は自分のペース、時間、場所で実験を行うことができ、教職員と学習者は所属機関以外のラボ施設にアクセスできます。
3.3
仮想実験
マルチメディア、シミュレーション、 仮想現実 (3.6) などに基づく実験で、従来の対面式の実験の操作セグメントを支援または置き換えることができる
3.4
仮想実験コンポーネント
仮想実験(3.3) の最小単位。再利用可能な制御可能で操作可能な仮想実験対象物で構成される。
3.5
仮想実験室
仮想ベンチで構成される、Web および 仮想現実 (3.6) 技術に基づくオープン ネットワーク教育システム
3.6
バーチャルリアリティ
コンピュータに提示された人工環境
参考文献
| [1] | ISO/IEC TR 10000-1, 情報技術 — 国際標準プロファイルのフレームワークと分類 — 1: 一般原則と文書化の枠組み |
| [2] | ISO/IEC TR 12785-1:2009, 情報技術 — 学習、教育、およびトレーニング — コンテンツ パッケージ — 1: 情報モデル |
| [3] | ISO/IEC TR 12785-2:2011, 情報技術 — 学習、教育、およびトレーニング — コンテンツ パッケージ — 2: XML バインディング |
| [4] | ISO/IEC TR 12785-3, 情報技術 — 学習、教育、およびトレーニング — コンテンツのパッケージ化 — 3: ベスト プラクティスと実装ガイド |
| [5] | ISO/IEC 19788-1, 情報技術 — 学習、教育およびトレーニング — 学習リソースのメタデータ — 1: フレームワーク |
| [6] | IMSグローバルラーニングコンソーシアム、 Inc (2013 年 7 月 3 日) IMS Global Common Cartridge プロファイル: 概要。バージョン 1.3 最終仕様。 http://www.imsglobal.org |
| [7] | IMSグローバルラーニングコンソーシアム、 In, IMS Global Common Cartridge Profile: Overview Version 1.3 Final Specification, http://www.imsglobal.org |
| [8] | ISO/IEC指令、 2, 国際規格の構造と起草に関する規則、2001 年 |
| [9] | ISO/IEC TR 24725-1:2011, ITLET をサポートする技術と仕様の統合 — 1: フレームワーク |
| [10] | ISO/IEC TR 24725-3:2010, 学習、教育、トレーニングのための情報技術 — サポート技術と特定の統合 — 3: プラットフォームとメディアの分類 (PMT) |
Foreword
ISO (the International Organization for Standardization) and IEC (the International Electrotechnical Commission) form the specialized system for worldwide standardization. National bodies that are members of ISO or IEC participate in the development of International Standards through technical committees established by the respective organization to deal with particular fields of technical activity. ISO and IEC technical committees collaborate in fields of mutual interest. Other international organizations, governmental and non-governmental, in liaison with ISO and IEC, also take part in the work. In the field of information technology, ISO and IEC have established a joint technical committee, ISO/IEC JTC 1.
The procedures used to develop this document and those intended for its further maintenance are described in the ISO/IEC Directives, 1. In particular the different approval criteria needed for the different types of document should be noted. This document was drafted in accordance with the editorial rules of the ISO/IEC Directives, 2 (see www.iso.org/directives ).
Attention is drawn to the possibility that some of the elements of this document may be the subject of patent rights. ISO and IEC shall not be held responsible for identifying any or all such patent rights. Details of any patent rights identified during the development of the document will be in the Introduction and/or on the ISO list of patent declarations received (see www.iso.org/patents ).
Any trade name used in this document is information given for the convenience of users and does not constitute an endorsement.
For an explanation on the meaning of ISO specific terms and expressions related to conformity assessment, as well as information about ISO's adherence to the WTO principles in the Technical Barriers to Trade (TBT) see the following URL: Foreword - Supplementary information
The committee responsible for this document is ISO/IEC JTC 1 Information technology, Subcommittee SC 36, Information technology for learning, education and training.
Introduction
New and emerging technologies are allowing learners to test and develop new knowledge for the creation of virtual experiments. By employing a collection of different technologies, virtual experiments are widely used within K-12 and higher education institutions (e.g. scientific laboratory experiments, technical training in medicine and biomedicine) and also within corporate training (e.g. flight simulators, manufacturing process control). Virtual experiments allow access to a wide range of different experiments, decrease the timeframe to complete experiments, eliminate hazardous situations, and reduce the costs of materials.
To facilitate the development of virtual experiment technology and specification integration, this Technical Report defines a virtual experiment framework that indicates how various standards and specifications can be combined to support the design, implementation, analysis and evaluation of virtual experiment systems. This Technical Report denotes the components and categories of related standards and specifications that can be used to support virtual experiment systems and learners. It illustrates how the components and categories can be structured to support implementations to improve reusability, reduce costs, and broaden applicability. It defines the framework of related virtual experiment standards and determines the mutual relations between different standards for designing, analysing and comparing different virtual experiment systems in order to promote the design and application of the virtual experimental components and systems. The framework of virtual experiment standards also helps to illustrate the categories of related virtual experiment systems and their relations in order to guide the development of other standard-setting work and normatively describe virtual experiment system.
Virtual experiments are typically accessed from an IT system, such as a learning management system (LMS), which provides the environment for learning. In addition to tools specifically tailored for learning, IT systems (such as LMSs) can also provide access to external tools. In a common scenario, an identity federation mechanism will automatically log into the external service but it is up to the learner whether to provide data inputs to the external tool. At the end of the activity, a score is returned to the IT system (e.g. LMS). This type of approach can be used to support activities, such as those involved in the scientific experimental approach, where there are requirements to repeat an experiment with a variety of parameters in order to assess their individual role in a process. There is a need to bridge the switch from the IT system (e.g. LMS) to an external virtual experiment tool, providing data inputs and recording outputs for further analysis. This Technical Report can be used to support these types of activities. In addition, this Technical Report provides specific considerations for the development of ITLET supportive technology and specification integration.
1 Scope
This Technical Report defines the framework for IT standards and specifications on virtual experiments supporting IT-enhanced learning, education and training. It is based on implementations of standards and specifications that are used to support virtual experiment, development, evaluation and management that rely on ITLET.
This Technical Report
- provides a framework that can be used for virtual experiment systems that rely on ITLET,
- determines the categories of different virtual experiment standards and specifications and their relationships to facilitate their integration,
- promotes the appropriate design and application of virtual experiment components so that IT systems that are being used are reusable, low cost, and more broadly applicable,
- indicates considerations to be taken into account when developing ITLET systems that are being developed or used to support virtual experiment systems,
- provides sample architecture of a virtual experiment system framework that can be used to support further development of virtual experiments,
- illustrates various roles that different actors can have at various points within the virtual experiment system,
- demonstrates how standards and specifications that support virtual experiments can be combined to form the basis for future work and implementations.
The following aspects are not addressed in this Technical Report:
- specifications of the implementation details of virtual experiment systems;
- accessibility;
- privacy;
- security.
3 Terms and definitions
For the purposes of this document, the following terms and definitions apply.
3.1
component cartridge
assembly of all the junior units based on specific rules to form a bigger component cell
3.2
remote access laboratory
laboratory in the physical world which can be accessed remotely
Note 1 to entry: Access to simulated equipment and virtual laboratories are excluded.
Note 2 to entry: A remote access laboratory enables learners to perform experiments at their own pace, time and location and allows teaching staff and learners to access laboratory facilities beyond their institutions.
3.3
virtual experiment
experiment based on multimedia, simulation and virtual reality (3.6) , etc. which can assist or replace the operating segments of traditional, face-to-face experiments
3.4
virtual experiment component
smallest unit in a virtual experiment (3.3) which is composed of controllable and operable virtual experiment objects that may be reused
3.5
virtual laboratory
open networked instructional system based on web and virtual reality (3.6) technologies, which consists of virtual benches
3.6
virtual reality
artificial environment presented in the computer
Bibliography
| [1] | ISO/IEC TR 10000-1, Information technology — Framework and taxonomy of International Standardized Profiles — 1: General principles and documentation framework |
| [2] | ISO/IEC TR 12785-1:2009, Information technology — Learning, education, and training — Content packaging — 1: Information model |
| [3] | ISO/IEC TR 12785-2:2011, Information technology — Learning, education, and training — Content packaging — 2: XML binding |
| [4] | ISO/IEC TR 12785-3, Information technology — Learning, education, and training — Content packaging — 3: Best practice and implementation guide |
| [5] | ISO/IEC 19788-1, Information technology — Learning, education and training — Metadata for learning resources — 1: Framework |
| [6] | IMS Global Learning Consortium, Inc. (July 3, 2013) IMS Global Common Cartridge profile: Overview. Version 1.3 Final Specification. http://www.imsglobal.org |
| [7] | IMS Global Learning Consortium, Inc. (July 3,2013), IMS Global Common Cartridge Profile: Overview Version1.3 Final Specification, http://www.imsglobal.org |
| [8] | ISO/IEC Directives, 2, Rules for the structure and drafting of International Standards, 2001 |
| [9] | ISO/IEC TR 24725-1:2011, ITLET supportive technology and specification integration — 1: Framework |
| [10] | ISO/IEC TR 24725-3:2010, Information technology for learning, education and training — Supportive technology and specific integration — 3: Platform and Media Taxonomy (PMT) |