Nghiên cứu mô hình chia sẻ nội dung động cho đào tạo điện tử

Còn đối với người dạy, với việc sử dụng các hệ thống đào tạo điện tử, họ có thêm nhiều công cụ hỗ trợ trong việc biên tập, quản lý nội dung bài giảng cũng như giúp họ có thể theo sát và

PHÙNG CHÍ DŨNG

NGHIÊN CỨU MÔ HÌNH CHIA SẺ NỘI DUNG

ĐỘNG CHO ĐÀO TẠO ĐIỆN TỬ

LUẬN VĂN THẠC SĨ

Hà Nội – 2006

PHÙNG CHÍ DŨNG

NGHIÊN CỨU MÔ HÌNH CHIA SẺ NỘI DUNG

ĐỘNG CHO ĐÀO TẠO ĐIỆN TỬ

Chuyên ngành: Công nghệ thông tin

Đầu tiên, tôi xin được gửi lời cảm ơn chân thành tới PGS TS Hồ Sĩ Đàm,

người thầy đã tận tình hướng dẫn tôi trong quá trình làm luận văn, đến TS Nguyễn

Việt Hà người đã chỉ bảo và giúp đỡ tôi nhiều về mặt chuyên môn

Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn tới các thầy cô và đồng nghiệp tại Bộ môn mạng

và Trung tâm máy tính đã giúp đỡ tạo điều kiện cho tôi trong quá trình làm việc và

thực hiện luận văn

Cuối cùng, tôi xin cảm ơn gia đình: Bố mẹ và em gái đã luôn là những người

luôn ở bên động viên cổ vũ tôi trong suốt quá trình học tập

Phùng Chí Dũng

Tôi xin cam đoan kết quả đạt được trong luận văn là sản phẩm của riêng cá nhân, không sao chép lại của người khác Trong toàn bộ nội dung của luận văn, những điều được trình bày hoặc là của cá nhân hoặc là được tổng hợp từ nhiều nguồn tài liệu Tất cả các tài liệu tham khảo đều có xuất xứ rõ ràng và được trích dẫn hợp pháp

Tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm và chịu mọi hình thức kỷ luật theo quy định cho lời cam đoan của mình

Hà Nội, ngày 31 tháng 11 năm 2006

Phùng Chí Dũng

DANH MỤC HÌNH VẼ VÀ BẢNG BIỂU

MỞ ĐẦU 1

CHƯƠNG 1: ĐÀO TẠO ĐIỆN TỬ 4

1.1 Định nghĩa 4

1.2 Lịch sử phát triển 8

1.2.1 Đào tạo từ xa 8

1.2.2 Đào tạo có sự trợ giúp của máy tính 9

1.2.3 Đào tạo có sự trợ giúp của Internet 10

1.3 Mô hình hệ thống đào tạo điện tử 11

1.3.1 Phân hệ quản trị nội dung học (LCMS) 12

1.3.2 Phân hệ quản trị học (LMS) 13

1.4 Chia sẻ nội dung trong đào tạo điện tử 14

CHƯƠNG 2: MÔ HÌNH BIỂU DIỄN DỮ LIỆU SCORM 16

2.1 Chuẩn trong đào tạo điện tử 16

2.2 Khái quát về chuẩn SCORM 18

2.2.1 SCORM Overview - Tổng quan về SCORM 20

2.2.2 SCORM CAM - Mô hình đóng gói nội dung của SCORM 20

2.2.3 SCORM RTE - Môi trường thực thi của SCORM 25

2.2.4 SCORM SN - Tuần tự và điều hướng bài giảng trong SCORM 26

2.3 Mô hình chia sẻ nội dung tĩnh 26

CHƯƠNG 3: MÔ HÌNH CHIA SẺ NỘI DUNG ĐỘNG 30

3.1 Bài toán 30

3.2 Mô hình lưu trữ 32

3.2.1 Lưu trữ nội dung 33

3.2.2 Lưu trữ thông tin về các khóa học 34

3.3 Mô hình chức năng giao tiếp lớp trung gian 35

CHƯƠNG 4: TRIỂN KHAI 41

4.1 Những nội dung đã triển khai 41

4.1.1 Mô hình triển khai thực nghiệm 41

4.1.2 Nội dung thực nghiệm 42

4.2 Kết quả 45

4.2.1 Xây dựng phân hệ LMS và LCMS 45

4.2.2 Xây dựng cơ sở dữ liệu trung tâm 47

4.2.3 Xây dựng lớp giao tiếp trung gian 47

4.2.4 Kết qủa thu được 47

KẾT LUẬN 56

TÀI LIỆU THAM KHẢO 57

AICC Aviation Industry CBT Committee

API Application Program Interface

AGR AICC Guideline & Recommendation

CBT Computer Base Training

CSS Cascade Style Sheet

LCMS Learning Content Management System

SCO Sharable Content Object

SCORM Sharable Content Object Reference

RTE Run time Enviroment

XML eXtensible Markup Language

Hình 2.1 Quy trình hình thành chuẩn trong đào tạo điện tử 17

Hình 2.2.Lược đồ phát triển các phiên bản của SCORM 19

Hình 2.3 Asset 21

Hình 2.4.Sharable Content Object (SCO) 22

Hình 2.5.Content Organization 22

Hình 2.6 Gói nội dung 25

Hình 2.7 Mô hình chia sẻ tĩnh (pha chia sẻ) 28

Hình 2.8 Mô hình chia sẻ tĩnh (pha cập nhật nội dung) 29

Hình 3.1 Mô hình hệ thống chia sẻ nội dung động 32

Hình 3.2 Phân phối qua LMS 38

Hình 3.3 Phân phối trực tiếp 40

Hình 4.1 Mô hình hiện tại của Moodle 43

Hình 4.2 Mô hình sau khi phân tách và bổ sung lớp trung gian 44

Hình 4.3 Sử dụng LCMS để tạo tập các bài giảng theo chủ đề 48

Hình 4.4 Đưa nội dung vào khóa học từ LCMS 49

Hình 4.5 Khóa học sau khi đã được bổ sung các bài giảng 50

Hình 4.6 Tạo khóa học trên cơ sở nội dung đã tạo bởi phân hệ LCMS 51

Hình 4.7 Tạo một khóa học khác tham chiếu đến cùng một nội dung 52

Hình 4.8 Truy cập nội dung bài giảng từ LMS 53

MỞ ĐẦU

Cùng với sự phát triển mạnh mẽ của khoa học kỹ thuật, đặc biệt là trong lĩnh vực máy tính mà thành tựu to lớn là sự xuất hiện của mạng máy tính toàn cầu Internet, đào tạo điện tử (E-learning) hay “Quá trình đào tạo trong đó việc giảng dạy được thể hiện hoặc phân phối thông qua các phương tiện điện tử như vô tuyến truyền hình, máy tính, mạng internet…” đang mang lại cho những người có nhu cầu học tập những cơ hội chưa từng có từ trước đến nay Giờ đây, từ bất cứ đâu, tại bất

cứ thời điểm nào người học đều có thể tham gia vào quá trình học tập nhằm nâng cao sự hiểu biết của bản thân cũng như nâng cao trình độ, kỹ năng trong công việc Người học trở thành trung tâm của quá trình đào tạo, nơi họ tự xác định nội dung học, tiến trình học trên cơ sở nhu cầu và trình độ của bản thân Còn đối với người dạy, với việc sử dụng các hệ thống đào tạo điện tử, họ có thêm nhiều công cụ hỗ trợ trong việc biên tập, quản lý nội dung bài giảng cũng như giúp họ có thể theo sát và nắm được tình hình học tập của từng học viên một cách nhanh chóng và thuận tiện nhất Về mặt bản chất, đào tạo điện tử không phải là một phương pháp mới thay thế cho phương pháp đào tạo truyền thống, nó chỉ cung cấp thêm cho quá trình đạo tạo những phương tiện hỗ trợ đắc lực cho cả người dạy lẫn người học trong quá trình truyền đạt tri thức

Với những ưu điểm như vậy, nhiều hệ thống đào tạo điện tử đã được nghiên cứu và triển khai Cũng từ đây xuất hiện nhu cầu trao đổi nội dung bài giảng giữa các hệ thống đào tạo điện tử với nhau Kết quả là các chuẩn đóng gói và chia sẻ nội dung lần lượt được xây dựng và triển khai, trong đó phổ biến và được cộng đồng những người xây dựng hệ thống đào tạo điện tử chấp nhận và sử dụng rộng rãi nhất

là hệ thống chuẩn SCORM Hệ thống chuẩn này là một tập các mô tả cho phép các

hệ thống đào tạo điện tử cần chia sẻ nội dung bài giảng có thể đóng gói các nội dung cần chia sẻ này thành các gói bài giảng; đồng thời cũng cho phép các hệ thống cần sử dụng những bài giảng được chia sẻ có thể hiểu để đưa được nội dung vào hệ

thống của mình Mô hình chia sẻ này còn được gọi là mô hình chia sẻ tĩnh theo nghĩa khi một hệ thống đào tạo điện tử đã đóng gói nội dung cần chia sẻ thành các gói bài giảng và phân phối cho các hệ thống khác và sau đó họ thay đổi hay cập nhật lại các nội dung của những bài giảng đó thì việc này không ảnh hưởng gì đến các hệ thống khác đã sử dụng các bài giảng này Muốn các hệ thống khác cũng có được những bài giảng đã được sửa chữa hay cập nhật, quá trình chia sẻ và kết nhập nội dung phải thực hiện lại từ những bước đầu tiên Mặt khác, tại các hệ thống có

sử dụng lại các bài giảng đã được đóng gói, nếu muốn thay đổi hay chỉnh sửa các nội dung bên trong gói nội dung cho phù hợp với hệ thống của mình thì phải thực hiện lại quá trình đóng gói Đặc điểm này khiến việc cập nhật nội dung bài giảng giữa các hệ thống trở nên khó khăn và tốn nhiều thời gian công sức

Trong phạm vi luận văn “Nghiên cứu mô hình chia sẻ nội dung động cho đào tạo điện tử”, chúng tôi muốn xây dựng một mô hình chia sẻ dữ liệu động, trong đó các thông tin về nội dung sẽ được lưu trữ trong các hệ thống trung tâm, việc cập nhật các nội dung này có thể thực hiện tại nhiều hệ Quản trị nội dung học (LCMS) khác nhau, việc truy cập các nội dung này có thể thông qua nhiều hệ Quản trị học (LMS) chỉ với điều kiện các hệ LCMS và LMS này phải tuân theo các chuẩn giao tiếp chung với kho lưu trữ trung tâm Sử dụng mô hình này, chúng tôi hi vọng sẽ tăng cường được hiệu quả của quá trình chia sẻ thông tin bài giảng giữa các hệ thống đào tạo điện tử với nhau Với mục tiêu như vậy, cấu trúc của luận văn được chia làm 4 chương:

Chương 1: Tổng quan về đào tạo điện tử, giới thiệu các khái niệm cơ bản về

đào tạo điện tử, trong đó chúng chúng tôi nhấn mạnh việc đánh giá ưu nhược điểm của đào tạo điện tử trong mỗi giai đoạn phát triển khác nhau Đánh giá nhu cầu trao đổi thông tin bài giảng giữa các hệ đào tạo điện tử từ đó đề xuất mục tiêu nghiên cứu của luận văn

Chương 2: Mô hình chia sẻ nội dung tĩnh và chuẩn SCORM Chương này

mở đầu bằng việc giới thiệu về các chuẩn và tầm quan trọng của các chuẩn trong

đào tạo điện tử trong đó giới thiệu chi tiết về mô hình biểu diễn dữ liệu và mô hình đóng gói bài giảng theo chuẩn SCORM Từ đó, luận văn sẽ phân tích các đặc điểm của mô hình chia sẻ nội dung tĩnh và đưa ra các đánh giá về ưu điểm cũng như nhược điểm của mô hình này

Chương 3: Mô hình chia sẻ nội dung động Trong chương này, luận văn tập

trung vào việc trình bày và phân tích bài toán xây dựng mô hình chia sẻ nội dung động.: các thành phần, vai trò và nhiệm vụ của mỗi thành phần, đánh giá tính khả thi của mô hình Trong chương này, luận văn sẽ đi sâu vào việc xây dựng mô hình

dữ liệu và mô hình trao đổi thông tin giữa các hệ LMS, LCMS với kho lưu trữ trung tâm thông qua lớp giao tiếp trung gian

Chương 4: Thực nghiệm, trình bày các nội dung thực nghiệm mà luận văn

đã tiến hành trên cơ sở mô hình chia sẻ đã đề xuất ở chương 3 Cuối chương này là các đánh giá về kết quả đạt được và hướng triển khai thực nghiệm trong tương lại

CHƯƠNG 1: ĐÀO TẠO ĐIỆN TỬ

Đào tạo điện tử (elearning) là khái niệm được nhắc đến nhiều trong thời gian gần đây và dành được sự quan tâm của nhiều đối tượng khác nhau từ các chính phủ đến những người làm công tác giảng dạy và nghiên cứu Ở thời điểm hiện tại, đào tạo điện tử đang gắn liền với việc ứng dụng công nghệ thông tin và truyền thông nhằm tạo ra một bước đột phá trong lĩnh vực giáo dục: đưa giáo dục đến gần với người học hơn cả về phương diện tiếp cận lẫn phương diện nội dung, lấy nhu cầu và mục tiêu của người học làm trung tâm, nhằm hướng tới một nền giáo dục phổ cập theo nhu cầu Trong chương đầu tiên của luận văn, chúng tôi sẽ trình bày một cách ngắn gọn các mốc quan trọng trong lịch sử phát triển của đào tạo điện tử; các khái niệm cơ bản có liên quan đến mô hình của một hệ thống đào tạo điện tử: đó là hệ thống quản trị học LMS và hệ thống quản trị nội dung học LCMS Trên cơ sở đó ở phần cuối của chương chúng tôi sẽ đưa ra vấn đề cơ bản mà luận văn này hướng tới:

Đó là việc chia sẻ động nội dung giữa các hệ thống đào tạo điện tử khác nhau

1.1 Định nghĩa

Đào tạo điện tử (elearning) là quá trình đào tạo trong đó việc giảng dạy được thể hiện hoặc phân phối thông qua các phương tiện điện tử như vô tuyến truyền hình, máy tính, mạng internet …[1]

Ở phương pháp đào tạo truyền thống, quá trình đào tạo là quá trình truyền đạt tri thức từ người dạy (đối tượng nắm giữ tri thức) sang người học (đối tượng cần tri thức) Quá trình này được tiến hành thông qua các bài học, bài giảng trong môi trường thường là trực tiếp, mặt đối mặt Như vậy về bản chất đào tạo điện tử không thay đổi bản chất của đào tạo từ trước đến nay, đó vẫn là quá trình truyền tải các tri thức và kỹ năng từ người dạy đến người học trên cơ sở các bài giảng xoay quanh một hoặc một số các chủ đề Tuy nhiên khác với môi trường đào tạo truyền thống nơi người dạy và người học phải cùng gặp mặt tại một thời điểm trong cùng một không gian địa lý, đào tạo điện tử dựa trên ưu thế của các kỹ thuật điện tử truyền

thông đã tạo ra một môi trường học tập mới đem lại cho người học nhiều cơ hội học tập khác

Trong tài liệu [1], tác giả đã đánh giá những ưu điểm cũng như những nhược điểm còn cần khắc phục của mô hình đào tạo mới mẻ này

Ưu điểm:

Đối với người học, đào tạo điện tử cho phép:

• Học viên có thể học mọi lúc mọi nơi, do đó giảm được chi phí đi lại hoặc chi phí do việc phải đình trệ công việc để tham gia các khóa học

• Học viên được tiếp cận với những giáo viên tốt nhất, tài liệu mới nhất bởi với môi trường học tập mới mẻ này, học viên giờ đây có thêm nhiều cơ hội lựa chọn khóa học, lựa chọn giáo viên, những cơ hội mà trước đây họ không thể thực hiện được bởi các ràng buộc về không gian hoặc thời gian

• Tăng tính chủ động của học viên thông qua việc học viên tự xác định các vấn đề cần học, tự xác định thời gian biểu, trình tự tiến hành để vừa thực hiện mục tiêu đã đặt ra vừa phù hợp với điều kiện của bản thân

• Kết quả học tập được phản hồi trong thời gian ngắn nhất, trên cơ sở kết quả học tập tại từng thời điểm, cho phép học viên có thể điều chỉnh lại lịch trình học tập của mình

• Nâng cao kỹ năng sử dụng máy tính và các phương tiện truyền thông Đối với người dạy, đào tạo điện tử mang đến cho giáo viên khả năng:

• Có thể cung cấp, thay đổi hay cập nhật nội dung bài giảng một cách nhanh chóng từ bất kỳ đâu, bất kỳ thời điểm nào, điều này giúp giáo

viên giảm được chi phí và thời gian đi lại so với việc phải đến các trung tâm để dạy

• Có thể sử dụng lại các nội dung bài giảng của bản thân cũng như của các giáo viên khác một cách thuận tiện trong quá trình biên tập nội dung giảng dạy

• Có thêm nhiều công cụ hỗ trợ giúp giáo viên trong quá trình biên tập

và quản lý bài giảng nhằm nâng cao chất lượng bài giảng

• Dễ dàng nắm bắt được các thông tin về tình hình học tập chung của

cả lớp cũng như của từng học viên

• Có được những thông tin phản hồi nhanh chóng từ người học, từ đó

có thể điều chỉnh và nâng cao chất lượng giảng dạy

Đối với tổ chức đào tạo, những lợi ích thu được từ việc sử dụng các hệ đào tạo điện tử là khả năng:

• Kiểm soát được chất lượng giảng dạy cũng như tiến độ học chung của cả khóa cũng như của từng học viên

• Linh hoạt trong việc triển khai các nội dung đào tạo, với nội dung được biên tập tốt, một khóa học giờ đây có thể đáp ứng cho nhiều trình độ khác nhau với nhiều mục tiêu học khác nhau

• Nhanh chóng điều chỉnh nội dung học cho phù hợp với yêu cầu thực

tế của học viên

Nhược điểm: Bên cạnh những ưu điểm kể trên, với đặc điểm là một hình

thức mới mẻ, đào tạo điện tử vẫn còn một số hạn chế:

• Chi phí đầu tư ban đầu lớn: Việc học qua mạng còn là một hình thức mới mẻ và cần có các chuyên gia để thiết kế khóa học, cần các chi phí về hạ tầng thiết bị mạng do đó chi phí triển khai một lớp học E-

learning có thể gấp 4 đến 5 lần so với việc tổ chức một lớp học theo phương pháp truyền thống

• Giáo viên cần phải được đào tạo lại để có được các kỹ năng thiết kế bài giảng trên mạng Số lượng giáo viên tại một cơ sở đào tạo có thể

sẽ giảm bớt sau khi chuyển sang hình thức đào tạo mới mẻ này, điều này cũng dẫn đến vấn đề giải quyết việc làm cho đội ngũ giáo viên

dư thừa này

• Đòi hỏi phải thiết kế bài giảng cho phù hợp với nhiều mức độ về trình độ của học viên cũng như tình trạng hạ tầng kết nối mà sinh viên có Một ví dụ là các bài giảng dạng video thường phải đưa ra nhiều mức chất lượng khác nhau để học viên lựa chọn cho phù hợp với tốc độ kết nối mạng của mình

• Đòi hỏi tính tích cực nhiều hơn của học viên trong việc học tập, điều này sẽ dẫn đến việc học viên đã quen với cách học truyền thống sẽ cảm thấy có nhiều khó khăn Cộng với chi phí đầu tư trang thiết bị

để tham gia khóa học trên mạng dễ khiến học viên không hứng thú với phương pháp mới mẻ này

• Tương tác giữa giáo viên và học viên còn hạn chế, khiến việc học có thể buồn tẻ, một số học viên có thể sẽ cảm thấy thiếu quan hệ bạn bè

và sự tiếp xúc trên lớp Những khó khăn trên sẽ được giảm bớt nhiều nếu có sự chuẩn bị kỹ càng của các tổ chức đào tạo: Với hệ thống bài giảng được bố cục rõ ràng, có tính định hướng

để học viên dễ dàng xác định được các nội dung cần học, cộng với việc tăng cường tính tương tác giữa người học với học viên và giữa học viên với nhau sẽ khiến người học thấy được lợi ích của phương pháp đào tạo mới mẻ này

1.2.1 Đào tạo từ xa

Là hình thức đào tạo được sử dụng khi người học và người dạy cách xa nhau

về vị trí địa lý hoặc không thể có điều kiện để gặp mặt tại cùng một thời điểm trong cùng một không gian địa lý xác định Hình thức ban đầu của phương pháp này là việc đào tạo thông qua hệ thống thư tín, bài giảng Với hình thức này, các trao đổi giữa giáo viên và người học được thực hiện qua thư và xuất hiện từ những năm

1800 tại một số nước Châu Âu và Mỹ Tuy nhiên cột mốc đầu tiên của đào tạo điện

tử chỉ thực sự xuất hiện với sự xuất hiện của hệ thống phát thanh truyền hình vào đầu thế kỷ 20 Khóa học qua hệ thống Radio đầu tiên được tổ chức tại trường đại học Iowa(Mỹ) vào năm 1925 Đến những năm 80 là sự xuất hiện của việc đào tạo thông qua truyền hình vệ tinh cho phép học viên tại bất kỳ vị trí nào trên thế giới đều có thể tiếp nhận các bài giảng Làn sóng thứ nhất của đào tạo điện tử đã mang đến cho những người có nhu cầu học, nhu cầu tăng cường sự hiểu biết có được những cơ hội để thực hiện mong muốn của mình Và ngày nay, những phương tiện điện tử ở làn sóng thứ nhất vẫn là những công cụ truyền tải tri thức được đông đảo người học quan tâm

Bên cạnh những ưu điểm của mình thì những phương tiện điện tử của làn sóng thứ nhất vẫn có những điểm hạn chế, đó là:

• Tính tương tác giữa người học với người dạy bị hạn chế, đa số vẫn là tương tác một chiều từ người dạy, việc trao đổi, phản hồi từ người học tới người dạy còn chưa thuận tiện

• Mặc dù khắc phục được vấn đề cách biệt về không gian địa lý giữa người học và người dạy, nhưng người học vẫn bị ràng buộc về mặt thời gian học (phải nắm được lịch phát của các chương trình học để theo dõi; bắt buộc phải học tuần tự)

Như vậy có thể thấy, đào tạo điện tử trong giai đoạn này chủ yếu đóng vai trò cung cấp một phương tiện truyền tải bài giảng từ người dạy đến người học một các thuận tiện hơn, nhằm khắc phục các khó khăn về không gian địa lý

1.2.2 Đào tạo có sự trợ giúp của máy tính

Cuối những năm 70 bước sang đầu những năm 80, máy tính cá nhân xuất hiện và nhanh chóng trở thành công cụ hỗ trợ đắc lực cho con người trong công việc cũng như trong quá trình học tập Các bài giảng được đóng gói dưới dạng các đĩa CD-ROOM và phân phối tới người học Với sự trợ giúp của máy tính, các nhà cung cấp bài giảng đã bước đầu đưa các tương tác hai chiều vào nội dung bài giảng, cho phép người học có được những tương tác ở mức độ nhất định với nội dung được học Những tương tác này mặc dù đơn giản, chủ yếu ở dạng các bài kiểm tra ngắn nhằm phân loại người học giúp họ xác định tiến trình học hợp lý, hay các kịch bản tình huống thay đổi theo hành vi của người học, đã giúp cho quá trình học giảm được sự đơn điệu, đồng thời giúp người học tiết kiệm được thời gian và công sức Hai phương pháp học dựa trên máy tính phổ biến nhất là Computer-Aided Instruction (CAI) và Computer-Based Training (CBT)

Tuy nhiên đào tạo dựa trên máy tính có hạn chế là chi phí để xây dựng bài giảng là lớn, việc cập nhật nội dung bài giảng là khó khăn Mặt khác, các tương tác trong bài giảng còn hạn chế, không đáp ứng được hết nhu cầu của người học, nhất

là nhu cầu trao đổi nhằm tăng cường khả năng tiếp thu kiến thức của người học Tuy nhiên so với giai đoạn trước, ở giai đoạn này, đào tạo điện tử ngoài việc tạo một môi trường phân phối bài giảng đơn giản, hiệu quả đến người học, đã bước đầu

chú ý đến việc quản lý nhu cầu và quá trình học tập của người học nhằm giúp người học có những điều chỉnh phù hợp với nhu cầu và khả năng của bản thân

1.2.3 Đào tạo có sự trợ giúp của Internet

Với sự phát triển của Internet đầu những năm 90, một môi trường vô cùng thuận lợi cho đào tạo điện tử đã xuất hiện Khả năng hỗ trợ đa phương tiện phong phú, định dạng thống nhất đã đưa công nghệ Web trở thành môi trường xuất bản bài giảng lý tưởng cho đào tạo điện tử, cho phép người học có thể truy cập một cách dễ dàng các tri thức ở bất kỳ đâu, bất kỳ thời điểm nào với nội dung cập nhật nhất Bên cạnh đó, việc Internet được kết nối rộng rãi đã tạo ra môi trường tương tác đơn giản, hiệu quả giữa người dạy và người học cũng như giữa người học với nhau

Cùng với làn sóng phát triển của Internet, đào tạo điện tử đã bước vào giai đoạn phát triển mạnh nhất từ trước đến nay thu hút được sự quan tâm của nhiều tổ chức, chính phủ cũng như các tổ chức đào tạo và nghiên cứu Ở Mỹ, đào tạo điện tử được coi là một trong các mục tiêu phát triển trọng tâm với việc năm 1999 quốc hội

Mỹ đã thành lập một tiểu ban phụ trách vấn đề này Hiện nay hầu hết các cơ sở giáo dục ở Mỹ đều ứng dụng đào tạo điện tử với các mức độ khác nhau Châu Âu cũng

có thái độ rất tích cực với vấn đề này Năm 2001, Ủy ban châu Âu đã đưa ra kế hoạch mang tên "Kế hoạch hành động WBT" với chi phí 13,3 tỷ USD nhằm nghiên cứu và triển khai các hoạt động đào tạo điện tử Ở châu Á, Hàn Quốc, Nhật Bản và Singapore là những quốc gia đi đầu trong việc triển khai và ứng dụng đào tạo điện

tử

Ở giai đoạn này, hệ thống đào tạo điện tử đã trở nên phức tạp hơn rất nhiều

so với trước, giờ đây nó không chỉ đơn thuần là một công cụ quản lý và phân phối nội dung bài giảng đến người học mà nó còn là một công cụ trợ giúp đắc lực người học trong quá trình học tập của họ

Chính vì sự phức tạp và đa dạng trong việc phát triển các hệ thống đào tạo điện tử mà lĩnh vực này đã đặt ra cho các nhà nghiên cứu nhiều vấn đề cần giải quyết, nhiều xu hướng nghiên cứu khác nhau đã xuất hiện:

Chuẩn hóa môi trường đào tạo: Với việc chuẩn hóa này, đối với người

phát triển hệ thống, có thêm một cơ sở để định hướng quá trình xây dựng

hệ thống của mình, đối với người quản lý có thêm những căn cứ để đánh giá tình phù hợp, tính khả thi của hệ thống trong quá trình lựa chọn một

mô hình đào tạo điện tử phù hợp cho tổ chức của mình Ngoài ra việc chuẩn hóa còn giúp việc trao đổi thông tin giữa các hệ thống trở nên đơn giản, thống nhất, nhằm tạo ra tạo ra một môi trường học tập chia sẻ rộng rãi

Tăng cường tính tương tác với người học: Xu hướng này nhằm hướng

tới việc hệ thống đào tạo sẽ hỗ trợ người học tốt hơn trong quá trình học tập, từ việc giúp người học xác định một tiến trình học phù hợp với trình

độ và năng lực của họ đến việc hỗ trợ người học trong việc giải quyết các các vấn đề nẩy sinh trong suốt tiến trình đào tạo

Từ thời điểm này, luận văn sẽ sử dụng khái niệm đào tạo điện tử để chỉ quá trình đào tạo điện tử có sự trợ giúp của mạng Internet Và ngay trong phần tiếp theo, luận văn sẽ trình bày hai thành phần cơ bản trong mô hình của một hệ thống đào tạo điện tử: Đó là hệ thống quản trị nội dung học (LCMS) và hệ thống quản trị học (LMS)

1.3 Mô hình hệ thống đào tạo điện tử

Một hệ thống đào tạo điện tử vể mặt tổ chức là tập hợp của rất nhiều các môđun chức năng khác nhau cho phép quản lý toàn bộ từ nội dung giảng dạy đến quá trình đăng ký, quá trình học tập hay quá trình đánh giá kết quả của từng người học tại bất cứ thời điểm nào Các môđun này có thể được nhóm thành hai phân hệ

cơ bản là phân hệ quản trị nội dung học (LCMS – Learning Content Management System) và phân hệ quản trị học (LMS – Learning Management System)

Hình 1.1 Mô hình hệ thống đào tạo điện tử 1.3.1 Phân hệ quản trị nội dung học (LCMS)

Phân hệ quản trị nội dung học là tập hợp các môđun cho phép người phát triển nội dung hay người xây dựng bài giảng có thể tạo ra nội dung, lưu trữ, sử dụng lại, quản lý và phân phối nội dung từ kho chứa trung tâm đến từng người học Một

hệ quản trị nội dung học có những chức năng chính sau:

• Tích hợp nội dung: Chức năng này được thực hiện thông qua tập các

công cụ biên soạn bài giảng được tích hợp trong LCMS Các công cụ này cho phép người tạo nội dung kết hợp các nội dung được lưu trữ trong kho dữ liệu nội dung thành các bài giảng hoàn chỉnh

• Quản lý nội dung học: Thông qua chức năng này, giáo viên sẽ xác

định nội dung cụ thể của mỗi khóa học, bao gồm các thông tin về thời gian học, các vấn đề cần học, yêu cầu cho mỗi vấn đề, bài giảng cho từng vấn đề cũng như các thông tin khác như các tiến trình học khác nhau cho các đối tượng người học khác nhau…

• Quản lý kho chứa nội dung: chức năng chính là quản lý kho chứa

đối tượng học (Learning Object) và cung cấp giao diện truy cập cho các chức năng tạo bài giảng cũng như chức năng phân phối nội dung

• Hệ thống phân phối nội dung: Cung cấp các nội dung học đến từng

học viên, nội dung được cung cấp có thể là các bài giảng, các bài kiểm tra, các thông báo…

• Theo dõi sự tham gia của học viên

• Tiến hành các hoạt động kiểm tra đánh giá

• Kết nối với phân hệ quản trị nội dung học để lấy ra nội dung học và trình diễn đến người học

1.4 Chia sẻ nội dung trong đào tạo điện tử

Với mô hình chức năng như vậy, mỗi hệ thống đào tạo điện tử sở hữu một cơ

sở dữ liệu các bài giảng riêng của mình được quản lý bởi một tập hợp các môđun chức năng nằm trong phân hệ quản trị nội dung (LCMS) và việc trao đổi thông tin giữa phân hệ quản trị nội dung (LCMS) và phân hệ quản trị học (LMS) sử dụng những chuẩn riêng do những người phát triển của hệ thống định nghĩa ra Bên cạnh

đó mỗi hệ thống lại phát triển một cấu trúc tổ chức nội dung bài giảng khác nhau Điều này dẫn đến việc trao đổi nội dung bài giảng hoặc sử dụng lại nội dung bài giảng từ một hệ thống khác là một công việc khó khăn và phức tạp, đòi hỏi nhiều công sức của người phát triển nội dung Để giải quyết vấn đề này, một trong những

xu hướng nghiên cứu và phát triển đào tạo điện tử trong thời gian gần đây là tập trung nghiên cứu để đưa ra các chuẩn nhằm chuẩn hóa thiết kế của hệ thống LMS cũng như chuẩn hóa cấu trúc nội dung của các bài giảng, từ đó đề xuất các kỹ thuật cho phép chia sẻ nội dung bài giảng giữa các hệ thống khác nhau

Với hướng nghiên cứu nhằm chuẩn hóa đào tạo điện tử, nhiều chuẩn đã được nghiên cứu và phát triển, trong đó được sử dung rộng rãi trong cộng đồng phát triển đào tạo điện tử hiện nay là chuẩn SCORM, được xây dựng trên cơ sở tích hợp nhiều chuẩn của nhiều tổ chức nghiên cứu phát triển khác thành một hệ thống chuẩn đầy

đủ, thống nhất

Tuân theo chuẩn đóng gói và chia sẻ SCORM, khi người quản trị nội dung cần chia sẻ bài giảng, những môđun này sẽ giúp người quản trị thu thập các nội dung cần chia sẻ, sau đó sử dụng các quy ước được đặc tả trong chuẩn chia sẻ để đóng gói các nội dung này thành các gói bài giảng Quá trình ngược lại xẩy ra tại

hệ thống muốn kết nhập nội dung từ các gói bài giảng, tại đó người quản trị nội dung sẽ gọi các môđun có nhiệm vụ tích hợp nội dung, các môđun này cũng tuân theo chuẩn chia sẻ nội dung do đó nó có thể hiểu được các bài giảng được đóng gói trong gói bài giảng, từ đó nó có thể đưa nội dung này vào hệ thống của mình

Với hình thức chia sẻ nội dung này, các hệ LCMS chỉ cần hiểu được cấu trúc bài giảng và chuẩn đóng gói của SCORM là có thể sử dụng được các gói bài giảng được chia sẻ Khái niệm tĩnh ở xuất phát từ đặc điểm của phương thức chia sẻ này,

đó là:

• Hệ thống sử dụng bài giảng được chia sẻ nếu muốn sửa đổi nội dung trong gói thì phải thực hiện quá trình giải nén gói, sau đó biên tập các nội dung cần chỉnh sửa và cuối cùng là đóng gói lại nội dung bài giảng sau khi đã chỉnh sửa

• Khi hệ thống có bài giảng chia sẻ cập nhật hoặc chỉnh sửa lại nội dung trong gói bài giảng đã được hệ thống xuất bản thì các hệ thống khác có sử dụng bài giảng được chia sẻ này nếu muốn cập nhật những thay đối đó thì phải thực hiện lại từ đầu quá trình kết nhập bài giảng vào hệ thống

Luận văn này hướng đến việc xây dựng một mô hình chia sẻ động theo nghĩa việc cập nhật chỉnh sửa nội dung các bài giảng tại hệ thống có nội dung chia sẻ sẽ được tự động cập nhật cho các hệ thống có sử dụng nội dung được chia sẻ đó Để thực hiện mô hình này, luận văn sử dụng giải pháp lưu trữ tập trung các bài giảng trong một kho lưu trữ tập trung, nội dung của kho này sẽ được cập nhật và quản trị bởi các hệ LCMS khác nhau, việc truy xuất kho lưu trữ này có thể được thực hiện thông qua các hệ LMS để phân phối nội dung bài giảng đến người học Việc lưu trữ tập trung sẽ giúp cho quá trình cập nhật bài giảng sẽ được thể hiện ngay với người học Chi tiết của mô hình này sẽ được giới thiệu trong chương 3

CHƯƠNG 2: MÔ HÌNH BIỂU DIỄN DỮ LIỆU SCORM

2.1 Chuẩn trong đào tạo điện tử

Chia sẻ thông tin hay tri thức là một nhu cầu căn bản trong xã hội loài người

từ trước đến nay, làm cho tri thức của loài người ngày càng trở nên phong phú và phát triển Ngày nay, với sự phát triển nhanh chóng của khoa học kỹ thuật, con người ngày càng có nhiều cơ hội cũng như nhu cầu để có thể trao đổi tri thức với nhau nhằm tận dụng được tối đa những tri thức của nhân loại

Trong lĩnh vực đào tạo điện tử, sự phát triển mạnh mẽ của loại hình giáo dục này trong những năm qua cũng đặt ra cho những người phát triển hệ thống những yêu cầu về khả năng trao đổi thông tin, tri thức giữa các hệ thống nhằm cải thiện và nâng cao chất lượng của mỗi hệ thống trên cơ sở tận dụng được những tri thức từ các hệ thống khác Một trong những tri thức mà các hệ thống đào tạo điện tử muốn hướng tới để trao đổi đó là các nội dung bài giảng, bởi đây là kho tri thức, là dữ liệu sống còn mà mỗi hệ thống đều phải quản lý và phân phối đến người học

Cũng giống như quá trình trao đổi tri thức giữa con người với nhau, quá trình trao đổi thông tin giữa các hệ thống đào tạo điện tử cũng đòi hỏi các hệ thống tham gia phải tuân theo các chuẩn chung, đó là “Các thoả thuận trên văn bản chứa các đặc tả kỹ thuật hoặc các tiêu chí chính xác khác được sử dụng một cách thống nhất như các luật, các chỉ dẫn hoặc các định nghĩa, của các đặc trưng để đảm bảo rằng các vật liệu, sản phẩm, quá trình và dịch vụ phù hợp với mục đích của chúng [theo ISO – International Standard Organization]”

Hình 2.1 Quy trình hình thành chuẩn trong đào tạo điện tử

• ADL (Advanced Distributed Learning): là tổ chức được lập bởi Bộ

quốc phòng Mỹ cùng với các thành viên là các nhà công nghiệp, các trường, các cơ quan nhà nước với mục tiêu là tăng khả năng tương tác giữa các chương trình đào tạo thông qua việc phát triển chung khung chương trình làm việc ADL đã phát triển chuẩn SCORM (Shareable Content Object Reference Model) đây là chuẩn được chấp nhận bởi cộng đồng E-learning trên toàn thế giới

• AICC (Aviation Industry Computer-Based Training Committee):

là tổ chức quốc tế đưa ra các chỉ dẫn về đào tạo dựa trên máy tính (Computer Based Traning) cho công nghiệp hàng không Tuy nhiên, các chỉ dẫn của tổ chức này có ảnh hưởng lớn đến E-learning Tổ chức đưa ra CMI Guidelines (chuẩn dùng để trao đổi thông tin giữa nội dung học tập và LMS), được sử dụng trong SCORM

• IEEE LTSC (Institute of Electrical for Electronics Engineers Learning Technology Standards Committee) là một tổ chức quốc

tế phát triển các chuẩn và các chỉ dẫn cho điện, điện toán, máy tính và các hệ thống liên lạc IEEE LTSC cung cấp các đặc tả về học tập để

có thể sử dụng được trong thực tế Ðặc tả nổi tiếng nhất của tổ chức

là LOM (Learning Object Metadata) Nó đã được đưa vào trong SCORM

• IMS Global Learning Consortium (Instructional Management System): Là hiệp hội toàn cầu với các thành viên là các trường học,

tổ chức thương mại, tổ chức nhà nước chuyên xây dựng các tiêu chuẩn cho các sản phẩm E-learning Đưa ra các đặc tả dựa trên XML phục vụ cho các công nghệ trong E-learning Các đặc tả của IMS được chấp nhận như các chuẩn không chính thức trên toàn thế giới Các đặc tả của tổ chức như Content Packaging (đóng gói), Simple Sequencing (xác định thứ tự nội dung học tập) đã được đưa vào SCORM

Quá trình hình thành một chuẩn thường trải qua một thời gian tương đối dài,

có khi lên đến 10 năm, do đó trong thực tế các nhà nghiên cứu đào tạo điện tử thường xây dựng chuẩn theo hướng vừa chuẩn hóa vừa áp dụng thực tế, điều này khiến trong lĩnh vực đào tạo điện tử xuất hiện nhiều chuẩn khác nhau và các chuẩn không có tính ổn định cao, thường xuyên có các thay đổi cập nhật, khiến việc tuân theo các chuẩn gặp nhiều khó khăn Trong các chuẩn này, bộ chuẩn SCORM của ADL là bộ chuẩn được nhiều tổ chức phát triển đào tạo điện tử sử dụng Khái quát

về chuẩn SCORM sẽ được giới thiệu trong phần 2 của chương

2.2 Khái quát về chuẩn SCORM

SCORM (Sharable Content Object Reference Model - Mô hình tham chiếu đối tượng dùng chung) là một tập chuẩn trong đó chứa các đặc tả và chỉ dẫn kỹ

thuật nhằm đáp ứng những yêu cầu về trao đổi nội dung học tập và hệ thống học tập trong các hệ thống đào tạo điện tử SCORM mô tả một mô hình tập hợp nội dung (Content Aggregation Model) và môi trường thực thi (Run-time Enviroment) cho các đối tượng học để cung cấp tri thức dựa trên những mục tiêu, sở thích, sự trình diễn và những nhân tố khác

Chuẩn SCORM đã phát triển qua nhiều giai đoạn khác nhau, ở mỗi giai đoạn lại được bổ sung hoặc chỉnh sửa các chức năng mới Bản SCORM được mô tả ở đây là SCORM 2004, phiên bản 1.3 Từ bản này trở đi tổ chức phát triển chuẩn SCORM là ADL sẽ lấy tên gọi theo từng năm để đặt tên cho các bản chỉnh sửa nâng cấp của phiên bản 1.3, điều này có nghĩa là chỉ sau khi SCORM 1.3 được triển khai rộng rãi thì mới tính tiếp đến việc đưa ra các phiên bản cao hơn (SCORM 1.4,1.5,…)

Hình 2.2.Lược đồ phát triển các phiên bản của SCORM

Về mặt tổ chức, các đặc tả và chỉ dẫn kỹ thuật trong chuẩn SCORM được chia thành 4 tài liệu là SCORM Overview, SCORM CAM (SCORM Content Aggregation Model), SCORM RTE ( SCORM Run-Time Enviroment) và SCORM

SN ( SCORM Sequencing and Navigation) Nội dung của 4 tài liệu này có thể tóm tắt như sau:

2.2.1 SCORM Overview - Tổng quan về SCORM

Giới thiệu chung về chuẩn SCORM: mục tiêu của chuẩn, lịch sử phát triển

và các hướng dẫn sử dụng các tài liệu còn lại trong chuẩn

2.2.2 SCORM CAM - Mô hình đóng gói nội dung của SCORM

Mục tiêu là các hướng dẫn kỹ thuật cần thực hiện trong quá trình đóng gói bài giảng, do đó nội dung của tài liệu này là:

• Định nghĩa các thành phần của bài giảng

• Quy trình đóng gói các thành phần bài giảng

• Cách thức đặc tả các thành phần trong bài giảng

• Các luật sắp xếp các thành phần trong bài giảng

Trong tài liệu này, các nội dung trên được thể hiện thông qua việc mô tả mô hình nội dung của bài giảng (bài giảng gồm những thành phần cơ bản nào, mối liên

hệ, ràng buộc) và các thức đóng gói hay cách thức kết hợp các nội dung này để có phân phối cho các hệ thống khác

2.2.2.1 Mô hình nội dung

Chuẩn SCORM mô tả mô hình nội dung của một bài giảng từ 4 thành phần

cơ bản:

a Asset

Asset là thành phần nhỏ nhất của một bài giảng theo chuẩn SCORM Một Asset có thể đơn giản chỉ là một file văn bản, trang web tĩnh hay cũng có thể là các

dữ liệu đa phương tiện như âm thanh, video clip hoặc hình ảnh động v.v Các Asset

có thể chứa các Asset con ở bên trong nó

Hình 2.3 Asset

Thông tin về các Asset được mô tả trong các Asset-metadata riêng để phục

vụ việc tìm kiếm và sử dụng lại các Asset

b SCO (Sharable Content Object)

SCO hay đối tượng nội dung có thể chia sẻ là tập hợp của một hay nhiều Asset, điểm khác biệt cơ bản giữa Asset và SCO là SCO có thể giao tiếp với LMS thông qua các API và LMS cũng có thể theo dõi bất kỳ SCO nào thông qua môi trường thực thi SCORM RTE Yêu cầu cơ bản đối với SCO là nó phải độc lập đối với khóa học, việc độc lập với khóa học cho phép SCO có thể được sử dụng cho nhiều mục đích khác nhau, cho nhiều khóa học khác nhau

Hình 2.4.Sharable Content Object (SCO)

c Content Organization

Hình 2.5.Content Organization

CO hay lược đồ nội dung là sơ đồ cho biết mối liên hệ giữa các hoạt động (tên gọi tắt cho một đơn vị bài giảng có cấu trúc) Mỗi hoạt động lại có thể bao chứa các hoạt động khác hoặc đơn giản mỗi hoạt động có thể là một SCO hoặc một Asset thể hiện nội dung của hoạt động

CO cũng được mô tả bởi các siêu dữ liệu, mỗi hoạt động đều được ánh xạ đến siêu dữ liệu của mình do đó hoàn toàn có thể sử dụng lại các siêu dữ liệu này cho các CO khác nhau, bởi vậy cấu trúc siêu dữ liệu của CO còn được gọi là “Đa tổ chức nội dung”

Bên cạnh đó CO còn chứa các thông tin về sắp xếp thứ tự của các hoạt động, LMS sẽ dựa vào các thông tin này để thực hiện việc phân phối và kiểm soát nội dung trong thời gian chạy

d Siêu dữ liệu

Siêu dữ liệu hay dữ liệu về dữ liệu trong SCORM được xây dựng trên cơ sở các siêu dữ liệu được đề xuất bởi IEEE LTSC LOM dùng để mô tả các thông tin liên quan đến nội dung bài giảng Siêu dữ liệu SCORM gồm năm thành phần:

• Siêu dữ liệu kết hợp nội dung: Siêu dữ liệu mô tả cách kết hợp các

nội dung trong gói bài giảng (gói nội dung) Bên cạnh đó siêu dữ liệu này còn được sử dụng cho các mục đích tìm kiếm

• Siêu dữ liệu tổ chức nội dung: Đây là siêu dữ liệu mô tả Tổ chức nội

dung Mục đích của siêu dữ liệu này là cho phép tìm kiếm trong kho nội dung và cung cấp thông tin về cấu trúc nội dung

• Siêu dữ liệu hoạt động: Đây là siêu dữ liệu mô tả Hoạt động Mục

đích của việc sử dụng siêu dữ liệu này là cung cấp thông tin để LMS

có thể truy xuất được tới các hoạt động trong kho nội dung Do đó siêu dữ liệu phải mô tả được toàn bộ hoạt động học theo dự định của người xây dựng bài giảng

• SCO: Siêu dữ liệu dùng trong SCO để cung cấp thông tin về nội dung

trong SCO, giúp cho SCO có khả năng tái sử dụng và tìm kiếm được trong kho nội dung

• Asset: Siêu dữ liệu dùng để mô tả Asset, giúp cho Asset có khả năng

tái sử dụng và tìm kiếm được trong kho nội dung

2.2.2.2 Quy trình đóng gói bài giảng

Sau khi đã có nội dung, điều quan trọng là làm cho nội dung đó có thể được

sử dụng bởi học viên, bởi các hệ thống quản trị nội dung cũng như bởi các hệ thống

quản học (LMS) Đặc tả đóng gói nội dung IMS là tập hợp các hướng dẫn nhằm cung cấp một cách thức chuẩn để cấu trúc và chuyển đổi nội dung học

Mỗi gói nội dung theo chuẩn đặc tả IMS bao gồm 02 phần chính

• Một tài liệu XML mô tả cấu trúc nội dung và cách thức kết hợp các tài nguyên của gói bài giảng, được đặt tên là Manifest (imsmanifest.xml) và được đặt thư mục gốc trong cấu trúc thư mục của gói bài giảng File Manifest không cố định, nó có thể là những

mô tả cho một phần khóa học, toàn bộ khóa học hoặc thậm chí là nhiều khóa học, hay đơn giản chỉ là tập hợp các nội dung cần chuyển

từ hệ thống này sang hệ thống khác Cấu trúc của một file Manifest được chia làm 4 phần

o Meta-data: là dữ liệu mô tả toàn bộ gói nội dung

o Organizations: chứa cấu trúc nội dung hay tổ chức tài nguyên

học để tạo nên các bài giảng độc lập

o Resources: xác định tài nguyên học dùng trong gói nội dung

o (sub)Manifest(s): mô tả các bài giảng con (có thể sử dụng độc

lập được)

• Các file vật lý của bài giảng