Nghiên cứu thiết kế công cụ tạo bài giảng authoring tool theo chuẩn scorm
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (893.88 KB, 67 trang )
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
--------------------------------------ĐỖ MẠNH CƯỜNG
NGHIÊN CỨU THIẾT KẾ CÔNG CỤ TẠO BÀI GIẢNG
AUTHORING TOOL THEO CHUẨN SCORM
Chuyên ngành: KỸ THUẬT MÁY TÍNH VÀ TRUYỀN THÔNG
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC
CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT MÁY TÍNH VÀ TRUYỀN THÔNG
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
TS. NGUYỄN KIM KHÁNH
Hà Nội – Năm 2011
Nghiên cứu thiết kế công cụ tạo bài giảng Authoring Tool theo chuẩn SCORM
MỤC LỤC
Danh mục các ký hiệu, chữ viết tắt .............................................................................3
Danh mục các bảng .....................................................................................................4
Danh mục hình vẽ .......................................................................................................5
LỜI NÓI ĐẦU ............................................................................................................6
CHƯƠNG 1 PHẦN MỞ ĐẦU ...................................................................................7
CHƯƠNG 2 TỔNG QUAN VỀ E-LEARNING ........................................................9
2.1. Hoàn cảnh ra đời............................................................................................9
2.2. Chuẩn e-Learning ........................................................................................10
2.3. Kiến trúc của hệ thống e-Learning ..............................................................10
2.4. Các thành phần của e-Learning ...................................................................11
CHƯƠNG 3 CHUẨN SCORM ................................................................................13
3.1. SCORM .......................................................................................................13
3.1.1. Các đặc tính của SCORM.....................................................................14
3.2. Các thành phần chính trong phiên bản SCORM 2004 ................................15
3.3. Tổng quan về XML .....................................................................................17
3.3.1. XML......................................................................................................17
3.3.2. DTD ......................................................................................................18
3.3.3. XML Schema........................................................................................20
3.4. Mô hình đóng gói nội dung (Content Aggregation Model). .......................25
3.4.1. Mô hình tích hợp...................................................................................25
3.4.2. Các thành phần chính trong mô hình tích hợp nội dung SCORM........26
3.4.3. Các thành phần siêu dữ liệu của gói nội dung ......................................31
3.5. Đóng gói nội dung trong SCORM...............................................................32
3.5.1. Sơ lược ..................................................................................................32
3.5.2. Các thành phần của một gói nội dung ..................................................33
3.5.3. Các thành phần của một Manifest ........................................................35
3.5.4. Xây dựng gói (Building Content Packaging) .......................................39
Trang 1/66
Nghiên cứu thiết kế công cụ tạo bài giảng Authoring Tool theo chuẩn SCORM
3.6. SCORM Metadata .......................................................................................39
3.6.1. Sơ lược ..................................................................................................39
3.6.2. Tạo SCORM meta-data ........................................................................40
3.6.3. Mở rộng Meta-data ...............................................................................41
3.6.4. Các profile ứng dụng của SCORM Meta-data .....................................42
3.7. SCORM Sequencing & Navigation trong gói nội dung..............................43
3.7.1. Sơ lược ..................................................................................................43
3.7.2. Các khái niệm cơ bản............................................................................44
3.7.3. Sequencing và Navigation trong gói nội dung .....................................49
3.8. Kết chương ..................................................................................................52
CHƯƠNG 4 ĐÁNH GIÁ CÁC AUTHORING TOOL ............................................53
4.1. Một số Authoring tool tuân theo chuẩn SCORM........................................53
4.1.1. Reload ...................................................................................................53
4.1.2. eXeLearning..........................................................................................53
4.1.3. LCDS ....................................................................................................53
4.2. Đánh giá các authoring tools .......................................................................54
4.3. Kết chương ..................................................................................................54
CHƯƠNG 5 THIẾT KẾ CÔNG CỤ TẠO BÀI GIẢNG THEO CHUẨN SCORM
DỰA VÀO MÃ NGUỒN MỞ..................................................................................55
5.1. Yêu cầu ........................................................................................................55
5.2. Lựa chọn giải pháp và công nghệ................................................................57
5.2.1. Giải pháp...............................................................................................57
5.2.2. Phân tích chương trình..........................................................................57
5.2.3. Lựa chọn công nghệ triển khai .............................................................61
5.3. Xây dựng và đánh giá thử nghiệm...............................................................61
5.4. Kết chương ..................................................................................................63
CHƯƠNG 6 KẾT QUẢ, ĐÁNH GIÁ VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN .......................64
6.1. Kết quả đạt được..........................................................................................64
6.2. Hướng phát triển..........................................................................................64
TÀI LIỆU THAM KHẢO.........................................................................................66
Trang 2/66
Nghiên cứu thiết kế công cụ tạo bài giảng Authoring Tool theo chuẩn SCORM
Danh mục các ký hiệu, chữ viết tắt
Từ viết tắt
Viết đầy đủ
Ý nghĩa
Authoring Tool
Authoring Tool
Công cụ tạo bài giảng
Giảng dạy dùng máy tính trợ
CAI
Computer Aided Instruction
giúp
CAM
Content Aggregation Model
Mô hình đóng gói nội dung
CO
Content Organization
Tổ chức nội dung
DTD
Document Type Definition
Định nghĩa kiểu tài liệu
Learning Content
Hệ thống quản trị nội dung học
Management System
tập
LCMS
Learning Management
LMS
System
Hệ thống quản trị học tập
LOM
Learning Object Metadata
Siêu dữ liệu đối tượng học
RTE
Runtime Enviroment
Môi trường hoạt động
Đối tượng nội dung có thể chia
Sharable Content Object
sẻ
Sharable Content Object
Mô hình tham chiếu đối tượng
SCORM
Reference Model
nội dung có thể chia sẻ
SN
Sequencing and Navigation
Thứ tự và duyệt
SCO
eXtensible Markup
XML
Language
Ngôn ngữ đánh dấu mở rộng
eXtensible Markup
XML Schema
Language Schema
Trang 3/66
Lược đồ XML
Nghiên cứu thiết kế công cụ tạo bài giảng Authoring Tool theo chuẩn SCORM
Danh mục các bảng
Bảng 1. Ví dụ về XML..............................................................................................18
Bảng 2. Ví dụ về DTD ..............................................................................................19
Bảng 3. Ví dụ về XML Schema ................................................................................21
Bảng 4. Các kiểu dữ liệu cơ bản ...............................................................................23
Bảng 5. Ví dụ 2 về XML Schema .............................................................................24
Bảng 6. Ví dụ về sử dụng XML Schema ..................................................................25
Trang 4/66
Nghiên cứu thiết kế công cụ tạo bài giảng Authoring Tool theo chuẩn SCORM
Danh mục hình vẽ
Hình 1. Các thành phần trong SCORM 2004 ...........................................................16
Hình 2. Ví dụ về Asset ..............................................................................................27
Hình 3. Đối tượng nội dung học chia sẻ (SCO) ........................................................28
Hình 4. Cấu trúc nội dung .........................................................................................30
Hình 5. Sơ đồ khái niệm gói nội dung ......................................................................34
Hình 6. Các thành phần của Manifest .......................................................................35
Hình 7. Các nguồn tài nguyên (resources)................................................................38
Hình 8. Activity Tree với gốc là Course (khóa học).................................................44
Hình 9. Mối quan hệ giữa Content Organization và Activity Tree...........................45
Hình 10. Phân chia cluster ........................................................................................47
Hình 11. Learning Activity .......................................................................................48
Hình 12. Thành phần <imscp:organization> và mỗi thành phần <imscp:item> có thể
có các hành vi xác định thứ tự được định nghĩa gắn liền với thông tin xác định
thứ tự..................................................................................................................51
Hình 13. Mô hình đóng gói nội dung........................................................................56
Hình 14. Kiến trúc chương trình ...............................................................................58
Hình 15. Các module chính của chương trình ..........................................................59
Hình 16. Giao diện soạn bài giảng ............................................................................61
Hình 17. Giao diện biên soạn cấu trúc nội dung.......................................................62
Hình 18. Giao diện biên soạn quy tắc học ................................................................62
Hình 19. Giao diện biên soạn metadata ....................................................................63
Trang 5/66
Nghiên cứu thiết kế công cụ tạo bài giảng Authoring Tool theo chuẩn SCORM
LỜI NÓI ĐẦU
Trong thời đại bùng nổ công nghệ thông tin hiện nay, phương thức đào tạo
trực tuyến có rất nhiều ưu thế để phát triển. Nhờ vào sự phát triển mạnh mẽ của
công nghệ thông tin và các loại truyền thông đa phương tiện, phương pháp học tập
trực tuyến trên cơ sở ứng dụng công nghệ thông tin cùng với các loại truyền thông
đa phương tiện vào việc dạy và học sẽ là một xu hướng tất yếu trong giáo dục và
đào tạo của thế kỷ 21.
Yếu tố chính góp phần làm nên hiệu quả to lớn của phương pháp học tập trực
tuyến là giáo trình trực tuyến. Vì vậy yêu cầu đặt ra là phải có một công cụ biên
soạn bài giảng để giúp cho các giáo viên có thể soạn thảo các bài giảng, giáo trình
trực tuyến của mình theo đúng một cấu trúc bài giảng đã đề ra sao cho bài giảng sau
khi biên soạn xong có thể đóng gói lại dựa trên chuẩn SCORM (Sharable Content
Obbject Reference Model), có khả năng tái sử dụng và tích hợp trên các hệ thống
quản lý học tập.
Trong phạm vi luận văn của mình, dưới sự hướng dẫn của Tiến sĩ Nguyễn
Kim Khánh, tôi đã chọn nghiên cứu đề tài “Nghiên cứu thiết kế công cụ tạo bài
giảng theo chuẩn SCORM”
Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành tới Tiến sĩ Nguyễn Kim Khánh, người đã
tận tâm hướng dẫn, định hướng cho tôi trong suốt quá trình thực hiện luận văn.
Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn tới tất cả người thân và bạn bè đã động viên và
giúp đỡ tôi hoàn thành luận văn này.
Học viên cao học
Lớp Kỹ thuật máy tính và truyền thông 2009
Đỗ Mạnh Cường
Trang 6/66
Nghiên cứu thiết kế công cụ tạo bài giảng Authoring Tool theo chuẩn SCORM
CHƯƠNG 1
PHẦN MỞ ĐẦU
Việc ứng dụng CNTT vào đổi mới dạy-học đang phát triển mạnh mẽ và đạt
được những hiệu quả giáo dục rất to lớn. Có rất nhiều cách truyền tải nội dung bài
giảng đến người học, nhưng với sự phát triển như vũ bão của Internet, sự phát triển
của công nghệ Web,… như hiện nay thì dạy học theo phương pháp E-learning đang
phát triển mạnh ở nước ta trong những năm gần đây. Nội dung bài giảng trên lớp
của người thầy được mô hình hóa thành học liệu điện tử theo nhiều dạng chuẩn
khác nhau được truyền tải đến người học.
Chuẩn định dạng dữ liệu phổ biến nhất hiện nay là IEEE IMS và chuẩn thông
tin trao đổi giữa hệ thống thông tin với người học phổ biến nhất là AICC. Từ hai
chuẩn này, ADL (Advance Distributed Learning Initiative – một sáng kiến của Bộ
Quốc phòng Mỹ) đã tạo nên hệ thống chuẩn SCORM (Sharable Content Object
Reference Model), chuẩn de-facto của các hệ thống e-Learning.
Như vậy, việc phải có một công cụ biên soạn bài giảng để giúp cho các giáo
viên có thể soạn thảo các bài giảng, giáo trình trực tuyến của mình theo đúng một
cấu trúc bài giảng đã đề ra sao cho bài giảng sau khi biên soạn xong có thể đóng gói
lại dựa trên chuẩn SCORM, có khả năng tái sử dụng và tích hợp trên các hệ thống
quản lý học tập là rất cần thiết. Do đó, tôi đã chọn đề tài “Nghiên cứu thiết kế công
cụ tạo bài giảng theo chuẩn SCORM” trong luận văn tốt nghiệp của mình.
Trong phạm vi luận văn này, tôi xin được nghiên cứu đến các vấn đề sau:
-
Tổng quan về e-Learning.
-
Chuẩn SCORM.
-
So sánh và đánh giá một số công cụ tạo bài giảng theo chuẩn SCORM (mã
nguồn mở).
-
Đề xuất phương án thiết kế công cụ tạo bài giảng và đóng gói theo chuẩn
SCORM dựa trên mã nguồn mở.
Trang 7/66
Nghiên cứu thiết kế công cụ tạo bài giảng Authoring Tool theo chuẩn SCORM
Bố cục luận văn bao gồm các phần sau đây:
• Chương 1: Phần mở đầu
-
Lý do chọn đề tài.
-
Mục đích nghiên cứu, đối tượng và phạm vi nghiên cứu.
-
Nhiệm vụ nghiên cứu.
• Chương 2: Tổng quan về E-Learning
-
Trình bày tổng quan chung về E-Learning và kiến trúc của hệ thống
E-Learning
• Chương 3: Chuẩn SCORM
-
Trình bày các đặc tính và các thành phần chính của chuẩn SCORM.
-
Mô hình đóng gói nội dung (Content Aggregation Model).
-
Đóng gói nội dung trong SCORM.
-
SCORM Metadata.
-
SCORM Sequencing & Navigation trong gói nội dung.
• Chương 4: Đánh giá một số Authoring Tool hiện có (mã nguồn mở)
-
So sánh và đánh giá một số Authoring Tool mã nguồn mở hiện có.
• Chương 5: Thiết kế công cụ tạo bài giảng theo chuẩn SCORM (dựa vào
mã nguồn mở)
-
Dựa vào các authoring tool đã biết ở chương 4, đề xuất phương án
thiết kế công cụ tạo bài giảng và đóng gói theo chuẩn SCORM.
-
Xây dựng và đánh giá thử nghiệm.
• Chương 6: Kết quả đánh giá và hướng phát triển
-
Kết quả đạt được.
-
Hướng phát triển.
Trang 8/66
Nghiên cứu thiết kế công cụ tạo bài giảng Authoring Tool theo chuẩn SCORM
CHƯƠNG 2
TỔNG QUAN VỀ E-LEARNING
2.1. Hoàn cảnh ra đời
Trong những năm gần đây, các thuật ngữ e-commerce, e-government, và eLearning đã trở nên quen thuộc. Các thuật ngữ này đều có một điểm chung: “e-“.
Điểm chung này nói lên rằng: các khái niệm mô tả bởi các thuật ngữ đó đều liên
quan đến Internet.
Internet - mạng của các mạng, đã từ chỗ chỉ thuần tuý là một phương tiện
giao tiếp, trở thành một thứ môi trường làm việc, giải trí, học tập, một môi trường
sống. Trong môi trường này tồn tại một kiểu văn hoá riêng, một lối sống riêng gắn
kết và tách biệt với môi trường truyền thống (môi trường thực). Đặc tính của “lối
sống” Internet có thể mô tả bằng các từ sau: phân tán, chia sẻ, độc lập, tự chủ, kịp
thời.
Sự biến chuyển của xã hội cũng tạo nên sự thay đổi quan điểm đào tạo: từ
hướng-giáo-viên chuyển sang hướng-người-học. Các hệ thống đào tạo ngày nay
thường lấy người học làm trung tâm, và thay vì tập trung vào truyền thụ kiến thức
như trước kia, thì nay hướng đến khuyến khích sáng tạo, tự đào tạo và nghiên cứu.
Sự chuyển biến về phương pháp luận này song hành cùng với việc phổ biến Internet
với ý nghĩa là một môi trường sống, đã tạo nên e-Learning.
Như vậy e-Learning được hiểu là việc học tập theo “lối sống” Internet. Nó
cũng có các đặc tính do môi trường sống đem lại: tự chủ, độc lập, kịp thời, chia sẻ,
và phân tán.
Có thể quan sát sự chuyển đổi phương pháp luận sư phạm thông qua các
thuật ngữ sử dụng trong lĩnh vực CAI (Computer Aided Instruction): từ “teacher”,
“trainer”, “lecturer”, trở thành “instructor”, “facilitator”, “mentor”, “assistant”.
Trang 9/66
Nghiên cứu thiết kế công cụ tạo bài giảng Authoring Tool theo chuẩn SCORM
2.2. Chuẩn e-Learning
Để đảm bảo tính chia sẻ và kịp thời, các hệ thống e-Learning phải có khả
năng:
-
Liên thông với một hệ thống e-Learning khác
-
Tiếp nhận (import) nội dung đào tạo từ một hệ thống e-Learning khác
-
Chuyển giao (export) nội dung đào tạo cho một hệ thống e-Learning khác
Do vậy, sự tồn tại của các chuẩn trao đổi dữ liệu là điều kiện thiết yếu đối
với sự phát triển của e-Learning.
Đi xa hơn ý nghĩa trao đổi dữ liệu giữa các hệ thống với nhau, các hệ thống
e-Learning còn áp dụng những chuẩn định dạng dữ liệu của hệ thống thông tin, và
chuẩn thông tin trao đổi giữa hệ thống quản lý thông tin và người học. Chuẩn định
dạng dữ liệu phổ biến nhất hiện nay là IEEE IMS; và chuẩn thông tin trao đổi giữa
hệ thống thông tin với người học phổ biến nhất là AICC. Từ hai chuẩn này, ADL
(Advance Distributed Learning Initiative – một sáng kiến của Bộ Quốc phòng Mỹ)
đã tạo nên hệ thống chuẩn SCORM (Sharable Content Object Reference Model),
chuẩn de-facto của các hệ thống e-Learning.
2.3. Kiến trúc của hệ thống e-Learning
Một thành phần rất quan trọng của hệ thống e-Learning là hệ thống quản lý
học tập (LMS - Learning Management System), gồm nhiều module khác nhau, giúp
cho quá trình học tập trên mạng đuợc thuận tiện và dễ dàng phát huy hết các điểm
mạnh của mạng Internet ví dụ như
• Diễn đàn để trao đổi ý kiến giữa các thành viên của một lớp
• Module khảo sát lấy ý kiến của mọi người về một vấn đề nào đó
• Module kiểm tra và đánh giá
• Module chat trực tuyến
Trang 10/66
Nghiên cứu thiết kế công cụ tạo bài giảng Authoring Tool theo chuẩn SCORM
• Module phát video và audio trực truyến
• v.v…
Một thành phần quan trọng khác là các công cụ tạo nội dung. Hiện nay,
chúng ta có 2 cách tạo nội dung là trực tuyến (online), có kết nối với mạng Internet
và ngoại tuyến (offline), không cần kết nối với mạng Internet. Những hệ thống như
hệ thống quản trị nội dung học tập (LCMS – Learning Content Management
System) cho phép tạo và quản lý nội dung trực tuyến. Các công cụ soạn bài giảng
(authoring tools) giáo viên có thể cài đặt ngay trên máy tính cá nhân của mình và
soạn bài giảng. Với những nước và khu vực mà cơ sở hạ tầng mạng chưa tốt thì việc
dùng các công cụ soạn bài giảng là một sự lựa chọn hợp lý. Một hệ thống tạo nội
dung mềm dẻo thường cho phép kết hợp giữa soạn bài giảng online và offline
Với các trường và cơ sở có quy mô lớn cần phải quản lý kho bài giảng lớn và
muốn chia sẻ cho các trường khác thì phải nghĩ đến giải pháp kho chứa bài giảng.
Kho chứa bài giảng này cho phép lưu trữ, quản lý thông tin về các bài giảng
(thường dùng các chuẩn về metadata của IEEE, IMS, và SCORM). Hơn nữa,
thường có engine tìm kiếm đi kèm, tiện cho việc tìm kiếm các bài giảng (hoặc tổng
quát hơn là đối tượng học tập). Đôi khi các LCMS cũng đủ mạnh để thực hiện việc
quản lý này hoặc cũng có các sản phẩm chuyên biệt cho nhiệm vụ này.
Các chuẩn/đặc tả là một thành phần kết nối tất cả các thành phần của hệ
thống e-Learning. LMS, LCMS, công cụ soạn bài giảng, và kho chứa bài giảng sẽ
hiểu nhau và tương tác được với nhau thông qua các chuẩn/đặc tả. Chuẩn và đặc tả
e-Learning cũng đang phát triển rất nhanh tạo điều kiện cho các công ty và tổ chức
tạo ra ngày càng nhiều sản phẩm e-Learning, và người dùng có rất nhiều sự lựa
chọn.
2.4. Các thành phần của e-Learning
-
LCMS: Hệ thống quản lý nội dung học tập
Trang 11/66
Nghiên cứu thiết kế công cụ tạo bài giảng Authoring Tool theo chuẩn SCORM
o Cho phép người tạo nội dung tạo, lưu trữ, quản lý và xuất bản những
nội dung đào tạo mong muốn và có thể phân phối qua mạng, in ấn,
xuất đĩa CD.
o Cung cấp khả năng mềm dẻo nhất cho việc soạn và quản lý bài giảng
-
LMS: Hệ thống quản lý học tập
o Tự động hóa việc quản lý các công việc đào tạo như: tạo các khóa học,
phân cấp khóa học theo danh mục khóa học, ghi nhận dữ liệu từ người
dùng và cung cấp thông báo cho việc quản lý.
o Một hệ LMS được thiết kế để có thể kiểm soát các khóa học từ nhiều
nguồn xuất bản và nhiều nhà cung cấp khác nhau.
o LMS còn lưu giữ các thông tin về học viên, công việc đào tạo liên quan
đến học viên...
-
Mối quan hệ giữa LCMS và LMS
o LCMS và LMS khác nhau nhưng chúng phối hợp với nhau để tạo hiệu
quả hoạt động cho hệ thống e-Learning.
o Việc kết hợp chặt chẽ, thông tin từ hai hệ thống có thể được trao đổi,
chuyển giao cho nhau.
o Nội dung bài học phải được xây dựng tuân theo những chuẩn có tính
toàn cầu nhằm đảm bảo tính chia sẻ và tái sử dụng và khả năng quản
lý. Hiện nay chuẩn phổ biến nhất cho e-Learning là SCORM
(Shareable Content Object Reference Model) do tổ chức ADL đưa ra.
Trang 12/66
Nghiên cứu thiết kế công cụ tạo bài giảng Authoring Tool theo chuẩn SCORM
CHƯƠNG 3
CHUẨN SCORM
Đối với những người làm việc trong lĩnh vực e-Learning, các chuẩn eLearning đóng vai trò rất quan trọng. Không có chuẩn e-Learning chúng ta sẽ không
có khả năng trao đổi với nhau và sử dụng lại các đối tượng học tập (learning object).
Nhờ có chuẩn toàn bộ thị trường e-Learning (người bán công cụ, khách hàng, người
phát triển nội dung) sẽ tìm được tiếng nói chung, hợp tác với nhau được cả về mặt
kĩ thuật và mặt phương pháp. LMS có thể dùng được nội dung phát triển bởi nhiều
công cụ khác nhau và nhiều ví dụ khác nữa. Trong chương này tôi sẽ trình bày một
số khái niệm cơ bản về các thành phần chính trong mô hình gói nội dung tuân thủ
chuẩn SCORM. Cụ thể bao gồm các phần sau:
-
Các thành phần cơ bản của gói nội dung (Asset SCO).
-
Mô hình tổ chức gói nội dung (Content Organization).
-
Mô hình siêu dữ liệu (Metadata).
-
Các thành phần qui tắc học (Sequencing Navigation).
Các thông tin mô tả được mô tả trong file có tên imsmanifest.xml. Đây là file
mô tả cấu trúc gói nội dung, nguồn tài nguyên tham chiếu, các siêu dữ liệu mô tả
gói cũng như các thành phần trong cấu trúc của gói, các qui tắc học tập khác nhau
dựa trên XML. Do đó, trước hết chúng ta tìm hiểu XML để có thể hiểu được các chi
tiết kĩ thuật cụ thể của từng phần. Trong phạm vi luận văn này, tôi sẽ chỉ tập trung
vào một số điểm chính của SCORM cùng với một số ví dụ minh họa.
3.1. SCORM
SCORM là một tập hợp các tiêu chuẩn và đặc tả cho một chương trình eLearning trên nền web. Các authoring tool dựa theo chuẩn này sẽ được đảm bảo
tính chia sẻ, tái sử dụng và tăng khả năng quản lý bởi các đặc tính của SCORM
Trang 13/66
Nghiên cứu thiết kế công cụ tạo bài giảng Authoring Tool theo chuẩn SCORM
3.1.1. Các đặc tính của SCORM
-
Tính truy cập được (Accessibility): Khả năng định vị và truy cập các nội
dung giảng dạy từ một nơi ở xa và phân phối nó tới các vị trí khác.
-
Tính thích ứng được (Adaptability): Khả năng cung cấp các nội dung giảng
dạy phù hợp với yêu cầu của từng cá nhân và tổ chức.
-
Tính kinh tế (Affordability): Khả năng tăng hiệu quả và năng suất bằng cách
giảm thời gian và chi phí liên quan đến việc phân phối các giảng dạy.
-
Tính bền vững (Durability): Khả năng trụ vững với sự phát triển của sự phát
triển và thay đổi của công nghệ mà không phải thiết kế lại tốn kém, cấu hình
lại.
-
Tính linh động (Interoperability): Khả năng làm cho các thành phần giảng
dạy tại một nơi với một tập công cụ (tool) hay nền (platform) và sử dụng
chúng tại một nơi khác với một tập các công cụ hay nền khác.
-
Tính tái sử dụng (Reusability): Khả năng mềm dẻo trong việc kết hợp các
thành phần giảng dạy trong nhiều ứng dụng và nhiều ngữ cảnh khác nhau.
Phiên bản mới nhất của SCORM được công bố năm 2009 với tên phiên bản
là SCORM 2004 4th Edition. Trong phiên bản này ngoài các phần chỉnh sửa và bổ
sung các phần CAM, RTE. SCORM tiếp tục được xây dựng dựa trên các đặc tả của
nhiều tổ chức khác nhau (như IMS, AICC..) để xây dựng lên một mô hình đảm bảo
tính khả chuyển, tính truy cập và tính tái sử dụng của nội dung học dựa trên web.
SCORM 2004 có khá nhiều thay đổi so với các phiên bản trước (phiên bản SCORM
1.2) cụ thể trong phiên bản này thêm phần SN (đặc tả mới này không chỉ cho phép
người biên soạn nội dung tạo gói nội dung học một cách tuần tự mà còn có thể tùy
biến theo người học hay nói cách khác góp phần tạo nên gói nội dung học có tính
thông minh). Dưới đây, ta liệt kê các đặc tả chính và chuẩn chính được dùng trong
SCORM 2004:
• IEEE Data Model For Content Object Communication.
Trang 14/66
Nghiên cứu thiết kế công cụ tạo bài giảng Authoring Tool theo chuẩn SCORM
• IEEE ECMAScript Application Programming Interface for Content to
Runtime Services Communication.
• IEEE Learning Object Metadata (LOM).
• IEEE Extensible Markup Language (XML) Schema Binding for Learning.
Object Metadata Data Model.
• IMS Content Packing.
• IMS Simple Sequencing.
3.2. Các thành phần chính trong phiên bản SCORM 2004
Trong phiên bản SCORM 2004 các thành phần chính được chia làm các
cuốn sách riêng biệt. Mỗi đặc tả được đưa ra sẽ coi như một cuốn sách mới được
đưa vào thư viện của SCORM. Ngoài cuốn sách đầu tiên giới thiệu tổng quan về
SCORM, các cuốn sách còn lại đều mô tả kỹ thuật. Chúng bao gồm “Content
Aggregation Model (CAM)”, “Runtime Enviroment (RTE)” và “Sequencing and
Navigation (SN)”. Trong mỗi cuối sách bao gồm các đặc tả kỹ thuật của các tổ chức
khác nhau như IMS, AICC, ARIADNE, IEEE LTSC. Hình vẽ dưới đây chỉ ra mỗi
cuốn bao gồm các đặc tả nào:
Trang 15/66
Nghiên cứu thiết kế công cụ tạo bài giảng Authoring Tool theo chuẩn SCORM
Hình 1. Các thành phần trong SCORM 2004
Cuốn sách CAM bao gồm Meta-data (IEEE LOM 1484.12), Content
Structure (AICC), Content Packaging (IMS) và Sequecing Information (IMS). Cuốn
sách RTE bao gồm IEEE API 1484.11.2 và IEEE Data Model 1484.11.1. Cuốn sách
Sequencing & Navigation (IMS Simple Sequencing 1.0). Nội dung từng cuốn sách
sẽ được điểm qua ngay dưới đây.
• Cuốn sách CAM mô tả việc đóng gói các nội dung học tập như thế nào để có
thể trao đổi thông tin được trong nhiều hệ thống khác nhau, mô tả các siêu dữ
liệu của chúng như thế nào để có thể phát hiện, tìm kiếm, và cuối cùng định
nghĩa các luật xác định thứ tự nội dung học tập. Nó cũng định nghĩa các cách
thức và các yêu cầu trong việc xây dựng tổng hợp, đóng gói nội dung học.
• Cuốn sách RTE mô tả các yêu cầu đối với hệ thống quản lý đào tạo
(Learning Management System - LMS) trong việc quản lý môi trường hoạt
động (chẳng hạn như quá trình tìm kiếm và hiển thị nội dung, việc giao tiếp
giữa LMS và các thành phần mô hình dữ liệu (Data Model) chuẩn về các
thông tin của học viên).
Trang 16/66
Nghiên cứu thiết kế công cụ tạo bài giảng Authoring Tool theo chuẩn SCORM
• Cuốn sách SN mô tả nội dung tuân theo SCORM được định thứ tự như thế
nào thông qua các sự kiện duyệt kích hoạt từ phía học viên hay phía hệ
thống. Việc rẽ nhánh của nội dung được mô tả bởi một tập các đơn vị giảng
dạy được xác định trước, thường là vào lúc thiết kế theo chủ định của người
phát triển nội dung.
Phần dưới đây sẽ cho chúng ta các chi tiết kỹ thuật nhưng trước hết chúng ta
tìm hiểu qua về XML vì đây là ngôn ngữ chính trong chuẩn SCORM.
3.3. Tổng quan về XML
3.3.1. XML
XML có thể coi là một ngôn ngữ (hoặc siêu ngôn ngữ) khắc phục những hạn
chế của HTML trong việc trao đổi dữ liệu và tính phức tạp, khó hiểu của SGML.
XML là sự tổng hợp của 3 công nghệ: đánh dấu văn bản, trao đổi dữ liệu và WWW.
XML là một siêu ngôn ngữ không phải là ngôn ngữ cụ thể.
• Nó xác định các luật đánh dấu văn bản như thế nào. Nó không định nghĩa các
tag dùng trong đánh dấu văn bản.
• Nó cung cấp khả năng để quy định một Document Type Definition (DTD) để
rằng buộc việc đánh dấu cho phép trong một lớp tài liệu mà thôi.
• Nó hỗ trợ Unicode hoàn toàn, tức là hỗ trợ tất cả các ngôn ngữ trên thế giới.
XML có nhiều luật khác nhau mà một một file XML phải tuân theo. Dưới
đây, chúng ta minh họa 3 luật quan trọng nhất.
• Luật 1: Thông tin được biểu diễn thông qua các đơn vị gọi các tài liệu XML.
• Luật 2: Một tài liệu XML chứa một hay nhiều hơn các thành phần.
• Luật 3: Một thành phần có tên, nó được xác định trong tài liệu thông qua
việc đánh dấu tường minh, nó có thể chứa các thành phần khác và có các
thuộc tính đi kèm.
Trang 17/66
Nghiên cứu thiết kế công cụ tạo bài giảng Authoring Tool theo chuẩn SCORM
<?xml version="1.0" encoding="UTF-8"?>
<?xml-stylesheet type="text/css" href="ch01_04.css"?>
<document>
<heading>
Hello From XML
</heading>
<message>
This is an XML document!
</message>
</document>
Bảng 1. Ví dụ về XML
3.3.2. DTD
DTD thực chất là một phần của đặc tả XML, hơn là một thực thể riêng lẻ.
Mặt khác, nó là tùy chọn vì bạn có thể viết một tài liệu mà không cần có nó. Mục
đích chính của nó là mô tả một lớp các nào đó các tài liệu XML (tương tự như ngữ
pháp cho các ngôn ngữ khác), và do đó áp đặt các rằng buộc tới cấu trúc của các tài
liệu XML. Một tài liệu được coi là đúng đắn nếu nó tuân theo một DTD có trước.
Dưới đây ta xét một ví dụ cụ thể:
Ví dụ:
1: <!ELEMENT BookStore (Book*)>
2: <!ELEMENT Book (Title, Author+, Date)>
3: <!ATTLIST Book ID #REQUIRED>
4: <!ELEMENT Title (#PCDATA)>
5: <!ELEMENT Author (#PCDATA+)>
6: <!ELEMENT Date (#PCDATA)>
Trang 18/66
Nghiên cứu thiết kế công cụ tạo bài giảng Authoring Tool theo chuẩn SCORM
Bảng 2. Ví dụ về DTD
Dòng 1 chỉ ra rằng phần tử gốc là BookStore. Trong phần tử BookStore có
thể không chứa hoặc chứa nhiều phần tử Book. Dòng 2 chỉ ra nếu phần tử Book
được đưa vào trong văn bản XML thì phần tử này có thể bao gồm các phần tử cấp
nhỏ hơn ở trong nó:
• Title: xuất hiện 1 và chỉ 1 lần.
• Author: Xuất hiện một lần hoặc nhiều lần
• Date: Xuất hiện 1 và chỉ 1 lần.
Dòng 3 nói rằng phần tử Book bắt buộc phải có thuộc tính ID (thông qua dấu
hiệu là #REQUIRED). Dòng 4 nói rằng phần tử Title chứa dữ liệu kiểu kí tự. Tương
tự với các dòng 5 và 6.
Tuy nhiên, DTD cũng bộc lộ những hạn chế của nó.
• Không mô tả bằng ngôn ngữ XML: Chúng ta viết tài liệu XML sử dụng một
cú pháp và viết DTD bằng một cú pháp khác. Chính điều này gây khó khăn
cho các chương trình phân tích.
• Hạn chế về kiểu dữ liệu cơ bản: thường để đảm bảo có thể lấy được các dữ
liệu từ cơ sở dữ liệu thường yêu cầu XML phải cung cấp đầy đủ các kiểu dữ
liệu cơ bản trong cơ sở dữ liệu. Một trong các điểm yếu của DTD đó là chỉ
hỗ trợ kiểu dữ liệu chuỗi kí tự (PCDATA).
• Các điều kiện rằng buộc trong DTD cũng không mạnh: Chỉ hỗ trợ những
kiểu rằng buộc như “+” (1 hoặc nhiều hơn), “?” (0 hoặc 1), “*” (0 hoặc nhiều
hơn). Không cung cấp khả năng tạo các rằng buộc tìm thấy trong cơ sở dữ
liệu (liệt kê, miền, chiều dài chuỗi).
Trang 19/66
Nghiên cứu thiết kế công cụ tạo bài giảng Authoring Tool theo chuẩn SCORM
Và XML Shema đã ra đời thay thế cho DTD. Một điểm cũng cần lưu ý rằng
đa số các đặc tả của SCORM đều dùng XML Shema. XML Schema là gì sẽ được
giải thích ở phần dưới đây.
3.3.3. XML Schema
Phần này nhằm giới thiệu XML Shema là gì đồng thời kèm theo một ví dụ
giải thích. Để chi tiết hơn về các yêu cầu cụ thể đối với XML Schema xin xem ở
XML Shema đã khắc phục được các hạn chế
của DTD.
Thứ nhất, các kiểu dữ liệu của nó nhiều hơn hẳn. Nó hỗ trợ nhiều kiểu dữ
liệu cơ bản tìm thấy trong cơ sở dữ liệu như string, boolean, decimal, integer, date.
Ngoài ra, cũng có thể tạo kiểu dữ liệu riêng nếu muốn (complexType).
Thứ hai, nó được viết theo đúng cú pháp của một tài liệu XML.
Thứ ba, nó hỗ trợ kiểu viết theo kiểu hướng đối tượng. Chúng ta có thể đưa
ra các định nghĩa kiểu mới dựa trên các kiểu cũ.
Cuối cùng, điều kiện rằng buộc dữ liệu mạnh hơn như maxlength, precision,
enumeration, maxInclusive (cận trên), minInclusive (cận dưới).
Ví dụ 1:
1: <?xml version="1.0"?>
2: <xsd:schema xmlns:xsd=" />3: targetNamespace=""
4: xmlns="">
5: <xsd:element name="BookStore">
6: <xsd:complexType>
7: <xsd:sequence>
8: <xsd:element ref="Book" minOccurs="0" maxOccurs="unbounded"/>
9: </xsd:sequence>
Trang 20/66
Nghiên cứu thiết kế công cụ tạo bài giảng Authoring Tool theo chuẩn SCORM
10: </xsd:complexType>
11: </xsd:element>
12: <xsd:element name="Book">
13: <xsd:complexType>
14: <xsd:sequence>
15: <xsd:element ref="Title" minOccurs="1" maxOccurs="1"/>
16: <xsd:element ref="Author" minOccurs="1" maxOccurs="1"/>
17: <xsd:element ref="Date" minOccurs="1" maxOccurs="1"/>
18: </xsd:sequence>
19: </xsd:complexType>
20: </xsd:element>
21: <xsd:element name="Title" type="xsd:string"/>
22: <xsd:element name="Author" type="xsd:string"/>
23: <xsd:element name="Date" type="xsd:string"/>
24: </xsd:schema>
Bảng 3. Ví dụ về XML Schema
Dòng đầu tiên không có gì đáng chú ý, đó chỉ là giới thiệu về version của
xml (prolog). Dòng 2 đáng chú ý có phần tử schema như là phần tử gốc của các
XML Schema (<xsd:schema> </xsd:schema>). Tiếp theo đó là xmlns:xsd =
Đó là các thành phần và kiểu dữ liệu được
sử dụng để xây dựng schema như: schema, element, complexType, sequence, string
quy định từ Dòng 3 là targetNamespace =
quy định các thành phần định nghĩa bởi schema này như
BookStore, Book, Title, Author, Date. Dòng 4 là xmlns = , tức
là tên namespace mặc định là trùng với targetNamespace.
Dòng 5 khai báo phần tử BookStore. Thẻ đóng tương ứng với nó là dòng 11. Dòng 6
khai báo kiểu của nó. Ở đây, chúng ta không quy định nó là kiểu cụ thể nào nên chỉ
để nó là <xsd:complexType>. Thẻ đóng của nó nằm ở dòng 10. Dòng 7 chỉ ra rằng
Trang 21/66
Nghiên cứu thiết kế công cụ tạo bài giảng Authoring Tool theo chuẩn SCORM
có các phần tử khác nằm trong phần tử BookStore. Thẻ đóng tương ứng với nó nằm
ở dòng 9. Dòng 8 chỉ ra BookStore chứa phần tử con là Book. Phần tử này có thể
xuất hiện 0 hoặc nhiều lần. Dòng 12 mô tả phần tử Book. Thẻ đóng của nó nằm ở
dòng 20. Dòng 15, 16, và 17 chỉ ra rằng phần tử Book có các phần tử con là Title,
Author và Date. Các phần tử Title, Date xuất hiện 1 và chỉ một lần. Trong khi đó
phần tử Author có thể xuất hiện một hoặc nhiều lần. Dòng 21, 22 và 23 là định
nghĩa cụ thể của các phần tử Title, Author và Date. Tất cả các phần tử đều không có
phần tử con trong nó. Tức chúng là các phần tử cơ bản và chúng có các kiểu cơ bản
đều là kiểu chuỗi (string). Ta liệt kê các kiểu dữ liệu cơ bản thông qua bảng dưới
đây:
Kiểu dữ liệu cơ bản
Ví dụ
String
“Hello world”
Boolean
(true/false,0/1)
Decimal
“7.08”
Float
“12.56E3, 12, 12560, 0, -0, INF, -INF, NAN”
Double
“12.56E3, 12, 12560, 0, -0, INF, -INF, NAN”
Duration
“P1Y2M3DT10H30M12.3S”
dateTime
Định dạng: CCYY-MM-DDThh:mm:ss
Time
Định dạng: hh:mm:ss.sss
Date
Định dạng: CCYY-MM-DD
gYearMonth
Định dạng: CCYY-MM
Trang 22/66
Nghiên cứu thiết kế công cụ tạo bài giảng Authoring Tool theo chuẩn SCORM
gYear
Định dạng: CCYY
gMonthDay
Định dạng: --MM-DD
gDay
Định dạng: ---DD
gMonth
Định dạng: --MM--
hexBinary
Một chuỗi kí tự dạng hex
base64Binary
Một chuỗi kí tự dạng base 64
anyURI
QName
Tên của Namespace
Bảng 4. Các kiểu dữ liệu cơ bản
Ngoài ra chúng ta cũng có thể định nghĩa kiểu dữ liệu của riêng mình từ các
kiểu dữ liệu cơ bản được cung cấp. Hãy xem ví dụ sau:
Ví dụ 2:
1: <?xml version="1.0"?>
2: <xsd:schema xmlns:xsd=" />3: targetNamespace=""
4: xmlns=""
5: elementFormDefault="qualified">
6: <xsd:element name="BookStore">
7: <xsd:complexType>
8: <xsd:sequence>
9:
name="Book"
type="BookPublication"
unbounded"/>
Trang 23/66
maxOccurs=
"
Nghiên cứu thiết kế công cụ tạo bài giảng Authoring Tool theo chuẩn SCORM
10: </xsd:sequence>
11: </xsd:complexType>
12: </xsd:element>
13: <xsd:complexType name="BookPublication">
14: <xsd:sequence>
15: <xsd:element name="Title" type="xsd:string"/>
16: <xsd:element name="Author" type="xsd:string"/>
17: <xsd:element name="Date" type="xsd:string"/>
18: </xsd:sequence>
19: </xsd:complexType>
20: </xsd:schema>
Bảng 5. Ví dụ 2 về XML Schema
Ta thấy ví dụ 2 này hoàn toàn giống ví dụ 1 trước đó về nội dung schema.
Điểm khác duy nhất là ví dụ 2 có đưa thêm vào một kiểu cụ thể cho phần tử Book,
đó là kiểu BookPublication (dòng 9). Từ dòng 13 đến dòng 19 là định nghĩa tường
minh kiểu BookPublication dựa trên các kiểu cơ bản. Vậy một tài liệu XML muốn
sử sụng XML Schema thì sử dụng như thế nào? Thông qua ví dụ 3, chúng ta sẽ đưa
ra câu trả lời cho câu hỏi này.
Ví dụ 3:
<?xml version="1.0"?>
<Book>
<Title>Mạng máy tính và các hệ thống mở</Title>
<Author>Nguyễn Thúc Hải</Author>
Trang 24/66
