Xây dựng yêu cầu và giải pháp phát triển hệ thống e learning cho trung tâm giáo dục thường xuyên thanh oai

ĐỖ THỊ KIỀU XÂY DỰNG YÊU CẦU VÀ GIẢI PHÁP PHÁT TRIỂN HỆ THỐNG E-LEARNING CHO TRUNG TÂM GIÁO DỤC THƯỜNG XUYÊN THANH OAI Chuyên ngành: Khoa học máy tính Mã số: 62.48.01 Người hướng dẫ

ĐỖ THỊ KIỀU

XÂY DỰNG YÊU CẦU VÀ GIẢI PHÁP PHÁT TRIỂN HỆ THỐNG

E-LEARNING CHO TRUNG TÂM GIÁO DỤC THƯỜNG XUYÊN THANH OAI

Chuyên ngành: Khoa học máy tính

Mã số: 62.48.01

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Đỗ Trung Tuấn

TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SỸ

HÀ NỘI – 2012

MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn luận văn

Hiện nay, đất nước ta đang ngày càng phát triển mạnh mẽ cả về kinh tế, văn hóa xã hội Trình độ dân trí ngày càng được nâng cao Hội nhập thế giới cũng trở thành nhu cầu tất yếu Cùng với sự hội nhập đó, ngành công nghệ thông tin cũng đang được chú trọng xây dựng và phát triển

Trên thế giới, ngành công nghệ thông tin đang trên đà phát triển mạnh mẽ và ngày càng được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực: kinh tế, khoa học kỹ thuật, quân sự, y tế, giáo dục… và đã đáp ứng được nhu cầu ngày càng cao của con người trong đó có ngành giáo dục và đào tạo

Xã hội ngày càng phát triển, yêu cầu chất lượng giáo dục và đào tạo con người ngày càng cao hơn, để đáp ứng lại yêu cầu hiện có của xã hội Vì thế, hệ thống giáo dục và đào tạo ở nước ta hiện nay cũng không ngừng đổi mới và hoàn thiện nhằm đào tạo ra những con người có trình

độ chuyên môn cao phục vụ trong mọi lĩnh vực của xã hội

Với khả năng ứng dụng rộng rãi của ngành công nghệ thông tin, với chính sách phát triển ngành công nghệ thông tin của nhà nước, với việc nâng cao chất lượng giáo dục ở nước ta thì tin học hóa giáo dục (ứng dụng ngành công nghệ thông tin vào ngành giáo dục) là phù hợp

và thiết thực Công nghệ thông tin đã thay đổi hàng loạt cách thức dạy

và học truyền thống, giúp nâng cao chất lượng giáo dục

Để nâng cao chất lượng giáo dục phổ thông, bộ giáo dục đã đổi mới phương thức dạy và học: tăng cường thiết bị dạy học, thêm kiến thức vào một số sách giáo khoa, thêm một số môn mới vào chương trình học vì vậy lượng kiến thức giáo viên cần truyền đạt và học sinh phải nắm bắt nhiều hơn Bên cạnh đó việc ra đề thi, chấm thi cũng là vấn đề rất được coi trọng đối với giáo viên Hiện nay, bộ giáo dục đã tổ

chức các kỳ thi tuyển sinh theo hình thức trắc nghiệm đối với một số môn học Hình thức này đòi hỏi học sinh phải nắm vững và tổng hợp nhiều kiến thức do đó giúp giáo viên đánh giá và phân loại được trình

độ của học sinh Cũng chính vì vậy trong quá trình dạy học, các thầy cô

bộ môn đều thường xuyên tổ chức cho học sinh của mình thi dưới các hình thức trắc nghiệm

 Thiết kế giao diện, viết code và hoàn thiện phần mềm

3 Cơ sở khoa học và thực tiễn của đề tài

Với yêu cầu nêu trên, tôi quyết định chọn luận văn “Xây dựng yêu

cầu và giải pháp phát triển hệ thống E- Learning cho TTGDTX Thanh Oai” làm luận văn bảo vệ của mình Đây là một phần mềm được viết

4 Mục đích của đề tài

Mục đích của đề tài “Nghiên cứu hệ thống E- Learning và xây dựng yêu cầu, giải pháp hệ thống E- Learning cho TTGDTX Thanh Oai” là

 Nghiên cứu cơ sở lý luận về hệ thống E-learning

 Phân tích, thiết kế các thành phần chức năng và dữ liệu của hệ thống E-learning

 Phân tích các giải pháp để phát triển hệ thống

 Tìm hiểu Moodle và vận dụng vào hệ thống thực tiễn

5 Đối tượng nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu của luận văn là :

 Lý thuyết hệ thống E-learning

 Phân tích và khảo sát quy trình soạn giáo án, bài giảng thủ công

 Quan sát một số các hệ thống E- Learning đã có trong các trường học và trên Internet

 Các giải pháp để phát triển hệ thống E-learning

6 Phạm vi nghiên cứu

Luận văn hạn chế tìm hiểu trong :

 Khảo sát nghiên cứu quy trình soạn giáo án, bài giảng bằng tay trên thực tế và tham gia vào các buổi học thực tế

 Phân tích thiết kế hệ thống

 Phân tích các giải pháp để xây dựng hệ thống E-learning

 Hệ thống quản lý học tập Moodle

7 Phương pháp nghiên cứu

8 Cấu trúc của luận văn

Luận văn được chia thành các chương, với ba phần chính:

1 Chương I: tổng quan về hệ thống học điện tử Chướng này nêu các khái niệm, các chuẩn tronge-Learning, các hệ thống đảm báo nội dung LCMS, hệ thống đảm bảo dạy học LMS, cơ sở hạ tầng cho hệ thống E-Learning, phân tích nhu cầu E- Learning tại TTGDTX Thanh Oai

2 Chương II phân tích, thiết kế và xây dựng hệ thống về mặt lí thuyết Chương này nêu lên dạy học truyền thống, phân tích ưu, nhược điểm, cách thức chuyển giáo trình, bài học thông thường thành giáo trình, bài giảng điện tử;

3 Chương III thể hiện những ứng dụng tại đơn vị đào tạo tại huyện Thanh Oai, Hà Nội Chương này trình phân tích, thiết kế hệ thống cụ thể Một số trang màn hình được nêu ra, nhằm minh họa quá trình thực hiện của học viên.

CHƯƠNG 1.

TỔNG QUAN VỀ E- LEARNING VÀ HẠ TẦNG KĨ THUẬT 1.1 Giới thiệu về E-Learning

1.1.1 Xác định e-Learning

1.1.2 Một số khái niệm về E-Learning

1.1.3 Cấu trúc của hệ thống E-Learning

Nền tảng của hệ thống đào tạo trực tuyến chính là phân phối nội dung khóa học từ giảng viên đến học viên và phản hồi những ghi nhận

về quá trình tham gia của học viên về hệ thống

Nó có thể được phân chia thành 2 phần, Quản lý đào tạo LMS và Quản lý nội dung dạy học LCMS

các hệ thống cùng sử dụng một mô hình tham chiểu giống nhau

SCROM là một mô hình tham chiểu phối hợp các đặc điểm kỹ thuật từ các tổ chức khác nhau như AICC, IMS, IEEE,ARIADNE, v.v… Nó cung cấp một mô hình nội dung đào tạo duy nhất, định nghĩa

ra một môi trường chạy trên web chuẩn hóa và là bước đầu tiên trong

việc định nghĩa ra một kiến trúc chuẩn cho việc đào tạo e-Learning

SCROM hiện nay đang là một chuẩn đáp ứng nhu cầu sử dụng rộng rãi cho các dựa án về E-Learning SCORM là một mô hình tham khảo các chuẩn kỹ thuật, các đặc tả và các hướng dẫn có liên quan đưa ra bởi các tổ chức khác nhau dùng để đáp ứng các yêu cầu ở mức cao của nội dung học

tập và các hệ thống thông qua các từ “ilities”

1.1.4.1.Các phiên bản của SCROM

cơ bản nhất của E-learning Đồng thời hiểu về những yêu cầu về hệ thống máy tính và mạng để có thể xây dựng một hệ thống e-learning Các kiến trúc về chuẩn SCORM, về LMS, LCMS sẽ được giới thiệu chi tiết trong những chương sau của luận văn

CHƯƠNG 2

NHU CẦU E-LEARNING TẠI TRUNG TÂM GIÁO DỤC

THƯỜNG XUYÊN THANH OAI 2.1 Yêu cầu, chỉ thị về E-Learning của bộ GD& DT 2.2 Những kết quả đạt được về e-Learning

2.3 Hiện trạng E-Learning tại TTGDTX Thanh Oai 2.3.1 Hạ tầng phần cứng

2.3.2 Hạ tầng mạng

2.3.3 Nhân lực

2.3.4 Tổ chức dạy và học

2.4 Những thách thức khi xây dựng hệ thống E-Learning tại cơ sở

Hạ tầng trang thiết bị : Để xây dựng được hệ thống E-Learning hoàn chỉnh thì cần cung cấp một hạ tầng trang thiết bị gồm phần cứng, mạng và phần mềm Việc đầu tư hạ tầng trang thiết bị yêu cầu cần có một khoản kinh phí lớn

Nội dung : Với việc triển khai hệ thống Learning thì nội dung giảng dạy và phương pháp giảng dạy cũng thay đổi: các bài giảng thông thường chuyển thành bài giảng điện tử (theo chuẩn SCROM) Việc xây dựng nội dung cho hệ thống E-Learning cũng có 3 cách:

CHƯƠNG 3

PHÂN TÍCH, THIẾT KẾ, XÂY DỰNG HỆ THỐNG

3.1 Phân tích yêu cầu hệ thống

3.1.1 Sơ đồ ngữ cảnh

Quá trình xây dựng hệ thống học điện tử bắt đầu bằng sơ đồ chức năng hệ thống :

Hình 3.1 Sơ đồ ngữ cảnh 3.1.2 Phân tích E-Learning cho một bài học cụ thể

3.1.2.1 Cấu trúc của một bài giảng thông thường

3.1.2.2 So sánh đào tạo trực tuyến và đào tạo truyền thống

Bảng 3.2 So sánh đào tạo trực tuyến và đào tạo truyền thống

3.1.2.3 Các bước thiết kế, xây dựng

Cấu trúc giáo trình trực tuyến

Hình 3.3 Cấu trúc giáo trình trực tuyến

Theo hình vẽ, cấu trúc của một giáo trình trực tuyến sẽ trình bày về một môn học

1 Môn học này bao gồm nhiều thông tin như Giới thiệu, Mục tiêu, Kiến thức yêu cầu (các môn học khác) trước khi học môn này, Tác giả biên soạn, Tóm tắt những vấn đề chính sẽ trình bày trong môn học, Tài liệu tham khảo…

2 Mỗi môn học có nội dung là các bài giảng và bài tập để các học viên có thể tự đánh giá khả năng tiếp thu môn học của họ như thế nào

3 Mỗi bào giảng cũng bao gồm các thành phần thông tin như giới thiệu, mục tiêu, tóm tắt Nội dung chính của các bài giảng

là các ý giảng

4 Ý giảng là những ý chính, là thành phần nội dung của bài giảng Phần quan trọng nhất của ý giàng là phần diễn giải nội dung của

ý giảng đó Nếu ý giảng có nội dung quá trừu tượng có các ví dụ monh họa

và một số giải thích cho các từ trong ý đó

Các bước thiết kế và xây dựng

1 Bước 1: Xác định nhu cầu và mục tiêu : Trong bước này, cần xác định mục tiêu của từng bài học Mục tiêu của một bài học gồm những kiến thức người học cần biết hoặc có thể làm được sau khi kết thúc bài học Điều lưu ý đầu tiên ảnh hưởng đến sự xác định mục tiêu trong mỗi bài giảng là khả năng tiệp nhận kiến thức của người học Vì vậy, khi xác định mục tiêu trong mỗi bài giảng cần xác định rõ các yêu cầu trọng tâm trong mỗi bài học và nhu cầu về lượng kiến thức người học cần chiếm lĩnh

2 Bước 2: Thu nhập tài nguyên : Tài nguyên cần phải liên quan đến chủ đề của bài dạy các tài nguyên cần thiết cho chủ đề của mỗi bài học

có thể lấy từ giáo trình, sách tham khảo, phim ảnh và quan trọng nhất là từ các chuyên gia hay những người có kiến thức sâu sắc trong từng lĩnh vực liên quan Tài nguyên vật chất dùng cho việc thiết kế bài giảng gồm chữ viết (text); hình ảnh (picture); âm thanh (sound); hoạt hình (animation); phim (movie)…

3 Bước 3: Nghiên cứu nội dung : Xây dựng các bài học phải là người hiểu biết sâu sắc về nội dung cần được trình bày Các nhà thiết kế

có thể nghiên cứu nội dung bài giảng bằng cách làm việc với các chuyên gia, đọc sách và các tài liệu hướng dẫn và thường thì họ tự đặt

mình vào vị trí một sinh viên Tóm lại, không thể xây dựng được những bài học hiệu quả nếu không thông thạo nội dung của bài học

4 Bước 4: Hình thành ý tưởng : Sử dụngphương pháp công não (brainstorming) để tạo ra các ý tưởng sáng tạo Bằng cách công não, các nhà thiết kế với sự giúp đỡ của nhiều người khác ttrong nhóm có thể có được rất nhiều ý tưởng khác nhau để lựa chọn, đánh giá chất lượng, tính khả thi của các ý tưởng

5 Bước 5: Thiết kế bài giảng ; Dựa trên những ý tưởng đã được chọn, thể hiện bài giảng với những chiến lược sư phạm phù hợp

6 Bước 6: Lưu đồ tiến trình bài học : Biểu đồ tiến trình rất quan trọng vì các hướng dẫn bài giảng với sự hỗ trợ của máy tính thường là tương tác được và nó thể hiện sự liên kết trong bài giảng Biểu đồ tiến trình gồm có thông tin khi nào máy tính cung cấp tư liệu, điều gì xảy ra khi người học làm sai và khi nào bài học kết thúc… Mức độ chi tiết của biểu đồ tiến trình khác nhau tùy theo từng phương pháp được áp dụng khi thiết kế Đối với các phương pháp đơn giản (bài hướng dẫn, bài tập rèn luyện, bài kiểm tra) nên dùng các biểu đồ đơn giản miêu tả tổng quan về phạm vi và tiến trình của bài học

7 Bước 7: Thể hiện nội dung các bài học :Bước này, tập trung vào thiết kế và xây dựng các bài dạy Thông thường, các nội dung đó được thể hiện dưới các hoạt động dạy học (educational activities) thông qua các hành động, hoạt động cụ thể của người học Thực tiễn cho ta thấy, chất lượng của một courseware phụ thuộc phần lớn vào cách thức thể hiện nội dung thành các hoạt động

8 Bước 8: Thể hiện bài dạy thành chương trình :Bước này là quá trình chuyển đổi kịch bản trên giấy thành courseware Có rất nhiều phần mềm cho phép thực hiện công việc này như phần mềm eXe Learning, Lectora, IBM Authoring Tool…

9 Bước 9: Xây dựng các tài liệu hỗ trợ : Thường có 4 loại: tài liệu hướng dẫn sinh viên, tài liệu hướng dẫn giảng viên, tài liệu hướng dẫn kỹ thuật và tài liệu hướng dẫn bổ sung Giáo viên và người học có

các nhu cầu khác nhau do đó tài liệu cho mỗi đối tượng cũng khác nhau Tài liệu hướng dẫn kỹ thuật cần thiết cho việc "cài đặt” những bài giảng phức tạp hoặc cần có các thiết bị phức tạp Tài liệu hướng dẫn bổ sung gồm phiếu học tập, biểu đồ, bài thi, ảnh và bài luận…

10 Bước 10: Đánh giá và chỉnh sửa : Cuối cùng, bài giảng và các tài liệu hỗ trợ cần được đánh giá bằng cách tự mình xem xét hoặc nhờ các chuyên gia nhận xét Cũng có thể sử dụng phương pháp thực nghiệm sư phạm để kiểm chứng chất lượng của các bài học Trên cơ sở đó, tiến hành điều chỉnh, bổ sung để có được những sản phẩm hoàn chỉnh nhất

Hình 3.4 Quy trình tạo bài giảng

Sau quy trình tạo bài giảng, thì giáo án điện tử sẽ được hiển thị theo cấu trúc sau:

Hình 3.5 Cấu trúc giáo án điện tử

3.1.2.4 Một bài giảng E-Learning mô phỏng

Với mục đích minh họa một cách rõ nét rất về một bài giảng Learning tôi đã chọn nội dung “Giới thiệu màn hình giao diện Word” là một phần nội dung trong bài “Làm quen với Microsoft Word” với mục đích: (i) Biết màn hình làm việc của Word; (ii) Hiểu các thao tác soạn thảo văn bản đơn giản: mở tệp văn bản, gõ tệp văn bản và lưu tệp văn bản

E-Bài giảng chi tiết với Moodle : Mỗi phần nhỏ trong bài sẽ có file

âm thanh đính kèm giải thích nội dung

H ình 3.6 Giới thiệu màn hình Word

Hình 3.7 Giới thiệu màn hình Word 2

Hình 3.8 Giới thiệu màn hình Word 3

Kết quả hiển thị trên hệ thống Moodle

Hình 3.11 Cấu trúc của một bài giảng trên Moodle

3.1.2.5 Tương tác của phần mềm và người học

Như trong ví dụ trên ta thấy, khi giới thiệu về màn hình làm việc của MS Word có hình ảnh đi kèm, người học có thể hình dung ngay ra được cách hiển thị

Hình 3.12 Tương tác của phần mềm và người học

Tiếp theo đó là các thao tác, mỗi thông tin đưa ra đều có hình ảnh, lời giải thích,làm người học vừa nghe, vừa nhìn, và thực hành theo giúp cho người học hiểu, nhớ được các thao tác

Đồng thời, trong phần ôn tập người học được nhớ lại kiến thức bằng việc thao tác lại các thao tác đã được học, khi họ thực hiện đúng phần mềm sẽ đưa đưa ra thông báo chúc mừng, nếu thực hiện sai thì lời hướng dẫn thực hiện sẽ xuất hiện lại để hướng dẫn họ làm lại cho đúng Như vậy, phần mềm ngoài chức năng cung cấp các thông tin cần thiết cho người học còn mang lại sự tương tác với người học, người học

có thể hiểu, nghe, nhìn, thực hành

3.1.3 Biểu đồ phân rã chức năng

Hình 3.13 Phân rã chức năng hệ thống

Hình Hệ thống học 3.1.4 Danh sách các hồ sơ sử dụng

3.1.5 Ma trận thực thể chức năng

3.1.7 Sơ đồ luồng dữ liệu

Hình 3.15 Sơ đồ luồng dữ liệu 3.1.8 Tổng quát chức năng chính trong hệ thống

3.2.3.2 Biểu đồ quyền Quản trị hệ thống 3.2.3.3 Biểu đồ quyền Giáo viên

3.4.2.4 Biểu đồ quyền Quản trị nội dung 3.4.2.5 Biểu đồ quyền người học

3.2.4 Biểu đồ tuần tự

3.2.4.1 Biểu đồ tuần tự đăng nhập hệ thống

3.2.4.2 Biểu đồ tuần tự đăng ký tài khoản 3.2.4.3 Biểu đồ tuần tự đăng ký lớp học

3.2.4.4 Biểu đồ tuần tự enroll course

3.2.4.5 Biểu đồ tuần tự tạo nội dung bài học

3.2.5 Biểu đồ hoạt động

3.2.5.1 Biểu đồ hoạt động đăng nhập hệ thống

3.2.5.2 Biểu đồ hoạt động đăng ký tài khoản